關(guān)于工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)問題的重要性分析

朱國權(quán) 林瓊娜

1中化地質(zhì)礦山總局浙江地質(zhì)勘查院 浙江 杭州 310000

2寧波寧大地基處理技術(shù)有限公司 浙江 寧波 315000

水文地質(zhì)是自然界區(qū)域內(nèi)地下水波動及變化，以及其內(nèi)在特征規(guī)律，其勘察作為工程地質(zhì)勘查核心環(huán)節(jié)，核心目的在于掌握地質(zhì)條件對工程干擾。人類活動范圍就頻次增加，促使地下水活動不斷加劇，工程施工前掌握其變化趨勢，是保證項(xiàng)目建設(shè)有序?qū)嵤┡e措。

1 水文地質(zhì)問題重要性分析

1.1 影響建筑基礎(chǔ)埋深

建筑物在地基中埋設(shè)實(shí)際深度，與水文地質(zhì)密切相關(guān)，地基深入是基于水文質(zhì)地勘察各項(xiàng)指標(biāo)，選取合理的入土深度。巖土工程地基設(shè)計中，勘察精準(zhǔn)性較高的靜態(tài)地下水位，正常狀況下建筑物埋設(shè)深度需處于地下水上方，但也包含部分特殊工程，基坑開挖深度較深，或施工區(qū)域地下水較高，基礎(chǔ)埋設(shè)深度應(yīng)處于合理范疇內(nèi)，為保證其地基處于合理范圍內(nèi)，正式施工前利用相應(yīng)技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)降水，如開挖明溝與集中井降水，保證地下水對建筑地基產(chǎn)生影響較低。此外，基礎(chǔ)在水流作用下，一定程度弱化基礎(chǔ)實(shí)際穩(wěn)固性，易形成軟化塌陷問題，若其出現(xiàn)失水形成干裂，不利于基礎(chǔ)埋深，所以需積極開展水文地質(zhì)勘查，是保證建筑工程地基埋設(shè)深度合理性重要舉措[1]。

1.2 影響建筑基礎(chǔ)質(zhì)量

區(qū)域內(nèi)地下水位受多重因素影響，造成其水位處于動態(tài)化變更中，水位超出較高限值或較低限值，則均對工程建設(shè)產(chǎn)生一定的影響。具體而言，土壤具有自身均衡性，作為保證土壤堅硬與穩(wěn)定基礎(chǔ)，但水位高度升高時，其自身初期處于失衡狀態(tài)，地下水中含有對建筑材料腐蝕的物質(zhì)，隨著時間的推移，工程基礎(chǔ)自身承載力逐步下降。水位持續(xù)性上升會產(chǎn)生暗河積水，造成原有地基形成裂縫等質(zhì)量缺陷。水位持續(xù)性降低，地下水自身實(shí)際承載對基礎(chǔ)壓力降低，基礎(chǔ)水壓顯著降低，促使基礎(chǔ)發(fā)生沉降，導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)凹陷，巖石層中含有粉砂及顆粒大量流失，對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同程度損傷，最終致使建筑物質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。

1.3 影響建筑工程支護(hù)成效

地下水出現(xiàn)動力循環(huán)屬于良性循環(huán)，復(fù)雜地質(zhì)條件下受施工因素干擾，將該平衡予以破壞，影響工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。為提高土地利用率，需通過增加建筑高度實(shí)現(xiàn)，如此建筑高度與基礎(chǔ)深度成正相關(guān)，對基坑支護(hù)要求較高。正式施工過程中，為確?；影踩院头€(wěn)定性，需選取可行性較高的支護(hù)措施與降水舉措，此種認(rèn)為干預(yù)方式，促使地下水環(huán)境發(fā)生波動，出現(xiàn)巖層空心等質(zhì)量缺陷，影響工程質(zhì)量可靠性。因此，實(shí)際施工過程中，需在初期勘察設(shè)計中明確水文地質(zhì)勘查工作重要價值，獲取全面、可靠勘察數(shù)據(jù)和信息，對基礎(chǔ)進(jìn)行合理設(shè)計，保障基礎(chǔ)埋設(shè)深度吻合施工要求，確定合理支護(hù)技術(shù)措施，最終保證工程質(zhì)量目標(biāo)。

2 加強(qiáng)工程地質(zhì)勘查水文地質(zhì)問題處理措施

2.1 規(guī)范工程地質(zhì)勘查

完善的管理制度，是保證地質(zhì)水文勘察工作核心保證，實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)需從以下幾方面分析：第一，工程勘察單位應(yīng)布設(shè)專業(yè)水文地質(zhì)勘查機(jī)構(gòu)，配置人員人員負(fù)責(zé)地質(zhì)管理，全方位落實(shí)水文地質(zhì)內(nèi)容相關(guān)勘察工作。第二，完善勘察管理制度層面，需加大宣傳其重要性，促使所有工程人員明晰地質(zhì)問題對勘察危害，保證操作規(guī)范化，熟悉掌握勘察內(nèi)容，以管理制度為核心約束力，并在工程建設(shè)過程中有序強(qiáng)化，形成對水文地質(zhì)問題高度重視，以免出現(xiàn)危害工程建設(shè)狀況。第三，需加大勘察人員專業(yè)化培訓(xùn)，提高其自身技術(shù)水平，做到熟知相關(guān)規(guī)程，明確勘察內(nèi)容及流程，為工程建設(shè)可靠性做以保障，減少水文地質(zhì)對工程地質(zhì)勘查干擾。圖1為工程地質(zhì)勘查規(guī)范內(nèi)容及要求[2]。

圖1 工程地質(zhì)勘查規(guī)范內(nèi)容及要求

2.2 加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)測

地質(zhì)水文狀態(tài)動態(tài)化監(jiān)測過程中，需積極明確監(jiān)測核心目的，構(gòu)建完善的監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)，深層次掌握施工區(qū)域內(nèi)水文地質(zhì)危害性，對可能致使地下水位變化因素系統(tǒng)性分析，并匯總當(dāng)?shù)貐^(qū)域內(nèi)將適量、氣候等資料，調(diào)查統(tǒng)計當(dāng)?shù)嘏潘O(shè)施建設(shè)狀況，為后續(xù)工程施工方案制定提供參考數(shù)據(jù)。此外，為防止地下水位突變對工程地質(zhì)造成不利因素，勘察人員需對其實(shí)際含水層進(jìn)行檢測，保證地質(zhì)勘查中水文地質(zhì)不良影響及時處理。

2.3 加強(qiáng)信息技術(shù)應(yīng)用

信息資源共享和先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用，是提高區(qū)域內(nèi)水文地質(zhì)勘察基礎(chǔ)條件，為保證水文地質(zhì)勘查結(jié)果精準(zhǔn)性有效提高，需積極應(yīng)用各類先進(jìn)信息技術(shù)，并構(gòu)建一體化信息服務(wù)平臺，引入先進(jìn)測量儀器設(shè)備，構(gòu)建指標(biāo)數(shù)據(jù)化管理系統(tǒng)。不同種類、深度的水文地質(zhì)，其選用的勘察方式存在較大差異性，應(yīng)選取先進(jìn)勘測設(shè)備完成取樣工作，防止人為操作造成樣品選取質(zhì)量不佳，提高地質(zhì)勘查結(jié)果有效性[3]。

2.4 做好水文地質(zhì)環(huán)境勘察

一方面，勘察自然地理?xiàng)l件。自然地理?xiàng)l件獲知是工程勘察核心內(nèi)容，需對施工區(qū)域內(nèi)地質(zhì)狀況、氣候條件等進(jìn)行綜合性勘察分析，有助于為后續(xù)作業(yè)有序開展奠定良好基礎(chǔ)。另一方面，系統(tǒng)性勘查作業(yè)周圍地質(zhì)環(huán)境?？辈樽鳂I(yè)不周圍地質(zhì)環(huán)境涉及勘查作業(yè)場所地層炎性、地質(zhì)構(gòu)造特征規(guī)律等。

3 項(xiàng)目實(shí)踐案例分析

某項(xiàng)目擬建場地處于低山丘陵山前地帶，地勢起伏波動較大，場地東側(cè)、南側(cè)、北側(cè)均緊臨山坡，西側(cè)為民房，地勢較低，總體呈東高西低，場地內(nèi)高程多為3-10m。擬建物以多層建筑為主，有一至二層地下室分布。場地規(guī)劃室外地坪黃海標(biāo)高為8.00m，地下室基底標(biāo)高約為黃海0m左右，后期回填土方厚度達(dá)約8m。實(shí)地勘查屬于施工圖設(shè)計詳細(xì)勘查階段，核心目的在于為項(xiàng)目后續(xù)基礎(chǔ)選型、施工圖設(shè)計提供全方位地質(zhì)參考數(shù)據(jù)。該項(xiàng)目勘查工作方法和工作量如下：第一，工作量布置。本次勘查主要依照我國相關(guān)規(guī)程，以及施工區(qū)域內(nèi)地質(zhì)條件、擬建建筑物實(shí)際位置等，布設(shè)勘查孔數(shù)及實(shí)際位置均獲取業(yè)主和設(shè)計認(rèn)可確定。本工程詳細(xì)勘查方案布設(shè)共計勘探孔為143個。第二，勘查工作方法，主要選取野外鉆探、原位測試和室內(nèi)試驗(yàn)聯(lián)合方式，完整、精準(zhǔn)獲取各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。通過上述一系列勘查工作實(shí)施，其勘查成果如下：

（1）通過勘查查明了場地地基土分布規(guī)律：擬建場地場地東側(cè)、南側(cè)、北側(cè)均緊臨山坡，場地東側(cè)地基土以基巖直接裸露；場地中間上部以坡積物為主，底部為基巖；場地西側(cè)上部以軟弱土為主，底部為基巖。建議基礎(chǔ)形式東側(cè)為淺基礎(chǔ)、中間為墩基礎(chǔ)與短樁基礎(chǔ)、西側(cè)為樁基礎(chǔ)。

（2）由于場地有軟弱土分布，屬于抗震不利地段，場地類別屬Ⅱ類場地,設(shè)計基本地震加速度值為0.10g ，地震動加速度反應(yīng)譜特征周期為0.35s,地震動峰值加速度調(diào)整系數(shù)為Fa為1.0；本場地地震烈度為Ⅶ度，設(shè)計地震分組為第一組。

（3）場地內(nèi)并未存在不良地質(zhì)作用，東、南、北側(cè)地塊以人工操作為主形成邊坡，作為適當(dāng)防護(hù)，除此之外并無發(fā)現(xiàn)對工程施工不利埋藏物。通過現(xiàn)場勘查獲知，場地內(nèi)并未存在顯著地下管線、人防工程等埋設(shè)物，建議工程施工。

（4）根據(jù)該施工區(qū)域內(nèi)水質(zhì)資料分析，擬建廠區(qū)內(nèi)地下水在II類環(huán)境下，對混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生微腐蝕性；對其內(nèi)部鋼筋長期受水作用影響具有微腐蝕性。根據(jù)該施工區(qū)域內(nèi)地下水分布狀況，場地土對建筑材料腐蝕性與地下水較為類似。

本項(xiàng)目在后期施工過程中，發(fā)現(xiàn)地下室底板和側(cè)墻多處出現(xiàn)大量裂縫，經(jīng)參與各方和專家多次現(xiàn)場勘查，并結(jié)合原建筑結(jié)構(gòu)圖紙分析原因如下：

由于暴雨期周邊山體來水豐富，大部分向西側(cè)通過地表徑流和沿坡體下滲后，形成地下水，儲存于地下室底板以上的填土層中，對地下室底板和側(cè)墻造成不利影響，致地下室底板和側(cè)墻多處產(chǎn)生裂縫并滲水，嚴(yán)重的局部隆起開裂。屬于典型的因人工施工造成的水文地質(zhì)勘查問題。

我們針對該項(xiàng)目又進(jìn)行了專門的水文地質(zhì)勘查，布置多個水文地質(zhì)觀測井，查明地下室范圍內(nèi)及基坑外側(cè)的潛水水位變動范圍（一般為黃海2.0至6.5m）和出水情況（最大單井日出水量達(dá)300m3），并對地下室底板及柱子進(jìn)行變形觀測，了解水位變化與建筑物變形之間的關(guān)聯(lián)性：當(dāng)水位抬升時變形量略有增加，并隨水位下降趨于收斂。

為此，對地下室范圍提出以下建議措施并實(shí)施。

1、在地下室底板按約300平方布置一套泄水減壓設(shè)備，出水孔多布置在地下室集水井和側(cè)墻位置，將地下室底板或側(cè)墻打通，底板下或墻外側(cè)做好反濾包，通過PVC管與底板下潛水連通并實(shí)現(xiàn)地下水自動排泄，再通過水泵集中外排到室外市政排水系統(tǒng)，降低地下室正常使用期間的水頭壓對底板和側(cè)墻的水壓力。

2、對裂縫區(qū)域進(jìn)行結(jié)構(gòu)注漿和碳纖維加固補(bǔ)強(qiáng)。

3、后期觀測和監(jiān)測表明，地下室底板、側(cè)墻和柱子開裂變形情況基本穩(wěn)定，裂縫滲漏水未再發(fā)生。

4 結(jié)束語

工程地質(zhì)勘查屬于一項(xiàng)綜合性工作，具有較強(qiáng)的專業(yè)性，最終結(jié)果與工程建設(shè)可靠性密切相關(guān)。工程建設(shè)單位需對水文地質(zhì)勘查高度重視，掌握其自身危害對工程干擾，實(shí)際勘查中應(yīng)采取多項(xiàng)舉措防治其危害，保證工程建設(shè)質(zhì)量。