探析水文地質(zhì)勘查在巖土工程勘查中的作用

魏 峰

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 酒泉 735000）

在工程項(xiàng)目的建設(shè)過(guò)程中，需要根據(jù)國(guó)家的相關(guān)技術(shù)規(guī)范對(duì)施工場(chǎng)地的工程地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行前期勘查，確定項(xiàng)目的可行性并且通過(guò)詳細(xì)的巖土工程勘查對(duì)工程的施工場(chǎng)地進(jìn)行定性、定量的分析，為工程的設(shè)計(jì)與建設(shè)提供符合相關(guān)工程的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和勘查規(guī)范的技術(shù)報(bào)告。確保工程項(xiàng)目的施工過(guò)程安全、保證工程達(dá)到設(shè)計(jì)的預(yù)期使用效果與使用壽命。

1 巖土工程勘查的主要內(nèi)容

巖土工程勘查工作首先需要對(duì)工程項(xiàng)目的場(chǎng)地進(jìn)行基本的地質(zhì)條件調(diào)查與測(cè)繪，根據(jù)工程設(shè)計(jì)的需要測(cè)量基礎(chǔ)地形、地質(zhì)數(shù)據(jù)并繪制出符合測(cè)繪規(guī)范要求的地形圖、地質(zhì)圖。根據(jù)勘查工作規(guī)范編制勘查報(bào)告，對(duì)工程施工條件進(jìn)行評(píng)價(jià)，包括巖土體結(jié)構(gòu)及分布規(guī)律、巖土層的物理性質(zhì)、巖土的水理性質(zhì)以及水文地質(zhì)狀況等[1]。例如地基的處理與加固方案或邊坡支護(hù)方案等。預(yù)防工程施工過(guò)程中發(fā)生工程地質(zhì)災(zāi)害，確保工程施工質(zhì)量與建筑物的使用安全。

2 水文地質(zhì)勘查在巖土工程勘查中的重要性

巖土工程勘查工作意在為工程建設(shè)的設(shè)計(jì)與施工提供所需的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，評(píng)估施工場(chǎng)地的總體地質(zhì)環(huán)境，對(duì)可能出現(xiàn)的影響施工進(jìn)程和施工計(jì)劃的情況進(jìn)行分析，提供解決這些問(wèn)題的專業(yè)的建議。巖土層本身具有一定的含水量，含水量的變化對(duì)巖土的性能自然會(huì)產(chǎn)生一定的影響。因此這種影響與地下水的水位和水量變化規(guī)律、地下水的補(bǔ)給方式以及水體化學(xué)性質(zhì)等參數(shù)有關(guān)，都需要在巖土工程勘查中進(jìn)行全面的勘測(cè)與分析。在獲得相關(guān)數(shù)據(jù)與信息后，根據(jù)具體的工程建設(shè)特點(diǎn)和要求，評(píng)估可采取的有效預(yù)防措施。

2.1 地下水位、水量變化對(duì)巖土物理性質(zhì)的影響

隨著地下水位、水量的變化，不同性質(zhì)與構(gòu)造的巖土層受到的影響各不相同[2]。首先其中的軟質(zhì)巖石和高度風(fēng)化的巖層在地下水的浸泡下短時(shí)間就會(huì)出現(xiàn)軟化、甚至徹底崩潰解體，這些軟化崩解的巖層在地下水的運(yùn)動(dòng)沖刷下會(huì)從原有的巖層構(gòu)造中剝離。其次巖土體當(dāng)中漲縮系數(shù)較大的膨脹土在地下水位與水量變化的作用下反復(fù)經(jīng)歷吸水膨脹與失水干縮的過(guò)程，其體積的變化會(huì)引起整個(gè)建筑基礎(chǔ)的支撐應(yīng)力分布不均，對(duì)建筑物的地基產(chǎn)生破壞作用。因此必須在施工工藝方案的設(shè)計(jì)中參照巖土工程勘探報(bào)告中相關(guān)評(píng)估結(jié)論與建議，采取有效的預(yù)防措施，才能避免地下水文運(yùn)動(dòng)給建筑工程基礎(chǔ)施工帶來(lái)的危害。

2.2 地下水對(duì)建筑物基礎(chǔ)的侵蝕

地下水在地下的滲透與流動(dòng)過(guò)程當(dāng)中與巖層不斷發(fā)生相互作用，其中會(huì)融入特定的化學(xué)物質(zhì)。在巖土工程勘查工作中，需要對(duì)建筑物地基埋入深度的地下水的化學(xué)成分進(jìn)行檢驗(yàn)和分析，確定其對(duì)于建筑物地基材料是否具有腐蝕性并提出相關(guān)預(yù)防措施[3]。例如地下水的化學(xué)成分對(duì)混凝土及其中的鋼筋結(jié)構(gòu)的腐蝕作用及其預(yù)防辦法。

2.3 地下水對(duì)工程施工的影響

地下水文情況對(duì)施工工作的影響也是多方面的。首先由于水在重力的作用下會(huì)自然的產(chǎn)生滲透作用，如果工程的基坑施工地點(diǎn)處于地下水位之下，則必須考慮施工過(guò)程中地下水的滲透是否會(huì)給施工人員帶來(lái)威脅。其次當(dāng)為避免地下水位影響施工工作而采取人工降水措施時(shí)，水位的變化對(duì)于場(chǎng)地內(nèi)的巖土層結(jié)構(gòu)會(huì)帶來(lái)影響，有可能出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)或土層沉降。這些現(xiàn)象是否會(huì)發(fā)生取決于地下土層的性質(zhì)、地下水位和運(yùn)動(dòng)規(guī)律及地質(zhì)構(gòu)造特點(diǎn)，而這些參數(shù)都可以從水文地質(zhì)勘探查中獲得。

3 巖土工程勘查中的水文地質(zhì)勘查技術(shù)

3.1 地下水位及其變化幅度與規(guī)律的檢測(cè)分析

地下水位和水量會(huì)由于氣象條件的變化的影響而產(chǎn)生周期性的變化，其變化幅度與降水量之間也會(huì)有明顯的關(guān)聯(lián)性。因此這些變化參數(shù)可以參考地區(qū)相關(guān)水文地質(zhì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)際的水位勘查數(shù)據(jù)，根據(jù)工程的施工計(jì)劃進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，評(píng)估其變化對(duì)巖土施工性能的影響。

3.2 巖土層水理性質(zhì)的測(cè)試與分析

在巖土工程勘查工作中，首先需要通過(guò)鉆孔等地質(zhì)勘探手段獲得地下巖土層的樣本，然后在實(shí)驗(yàn)室對(duì)巖土樣本進(jìn)行物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)以及水理性質(zhì)的試驗(yàn)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)程序獲得巖土樣本的相關(guān)參數(shù)。結(jié)合實(shí)際勘探獲得的相關(guān)種類巖土層結(jié)構(gòu)與分布狀況，對(duì)場(chǎng)地的施工技術(shù)性能做出評(píng)估。

3.3 地下水的水壓及巖土施工性能的原位測(cè)試

原位測(cè)試是在巖土工程勘查中直接對(duì)巖體的施工技術(shù)參數(shù)性質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，一般檢測(cè)原理是使用帶有檢測(cè)探頭的測(cè)量分析儀器，通過(guò)將探頭深入到被測(cè)的巖土層中，利用探頭上的傳感器將檢測(cè)到的壓力、溫度等數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸出到儀器的處理器當(dāng)中，由儀器自動(dòng)對(duì)隨著探頭的移動(dòng)位置的不斷變化而變化的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與分析，得到被測(cè)巖土層的相關(guān)性能變化曲線。

4 結(jié)語(yǔ)

伴隨著超高層建筑以及人們對(duì)于城市地下空間的利用需要的增長(zhǎng)，建筑工程的地基施工深度不斷的向地下延伸。這增加了建筑工程對(duì)于巖土工程勘查的依賴程度，而水文地質(zhì)勘查也同樣越來(lái)越重要。其次由于城市地下水的開(kāi)發(fā)使用以及大型工程對(duì)地下水文狀況都產(chǎn)生了多樣化的影響，讓地下水文地質(zhì)勘探工作變得更加復(fù)雜。因此必須不斷的探索相關(guān)領(lǐng)域現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在水文地質(zhì)勘查當(dāng)中的應(yīng)用，讓勘查工作效率更高、數(shù)據(jù)參數(shù)更加精確。