水文地質(zhì)在巖土工程勘察中的應(yīng)用分析

鮑圣達(dá) 大同煤礦集團(tuán)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司

1 前言

作為建筑工程最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，在巖土工程的實(shí)際勘察設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)，水文地質(zhì)勘察往往沒(méi)有得到應(yīng)有的重視，有時(shí)甚至?xí)?dǎo)致地面開(kāi)裂、下陷等一系列問(wèn)題[1]。所以需要結(jié)合水文地質(zhì)勘察的特性，制定合理的計(jì)劃并采取有效的措施，保障巖土工程勘察的整體質(zhì)量。

2 水文地質(zhì)在巖土工程勘察中的內(nèi)容與意義

2.1 水文地質(zhì)勘察的內(nèi)容

受制于科學(xué)技術(shù)水平、在勘察前缺乏合理設(shè)計(jì)、對(duì)勘察施工環(huán)境了解不夠充分等因素的影響，在傳統(tǒng)的巖土工程勘察中，往往沒(méi)有重視地下水帶來(lái)的影響與危害，所以在很長(zhǎng)一段時(shí)間，我國(guó)建筑物經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)因水文地質(zhì)導(dǎo)致的裂縫和下陷等問(wèn)題[2]。我們要學(xué)會(huì)從中吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，重視水文地質(zhì)的勘察工作，了解水文地質(zhì)對(duì)巖土工程的影響。

在實(shí)際的勘察施工環(huán)節(jié)，水文地質(zhì)勘察的主要內(nèi)容有四點(diǎn)：①要充分了解水文地質(zhì)對(duì)周?chē)h(huán)境，包括巖土和建筑物產(chǎn)生的影響，并合理全面的開(kāi)展評(píng)價(jià)，分析容易出現(xiàn)的各種隱患和風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)采取有效措施預(yù)防；②由于建筑物的結(jié)構(gòu)、用途存在一定差別，所以水文地質(zhì)勘察也需要仔細(xì)了解相應(yīng)情況，分析水文地質(zhì)是否能滿(mǎn)足建筑施工的具體需求；③關(guān)注巖土工程附近的環(huán)境和水文地質(zhì)，準(zhǔn)確開(kāi)展勘察工作，做好分析與評(píng)估，找出給建筑工程帶來(lái)的具體影響，尤其是要了解施工環(huán)節(jié)會(huì)對(duì)地下水產(chǎn)生怎樣的影響，是否會(huì)阻礙正常施工開(kāi)展，影響建筑工程整體質(zhì)量等等；④結(jié)合勘察具體數(shù)據(jù)，分析建筑工程會(huì)受到哪些影響，結(jié)合實(shí)際情況分析水文地質(zhì)問(wèn)題，探索有效的解決方案。如：在建筑施工環(huán)節(jié)埋在地下的地基和鋼筋，是否會(huì)受到地下水的影響而出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕；使用殘積土、膨脹土進(jìn)行施工的建筑工程，也需要考慮地下水可能會(huì)導(dǎo)致巖石脹縮、軟化等一系列問(wèn)題，并做出合理評(píng)價(jià)。因?yàn)榧S土和細(xì)砂存在于地基壓縮層中，所以也要做好相應(yīng)預(yù)案，防止出現(xiàn)管涌、流砂等一系列問(wèn)題。部分建筑物地基下方存在含水層，需要結(jié)合實(shí)際情況，分析地基地板是否會(huì)受到強(qiáng)烈的沖擊。在山區(qū)等地形較為復(fù)雜的地區(qū)，要仔細(xì)勘察當(dāng)?shù)氐乃那闆r，觀察泥石流、滑坡等自然災(zāi)害帶來(lái)的影響，并且做好富水性和滲透性實(shí)驗(yàn)。多樣化的水文地質(zhì)勘察，才能為后續(xù)建筑施工打好基礎(chǔ)，保障建筑物的安全性和使用壽命。

此外，想要正確評(píng)價(jià)巖土工程的水文地質(zhì)勘察，還應(yīng)當(dāng)注意以下四點(diǎn)：①結(jié)合勘察信息數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)地下水工程的影響，分析可能出現(xiàn)的問(wèn)題和情況，并制定出有效的預(yù)案和解決措施；②由于不同建筑工程的地基情況不同，需要仔細(xì)勘察建筑工程的水文地質(zhì)，找出存在的隱藏問(wèn)題，收集相關(guān)信息，為后續(xù)施工以及問(wèn)題處理提供有效幫助；③要測(cè)量好建筑工程附近的地下水狀態(tài)和變化趨勢(shì)，分析由于人為原因給地下水帶來(lái)的一系列影響，以及是否會(huì)對(duì)建筑工程帶來(lái)危害等等；④針對(duì)超高層建筑，要分析好水文地質(zhì)對(duì)抗震性和地基帶來(lái)的影響，保障高層和超高層建筑的安全性[3]。

2.2 水文地質(zhì)勘察的意義

水文地質(zhì)勘察是巖土工程勘察無(wú)法分割的一環(huán)，水文地質(zhì)勘察影響著整體巖土工程勘察的效果，所以有著極為重要的作用和意義。對(duì)建筑工程而言，地下水會(huì)逐漸影響建筑物附近的巖石壽命，影響建筑物的地基和質(zhì)量。對(duì)地下水附近的巖土而言，也會(huì)產(chǎn)生一定的腐蝕和影響，為后續(xù)巖土工程的勘察產(chǎn)生阻礙。因此，水文地質(zhì)勘察工作的開(kāi)展，能夠有效提升整體巖土工程勘察的效率，保障勘察的質(zhì)量，后續(xù)施工以及其他工作的開(kāi)展也能有序進(jìn)行。但在實(shí)際的施工環(huán)節(jié)，巖土工程勘察往往忽視了對(duì)水文地質(zhì)的勘察，整體勘察內(nèi)容較為單一，勘察不夠詳細(xì)，而由于缺乏有力的水文地質(zhì)信息做支撐，后續(xù)工作面臨更大的阻礙與隱患。

3 水文地質(zhì)的危害性分析

3.1 地下水位上升

地下水位的上升情況是多樣的，人為因素、氣候變化、降水量突增等等因素，都容易導(dǎo)致地下水位上升[4]。一般來(lái)說(shuō)，地下水位上升都是受到多重因素共同影響導(dǎo)致的。在地下水上升到一定標(biāo)準(zhǔn)以上時(shí)，整體巖土工程都會(huì)收到嚴(yán)重的影響，甚至還會(huì)對(duì)建筑工程帶來(lái)一定危害，需要我們加以重視。過(guò)度上升的地下水位會(huì)導(dǎo)致建筑物附近的土壤鹽漬化，進(jìn)而腐蝕建筑物周?chē)牡鼗蛶r石，導(dǎo)致建筑物的使用壽命受到損害；過(guò)高的地下水水位也會(huì)導(dǎo)致附近地區(qū)巖石崩塌等問(wèn)題的出現(xiàn)，尤其是結(jié)構(gòu)較為特殊的巖石，在受到地下水破壞后會(huì)嚴(yán)重?fù)p害建筑物；此外，地表細(xì)砂液化流失往往是地下水位上升導(dǎo)致的，并破壞建筑物的地基。所以，需要在施工前勘察好水文地質(zhì)，防止地下水位上升對(duì)巖土工程以及整體建筑工程帶來(lái)嚴(yán)重破壞。

3.2 地下水位下降

在實(shí)際施工中發(fā)現(xiàn)，人為因素是導(dǎo)致地下水位下降的主要原因。對(duì)地下水過(guò)度的使用和濫用、煤礦開(kāi)采等等都會(huì)導(dǎo)致地下水位降低。堤壩的建設(shè)導(dǎo)致下游得不到足夠的水供給，地下水位也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)下降。地下水位降低到一定程度，就會(huì)導(dǎo)致地表缺水開(kāi)裂、下陷等一系列問(wèn)題，地下水資源的整體質(zhì)量也會(huì)逐漸降低。對(duì)巖土工程來(lái)說(shuō)，地下水位的下降也會(huì)嚴(yán)重影響穩(wěn)定性和周?chē)h(huán)境。所以，勘察水文地質(zhì)能夠有效避免地下水位下降，在出現(xiàn)下降趨勢(shì)時(shí)采取措施進(jìn)行控制。

3.3 地下水位反復(fù)升降

巖石結(jié)構(gòu)變形主要就是由地下水位反復(fù)升降導(dǎo)致的。在地下水位不斷升降的情況下，巖石結(jié)構(gòu)也會(huì)不斷膨脹和縮小，進(jìn)而破壞巖土的整體結(jié)構(gòu)，建筑物周?chē)膸r石發(fā)生形變[5]。長(zhǎng)時(shí)間的地下水位反復(fù)升降容易造成地陷等無(wú)法挽回的危害和損失，破壞建筑物的穩(wěn)定性和壽命。土壤中富含的化學(xué)元素也會(huì)伴隨地下水位的升降流失，導(dǎo)致土質(zhì)下降，土壤的承受能力無(wú)法滿(mǎn)足巖土工程勘察以及建筑工程施工的實(shí)際要求。

4 水文地質(zhì)在巖土工程勘察中的應(yīng)用措施

4.1 勘察自然地理?xiàng)l件

氣候水文特征和地形特點(diǎn)是自然地理?xiàng)l件勘察的兩個(gè)主要環(huán)節(jié)。建筑工程所處地區(qū)的氣候（如熱帶雨林氣候、亞熱帶季風(fēng)氣候等）、空氣濕度等是建筑工程區(qū)域的氣候水文特征；而周?chē)牡匦巍⑺亮魇闆r則是建筑工程區(qū)域的地形特點(diǎn)。巖土工程勘察需要先從自然地理?xiàng)l件的勘察開(kāi)始，在掌握一定信息和依據(jù)的基礎(chǔ)上，才能保障后續(xù)工程勘察和施工的合理性、安全性。所以，相關(guān)工作人員要重視對(duì)自然地理?xiàng)l件的勘察，及時(shí)掌握氣候、地形等重要信息，為后續(xù)巖土工程勘察做好準(zhǔn)備[6]。

4.2 勘察地質(zhì)情況

勘察好工程的地質(zhì)構(gòu)造和地層結(jié)構(gòu)，了解建筑區(qū)域地下水位高低等信息。要結(jié)合往年數(shù)據(jù)分析出該地區(qū)地下水位的變化趨勢(shì)，存在的具體問(wèn)題，了解地表水和地下水的轉(zhuǎn)化情況。作為水文地質(zhì)勘察的主要環(huán)節(jié)，勘察地質(zhì)情況能有效提高建筑物的使用壽命，推動(dòng)建筑工程高質(zhì)量施工，其作用是無(wú)可替代的。

4.3 勘察含水層、隔水層的分布情況

要勘察好建筑區(qū)域含水層和隔水層的分布情況，了解地下水水位和流動(dòng)方向，通過(guò)實(shí)地勘察的方式，記錄好含水層的厚度、滲透系數(shù)等具體信息，分析含水層是否會(huì)導(dǎo)致建筑基層的腐蝕與塌陷。含水層與隔水層的勘察與數(shù)據(jù)記錄，能保障后續(xù)巖土工程勘察施工的質(zhì)量。

圖1 含水層、隔水層分布情況

4.4 勘察地下水位

施工安全性和建筑物整體的穩(wěn)定性，都需要地下水位做支撐。地下水位的變化會(huì)導(dǎo)致建筑的性質(zhì)和質(zhì)量發(fā)生變化，也會(huì)進(jìn)一步影響到實(shí)際施工。所以在勘察地下水位的過(guò)程中，不僅要搜集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，更要調(diào)動(dòng)相關(guān)數(shù)據(jù)系統(tǒng)，查詢(xún)近年來(lái)該地區(qū)地下水位的具體情況，通過(guò)合理的分析排查出存在的問(wèn)題。對(duì)巖土工程而言，地下水位的勘察意義特殊，所以也需要重點(diǎn)關(guān)注。

圖2 水位計(jì)測(cè)量地下水位

4.5 確定水文特性

在實(shí)際的水文地質(zhì)勘察環(huán)節(jié)，想要確定巖土工程的地質(zhì)性質(zhì)，首先就要明確巖土具體的水文性質(zhì)。水文特性決定著整體巖土工程的強(qiáng)度和質(zhì)量，也會(huì)影響后續(xù)施工的有效開(kāi)展。所以，在具體的施工和勘察環(huán)節(jié)，就需要觀察好巖土工程附近的水文性質(zhì)，并結(jié)合巖土工程的實(shí)際情況做出準(zhǔn)確判斷。而地下水的類(lèi)型是多種多樣的，需要在實(shí)際勘察環(huán)節(jié)做好分類(lèi)工作。首先，由于受到環(huán)境壓力的影響較高，強(qiáng)結(jié)合水的主要特點(diǎn)就是密度較高。此外，吸附力會(huì)導(dǎo)致弱結(jié)合水的不斷變化與移動(dòng)。所以，結(jié)合水作為一種常見(jiàn)的水文特性，不會(huì)產(chǎn)生較大的影響，流動(dòng)性相對(duì)較小；其次，巖土工程的水文性質(zhì)中，在縫隙中存在的毛細(xì)水往往會(huì)起到較大的影響，由于重力和毛細(xì)力的影響，毛細(xì)水的水位會(huì)伴隨著毛細(xì)力的升高而不斷提升，在毛細(xì)力下降時(shí)水位也會(huì)下降。巖土在毛細(xì)水的影響下會(huì)變軟，施工材料也容易受到毛細(xì)水的腐蝕；最后，在巖土層中存在著能夠流動(dòng)的重力水，重力水的性質(zhì)非?；钴S，在實(shí)際的勘察中發(fā)現(xiàn)，重力水對(duì)巖土層的影響是十分巨大的，整體建筑工程都會(huì)受到明顯的影響。所以，水文地質(zhì)勘察工作的開(kāi)展，需要結(jié)合多重影響因素進(jìn)行合理判斷，根據(jù)水文性質(zhì)做出有效分析，降低對(duì)工程的負(fù)面影響。

5 結(jié)束語(yǔ)

作為巖土工程勘察的重要一環(huán)，水文地質(zhì)勘察應(yīng)當(dāng)?shù)玫綉?yīng)有的重視。本文結(jié)合水文地質(zhì)容易帶來(lái)的危害，采取有效措施開(kāi)展水文地質(zhì)勘察工作，保障巖土工程勘察以及建筑工程整體質(zhì)量。