巖土工程勘察中的水文地質(zhì)的作用

盧增毅

（廣東省有色金屬地質(zhì)局水文地質(zhì)隊(duì)，廣東 廣州 510800）

在勘察工作中，水文地質(zhì)勘察是內(nèi)容之一，但實(shí)際上勘察結(jié)果一般不需要水文地質(zhì)數(shù)據(jù)，所以也就導(dǎo)致勘察工作中往往會(huì)輕視這一方面的工作。由于重視不足，所以常會(huì)忽視一些水文地質(zhì)問(wèn)題，僅僅做出簡(jiǎn)要評(píng)價(jià)。假如建設(shè)項(xiàng)目區(qū)域本身具有良好的水文地質(zhì)條件，則不進(jìn)行詳細(xì)、全面的水文地質(zhì)勘察也不會(huì)有多大負(fù)面影響；然而，如果水文地質(zhì)方面的資料較少，不能確定實(shí)際水文地質(zhì)情況，依然沒有重視水文地質(zhì)勘察，則可能會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的危害，工程項(xiàng)目質(zhì)量、穩(wěn)定性都會(huì)受到影響，造成巨大損失。因此，必須重視水文地質(zhì)工作，為該項(xiàng)工作開展提供便利，同時(shí)重視相關(guān)資料數(shù)據(jù)的收集與分析。

1 巖土工程勘察的特點(diǎn)

這項(xiàng)工作內(nèi)容較多，同時(shí)也有較多特點(diǎn)。

1.1 服務(wù)性

巖土工程勘察本身為后續(xù)的工程建設(shè)服務(wù)，需要先進(jìn)行勘察，了解現(xiàn)場(chǎng)情況，收集各種資料，之后的設(shè)計(jì)與施工會(huì)以勘察所得數(shù)據(jù)、分析等作為參考資料開展相應(yīng)的工作。通過(guò)做好前期勘察，為后續(xù)工作服務(wù)，也為減少經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)服務(wù)，有助于降低造價(jià)、提高施工質(zhì)量以及使用安全性。

1.2 隱蔽性

這項(xiàng)工作作業(yè)范圍較廣，同時(shí)多數(shù)工作以巖土體、地下水情況為對(duì)象開展，巖土體的實(shí)際情況不止包括表面情況，同樣需要研究地下的構(gòu)造、構(gòu)成等。地下水系分布于地下，從地上難以直觀看到，也具有隱蔽性的特點(diǎn)，需要通過(guò)相應(yīng)的技術(shù)手段獲取地下水信息，是一項(xiàng)專業(yè)性、隱蔽性強(qiáng)的工作。

1.3 不確定性與復(fù)雜性

我國(guó)地大物博，并且國(guó)內(nèi)有各種差異巨大的地形地貌，巖土情況復(fù)雜多變，并且環(huán)境形成是一個(gè)緩慢的過(guò)程，同時(shí)也受多種因素影響。巖土與水文情況受各種有規(guī)律與無(wú)規(guī)律的作用影響，所以，即使在某個(gè)區(qū)域內(nèi)，也可能存在多種巖土與水文情況，有很大的不確定性以及復(fù)雜性。

1.4 綜合性

巖土工程勘察涉及的知識(shí)較多，不僅要通過(guò)多種方法了解地下巖土、水文情況，同樣要在獲得資料后分析這些資料數(shù)據(jù)，做出準(zhǔn)確評(píng)價(jià)，方能發(fā)揮出指導(dǎo)作用。同時(shí)，工作人員需要了解內(nèi)業(yè)、外業(yè)的知識(shí)，并嘗試將二者有機(jī)結(jié)合。這里的內(nèi)業(yè)指的是相關(guān)資料的整理、歸納、測(cè)試、分析評(píng)價(jià)等，而外業(yè)則是指踏勘、調(diào)查、鉆探、地層判定編錄、取樣、測(cè)試等等專業(yè)工作，這些工作均對(duì)工作人員自身能力素質(zhì)有較高要求。

2 巖土工程勘察的作用

勘察是設(shè)計(jì)與施工之前的一項(xiàng)必要工作，能夠?yàn)楹罄m(xù)工作提供相應(yīng)的參考資料，這些資料與實(shí)際情況相符，豐富、真實(shí)，可以幫助設(shè)計(jì)、施工人員全面了解實(shí)際地質(zhì)情況，使各項(xiàng)工作可以科學(xué)合理的開展。可以減少由于勘察不足導(dǎo)致的地基沉降等問(wèn)題，提高建設(shè)項(xiàng)目質(zhì)量與安全性，提高耐久性，減少維護(hù)、翻修以及安全問(wèn)題造成的經(jīng)濟(jì)損失以及可能的社會(huì)負(fù)面影響；同時(shí)，也有助于建設(shè)有序開展，降低各類風(fēng)險(xiǎn)。

3 水文地質(zhì)對(duì)巖土工程的影響

作為巖土工程勘察重要項(xiàng)目，水文地質(zhì)情況勘察不足會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重負(fù)面影響，必須根據(jù)水文地質(zhì)實(shí)際情況開展相關(guān)工作，才能保證工程建設(shè)效果?？偨Y(jié)有以下幾方面的影響，需要引起重視：

3.1 影響建筑基礎(chǔ)埋深

現(xiàn)代工程建設(shè)有向大體型、更深、更高的方向發(fā)展的趨勢(shì)，建筑地下部分需要有足夠的埋深與穩(wěn)定性才能有足夠的承載力，保持建筑物穩(wěn)定。在實(shí)際工作中，地基深淺，會(huì)結(jié)合之前勘察所得的資料數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。需要了解當(dāng)前區(qū)域的水文地質(zhì)數(shù)據(jù)，以此為基礎(chǔ)，再綜合現(xiàn)場(chǎng)周邊環(huán)境資料，科學(xué)設(shè)置埋深。地基設(shè)計(jì)中，需要提前勘察靜態(tài)地下水位。通常情況下，建筑埋深要高于靜態(tài)地下水位，以免長(zhǎng)期受水體侵蝕，造成承載力不足、受腐蝕性能降低等問(wèn)題，不過(guò)實(shí)際工作中也有一些建筑相對(duì)特殊，需要低于地下水位。對(duì)于這些建筑，一般需要先做好排降水工作，使區(qū)域內(nèi)的水位降低，同樣需要避免水體影響。另外，如果地下巖土被地下水侵蝕，就會(huì)使其整體強(qiáng)度逐步被削弱，可能會(huì)形成軟化的巖石層，進(jìn)而很容易開裂，會(huì)影響建筑地基埋深設(shè)置。所以，在工作中必須重視水文地質(zhì)勘察，確保建筑地下部分不受不良巖石層以及地下水侵襲影響。

3.2 影響工程質(zhì)量

由于種種原因影響，地下水并非一成不變，而是時(shí)刻處于動(dòng)態(tài)變化中，會(huì)有自然的高低起伏。對(duì)于工程建設(shè)而言，水位差異會(huì)影響施工與質(zhì)量。巖土本身有其酸堿傾向，受環(huán)境長(zhǎng)期影響，處于平衡狀態(tài)，進(jìn)而使巖土結(jié)構(gòu)可以維持穩(wěn)定，同時(shí)具有一定的強(qiáng)度。如果水位升高，由于水體本身一般偏堿性，所以可能會(huì)打破巖土原本的平衡狀態(tài)，地下水中含有的一些可溶性鹽也可能侵蝕建筑材料，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而使建筑基礎(chǔ)的承載力不斷降低，造成安全問(wèn)題。與此同時(shí)，由于水位上升，也會(huì)引起暗河積水，從而增加了建筑材料產(chǎn)生裂縫的可能性。如果水位降低，則可能會(huì)出現(xiàn)地下漏斗，以往地下水水壓發(fā)揮的承載作用會(huì)消失，從而使建筑地基下沉，造成質(zhì)量問(wèn)題。

另外，通常情況下，如果不受嚴(yán)重的外部因素干擾，地下水會(huì)處于平衡的動(dòng)力循環(huán)下。當(dāng)前，人類對(duì)自然的改造更加徹底，如果受到人為因素嚴(yán)重影響，則會(huì)打破原本的平衡狀態(tài)，從而使建筑失穩(wěn)，造成安全隱患乃至出現(xiàn)安全事故。例如，房地產(chǎn)開發(fā)受限于有限的土地面積，高層建筑大量興建。隨著建筑高度增加，就需要更深、更強(qiáng)的基礎(chǔ)提供支持。而很多地區(qū)有地下水分布，所以需要抽水、垂直開挖降水。這些處理措施無(wú)疑會(huì)直接影響地下水循環(huán)，可能造成當(dāng)?shù)氐叵滤刭|(zhì)情況出現(xiàn)巨大變化，進(jìn)而造成建設(shè)質(zhì)量問(wèn)題，影響建筑使用壽命。

4 水文地質(zhì)勘查內(nèi)容

結(jié)合個(gè)人理解以及相關(guān)資料查閱，水文地質(zhì)勘查主要涉及這些內(nèi)容：

4.1 自然地理?xiàng)l件

是勘察工作需要關(guān)注的重要內(nèi)容。自然地理?xiàng)l件的勘察，屬于開展水文地質(zhì)勘查的一項(xiàng)重要工作，可以獲得一些有益信息。對(duì)于自然地理?xiàng)l件的勘察涉及的內(nèi)容較多，具有較強(qiáng)的層次性，涉及面同樣也很廣，例如，當(dāng)?shù)氐臍夂蚯闆r、區(qū)域的水文情況、具體的地形地貌等。氣候方面的勘察圍繞氣象特征進(jìn)行，要明確施工區(qū)域近些年來(lái)的氣候情況，所處的溫度帶，獲取往年的空氣濕度、熱度參數(shù)，往年的風(fēng)向分布、風(fēng)速等。水文情況涉及施工現(xiàn)場(chǎng)周邊的水系數(shù)量、流量、區(qū)域內(nèi)的地下水分布情況以及流向、流速等情況。地形地貌方面的勘察需要了解地形特征，地形沖刷效果、堆積形態(tài)等等內(nèi)容。

4.2 地質(zhì)環(huán)境

涉及內(nèi)容包括當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)特征、基底構(gòu)造情況、巖石性質(zhì)等。在實(shí)際工作中，對(duì)工程區(qū)域進(jìn)行地質(zhì)環(huán)境分析十分重要。工作中，主要需要分析區(qū)域內(nèi)巖層情況以及其對(duì)水作用的實(shí)際抗壓能力，需要檢測(cè)巖層腐蝕情況，判斷在此處建設(shè)可能對(duì)建筑耐久產(chǎn)生的影響。

4.3 地下水位

地下水系會(huì)影響建筑地基穩(wěn)定性，而水位高低對(duì)建筑地基的影響巨大，必須引起重視。為了減少地下水對(duì)地基的影響，必須通過(guò)勘察明確地下水位高低以及動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，提高設(shè)計(jì)與施工的針對(duì)性。水文勘察需要關(guān)注地下水動(dòng)態(tài)升降情況，表現(xiàn)出的變化特征以及變化趨勢(shì)，了解地下巖石環(huán)境水補(bǔ)充情況以及水體滲入巖石流失情況，要確認(rèn)區(qū)域內(nèi)的地下水位極值，歷史特點(diǎn)，之后分析極值出現(xiàn)的原因。需要注意，不同巖層本身存在物質(zhì)性質(zhì)上的差異，其中蘊(yùn)藏、流通的水量多少也有差異。同時(shí)，也要注意了解水類型以及流速方面的變動(dòng)情況。加強(qiáng)對(duì)區(qū)域內(nèi)的動(dòng)態(tài)水位分析，可以指導(dǎo)基底調(diào)整工作。在進(jìn)行地下水勘察中，需要結(jié)合地質(zhì)水系上的差異針對(duì)性選擇測(cè)定方法。

4.4 含水層、隔水層情況

會(huì)影響地基結(jié)構(gòu)層次以及整體的穩(wěn)固水平。勘察工作需要了解各含水層埋深、水位情況，水層厚度分布以及水位高低，不同水層分布的地下水類型，以及具體的流速、流向、水位變化范圍。水文勘察需要結(jié)合不同建筑材料水敏感度進(jìn)行，同時(shí)要結(jié)合區(qū)域內(nèi)地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及周邊環(huán)境情況，需要重點(diǎn)分析不同水層對(duì)材料可能產(chǎn)生的腐蝕作用強(qiáng)弱，指導(dǎo)使用合適的材料。

5 水文地質(zhì)勘察方法與技術(shù)

5.1 水文地質(zhì)測(cè)繪

一般用于初步設(shè)計(jì)，需要勘察并分析區(qū)域內(nèi)的地下水情況，包括類型、分布、邊界、水循環(huán)等。當(dāng)前，遙感影像在測(cè)繪中獲得大量應(yīng)用，有效縮短了測(cè)繪時(shí)間，也在一定程度上提高了測(cè)繪質(zhì)量。在實(shí)際工作中，應(yīng)注意測(cè)繪觀測(cè)點(diǎn)的選點(diǎn)科學(xué)性，通常應(yīng)在地質(zhì)地貌的界線以及地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)處。通常不同季節(jié)水文地質(zhì)測(cè)繪有不同的工作側(cè)重。例如在少雨季節(jié)一般為溪溝測(cè)流，雨季則復(fù)查重要井、泉，以便更加準(zhǔn)確的獲取地下水實(shí)際變化規(guī)律。

5.2 物探技術(shù)

物探技術(shù)具有較高技術(shù)含量。利用這一技術(shù)能夠查明巖溶發(fā)育段具體情況，例如實(shí)際分布、含水層以及斷裂富水帶位置等。通常情況下，物探技術(shù)不單獨(dú)使用，會(huì)與其他技術(shù)方法配合，可以提高水文地質(zhì)的勘察效果。其中的測(cè)井技術(shù)特別是數(shù)字測(cè)井有效提升了物探效率。工作中，可以將物探測(cè)井與鉆探相結(jié)合，能夠提高勘察數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

5.3 鉆探技術(shù)

通常情況下，測(cè)繪與物探為現(xiàn)代鉆探的必要基礎(chǔ)，先進(jìn)行測(cè)繪、物探，之后再進(jìn)行鉆孔，通過(guò)這一步驟明確具體地質(zhì)水文情況。要注意科學(xué)設(shè)置勘探線與點(diǎn)，并且要求鉆孔結(jié)構(gòu)必須與抽水試驗(yàn)以及成井吻合。鉆孔布置必須與取水工程做好配合，將部分鉆孔作探采結(jié)合孔使用，以便降低資金投入。

5.4 抽水測(cè)試

在實(shí)際水文地質(zhì)勘察中，在現(xiàn)場(chǎng)適當(dāng)問(wèn)題進(jìn)行鉆孔，之后進(jìn)行抽水試驗(yàn)是了解地下水情況的一種有效措施。通常情況下，抽水測(cè)試需要在富水性地帶進(jìn)行。工作中必須重視以下操作：試驗(yàn)孔必須與勘探孔設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)；抽水井必須與生產(chǎn)井協(xié)調(diào)；實(shí)際抽水強(qiáng)度需要結(jié)合取水量設(shè)置；觀測(cè)孔必須廣泛設(shè)置在觀測(cè)區(qū)域內(nèi)，多設(shè)觀測(cè)孔能獲得更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息；通常應(yīng)在枯水季節(jié)抽水，此時(shí)期抽水降深大、有助于提高水位變化分析的準(zhǔn)確性，為計(jì)算打下良好基礎(chǔ)。通常情況下，抽水試驗(yàn)需要30多天完成。

5.5 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

要加強(qiáng)對(duì)區(qū)域內(nèi)地下水情況的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)變化情況。涉及的內(nèi)容有了解本地地下水的形成條件，地下水的水質(zhì)情況、水量大小。要對(duì)影響水動(dòng)態(tài)的各類因素加以分析，并分析研究開采地下水引起各種問(wèn)題發(fā)生的可能性。通過(guò)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，為建設(shè)提供有益參考，方便針對(duì)性采取措施應(yīng)對(duì)。

6 結(jié)語(yǔ)

在實(shí)際工作中，必須認(rèn)識(shí)到水文地質(zhì)可能給工程帶來(lái)的深遠(yuǎn)影響，加強(qiáng)對(duì)這項(xiàng)勘察工作的重視程度，發(fā)現(xiàn)潛在的水文地質(zhì)問(wèn)題，防止因未發(fā)現(xiàn)水文地質(zhì)問(wèn)題造成嚴(yán)重?fù)p失，提高工程建設(shè)科學(xué)性。隨著工作實(shí)踐不斷開展，水文地質(zhì)勘察技術(shù)也在不斷提高水平，新技術(shù)也在涌現(xiàn)，相信可以為今后的水文地質(zhì)勘察提供良好幫助。