水文地質(zhì)在巖土工程勘察中的應(yīng)用淺析

候新杰

（上海地礦工程勘察有限公司 上海市 200072）

引言

相關(guān)部門和專業(yè)人員越來越意識到水文地質(zhì)對巖土勘察的危害，在該領(lǐng)域也不斷加大投入和研究，以提高巖土勘察效率。在具體實踐中很多勘察工作并沒有足夠重視對水文地質(zhì)的應(yīng)用，不僅沒有有效避免其所帶來的危害，更沒有讓水文地質(zhì)的優(yōu)勢切實發(fā)揮出來。在具體的勘察工作中一定要對水文地質(zhì)引起重視，為了更好地保證巖土勘察質(zhì)量和提升勘察效率，現(xiàn)在加強對水文地質(zhì)的具體應(yīng)用研究具有重要的現(xiàn)實意義。

1 巖土工程中巖土體內(nèi)的水理特征分析

1.1 具有給水性

在地球萬有引力的作用下，巖土層中不免會滲透出一定量的水分，這種情況通常被稱之為巖土的給水性。同時，給水性也通常被用來作為判斷巖土質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，其主要的測量方式就是通過在實驗室內(nèi)利用特定的設(shè)備來對其進行科學(xué)的測量。經(jīng)過測量便可以對巖土的給水程度進行判斷，從而也有利于后期可以有效開展其他的巖土工程，這樣也可以有效避免因為巖土工程的勘察失誤而引發(fā)的建筑工程質(zhì)量問題。

1.2 具有膨脹收縮性

由于巖土通過對水分的吸收從而在一定條件下就會出現(xiàn)一定的膨脹現(xiàn)象，相反，如果巖土處于缺水狀態(tài)時則會產(chǎn)生收縮反應(yīng)。在實際勘察中通常應(yīng)用膨脹率和體縮率來判斷巖土本身的膨脹收縮性能。由于巖土缺水可能會造成巖土內(nèi)部分子間距縮小，從而出現(xiàn)巖土收縮的現(xiàn)象，同樣的道理，如果巖土體一直浸泡在豐富的水源內(nèi)，由于水分的填充就會在一定程度上拉大巖土分子的間距，從而出現(xiàn)巖土膨脹的現(xiàn)象。如果巖土體出現(xiàn)經(jīng)常性的反復(fù)漲縮，就會導(dǎo)致巖土發(fā)生變形，并且這種變形是不可逆的。然而巖土體的變形勢必會影響到其上部建筑的穩(wěn)定性，導(dǎo)致建筑變形或者路面開裂等問題。

1.3 具有崩解性

由于巖土長時間浸泡在水中，到一定程度是就會在巖土表面出現(xiàn)出水的現(xiàn)象，但是如果水量集聚到一定程度時，在巖土的內(nèi)部也會出現(xiàn)出水現(xiàn)象，然而一旦內(nèi)部出水就會對巖土結(jié)構(gòu)造成沖擊，大大減弱其穩(wěn)定性。又由于水分可以溶解巖土表層的膠結(jié)物，這樣的話就會在巖土表面形成一張水膜，這張水膜可以大大削弱巖土的粘性，從而造成巖土本身發(fā)生崩解，嚴(yán)重影響地表建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，這種現(xiàn)象就被稱為巖土的崩解性。

1.4 具有軟化性

在上文中也提到了如果巖土長時間在水中浸潤就會加大巖土分子間距，這樣的話就會導(dǎo)致分子間的作用力被削弱，對巖土造成軟化作用，在對建筑進行耐風(fēng)化評價時也常將巖土的軟化性作為一項重要的指標(biāo)，通常巖土的軟化程度主要通過巖土自身的軟化系數(shù)來得以體現(xiàn)。比如，粉性土和粘性土就具有較高的軟化系數(shù)，而對于巖石等就具有較低的軟化系數(shù)。在進行建筑施工時如果采用軟化系數(shù)較高的材料的話，一旦遭遇水患就很容易對建筑的地基造成軟化影響，從而造成建筑變形甚至坍塌，嚴(yán)重影響建筑安全和人身安全。

1.5 具有透水性

由于巖土自身也是由多個原子和分子組成，所以在巖土內(nèi)部必然存在一定的分析間隙，而由于地球引力的存在，在巖土間就會通過部分水分。在對巖土進行透水性能評定時通常以透水強弱來作為評判標(biāo)準(zhǔn)，主要以透水系數(shù)來進行體現(xiàn)。通常對于一些硬度較高的巖土來講其具有較強的滲透性，反之硬度低的巖土則透水性也相對較差。

2 巖土勘察中水文地質(zhì)的危害表現(xiàn)分析

2.1 由于地下水位上升造成的危害

在自然界中有很多的原因都可能會造成地下水位上升，但經(jīng)過總結(jié)可以將其主要歸為以下幾個原因：區(qū)域氣候變化、水層結(jié)構(gòu)以及人力因素。比如，在某區(qū)域內(nèi)如果發(fā)生雨量的猛增、其他工程的施工亦或是人們對巖土層的開挖等一種或者多種原因都有可能會造成地下水位的上升。但是不論歸因于誰，一旦地下水位上升至一定程度都會對該區(qū)域內(nèi)的巖土結(jié)構(gòu)造成影響，進而影響巖土工程的施工和質(zhì)量，如果情形嚴(yán)重的話還會造成重大危害：①當(dāng)?shù)叵滤怀霈F(xiàn)上升時就會加快土壤的鹽漬化速度，從而危害到土壤的質(zhì)量，一旦土壤鹽漬化程度加深就會影響到巖土層上方建筑工程的地基安全；②如果是臨近河岸的地下水位上升的話就有可能會造成河岸坍塌，再加上巖土本身硬度較差就會導(dǎo)致這些巖土遭受到較大的破壞；③在地下水位上升的情況下，地表的細沙就會比較容易受到液化，從而加快流失速度，這種情況下便會對地基的穩(wěn)定的產(chǎn)生影響，從而降低建筑物的穩(wěn)定性。所以，在進行巖土勘察時一定要足夠重視水文地質(zhì)的勘察工作，有效避免地下水上升可能對建筑造成的危害。

2.2 由于地下水位下降造成的危害

造成地下水位下降的原因雖然多樣，但究其根本人為因素則占據(jù)主要。比如，在工業(yè)得以快速發(fā)展的同時地下水遭遇過度挖掘，并且加上對地下空間的開發(fā)以及對地下水的濫用等。地下水位的下降通常會導(dǎo)致地面發(fā)生開裂，如果嚴(yán)重的話很可能會造成地面的坍塌，不僅會影響建筑物的安全還會對地下水水質(zhì)造成嚴(yán)重影響。另外，也正是由于地下水位的下降會對該地域內(nèi)的巖土工程質(zhì)量和安全性造成威脅，嚴(yán)重時還會影響當(dāng)?shù)鼐用竦纳瞽h(huán)境。所以，在勘察過程中一定要加強對水位下降的預(yù)測和預(yù)防，盡量避免在未來水位下降的區(qū)域進行工程修建。

2.3 由于地下水位反復(fù)升降造成的影響

在前文中已經(jīng)提到了如果地下水位出現(xiàn)反復(fù)升降的情況就可能會對巖土的結(jié)構(gòu)造成影響，致使結(jié)構(gòu)變形造成崩解。由于水體的填充和缺失會導(dǎo)致巖土體的膨脹和收縮，如果水位反復(fù)升降的話就會導(dǎo)致巖土體長期處于膨脹——縮小的體積變化中，這樣長久的作用就會導(dǎo)致巖土變形，而這種變形是不可逆的。另外，如果水位的大幅上升可能會對地表造成開裂影響從而影響其上建筑物的穩(wěn)定和安全。再者，也正是由于反復(fù)升降在很大程度上會將區(qū)域內(nèi)土壤中的優(yōu)質(zhì)化學(xué)元素帶走，大量金屬元素的流失會造成區(qū)域內(nèi)土壤的土質(zhì)疏松，如此一來，就會增加土壤間隙，大大降低土壤的承重力，也會加大后期巖土工程的施工難度。

3 巖土勘察中水文地質(zhì)的具體應(yīng)用分析

3.1 應(yīng)用于勘察自然地理條件

在對區(qū)域地理條件進行勘察時主要需要考慮地形特點和水文氣象兩項特征，而對于水文氣候的勘察分析主要是指巖土工程所在區(qū)域內(nèi)所呈現(xiàn)的氣候特征。比如，可以用來分辨工程區(qū)域的氣候是屬于熱帶氣候還是季風(fēng)氣候，同時還可以對區(qū)域的降雨量和濕度進行判定；對于地形特點的特征則可以判定工程區(qū)域內(nèi)的平原、山地以及高原等的具體分布，同時還可以對區(qū)域內(nèi)水土保持情況以及地表的平坦程度。在進行巖土工程勘察之前必須對當(dāng)?shù)刈匀粭l件進行勘察，所得勘察結(jié)果可以為工程進行提供理論依據(jù)，這樣的話就可以更好地保證工程建設(shè)的質(zhì)量和安全。所以，在進行巖土勘察中一定要加強對自然條件的勘察，這樣便可以為施工人員提供地質(zhì)和氣候情況，從而保證巖土工程勘察的質(zhì)量和效率。

3.2 應(yīng)用于對地質(zhì)情況的勘察

要想保證巖土勘察的質(zhì)量和效率就一定要重視對當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)的勘察。該過程中所涉及的地質(zhì)勘察主要內(nèi)容包括地質(zhì)構(gòu)造、地層結(jié)構(gòu)或者所處地球板塊的運動情況，另外，還有一項重要內(nèi)容就是地下水的水位變化。其中主要考察區(qū)域內(nèi)近年來水位的變化情況，包括水量的供應(yīng)以及水位的升降等等，同時還要對地下水和地表水之間的相互轉(zhuǎn)化情況進行勘察。通過對地質(zhì)情況的科學(xué)勘察一方面可以為巖土工程質(zhì)量提供高效保障，另一方面還可以為工程建筑的安全性提供保障。所以，在巖土勘察中該項工作無可替代。

3.3 應(yīng)用于對水層分布情況的勘察

水文地質(zhì)的勘察包括許多內(nèi)容，其中含水層也需要進行一定的勘察。其中地下水的水流方向、水位高低情況以及相關(guān)的供給問題都主要與含水層與隔水層的分布情況密切相關(guān)，一般巖土工程都會通過現(xiàn)場的實地勘察來記錄其相關(guān)因素的具體數(shù)據(jù)。例如含水層厚度、水流狀況以及滲透系數(shù)等，對含水層的準(zhǔn)確判斷能夠有效防止建筑基層的下陷、腐蝕等問題。對含水層數(shù)據(jù)的勘察能夠為巖土工程的施工提供一個可靠的質(zhì)量保證。因此，在水文地質(zhì)的勘察中，含水層的勘察十分重要。

3.4 應(yīng)用于對地下水位的勘察

在巖土工程的施工中，地下水位對施工的安全性與建筑的穩(wěn)定性都有著無可替代的重要作用。其變化會對建筑的相關(guān)性質(zhì)以及施工的實際情況造成一定的影響。因此，在巖土工程開展前，對地下水位的勘察具有十分特殊的實際意義，在對地下水位勘察時，不僅應(yīng)該搜集當(dāng)時的相關(guān)數(shù)據(jù)，還可以利用當(dāng)?shù)氐臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)與前幾年該地區(qū)的地下水位情況進行一定的對比和分析。與此同時，地下水的補給情況、排泄問題的調(diào)查也必不可少，由于地下水對于巖土工程開展的特殊意義，所以應(yīng)該是勘察的重點環(huán)節(jié)。

4 結(jié)束語

綜上所述，如果對水文地質(zhì)的勘察有所偏失的話就會對巖土工程的勘察工作帶來較為嚴(yán)重的影響，近年來雖然已經(jīng)加大了對水文地質(zhì)勘察的研究，但是在實際應(yīng)用中還有所欠缺。在今后巖土勘察工作中必須加大對水文地質(zhì)的應(yīng)用研究，并加大對工程區(qū)域內(nèi)自然地理條件、地質(zhì)情況、水層分布以及對地下水位的勘察應(yīng)用，更好地為巖土工程勘察工作提供科學(xué)依據(jù)，保證巖土工程勘察的質(zhì)量和效率。