水文地質(zhì)勘察在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用

閆 俊 茂

(山西省第一水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊，山西 太原 030024)

水文地質(zhì)勘察在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用

閆 俊 茂

(山西省第一水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊，山西 太原 030024)

為了提高工程地質(zhì)勘察的整體質(zhì)量水平，對水文地質(zhì)、巖土地質(zhì)以及土壤等問題進(jìn)行了系統(tǒng)性的研究，并對其中存在的問題制定了切實有效的預(yù)防及解決措施，以期從根本上避免水文地質(zhì)對工程地質(zhì)勘察的影響，提高工程施工的整體質(zhì)量。

水文地質(zhì)，勘察，地下水，巖土

在工程勘察、設(shè)計以及施工的諸多環(huán)節(jié)，往往均可能忽視水文地質(zhì)問題，這將會給工程施工埋下不容忽視的安全隱患。而工程地質(zhì)與水文地質(zhì)之間具有密切的關(guān)系，二者相互聯(lián)系，可以說地下水不僅是巖土體的重要組成部分，同時也決定著建筑物的耐久性和穩(wěn)定性。要想確保工程地質(zhì)勘察的整體質(zhì)量，就應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)水文地質(zhì)勘察工作，盡可能將巖土工程中地下水的危害控制在合理范圍內(nèi)，從而最大限度的確保工程順利施工。

1 水文地質(zhì)勘察對工程地質(zhì)勘察的影響

在工程地質(zhì)勘察階段，加強(qiáng)水文地質(zhì)勘查可謂是至關(guān)重要，其不僅決定了巖土體的物理性質(zhì)，而且還會影響到工程施工的整體質(zhì)量。要想提高水文地質(zhì)勘察質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格做好以下幾點(diǎn)：

1)全面分析地下水對巖土體造成的影響，或者對上層建筑物可能造成的影響，并且最好在工程地質(zhì)勘察之前就進(jìn)行合理的預(yù)測，只有這樣才能確保問題出現(xiàn)時采取及時有效的解決辦法[1]。

2)如果工程地質(zhì)勘察階段發(fā)現(xiàn)了水文地質(zhì)問題，就應(yīng)該結(jié)合施工現(xiàn)場的基礎(chǔ)工程性質(zhì)、地基特征來對誘發(fā)水文地質(zhì)問題的主要原因進(jìn)行系統(tǒng)性的分析，只有這樣才能詳細(xì)獲得當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)方面的資料。

3)如果地下建筑物的地基位于地下水位之下，要慎重考慮地下水對建筑物可能造成的腐蝕，從根本上杜絕影響建筑物整體質(zhì)量的一切問題。

在具體的施工階段，部分工程的基礎(chǔ)持力層是巖土體，如殘積或膨脹土層、軟質(zhì)或強(qiáng)風(fēng)化巖層等，這些地基在正常施工過程中很容易出現(xiàn)持力層膨脹、收縮、崩解以及軟化現(xiàn)象。所以在進(jìn)行水文地質(zhì)勘查時，對于這些場地的勘查和施工情況要給予密切關(guān)注與深入分析。對于一些細(xì)粉砂層的工程場地，往往容易出現(xiàn)砂層松散或飽和的情況，并且其主要發(fā)生在基礎(chǔ)和地基的壓縮層內(nèi)，所以在這些工程場地施工過程中，對于可能發(fā)生管涌、流砂以及潛蝕等問題的地段要給予更多的關(guān)注，同時對其進(jìn)行有效的分析與評價。有些工程的地基存在承壓水層，其可能會在一定程度上對基坑地板造成損壞從而影響建筑物的地基質(zhì)量，因此，在基坑開挖之后，要對是否存在承壓水層進(jìn)行全面的分析與評價。此外，還有一些基坑可能高于地下水位，因而在施工之前要進(jìn)行富水實驗及滲透實驗，以便促使工程施工操作得以順利展開。

2 工程勘察時的巖土水理性質(zhì)

通過相關(guān)調(diào)查及研究可知，地下水對巖土水理性質(zhì)的影響主要包括兩大類：其一，結(jié)合水對巖土水理性質(zhì)的影響。當(dāng)建筑物地基土體為粘性土?xí)r，地下水最主要的表現(xiàn)方式是結(jié)合水。其主要是借助分子力的吸附作用，在巖土體附近形成一層薄水膜。相關(guān)勘測表明，如果外界壓力比較大時，該水膜的密度是普通水體密度的3倍。如果不考慮水體的重力，其水膜還能夠?qū)o水壓力進(jìn)行有效地傳遞。但是結(jié)合水的運(yùn)動范圍是有限的，此時的粘性土?xí)憩F(xiàn)出很大的收縮性和膨脹性；其二，重力水對巖土水理性質(zhì)的影響。在巖土結(jié)構(gòu)中，由于重力的作用，會使地下水在土體縫隙中自由移動，該現(xiàn)象是重力水的顯著特征。實際上重力水的基本性質(zhì)和結(jié)合水是完全對立的，重力水受分子力的影響非常小，幾乎可以忽略不計，而結(jié)合水存在明顯的分子吸附力作用。在巖土層中，重力水的運(yùn)動非?；钴S，所以對巖土水理性質(zhì)的影響也非常嚴(yán)重。不同類型的巖土具有不同的水理性質(zhì)和測試方法，具體如表1所示。

表1 不同巖土的水理性質(zhì)和測試方法

3 地下水給巖土工程造成的影響

1)地下水位變化對巖土工程的影響。在工程施工過程當(dāng)中，誘發(fā)地下水位上升的因素相對較多，具體因素有地質(zhì)因素(巖性的整體情況、含水層構(gòu)造)、水文以及氣象因素(如氣溫、降水)、人為因素(如建筑、灌溉等)。地下水位下降也會對巖土工程造成一定的影響，誘發(fā)地下水位的因素有多種，而人為因素是最主要的[2]。如在河流上游進(jìn)行筑壩、對地下水進(jìn)行掠奪式抽取、攔截地下水的來源以及在下游進(jìn)行采礦活動等。同時，頻繁的地下水升降也會給巖土工程帶來諸多影響，當(dāng)?shù)叵滤活l繁變化時，通常會誘發(fā)土壤往復(fù)收縮變形和膨脹，導(dǎo)致土壤的收縮和膨脹幅度不斷加快，甚至還會帶來不可恢復(fù)的影響。2)地下水位變化對巖土物理力學(xué)性質(zhì)的影響。地下水的變化會導(dǎo)致膨脹性巖土發(fā)生不均勻膨脹和收縮現(xiàn)象，對低層或輕型建筑物造成較大的破壞。如果地下水變化幅度大或頻繁升降時，由此會加大巖土的膨脹和收縮幅度，而且還會影響建筑施工作業(yè)。因此，在對膨脹性巖土場地的勘察過程中，要注重水文地質(zhì)條件的勘察，尤其是地下水升降變化規(guī)律。在地下水位以上、地下水位以下以及地下水位變動帶的土的物理力學(xué)性質(zhì)都有可能出現(xiàn)明顯的規(guī)律性變化。造成上述現(xiàn)象主要是因為土顆粒起的長期充填和膠結(jié)作用，增大了土粒間連接力，由此形成“硬殼層”。處于地下水位變動帶的巖體，由于土中鐵鋁成分淋失，地下水積極交替，會降低土體的承載力和壓縮模量。處于地下水位以下的巖體，由于水體交替緩慢，減弱了氧化、水解作用，加之自重作用，會提高土質(zhì)的密實度、承載力和壓縮模量。3)動水壓力對巖土工程造成的影響。在天然狀態(tài)下，地下水動水壓力比較微弱，而且由于人類的活動也會改變地下水天然動力平衡，這便會在一定程度上影響到巖土工程情況，比如管涌、流砂、基坑突涌等。

4 水文地質(zhì)加強(qiáng)工程建設(shè)管理的有效措施

1)加強(qiáng)水文地質(zhì)勘察和工程地質(zhì)勘察。在進(jìn)行建筑工程施工之前，要重視水文地質(zhì)勘察和工程地質(zhì)勘察工作，對于存在的問題采取相應(yīng)的預(yù)防措施。同時還要采取措施加強(qiáng)工程建設(shè)質(zhì)量管理，設(shè)置合理的目標(biāo)成本，對各個施工環(huán)節(jié)進(jìn)行切實有效的控制，以確保工程的安全進(jìn)行[3]。2)做好施工物資的監(jiān)督工作?？茖W(xué)、合理的水文地質(zhì)勘察，不僅可以降低工程建設(shè)的成本，而且還能提高工程建設(shè)的可靠性。因此，在工程建設(shè)施工中，要對工程地質(zhì)和水文地質(zhì)進(jìn)行全方位的勘察，合理分配工程資金，完善物資監(jiān)督和管理模式，優(yōu)化施工方案。3)創(chuàng)新勘察和施工技術(shù)，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。為了更好的提升水文地質(zhì)和工程地質(zhì)勘察效率和質(zhì)量，就需要對已有勘察技術(shù)進(jìn)行不斷的改革和完善，借助先進(jìn)的工程勘察技術(shù)，提高勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性，將水文地質(zhì)對工程地質(zhì)造成的影響降到最低。同時，還要改進(jìn)施工技術(shù)，完善施工流程，選擇優(yōu)質(zhì)施工材料，以確保建筑施工整體質(zhì)量。除此之外，利用地基加固技術(shù)，不僅有助于優(yōu)化建筑底層結(jié)構(gòu)，提高建筑地基穩(wěn)定性，并且還能促使施工安全進(jìn)行，大幅度提高施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語

水文地質(zhì)勘察對于工程地質(zhì)勘察來說具有尤為重要的意義，其可以判斷出水體的位置、狀態(tài)和穩(wěn)定性，在此基礎(chǔ)上制定預(yù)防及解決措施，從而推動整個工程施工作業(yè)的有序展開，大幅度提高工程的整體質(zhì)量水平。

[1] 魯喜超.水文地質(zhì)勘察在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用研究[J].黑龍江科學(xué),2014,2(4):164-165.

[2] 李哲軍.水文地質(zhì)對工程地質(zhì)勘察的影響探討[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2013,8(22):58-59.

[3] 王傳帥.淺析工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)的應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計,2014,6(14):149-150.

Application of hydrogeological survey in engineering geology investigation

Yan Junmao

(Shanxi1stHydrogeologicalEngineeringGeologyTeam,Taiyuan030024,China)

In order to improve integral engineering geology survey quality level, the paper systematically studies hydrogeological, geotechnical and soil problems, and formulates feasible preventive and solving measures, with a view to avoid the impact of hydrogeology upon engineering geology survey and to improve integral engineering construction quality as well.

hydrogeology, survey, groundwater, geotechnical

2014-12-15

閆俊茂(1975- )，男，工程師

1009-6825(2015)06-0069-02

TU412

A