地下水變化引起的巖土工程問題探究

蘭自亭

（河南省地礦局環(huán)境一院，河南 鄭州 450045）

在巖土工程勘察工作當(dāng)中，常常忽視水文地質(zhì)方面的勘察，很多時(shí)候都是將水文地質(zhì)勘察工作作為一項(xiàng)象征性的工作，只是在勘察報(bào)告當(dāng)中簡單的對其進(jìn)行評價(jià)。然而，有些巖土工程，具有非常復(fù)雜的水文地質(zhì)條件，會(huì)嚴(yán)重影響巖土工程勘察質(zhì)量，對建筑工程的安全性，穩(wěn)定性造成很大影響，所以必須要充分重視巖土工程水文地質(zhì)勘察。尤其要對巖土工程勘察過程當(dāng)中，地下水位升降變化給巖土工程造成的不利影響及引發(fā)的巖土工程問題給予充分重視，提高巖土工程勘察質(zhì)量，避免由于地下水位升降改變，影響到建筑工程的施工質(zhì)量、安全和進(jìn)度等，為保證建筑工程整體質(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[1]。

1 巖土工程水文地質(zhì)勘察要求

巖土工程勘察在建筑工程施工過程當(dāng)中占據(jù)十分重要的地位，實(shí)際勘察過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)充分考慮工程設(shè)計(jì)要求，詳細(xì)的勘察研究，工程施工區(qū)域的具體水文地質(zhì)條件，保證勘察效率和質(zhì)量，具體勘察工作當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)將以下工作充分做好。

1.1 自然條件勘察

在勘察自然條件過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)對當(dāng)?shù)氐臍庀笏奶卣髡归_詳細(xì)的勘察，同時(shí)勘察當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境以及地形地貌特征。實(shí)際勘察過程當(dāng)中主要針對施工區(qū)域，氣候條件展開詳細(xì)的勘查與研究工作，掌握其熱量情況與濕潤度等有關(guān)參數(shù)。了解工程施工區(qū)域地形地貌特征，主要勘察施工區(qū)域的水系特點(diǎn)，掌握其地貌堆積和侵蝕情況?？辈焓┕^(qū)域地質(zhì)環(huán)境時(shí)，應(yīng)當(dāng)詳細(xì)的勘察地層結(jié)構(gòu)特征，了解和掌握地下水的最高水位，對其補(bǔ)給以及排泄條件基于詳細(xì)勘察。巖土工程會(huì)受到地下水位升降改變，導(dǎo)致不利影響，主要勘察地下水的隔水層和含水層實(shí)際埋藏條件，了解和掌握含水層的厚度和地下水的分布流動(dòng)狀況。

1.2 巖土水理性質(zhì)勘察

勘察巖土水理性質(zhì)過程當(dāng)中，要對地下水和巖土之間的彼此作用特點(diǎn)有一個(gè)更加充分的了解，掌握其水理性質(zhì)，如巖土工程具有的透水性、給水性以及轉(zhuǎn)化性的。軟化性會(huì)導(dǎo)致巖土的力學(xué)強(qiáng)度發(fā)生明顯下降，為了有效衡量巖土的力學(xué)強(qiáng)度，可以利用軟巖系數(shù)進(jìn)行衡量。倘若巖石層當(dāng)中，巖層容易軟化，受地下水因素影響，軟弱夾層形成，而且粘土層和泥漿都具有軟化性的特點(diǎn)。

1.3 巖土體土粒間連接破壞的勘察

破壞了沿途體土粒間的連接性，就會(huì)引發(fā)土體發(fā)生解體情況，巖土具有的崩解性和土質(zhì)當(dāng)中具有的礦物成分有著非常密切的關(guān)聯(lián)性。對于巖土具有的透水性，主要是指在重力因素下，水具有的性能，巖石具有較好的巖溶性，透水性就會(huì)更好，特別是比較松散的巖土，透水性就會(huì)變差[2]。

1.4 滲透系數(shù)的勘察

為了有效衡量巖土的透水性，可以通過沿途的滲透系數(shù)來進(jìn)行衡量，勘察巖土滲透系數(shù)過程當(dāng)中，可以利用抽水試驗(yàn)來完成。如巖土具有的脹縮性，會(huì)影響土坡表層的穩(wěn)定性，引發(fā)地面發(fā)生基坑隆起問題。同時(shí)在勘察巖土給水性方面，主要是指重力因素下飽和水巖土，水能夠從裂縫當(dāng)中留出一定量。地下含水土層具有給水性的特點(diǎn)，在測定巖土這一特性過程當(dāng)中，需要開展試驗(yàn)測定工作[3]。

2 地下水升降變化對巖土工程危害

對于巖土工程建設(shè)而言，受地下水因素影響，會(huì)造成地下水和巖土之間，有各種物理化學(xué)因素影響，地下水性質(zhì)會(huì)改變巖土的性質(zhì)，同時(shí)，礦物質(zhì)會(huì)使地下水化學(xué)成分出現(xiàn)改變，倘若地下水具有腐蝕性問題存在，就會(huì)腐蝕掉巖土，對巖土性質(zhì)形成較大影響。

2.1 地下水水位上升對巖土工程的危害

對于巖土工程當(dāng)中，地下水位的不斷上升而言，最為重要的是指潛水位上升，而引發(fā)這種情況的因素非常多，特別是水文氣象以及地質(zhì)條件，都會(huì)導(dǎo)致地下水位上升，如施工區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造以及鹽性特征。氣溫、降水以及人為因素灌溉等水文氣象因素，會(huì)對潛水位造成很大影響，同時(shí)地表水補(bǔ)給也會(huì)影響潛水位。通常情況下，巖土工程受到地下水位上升造成的影響主要體現(xiàn)在：倘若地下水水位上升，會(huì)引發(fā)地下水和巖土之間出現(xiàn)明顯的相互作用，同時(shí)由于地下水不斷的侵蝕，導(dǎo)致巖土的承載能力出現(xiàn)明顯下降，給地基穩(wěn)定性影響極大，倘若施工區(qū)域主要是細(xì)沙和粉土，由于空隙水壓力因素影響，導(dǎo)致沙土顆粒存在的接觸壓力和摩擦力出現(xiàn)明顯下降，進(jìn)而降低其抗剪切能力，引發(fā)砂土液化現(xiàn)象。而且受這一因素影響，會(huì)引發(fā)建筑工程出現(xiàn)震陷， 同時(shí)會(huì)引發(fā)土壤發(fā)生沼澤化，嚴(yán)重影響巖土工程安全性。倘若地下水水位不斷上升，還會(huì)導(dǎo)致不良地質(zhì)問題的發(fā)生，在一些岸邊斜坡以及河谷階地區(qū)域上，由于不斷上升的地下水水位，會(huì)加重巖土的浸潤范圍，逐漸發(fā)生飽和，導(dǎo)致軟化問題出現(xiàn)，影響其抗剪切性，導(dǎo)致巖土性質(zhì)出現(xiàn)改變，發(fā)生滑移和坍塌。倘若和建筑物基礎(chǔ)底面相比，地下水位明顯較低時(shí)，會(huì)引發(fā)壓縮層不斷上升，地基強(qiáng)度也會(huì)隨之降低，另外還會(huì)使其壓縮性不斷加劇，這樣一來就會(huì)引發(fā)建筑工程發(fā)生變性以及沉降等。倘若粉土細(xì)砂是施工區(qū)的主要土質(zhì)特點(diǎn)，便會(huì)導(dǎo)致坍塌，側(cè)壁變形、流沙、管涌等問題發(fā)生。另外，如果不斷上升的地下水水位，影響膨脹性的巖土，會(huì)使其出現(xiàn)變形，通常而言，膨脹性巖土是施工區(qū)域的主要土質(zhì)，一般分布于淺層的地下水主要為裂隙水以及上層滯水，地下水位有著非常大的差異性，而且時(shí)常會(huì)由于季節(jié)因素造成不利影響，改變地下水水位時(shí)，就會(huì)改變膨脹性巖土當(dāng)中的水分。因此伴隨季節(jié)不斷改變以及人為原因造成的影響，會(huì)導(dǎo)致地下水位不斷上升，引發(fā)膨脹性巖土出現(xiàn)膨脹變形等。

2.2 地下水水位下降對巖土工程的危害

通常而言，地下水位下降很多都是由于人為因素所導(dǎo)致，導(dǎo)致水量出現(xiàn)明顯減少，由于人為因素過量的抽采地下水，導(dǎo)致水位不斷下降。水庫地下水補(bǔ)給都是通過下游地下水來實(shí)現(xiàn)，很多都是通過節(jié)流措施來進(jìn)行補(bǔ)給，這些都會(huì)引發(fā)地下水位出現(xiàn)明顯降低，面對這種問題，巖土工程會(huì)發(fā)生地面塌陷以及沉降裂縫等，嚴(yán)重威脅到巖土工程的安全性與穩(wěn)定性，同時(shí)還會(huì)改變水質(zhì)，使水質(zhì)發(fā)生惡化，導(dǎo)致水資源明顯減少，引發(fā)嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題。

3 地下水升降變化問題解決措施

為了有效控制和減少地下水位升降改變給巖土工程帶來的不利影響，巖土工程質(zhì)量，保證建筑工程順利施工，提高建筑工程整體安全性與穩(wěn)定性，必須要采取有效的措施進(jìn)行應(yīng)對：

3.1 重視水文地質(zhì)問題

為了全面的掌握建筑施工區(qū)域地下水位升降改變，保證巖土工程勘察效率和質(zhì)量，在實(shí)際勘察過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)對建筑工程施工區(qū)域水文地質(zhì)問題展開詳細(xì)的勘查和研究。在具體勘察工作實(shí)際，應(yīng)當(dāng)對巖土工程水文地質(zhì)有關(guān)問題給予充分的了解與掌握，還必須要采取有效的措施，科學(xué)合理的評價(jià)巖土工程受到地下水的影響，做出科學(xué)詳細(xì)的評價(jià)。通常需要將下面幾個(gè)方面工作充分做好： 首先對巖土工程，地下水因素影響，和地下水升降給建筑工程帶來的相映作用和影響進(jìn)行詳細(xì)的勘察，并開展科學(xué)系統(tǒng)的評價(jià)，采取有效措施預(yù)測地下水改變給巖土工程帶來的各種影響，并以此為參考構(gòu)建科學(xué)的防治措施。同時(shí)，在巖土工程地質(zhì)勘察過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)充分考慮建筑工程基礎(chǔ)所具有的類型，對建筑工程有關(guān)的水文地質(zhì)問題給予充分的明確，為科學(xué)的選擇建筑工程基礎(chǔ)類型提供詳實(shí)的水文地質(zhì)信息參考。另外，在開展巖土工程地質(zhì)勘察過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)對地下水位以上部位和以下部位做出科學(xué)合理的區(qū)分，并分別采取相應(yīng)的措施進(jìn)行應(yīng)對，依照巖土工程勘察角度，充分考慮巖土工程受到地下水的不利影響，詳細(xì)的評價(jià)和研究各種地質(zhì)問題。

3.2 重視巖土水理性質(zhì)

巖土水理性質(zhì)是地質(zhì)學(xué)研究當(dāng)中的重要工作內(nèi)容，主要研究巖土和地下水在彼此作用因素下體現(xiàn)出的各種性質(zhì)。主要研究的內(nèi)容包括，透水性、給水性、持水性以及溶水性。由于固態(tài)巖土、氣態(tài)巖土和液態(tài)巖土等不同性質(zhì)因素影響，由于形成的不同地下水，在水理性質(zhì)上面也存在很大不同，通常而言，巖土工程的強(qiáng)度會(huì)受到巖土水理性質(zhì)造成不利影響，使其發(fā)生形變，最終影響到建筑工程的強(qiáng)度及其穩(wěn)定性。在過去的地質(zhì)勘察工作實(shí)際，通常沒有詳細(xì)科學(xué)的評價(jià)巖土工程具有的地質(zhì)性質(zhì)，所以在評價(jià)巖土工程地質(zhì)性質(zhì)過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)充分重視巖土水理性質(zhì)勘察工作，只有對水理性質(zhì)充分了解之后，才能采取更加科學(xué)有效的措施進(jìn)行應(yīng)對。

巖土工程當(dāng)中存在非常多的水文地質(zhì)類型，這些不同類型的水文地質(zhì)因素，會(huì)嚴(yán)重影響巖土工程和建筑工程。特別是地下水位不斷發(fā)生的升降改變，或者地下水具有不同的隔水層含水層分布，這些都會(huì)影響到巖土工程。同時(shí)，土層巖層具有的滲透參數(shù)和滲透強(qiáng)度，都會(huì)影響到建筑工程具有的穩(wěn)定性，因此，為了更好的保證建筑工程整體質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)對巖土工程勘察工作給予充分重視，特別要加強(qiáng)水文地質(zhì)勘察工作，了解和掌握水文地質(zhì)因素給巖土工程造成的不利影響，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)對可能發(fā)生的危害，采取針對性的措施進(jìn)行預(yù)防，提供充足的水文地質(zhì)參考信息，避免水文地質(zhì)因素給建筑工程質(zhì)量造成不利影響。

4 結(jié)語

綜上所述，水文地質(zhì)條件和巖土工程有著非常緊密的聯(lián)系性，尤其是不斷升降改變的地下水位，直接影響到巖土工程質(zhì)量，同時(shí)對建筑工程的整體安全性和穩(wěn)定性造成的影響巨大。過去在巖土工程勘察過程當(dāng)中，很多時(shí)候都沒有充分重視到水文地質(zhì)條件勘察的重要性，致使地下水位升降改變，給巖土工程帶來了很大的影響，所以應(yīng)當(dāng)對地下水位發(fā)生的升降改變給巖土工程帶來的不利影響展開詳細(xì)的分析和研究，加強(qiáng)勘察工作，并采取有效的措施進(jìn)行應(yīng)對，控制和減少地下水位升降改變給巖土工程質(zhì)量帶來的。不利影響，保證建筑工程整體穩(wěn)定性。