巖土工程勘察設(shè)計(jì)與施工中水文地質(zhì)探究

蘆霽

（新疆建筑科學(xué)研究院（有限責(zé)任公司），新疆 烏魯木齊830002）

由于工程所在區(qū)位的不同，水文地質(zhì)條件也有很大的差異。通過開展巖土勘察，獲取該地區(qū)的土樣或水樣，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以詳細(xì)的了解水文地質(zhì)信息。技術(shù)人員在編制巖土工程勘察報(bào)告，設(shè)計(jì)工程項(xiàng)目施工方案時(shí)，就可以將其作為重要依據(jù)。現(xiàn)階段的巖土工程勘察中，因?yàn)閷λ牡刭|(zhì)重視不足，或是技術(shù)條件的限制，勘察結(jié)果仍然存在一些誤差。下一步要通過明確水文地質(zhì)勘察重點(diǎn)、重視新技術(shù)新設(shè)備應(yīng)用等措施，為勘察工作開展和工程質(zhì)量安全提供全方位的保障。

1 水文地質(zhì)對工程施工帶來的影響

1.1 地下水位上升

在降水較多的月份，雨水滲入地下后導(dǎo)致地下水位上升。地下水位上升會(huì)給工程建設(shè)產(chǎn)生多方面的負(fù)面影響：首先，地下水會(huì)滲入到土壤的毛細(xì)孔中，讓原本堅(jiān)實(shí)的土體變得松軟，土體的承載力大幅度下降。如果工程已經(jīng)建好了地基，地下水位超過地基后，地基的實(shí)際承載力小于設(shè)計(jì)值，在較大的重力作用下，出現(xiàn)了不均勻沉降。上部建筑大多表現(xiàn)為墻體裂縫、歪斜等，嚴(yán)重影響建筑質(zhì)量安全。其次，地下水位上升過快，還會(huì)導(dǎo)致流砂或管涌等現(xiàn)象，周圍的土體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，不利于施工作業(yè)的順利開展。

1.2 地下水的侵蝕

地下水中含有較多的無機(jī)鹽、礦物質(zhì)，會(huì)對巖層產(chǎn)生一定的腐蝕。例如我國西南地區(qū)的溶洞地貌，就是地下水長期侵蝕形成的。長期受到地下水侵蝕的巖土結(jié)構(gòu)，由于孔洞較多，整體承載力被嚴(yán)重削弱，在這種地質(zhì)環(huán)境下進(jìn)行工程建設(shè)，必須要采用混凝土灌注封孔等措施，提高地基整體穩(wěn)定性，導(dǎo)致工程建設(shè)的成本上漲。此外，對于建成后的工程項(xiàng)目，地基也會(huì)因?yàn)殚L期受到地下水侵蝕，導(dǎo)致混凝土崩解，工程地基出現(xiàn)多處開裂，給工程的質(zhì)量安全構(gòu)成威脅。

2 工程施工中巖土工程勘察設(shè)計(jì)的重要性

巖土勘察的目的是查明工程所在區(qū)域的不良地質(zhì)類型、范圍、危害程度等具體信息，從而為施工單位評估施工作業(yè)環(huán)境、制定施工技術(shù)方案等提供參考。從勘察對象上來說，主要包括巖土層勘察與地下水勘察兩種。由于勘察內(nèi)容多樣而細(xì)致，并且對勘察技術(shù)要點(diǎn)、流程等有著嚴(yán)格的要求，為了保證巖土工程勘察作業(yè)能夠順利開展，并獲取全面、精確的地質(zhì)信息，必須要提前開展設(shè)計(jì)工作。例如確定勘探孔的布設(shè)位置、數(shù)量，以及詳細(xì)參數(shù)（如孔徑、孔深等），還有取樣件數(shù)、原位測試方法等等?？茖W(xué)的巖土工程勘察設(shè)計(jì)，是充分發(fā)揮工程建設(shè)中巖土勘察價(jià)值的關(guān)鍵，必須要引起相關(guān)單位的高度重視。

3 基于巖土工程勘察的水文地質(zhì)評價(jià)要點(diǎn)

3.1 工程地質(zhì)勘察分析

勘察人員需要在某一建筑工程施工以前，對水文地質(zhì)的各方面條件可能對建筑或巖土體形成的危害和影響程度進(jìn)行評價(jià)，主要是判斷會(huì)形成何種程度的危害，只有明確危害才能找到最合適的防治方式。通過對這一地區(qū)的巖石體情況進(jìn)行勘察，來評價(jià)該區(qū)域的水文地質(zhì)分布情況。并且，判斷巖石體情況是否會(huì)影響工程建筑的質(zhì)量。倘若評估得出的結(jié)論為工程建筑質(zhì)量深受其影響，需要對建筑工程進(jìn)行實(shí)施調(diào)動(dòng)。

3.2 評價(jià)工程地基類型

勘察人員在得到某一區(qū)域的水文地質(zhì)詳細(xì)信息之后，需要經(jīng)過分析作用，對區(qū)域的地基基礎(chǔ)進(jìn)行具體的、科學(xué)的評價(jià)。在水文地質(zhì)評價(jià)過程中，勘察人員必須要保證地基勘察數(shù)據(jù)的正確判斷。在得出客觀的評價(jià)結(jié)果后，結(jié)合工程詳細(xì)信息，包括建設(shè)規(guī)模、高度、荷載等，判斷現(xiàn)有的水文地質(zhì)條件下，是否適合進(jìn)行工程建設(shè)。如果經(jīng)地基類型評價(jià)，顯示不適合進(jìn)行工程建設(shè)的，出于建筑使用安全考慮，不得在此處施工；反之，如果適合工程建設(shè)，也需要對地基進(jìn)行特殊的處理，例如防水、防滲處理，加固處理等，保證工程地基的安全。

3.3 評價(jià)工程地質(zhì)水分腐蝕度

在巖土工程勘察中，通過選取水樣進(jìn)行地下水的成分分析，可以得知地下水中CO32-和SO42-等酸性離子的含量。如果酸性離子根的含量偏高，則地下水對巖石的腐蝕能力較強(qiáng)，就需要引起施工單位的重視。除了獲取水樣外，在巖土工程勘察中還需要獲取土樣，并根據(jù)土樣的腐蝕度，得出最終的評價(jià)結(jié)果，做好相應(yīng)的地基施工處理措施。

3.4 評價(jià)工程地質(zhì)巖土層損壞度

地下水在流動(dòng)過程中，可能會(huì)因某些因素的影響而發(fā)生水位升降變化。地下水的這一動(dòng)態(tài)變化情況，將會(huì)對巖石體造成直接影響。尤其是在降雨較為集中的夏季，有強(qiáng)降雨時(shí)，地下水位會(huì)在較短時(shí)間內(nèi)迅速上漲；而降雨過后，由于夏季氣溫較高，地表水分迅速蒸發(fā)，地表土層干燥，地下水位也會(huì)短時(shí)間內(nèi)明顯降低。在一漲一降的過程中，巖土層的結(jié)構(gòu)也會(huì)遭到較為嚴(yán)重的破壞。例如，土壤中存在的毛細(xì)管可以增強(qiáng)土壤的水滲透能力，保證土體結(jié)構(gòu)保持整體穩(wěn)定。但是地下水頻繁升降，會(huì)破壞這些毛細(xì)管，巖土的承載力降低。

4 工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)危害的應(yīng)對策略

4.1 重視地下水埋藏狀況的調(diào)查

以往的工程地質(zhì)勘察中，技術(shù)人員往往側(cè)重于巖土層相關(guān)信息的調(diào)查，包括土質(zhì)類型、分布范圍、均勻性等，而對于水文特點(diǎn)的重視不足。針對此類問題，要求在今后的巖土工程勘察中，要兼顧巖土與水文的勘察。在地下水埋藏狀況的勘察時(shí)，要樹立整體理念，不能局限于工程覆蓋范圍內(nèi)的水文調(diào)查，還要擴(kuò)大范圍，以便于獲得更加全面的水文地質(zhì)信息，對區(qū)域內(nèi)的水文特點(diǎn)、變化情況有詳細(xì)的了解。根據(jù)當(dāng)前的水文勘測結(jié)果，技術(shù)人員還要利用專業(yè)的軟件，推算出水位周期性變化趨勢，以便于提前采取工程措施，切實(shí)保障工程地基的安全。

4.2 運(yùn)用新型水文地質(zhì)勘察技術(shù)

近年來，工程建設(shè)中人們對于巖土工程勘察結(jié)果的全面性、精確性等提出了更為嚴(yán)格的要求。這也迫切需要勘察工作開展時(shí)，要使用精度更高、技術(shù)更為先進(jìn)的儀器設(shè)備，在顯著減輕工作人員壓力的同時(shí)，也能夠讓勘察參數(shù)更加細(xì)致、精確，為下一步的工程建設(shè)提供必要的參考。例如使用一種全液壓巖心鉆機(jī)，在堅(jiān)硬的巖石地層中，也能夠方便的進(jìn)行鉆孔、取樣。還有一些新型設(shè)備不僅可以取土樣、水樣，還能夠取氣態(tài)樣，更好的滿足了技術(shù)人員多方面的勘察需求。

4.3 加強(qiáng)巖石水理性質(zhì)的研究

水理性質(zhì)的探究內(nèi)容包括：第一，巖土層的溶水性；第二，巖土層的透水性；第三，巖土層的持水性。在此基礎(chǔ)上，通過水理性質(zhì)勘察，來保證水文地質(zhì)勘察工作的質(zhì)量是能夠達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的。將收集得到的巖土層水理性質(zhì)特征進(jìn)行利用，并且進(jìn)行一些有關(guān)建筑工程方面的施工調(diào)整，就能有效避免建筑工程施工過程中出現(xiàn)危險(xiǎn)事件。技術(shù)人員根據(jù)以往的調(diào)查經(jīng)驗(yàn)，排除可能影響水理性質(zhì)的干擾因素。例如增加取樣的隨機(jī)性，避免在某一處集中取樣，可以讓樣品分析結(jié)果更加接近于該區(qū)域整體的巖石水理性質(zhì)。

4.4 編制水文地質(zhì)勘察的具體方案

由于工程所在區(qū)位水文地質(zhì)環(huán)境的復(fù)雜性，以及巖土工程勘察操作流程的繁瑣性，都決定了在具體開展工程前，施工人員需要結(jié)合現(xiàn)場情況，編制詳細(xì)的、規(guī)范的水文地質(zhì)勘察方案?？梢詤⒄諊一蛐袠I(yè)發(fā)布的一些規(guī)程，例如《巖土工程勘察規(guī)范》（GB5021-209）和《巖土工程勘察工作流程》（DB42-2016）等。該方案中要詳細(xì)包含水文地質(zhì)勘察的操作技術(shù)要點(diǎn)，以及需要重點(diǎn)獲取的地質(zhì)信息。

5 結(jié)論

近年來許多工程項(xiàng)目的施工建設(shè)中，因?yàn)閷λ牡刭|(zhì)信息的掌握不全面，地基施工處理不到位，后期工程項(xiàng)目投入使用后，因?yàn)榈叵滤钠茐模瑖?yán)重影響工程質(zhì)量，縮短了使用壽命，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。為了避免此類問題，要求施工單位在開展巖土勘察時(shí)，要重視水文地質(zhì)的勘察。通過明確水文地質(zhì)評價(jià)要點(diǎn)，獲取更加詳細(xì)的地質(zhì)信息，為編制施工方案、加強(qiáng)地基處理提供信息參考，進(jìn)而提升工程質(zhì)量安全。