探究巖土工程勘察設(shè)計(jì)與施工中水文地質(zhì)問題

于曉偉

(建設(shè)綜合勘察研究設(shè)計(jì)院有限公司，北京 102206)

我國國土面積大，幅員遼闊，地形地勢(shì)復(fù)雜，并且，每一個(gè)地區(qū)的地形地貌都大不相同，在這些頗具特色的地形區(qū)域開展工程化地質(zhì)探測(cè)的時(shí)候，統(tǒng)籌考慮該區(qū)域的自然生態(tài)以及天氣狀況等因素。不論是巖土工程設(shè)計(jì)、還是后續(xù)的施工流程都會(huì)受到這些因素的直接影響，造成工程進(jìn)度得不到保障，并且也會(huì)對(duì)整體項(xiàng)目質(zhì)量造成影響。因此，為了更好的解決這些不利因素，相關(guān)部門在開展實(shí)際施工之時(shí)，需要全面認(rèn)識(shí)到巖石、土壤工程過程中水文、地質(zhì)測(cè)量等工作的重要性，不斷加強(qiáng)對(duì)水文地質(zhì)問題的研究，并且進(jìn)行有效分析，加大探索力度，根據(jù)實(shí)際情況就出現(xiàn)的水文地質(zhì)問題提出有針對(duì)性的解決方案，確?？梢詽M足各項(xiàng)工程的開展[1]。

1 淺析巖土工程勘察的基本含義

就現(xiàn)階段我國的巖土工程地質(zhì)方面的勘查工作來說，其實(shí)質(zhì)是開展對(duì)現(xiàn)有的建設(shè)工程項(xiàng)目中所涉及到土壤地質(zhì)條件的調(diào)查活動(dòng)，在整體的勘察活動(dòng)中涉及到很多重要內(nèi)容，比如土壤類物質(zhì)的特定構(gòu)成物、物理構(gòu)造以及化學(xué)成分等。與此同時(shí)，還要重點(diǎn)分析它會(huì)給建筑工程的穩(wěn)定性帶來什么具體變化，將工地現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)類型進(jìn)行解析，其結(jié)果將作為切實(shí)工作的一個(gè)依據(jù)，制定出合理的施工方案，并且還要不斷完善勘查工作的具體目標(biāo)，目標(biāo)是為后續(xù)工程建設(shè)的有序開展奠定基礎(chǔ)。

在施工前的準(zhǔn)備工作，相關(guān)部門的工作人員需要在工地現(xiàn)場(chǎng)對(duì)巖層的方位進(jìn)行系統(tǒng)勘察，利用不同的探測(cè)設(shè)備和儀器對(duì)其中隱含的信息進(jìn)行深度挖掘，在不斷拓展勘察面積的同時(shí)，還要確?？辈鞌?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和有效性，保證施工地點(diǎn)能夠滿足后續(xù)項(xiàng)目建設(shè)的需要，不斷降低地質(zhì)問題給施工進(jìn)度帶來的影響，從而為后續(xù)施工的安全性提供有力保障。

2 水文地質(zhì)研究的意義

現(xiàn)階段，在巖土工程勘察中，水文地質(zhì)勘察工作經(jīng)常被忽略。在這樣的情況下，一些安全隱患常常出現(xiàn)在工程設(shè)計(jì)施工中。

水文地質(zhì)是地質(zhì)工程勘探工作中一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)，在勘察及工程建設(shè)巖土?xí)r期，若沒有對(duì)水文地質(zhì)形勢(shì)展開有效監(jiān)督，以及不能及時(shí)采取有效的措施予以處置，都有可能引出巖土工程測(cè)量數(shù)據(jù)的精確與合理性問題的出現(xiàn)。除此之外，通過合理的偵察技術(shù)，在巖土工程項(xiàng)目工地對(duì)水文和地質(zhì)情況進(jìn)行全面摸底排查，能夠減少對(duì)地下水的不利影響，在一定程度上可以確保巖土工程項(xiàng)目的進(jìn)展[2]。

3 探究巖土工程勘察設(shè)計(jì)與施工中水文地質(zhì)問題

3.1 地下水位上漲幅度較大

降水量的增多是導(dǎo)致地下水位上漲幅度較大的因素之一，在水資源循環(huán)系統(tǒng)中占據(jù)著非常重要的地位，一旦降水量驟然加大的情況下，表面徑流量也將有所提高，這是讓地下水位發(fā)生不斷上升的原因。主觀人為因素也可能導(dǎo)致地下水位上漲，在整個(gè)施工過程中會(huì)給建設(shè)片區(qū)的地質(zhì)環(huán)境帶來很明顯的影響，使得土壤的體態(tài)發(fā)生變化，造成水位不斷提高。當(dāng)水位上漲影響施工地基的承受能力后，就可能導(dǎo)致其本身的地基損壞嚴(yán)重，加大地面坍塌、樓體發(fā)生偏移風(fēng)險(xiǎn)，建筑物的可靠性會(huì)遭受質(zhì)疑。當(dāng)?shù)叵滤粷q幅較大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致地下水受到污染，給該區(qū)域的地下水系的水源質(zhì)量和水量地造成不良影響，尤其是生活生產(chǎn)用戶。

3.2 地下水水位逐漸降低

從科學(xué)角度來說，降水量的減少造成了地下水水位不斷降低，表面的徑流沒有過多的水分滲透到地面的下部，沒有及時(shí)的對(duì)地下水進(jìn)行補(bǔ)給。從主觀因素來說，隨著人口越來越多，日常水資源的消耗量也在提高，導(dǎo)致人們對(duì)水資源的需求日益旺盛。人們會(huì)為了能夠迎合用戶的日常生活和生產(chǎn)需要不斷開采地下水[3]。浪費(fèi)水資源和供不應(yīng)求不僅會(huì)造成水位降低，還會(huì)導(dǎo)致地球生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重的破壞，植被系統(tǒng)不斷遭受侵害致使原有生態(tài)系統(tǒng)失去平衡。水位下降之后水循環(huán)系統(tǒng)同樣會(huì)受到一定的影響，從而致使湖泊的面積不斷銳減，那么地面降雨將會(huì)呈現(xiàn)不斷減少的趨勢(shì)。

3.3 地下水水位不穩(wěn)定

低下水位出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，會(huì)嚴(yán)重影響建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，甚至還會(huì)引起塌方的地面情況發(fā)生。此種局面將對(duì)巖石土壤結(jié)構(gòu)造成危害，最終還可能因?yàn)槎啻蔚臄U(kuò)張和收縮造成巖土層的畸形現(xiàn)象發(fā)生。不同巖土結(jié)構(gòu)之間的厚薄存在差異會(huì)直接影響到它的承受能力大小，造成穩(wěn)定性不斷降低，并且里面所含土層內(nèi)的很多元素隨著變化和波動(dòng)一樣也會(huì)隨之迅速流失，造成土體發(fā)生崩潰或脫落的情況。

3.4 動(dòng)水壓

地下水處在平穩(wěn)狀態(tài)時(shí)一般不會(huì)出現(xiàn)巨大變化，若周邊的環(huán)境條件未發(fā)生劇大幅度波動(dòng)，這里的巖土工程建設(shè)也不會(huì)受到嚴(yán)重的影響，加強(qiáng)對(duì)地下水壓的控制有利于確保地下水保持穩(wěn)定。 而地下水的壓力還會(huì)受不同的外在因素影響，主要是表面壓力變動(dòng)及降水量變化的影響，地表壓力產(chǎn)生變化的原因歸結(jié)于施工過程中地表會(huì)出現(xiàn)一定變化，若在較短的時(shí)間內(nèi)有持續(xù)下雨的情況將會(huì)給地下水壓帶來直接影響[4]。在建設(shè)之前如果相關(guān)部門一直沒有進(jìn)行詳細(xì)的地下水壓摸底， 則會(huì)加大基坑在施工過程中涌水的可能性，進(jìn)而出現(xiàn)承壓水從基層底板處打穿、基坑暴涌的情況出現(xiàn)。

4 巖土工程勘察設(shè)計(jì)與施工中水文地質(zhì)問題處理措施

4.1 不斷提高勘察人員對(duì)勘察工作的認(rèn)知

在巖土工程勘察設(shè)計(jì)與施工之前，相關(guān)部門需要明確勘察目標(biāo)和對(duì)象，不斷提高勘探人員對(duì)于工作的認(rèn)知，只有這樣才能保證調(diào)查工作的嚴(yán)謹(jǐn)性和可行性，為施工建設(shè)提供有效的數(shù)據(jù)支撐。工作人員在勘察制度目標(biāo)上能夠明確界定勘查的工作任務(wù)和要求。在擬訂目標(biāo)時(shí)要考慮到項(xiàng)目建設(shè)的要求以及地質(zhì)基本情況，保證勘察方針能夠引導(dǎo)地質(zhì)工程施工作業(yè)的有序開展[5]。同時(shí)要對(duì)勘察任務(wù)進(jìn)行詳細(xì)劃分，避免勘察人員因工作疏忽導(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)差錯(cuò)的情況。在進(jìn)行勘察作業(yè)之前，擬定目標(biāo)、明確任務(wù)有利于確?？辈鞌?shù)據(jù)的有效性和準(zhǔn)確性，在很大程度上可以降低巖石及土石方面工程設(shè)計(jì)出現(xiàn)的偏差問題，以為之后開展工程施工活動(dòng)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

4.2 強(qiáng)化勘察任務(wù)

地質(zhì)工程勘測(cè)施工區(qū)域的情況都是比較復(fù)雜的，特別是不同區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造都存在差異性，采用的勘察方式也會(huì)存在很大的差異，勘察任務(wù)必須要落實(shí)到關(guān)鍵點(diǎn)上并且還要進(jìn)行詳細(xì)分析，這樣才可以確保勘察方案合理有效。在進(jìn)行勘察施工之前，相關(guān)部門需要讓參與勘察的工作人員進(jìn)行任務(wù)分析，明確水文地質(zhì)問題的出現(xiàn)原因，對(duì)各方面問題進(jìn)行全面分析。與此同時(shí)，還需要從中收集整理當(dāng)?shù)氐叵滤跉v史條件下的變化數(shù)據(jù)，綜合了解到地下水含層具體分布情況后再進(jìn)行相關(guān)工作。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種可視化技術(shù)在勘察中有著非常重要的作用，特別是地下水的改變情況可以直接顯示，有利于確保所掌握水文質(zhì)量和地質(zhì)資料信息的準(zhǔn)確率。

4.3 完善工作評(píng)價(jià)體系

巖石土石工程勘查工作的目的是在地質(zhì)、水文條件摸清的基礎(chǔ)上，想要保證探礦的質(zhì)量就需要合理的應(yīng)用數(shù)據(jù)和信息， 以此將偵查數(shù)據(jù)作用發(fā)揮到最大程度， 還需要相關(guān)部門的工作人員能夠進(jìn)行這些數(shù)據(jù)的深度梳理、整合和分析，將此作為勘察和建設(shè)工作的頭等大事[6]。所以有關(guān)部門需要精準(zhǔn)估價(jià)巖土工程勘察工作，為了保證測(cè)評(píng)的高效、準(zhǔn)確，相關(guān)機(jī)構(gòu)可以積極引進(jìn)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，及時(shí)分析出偵查的數(shù)據(jù)信息、 推出數(shù)據(jù)變化規(guī)律等，構(gòu)建更加完善的督查工作考評(píng)制度，為開展巖土工程建設(shè)活動(dòng)提供重要技術(shù)支撐。

4.4 不斷引進(jìn)先進(jìn)的勘察技術(shù)

隨著我國科技的不斷發(fā)展，現(xiàn)代建設(shè)的水平也在不斷提高，在巖石土木工程中也會(huì)使用到很多先進(jìn)的科學(xué)設(shè)施，使得勘察工作的效率和質(zhì)量得到了質(zhì)的變化，勘察技術(shù)也逐步趨于現(xiàn)代化和智能化。在現(xiàn)階段的勘察工作中，相關(guān)部門要不斷引進(jìn)新設(shè)備新技術(shù)，強(qiáng)化勘察人員的職業(yè)素養(yǎng)能力，第一種是鉆探探測(cè)法，這是一種利用鉆機(jī)進(jìn)行探測(cè)的技術(shù)類型，能夠分析地下天然資源分布情況，掌握具體數(shù)據(jù)，獲取具體地層剖面圖，無論是鉆孔的精度還是深度都相當(dāng)高，能夠在更廣闊的范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量，常用鉆井工具為全液壓螺旋鉆機(jī)，這個(gè)工藝鉆井工具也的確能夠輕松鉆透堅(jiān)硬的地層，可以更方便地采集樣本，并獲取這塊巖石層的詳細(xì)數(shù)據(jù)，同時(shí)在選擇器材時(shí)也要考慮到被抽取的樣本造型設(shè)計(jì)，比如說土方樣本、氣方樣本或水方樣本等都要借助于不同的設(shè)備來進(jìn)行偵查工作，滑動(dòng)面等巖土層變化情況，但是這種做法也有一定的不足之處，需要耗費(fèi)大量的金錢和時(shí)間。最后是物探，物探全名叫做地球物理勘探，是分析、研究地球物理場(chǎng)的變化，通過變化分析區(qū)域巖體、土質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造等自然特征的不同，看到了不同類別的巖層在諸多方面均存在不同水平差異，根據(jù)巖密、巖彈、巖磁和傳熱性能等多種不同性質(zhì)進(jìn)行了區(qū)分研究，這種情況導(dǎo)致地球上的物質(zhì)場(chǎng)發(fā)生了一定程度的改變，通過對(duì)這些變化特征以及原始地質(zhì)資料在科學(xué)合理的執(zhí)行情況上綜合分析就能推斷出地質(zhì)的具體狀態(tài)，這種勘測(cè)方式相對(duì)鉆井來說較為輕快[7]。

4.5 重點(diǎn)對(duì)水文地質(zhì)問題采取預(yù)防措施

在建設(shè)前就需要相關(guān)部門對(duì)開挖基坑區(qū)域的水文和地質(zhì)狀況進(jìn)行調(diào)研，包括巖層性狀、有水層和有透水層的各類參數(shù)及更多其他內(nèi)容，依據(jù)參數(shù)歸納得到的成果制定出行之有效的預(yù)防性措施。首先應(yīng)對(duì)基坑深淺要求采取嚴(yán)格的管理手段，對(duì)基坑底部因隔水層較薄導(dǎo)致建筑受水流沖刷的情況進(jìn)行阻斷，可以有效保證整體建筑的基礎(chǔ)安全性和穩(wěn)固性。其次減弱水的壓力，要在基坑附近加裝對(duì)應(yīng)排水設(shè)備進(jìn)行排澇作業(yè)，切實(shí)將地下水位控制好。再者，有效強(qiáng)化了對(duì)地面的加固和硬化處理，使基坑與地面的間隔保持在合理區(qū)域，為了提高下水效率、減少滲水問題造成的影響就要在下水位距離底坑較近的位置加高處理，能夠有效防止地質(zhì)疏松等問題的發(fā)生、以及地形下滑的影響。最后，鑒于這些區(qū)域，建筑周圍需要做好相應(yīng)的排澇補(bǔ)水工程，地下水一旦被大量抽干，將會(huì)導(dǎo)致地下水位不斷下降的狀況，地面下沉現(xiàn)象發(fā)生時(shí)地下水位下沉幅度過大，嚴(yán)重的話還會(huì)塌陷，這會(huì)給后續(xù)工程的建設(shè)帶來很大的安全隱患。

4.6 采取有效的管理措施

在巖土工程勘察設(shè)計(jì)的過程中，相關(guān)部門需要根據(jù)勘察的實(shí)際情況制定有效的管理模式，確保施工工序可以合理有序的開展。要結(jié)合巖土工程施工對(duì)出現(xiàn)的水文地質(zhì)問題選擇針對(duì)性的管理方式，能夠精準(zhǔn)的判斷出水文地質(zhì)問題帶來的潛在風(fēng)險(xiǎn)，并且還能夠針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估和預(yù)防，不斷降低風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生的概率。尤其是相關(guān)管理人員要充分的認(rèn)識(shí)到產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)的要點(diǎn)，并且能夠根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生的情況制定針對(duì)性的預(yù)案，充分將管理的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來，同時(shí)要結(jié)合內(nèi)外部因素，進(jìn)一步明確分析的要素，結(jié)合巖土工程勘察到的實(shí)際內(nèi)容進(jìn)行全面分析，重點(diǎn)是地下水，按照情況的嚴(yán)重程度對(duì)地下水進(jìn)行歸類總結(jié)，并進(jìn)行排序，后續(xù)采用針對(duì)性的方式進(jìn)行干預(yù)管理[8]。

5 結(jié) 語

總的來說，巖土工程勘察的過程中會(huì)遇到很多問題，相關(guān)部門需要重視巖土工程的勘察與設(shè)計(jì)工作，因地制宜，嚴(yán)格按照要求來進(jìn)行操作，同時(shí)也要注意施工技術(shù)的不斷創(chuàng)新，確保設(shè)計(jì)方案更加科學(xué)合理，使得整體的質(zhì)量能夠達(dá)標(biāo)。