巖土工程勘察中水文地質(zhì)問題分析

王潤倫 吳 丹 蔡 宇

湖北省地質(zhì)局第一地質(zhì)大隊

1 前言

在近幾年來，巖土工程的勘察工作開展的愈發(fā)順利，有關于水文地質(zhì)的研究與分析工作也同樣取得了長足進步。但隨之而來的，也是不容忽視的各項問題。在整個巖土工程中，地下水不僅是主要的環(huán)境因素，同時還關乎到整個巖土體的性質(zhì)，決定了巖土工程的安全性與穩(wěn)定性?；诖?，在日常的巖土工程勘察中，務必要進一步加強對各項地質(zhì)環(huán)境與地質(zhì)危害問題的分析與研究，從根本上發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。

2 巖土工程勘察工作內(nèi)容

巖土工程勘察應屬于建筑科學的范疇，為了能夠充分展示出其價值，同樣需要做好相關的準備工作，從實際情況出發(fā)來合理制定勘察內(nèi)容。首先，工程企業(yè)需要深入到工程現(xiàn)來掌握當?shù)氐牡刭|(zhì)條件，綜合判斷地質(zhì)勘察所的出的結果，利用先進的技術手段來展開全面的分析與評價，準確判斷出在后續(xù)的工程建設中可能會出現(xiàn)的問題，提前列舉出地質(zhì)情況可能發(fā)生的變化。其次，鑒于巖土工程的特殊性，地質(zhì)勘察應分別對巖土成分、化學性質(zhì)、地質(zhì)結構以及環(huán)境穩(wěn)定性等展開系統(tǒng)化分析，并采用不同的研究與分析方法。通過細化勘察工作來完善各個步驟的工程方案，以此來最大化保證巖土工程的安全運行。

3 巖土的水理特性

巖土的水理特性與地下水的存在方式與條件息息相關。通過分析以往的地質(zhì)勘察經(jīng)驗，地下水的存在方式主要包括如下三種，即為重力水、毛細管水以及結合水。

在基本掌握了地下水的存在形式后，在后續(xù)進行巖土地質(zhì)勘察工作時，則要著重注意對巖土水理特性加以區(qū)分，常見的測試性能有如下五點；首先，脹縮性。所指的是，當巖土出現(xiàn)失水、吸水現(xiàn)象后，其體積隨之發(fā)生改變，形成這一特性的主要原因是巖土外層的結合水膜。因此一旦發(fā)生失水、吸水，則有可能會導致地基凸起與地表開裂；其次，給水性。所指的是，當巖土處于飽和狀態(tài)下時，因重力變化，可能會將部分水從裂縫或空隙總擠出，這會導致工程施工現(xiàn)場的涂層過于濕潤，增加疏干時間；再次，透水性。所指的是，在重力作用下，水會從巖土中透過，透水性的強弱主要取決于縫隙的大?。坏谒?，軟化性。所指的是，當巖土浸水后，其強度會有所下降，進而導致巖石層變軟，在地下水的作用下，逐步形成軟弱夾層；最后，崩解性。所指的是，巖土浸水后，隨著濕潤度越來越高，顆粒之間的連接能力會逐步減弱，隨著時間的變化會導致土崩瓦解。

4 巖土工程勘察中常見的水文地質(zhì)問題

4.1 地下水上升

地下水上升是巖土工程勘察中十分常見的水文地質(zhì)問題，究其原因，導致地下水上升的因素有很多，例如水層結構發(fā)生變化、短期降雨量增多、自然條件變化、人為灌溉量大以及施工不當?shù)?，如果不能夠及時發(fā)現(xiàn)問題并予以解決，潛水位會一直處于持續(xù)上升的狀態(tài)。在巖土工程的建設過程中，務必要對這一現(xiàn)象給予應有的重視，筆者總結出了如下三點地下水上升可能引發(fā)的現(xiàn)象：首先，會在很大程度上弱化地基的承載能力，在地下水的上升過程中，巖土土體的物理與力學性質(zhì)均會發(fā)生轉變，隨著時間的增加，土體會朝向飽和軟化的方向所變化；其次，會造成工程結構主體的沉降。無論是何種類型的巖土工程地基，一旦出現(xiàn)了地下水上升，均會對其巖土結構的強度造成影響，同時導致沉降量升高；最后，會加土壤的沼澤化速度。隨之地下水位的不斷上升，工程建筑長時間處于被腐蝕狀態(tài)，最終會引發(fā)各種自然災害，例如山體滑坡、巖土崩塌等。

4.2 地下水下降

綜合判斷，地下水下降的主要因素是人為引起，具體表現(xiàn)為無節(jié)制的取用地下水、在不符合要求的河上游筑壩以及不按規(guī)定修建水庫等。以上這些行為均會造成地下水短缺的情況，造成地下水下降。一旦出現(xiàn)地下水下降，會導致巖土工程的巖層與地層處于懸空狀態(tài)，整個巖體工程的結構失去了有力支撐，隨后引發(fā)各種程度上的地面下沉、土體崩塌等問題。除此之外，地下水下降還會引發(fā)更為嚴重的地面開裂與地基沉降，從而對巖土工程的結構安全帶來直接威脅。

4.3 地下水升降頻繁

通常情況下，地下水會遵循一定的軌跡和通道來流動，這就會造成工程建設過程中，地下水位會發(fā)生頻繁的上升或下降。過于頻繁的地下水升降會對巖土工程的穩(wěn)定性造成危害，其原理是，隨著地下水位的不斷變化，膨脹性巖土也會一直處于不間斷的收縮、膨脹過程中，隨著收縮與膨脹幅度的不斷變化，建筑的主體結構會受到危害。除此之外，地下水的來回流動還會帶走土層中的膠結物質(zhì)，大大降低土壤顆粒之間的連接性，導致涂層的承載能力大幅度下降，如果不能有效處理，將會為后續(xù)工程的順利施工留下安全隱患。

5 巖土工程勘察中水文地質(zhì)問題的解決建議

5.1 完善巖土工程地質(zhì)勘察規(guī)范

截止到目前為止，國家政府已經(jīng)開始注意到巖土工程的地質(zhì)勘察工作，并針對以往工程項目所存在的問題，制定出了相對完善的規(guī)定體系與勘察方案。此外，在實際的巖土工程建設項目中，有關于地質(zhì)勘察的目標、方法以及評價標準也都有了明確規(guī)定，這就意味著相關技術人員在工作中可以有章可循。通過研究分析可知，在以往所出現(xiàn)的勘察問題中，其中有一部分是來自于人為操作，技術人員因沒有嚴格按照要求規(guī)范來開展工作，以至于在取樣、試驗等工作環(huán)節(jié)中出現(xiàn)了失誤，為后續(xù)工程環(huán)節(jié)埋下了隱患。針對這一問題，管理部門與技術人員本身都要進一步強化規(guī)范意識，不斷學習、完善專業(yè)能力，多多總結以往工程經(jīng)驗中所存在的問題，減少人為失誤、提高技術水平。

5.2 加強對地下水狀況的調(diào)查工作

通過上文中介紹可知，由于地下水文地質(zhì)問題的形成原因比較復雜，為了能夠一針見血的找到癥結所在，在開展勘察工作時首先要做的是明確勘察重點，全面、準確的掌握地下水位的具體情況，其中包括水位變化、蒸發(fā)量、平均水位以及當?shù)氐慕邓?guī)律等。此外，還要從工程實際出發(fā)，準確判斷地下水與地表水之間的關系，計算出地下含水層的厚度與深度，將所測量到的所有數(shù)據(jù)信息整合到一起，針對勘察工作目標來給出相對應的分析方案。另外，技術人員還要深入研究地下水環(huán)境，判斷出工程段的地下水是否受到污染，并給出解決方法。

5.3 細化勘察內(nèi)容

通過分析不同形式地下水，將能夠更高效率的發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，從根本上提高巖土工程的建設質(zhì)量。為此，筆者總結了常規(guī)巖土工程勘察中水文地質(zhì)的工作內(nèi)容：（1）詳細填寫勘察報告，明確記錄好地下水的初見水位、高程水位。（2）掌握地下水的流向，水層的所處位置，了解地下水與地表水之間的補給與排泄關系。（3）全面分析工程建設區(qū)域內(nèi)地表水體的形式以及未來可能發(fā)生的變化。（4）預測出未來一段時間可能出現(xiàn)的最高水位。（5）查找以往的歷史記錄，掌握巖土體的滲透系數(shù)。（6）通過分析已經(jīng)掌握的數(shù)據(jù)信息，全面了解水質(zhì)概況。（7）提供出準確的巖土體凍融情況，分析其日后可能會對地基產(chǎn)生怎樣的影響。（8）給出具體的巖土工程地基開挖方案，并根據(jù)工程實際給出詳細的降水措施，盡可能將對周邊建設的負面影響控制到最低。（9）進一步預測與地下水對巖土工程基礎所帶來的影響，給出具體參數(shù)。（10）給出與地下水相關的參數(shù)，綜合判斷可能對地基所產(chǎn)生的影響，針對具體問題給出相對應的解決方法。

5.4 重視驗槽工作

除去上文中所提及的步驟外，驗槽工作是對整個巖土工程項目運作情況所做出的最終總結，是驗收成果之前，把握工程質(zhì)量的最后一道防線，具體工作內(nèi)容有如下幾點：（1）對巖土工程基坑的情況進行全面驗收，判斷原狀土是否被浸泡，如果發(fā)現(xiàn)問題，要進一步分析浸泡水體，做到具體情況具體分析。（2）了解原狀土的物理性能，準確判斷其是否受到基坑下部含水現(xiàn)象的影響。（3）仔細檢查開槽地基，觀察是否存在各類人防工程項目的殘留。（4）準確掌握開槽地基坑邊坡的穩(wěn)定性，并判斷地下水是否會對其產(chǎn)生影響。（5）進一步研究開挖基坑的地下水情況，判斷其是否會產(chǎn)生崩解、軟化以及侵蝕現(xiàn)象等。（6）判斷相應的隔水措施是否做到位，并預估是否會對周邊的已有建筑帶來負面影響。

6 總結

綜上所述，當技術人員在進行勘察作業(yè)時，一定要首先掌握與工程建設地點有關的所有水文地質(zhì)資料，根據(jù)資料內(nèi)容來判斷施工方案中是否存在問題，從而進一步了解水文地質(zhì)條件會不會對巖土工程質(zhì)量造成干擾。只有及時發(fā)現(xiàn)問題，并有針對性的予以解決，才能保證各項工程環(huán)節(jié)的順利開展。此外，技術人員還要根據(jù)施工要求，全面且詳細的掌握與地下水位有關的各項變化信息，提前做好預測，全面列舉出詳細的問題補救方法，將安全隱患扼殺在苗頭中。