地下水對(duì)巖土工程勘察的影響與控制策略分析

彭 勇

廣東省地質(zhì)局第三地質(zhì)大隊(duì) 廣東 韶關(guān) 512028

對(duì)于巖土工程勘察作業(yè)來(lái)說(shuō)，科學(xué)開展好地下水勘察作業(yè)不但能夠確保整個(gè)工程項(xiàng)目施工質(zhì)量的提升，同時(shí)能夠很好地防范地下水引發(fā)的各種問(wèn)題，保障工程項(xiàng)目的順利推進(jìn)。因此在進(jìn)行巖土工程勘察作業(yè)過(guò)程中需要對(duì)施工作業(yè)區(qū)域的地下水分布狀況有一個(gè)全面深入的了解，掌握水位變化和地下水壓力情況，合理分析可能對(duì)工程施工作業(yè)帶來(lái)的影響，提前制定好有針對(duì)性的控制策略，在有效規(guī)避施工作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)上促進(jìn)巖土勘察實(shí)效性的提升。

1 地下水的類型分析

針對(duì)地下水的類型目前學(xué)術(shù)界有較多不同的觀點(diǎn)，在實(shí)際勘察作業(yè)過(guò)程中一般是借助于如下兩種方式對(duì)地下水予以分類：首先是按照地下水的某一特點(diǎn)或要素實(shí)施分類；其次是按照地下水綜合特征實(shí)施分類。比如說(shuō)能夠按照地下水的成分、溫度等特點(diǎn)對(duì)其實(shí)施單獨(dú)分類，然而這樣的分類辦法表現(xiàn)出某種局限性，不能夠體現(xiàn)地下水不同特征的聯(lián)系；另外是對(duì)地下水實(shí)施綜合分類，按照地下水的突出特征再綜合其余特征實(shí)施綜合性分類。該分類辦法具備的優(yōu)勢(shì)在于能夠非常顯著地體現(xiàn)出地下水的綜合特點(diǎn)和存在規(guī)律，可以直接了解到地下水的水介質(zhì)類型和其他相關(guān)特點(diǎn)等。按照地下水的水介質(zhì)類型，在實(shí)際勘察作業(yè)中能夠?qū)⑵鋭澐譃榱严端⒖紫端约皫r溶水等，按照埋藏特點(diǎn)能夠?qū)⒌叵滤畡澐譃樯蠈訙?、潛水和承壓水[1]。

2 地下水對(duì)巖土工程勘察的影響分析

2.1 地下水水量大小、水位升降帶來(lái)的影響

在自然狀態(tài)下，地下水水量會(huì)表現(xiàn)出某種變化規(guī)律，對(duì)地質(zhì)造成的影響不是很大，但人類活動(dòng)以及地下水開采力度的持續(xù)影響，導(dǎo)致地下水水位升降變化更加頻繁，實(shí)際工作中了解到，地下水位升降變化可能帶來(lái)如下幾點(diǎn)危害：首先是導(dǎo)致土質(zhì)含水量提高，可能發(fā)生鹽堿化或者沼澤化的情況；其次是由于水對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)平衡了的影響而發(fā)生山體滑坡或者垮塌事件；最后是地下水流動(dòng)作用可能影響巖石的承載能力，表現(xiàn)出土層松軟、龜裂或者土壤融淋作用下的水土流失情況。若地下水過(guò)少或水位降低，可能導(dǎo)致地質(zhì)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期缺水而造成巖石和土壤由于沒(méi)有受到水的粘合作用而降低穩(wěn)定性，導(dǎo)致產(chǎn)生地基不牢固、承載力降低等問(wèn)題。

2.2 地下水的水壓變化可能會(huì)影響到地質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及平衡力

一般來(lái)說(shuō)地下水和巖土之間存在一種力的平衡，通常不會(huì)出現(xiàn)較大的地質(zhì)變化，但對(duì)于部分工程項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，基坑開挖作業(yè)時(shí)選擇水泥澆灌的方式來(lái)增強(qiáng)地基的穩(wěn)固性，很可能打破自然狀態(tài)下地質(zhì)結(jié)構(gòu)組成，同時(shí)因?yàn)榻ㄖ镒陨碣|(zhì)量容易對(duì)地基產(chǎn)生較大的承重力，影響到原本地下水的承壓平衡，導(dǎo)致地下水直接滲透到巖石以及土壤之內(nèi)，從而出現(xiàn)管涌或者流砂等影響工程項(xiàng)目施工安全的事故。

2.3 地下水水體的腐蝕性特點(diǎn)會(huì)影響到巖土地基的質(zhì)量

地下水成分相對(duì)復(fù)雜，尤其是近年來(lái)人類活動(dòng)的影響和工業(yè)生活廢水的排放，讓地下水不可避免地受到污染，一些地區(qū)的地下水中檢測(cè)出化學(xué)物質(zhì)以及腐蝕性成分，如硫酸鹽、氯鹽等可能和鐵、銅、鋁等金屬物質(zhì)出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致建筑施工材料涉及到的金屬部件受到侵蝕，同時(shí)水中的硫酸成分能夠和鋼筋的鐵元素產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致鋼筋銹蝕，長(zhǎng)期處于地下水浸泡狀態(tài)下的鋼筋很容易導(dǎo)致性能降低，影響到建筑地下結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3 巖土工程勘察中地下水的控制策略

3.1 做好靜水位測(cè)量工作

對(duì)于巖土工程勘察作業(yè)來(lái)說(shuō)，如果作業(yè)中發(fā)現(xiàn)含水層，需要對(duì)地下水位實(shí)際情況予以準(zhǔn)確測(cè)量。因?yàn)樗璧臏y(cè)量時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，同時(shí)水層滲透情況存在一定差異性，因此靜止水位的穩(wěn)定性可能出現(xiàn)變化，所以需要反復(fù)多次對(duì)靜止水位實(shí)施測(cè)量，獲得更加準(zhǔn)確的結(jié)果，才能夠?yàn)楹罄m(xù)作業(yè)的開展打好基礎(chǔ)[2]。

第一，勘察作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)引起充分重視，地下水勘測(cè)過(guò)程中要密切關(guān)注并做好數(shù)據(jù)對(duì)比分析，把勘測(cè)水位數(shù)據(jù)和前期整理資料的數(shù)據(jù)信息予以對(duì)策，根據(jù)底層情況深入全面分析，從而獲得更加準(zhǔn)確的水位。由于過(guò)去一直以來(lái)過(guò)度的地下水開采等活動(dòng)，可能對(duì)區(qū)域地下水位造成較大的波動(dòng)和影響，所以實(shí)際勘察作業(yè)中不能盲目照搬過(guò)去的水文勘測(cè)資料，要將實(shí)際測(cè)量結(jié)果和資料予以對(duì)比分析，準(zhǔn)確獲知當(dāng)前的水位情況。第二，勘察作業(yè)中需要開展好附近水文條件的調(diào)查工作，更加關(guān)注水庫(kù)、河流和附近在建項(xiàng)目的地下水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，隨后繪制得出水位曲線，再將其和測(cè)區(qū)水位數(shù)據(jù)予以對(duì)比，確保水位測(cè)量數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，讓勘察結(jié)果更具有參考價(jià)值。

3.2 做好地下水水理性質(zhì)數(shù)據(jù)分析

地下水水埋性質(zhì)數(shù)據(jù)分析工作的科學(xué)有效開展，有助于更好地防范地下水危害，促進(jìn)工程項(xiàng)目施工建設(shè)質(zhì)量的提升。所以勘察作業(yè)人員在對(duì)地下水實(shí)施勘察的過(guò)程中必須要尤其重視水理性質(zhì)分析。詳細(xì)來(lái)說(shuō)此項(xiàng)工作需要做好如下兩點(diǎn)：首先應(yīng)當(dāng)開展好對(duì)水文資料內(nèi)巖土體容水度、給水度、持水度等數(shù)據(jù)分析。由于在工程勘察作業(yè)過(guò)程中常常只關(guān)注含水量以及滲透性數(shù)據(jù)，并未重視水理性質(zhì)中影響地下水危害程度的關(guān)鍵性數(shù)據(jù)，導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)防控工作不到位，對(duì)工程項(xiàng)目施工帶來(lái)影響；其次需要對(duì)勘察區(qū)域內(nèi)的自然地理環(huán)境展開全方位調(diào)查分析工作，特別是降雨、地形變化可能對(duì)地下水變化的影響，科學(xué)確定動(dòng)水壓力計(jì)算系數(shù)，同時(shí)需要關(guān)注部分特殊底層受到地下水影響而可能存在侵蝕空洞亦或是濕陷搬運(yùn)的問(wèn)題，因此應(yīng)當(dāng)根據(jù)整個(gè)工程施工要求做出更加全面科學(xué)的評(píng)價(jià)。

3.3 做好不同場(chǎng)地抗浮水位評(píng)價(jià)工作

勘察作業(yè)過(guò)程中需要對(duì)資料內(nèi)容予以合理分析，選擇更加有針對(duì)性的方式掌握地下水位變化情況和流動(dòng)情況，對(duì)影響因素予以深入研究，在這一前提下對(duì)人為活動(dòng)所帶來(lái)的影響和地下水對(duì)工程項(xiàng)目施工作業(yè)可能產(chǎn)生的干擾予以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，保證在工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中可以提前制定相應(yīng)的防范措施，落實(shí)好對(duì)不同場(chǎng)地抗浮水位的評(píng)價(jià)作業(yè)，盡可能防范可能存在的風(fēng)險(xiǎn)因素[3]。

一是針對(duì)沖積平原地貌場(chǎng)地，針對(duì)此類場(chǎng)地實(shí)施抗浮水位評(píng)價(jià)作業(yè)時(shí)，如果場(chǎng)地±0.00標(biāo)高低于或等于最高水位時(shí)，地表水和承壓水之間存在水力聯(lián)系，但承壓水頭穩(wěn)定性不足，抗浮水位一般根據(jù)最高水位、室外地坪來(lái)予以明確。同時(shí)場(chǎng)地±0.00標(biāo)高超過(guò)最高水位，基礎(chǔ)埋置深度內(nèi)，抗浮水位應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際測(cè)量得到承壓水頭標(biāo)高的基礎(chǔ)上提升滯水高度0.5到1m左右。二是針對(duì)山地地貌場(chǎng)地，在具體的勘察作業(yè)過(guò)程中需要深入分析各個(gè)地段之間可能存在的差異性，比如說(shuō)坡頂往往受到地表水、大氣降水以及巖土層滲透力的影響，勘察作業(yè)中最高地下水位、附近排泄水條件不超過(guò)基礎(chǔ)埋置深度，巖土層屬于弱-強(qiáng)透水的情況下，地下室外一般選擇粘性土予以回填壓實(shí)，在地表水排水暢通的情況下，抗浮水位能夠根據(jù)勘察作業(yè)獲得的最高地下水位確定。另外坡中、坡下受到地表水、大氣降水、山地地下浸潤(rùn)線水頭差等影響，在開挖和施工作業(yè)中抗浮水位根據(jù)建筑物附近外地坪予以確定，所以一個(gè)地下工程或一個(gè)場(chǎng)地可能存在多個(gè)抗浮水位。

3.4 關(guān)注地下水體腐蝕性

在巖土勘察作業(yè)中需要更加關(guān)注地下水體的腐蝕性，勘察人員需要做好全面細(xì)致的檢測(cè)工作，對(duì)檢測(cè)結(jié)果予以分析研究，從而獲得更加準(zhǔn)確的地下水腐蝕性指標(biāo)，以制定有針對(duì)性的處理對(duì)策。按照相關(guān)資料表明，巖土工程若接近地下水，可能受到較為嚴(yán)重的腐蝕，對(duì)工程建設(shè)質(zhì)量帶來(lái)非常大的影響，若不能夠第一時(shí)間進(jìn)行處理，往往會(huì)帶來(lái)較為嚴(yán)重的后果。所以對(duì)于巖土工程施工而言需要合理應(yīng)用抗腐蝕材料，促進(jìn)工程地基抗腐蝕性的提升，對(duì)地下水實(shí)施檢測(cè)作業(yè)時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果予以認(rèn)真比對(duì)分析，按照檢測(cè)結(jié)果對(duì)地下水體腐蝕性進(jìn)行明確的級(jí)別劃分，準(zhǔn)確界定水體腐蝕強(qiáng)度并根據(jù)腐蝕強(qiáng)度等級(jí)指導(dǎo)施工作業(yè)人員選擇有針對(duì)性的抗腐蝕材料，以有效增強(qiáng)工程地基的穩(wěn)定程度[4]。

3.5 重視巖土層滲透問(wèn)題

在巖土工程勘察作業(yè)中還需要關(guān)注巖土層滲透問(wèn)題可能帶來(lái)的影響，充分重視并關(guān)注滲透系數(shù)信息。滲透系數(shù)屬于水文地質(zhì)重要參數(shù)，對(duì)確保深基坑開挖作業(yè)的順利開展具有重要作用。在檢測(cè)巖土層滲透系數(shù)的過(guò)程中一般能夠選擇室內(nèi)檢測(cè)法以及現(xiàn)場(chǎng)注水測(cè)試法兩種。針對(duì)上述兩種檢測(cè)方法在具體應(yīng)用中，若僅僅采取其中一種檢測(cè)方法，得到的檢測(cè)結(jié)果可能和實(shí)際勘察信息之間存在一定的差距，進(jìn)而對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度帶來(lái)影響，從而影響工程施工質(zhì)量。因此巖土工程勘察作業(yè)過(guò)程中要確保巖土層滲透系數(shù)的準(zhǔn)確性，必須要對(duì)檢測(cè)方法予以優(yōu)化改進(jìn)，選擇實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行測(cè)定可能因?yàn)槠渌骺陀^因素而影響最終結(jié)果，需要重視對(duì)不同檢測(cè)方法結(jié)果的對(duì)比分析，一般來(lái)說(shuō)在施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)可以選擇注水測(cè)試能夠獲得較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，但同時(shí)還需要堅(jiān)持做到室內(nèi)測(cè)試和室外注水測(cè)試相結(jié)合的方法來(lái)保證最終結(jié)果的準(zhǔn)確性，確保檢測(cè)結(jié)果能夠?yàn)楣こ淌┕ぷ鳂I(yè)提供更多的參考。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，巖土工程勘察屬于巖土工程項(xiàng)目施工作業(yè)過(guò)程中的重要組成部分，地下水問(wèn)題可能對(duì)巖土工程勘察帶來(lái)一定的影響，地下水和工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)施工方案等具有十分緊密的聯(lián)系。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，地下水所處的環(huán)境較為復(fù)雜，其自身屬性也可能發(fā)生一定的改變，若不能夠充分認(rèn)識(shí)到巖土工程勘察作業(yè)的重要性，對(duì)地下水可能產(chǎn)生的影響予以忽略，沒(méi)有采取有針對(duì)性的控制策略，必然會(huì)在很大程度上阻礙工程項(xiàng)目施工建設(shè)的順利開展，影響到工程項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量。所以我們?cè)趯?shí)際工作中必須要真正落實(shí)好地下水勘察工作，確?？辈旖Y(jié)果的準(zhǔn)確性，促進(jìn)工程項(xiàng)目施工作業(yè)的順利開展。