基礎工程中的水文地質因素分析

■劉 震 ■江西省核工業地質局二六一大隊，江西 鷹潭 335000

隨著經濟社會的日新月異，建筑行業也隨之不斷發展，地質勘察作為工程建設各項環節的基礎，在前期工作中占有非常重要的地位，而水文地質勘察則是重中之重，地下水直接影響著工程基礎的穩定性和耐久性，進而關系著工程整體的質量和安全。所以，重視工程勘察中的水文地質因素就顯得尤為重要。

1 工程地質勘察中水文地質的評價內容

總結國內目前的工程地質勘察實際情況，筆者認為工程地質勘察中水文地質的評價內容主要包括以下幾個方面:(1)評價地下水的狀態。采用專業的勘察技術手段查勘工程擬建設地點的地下水在天然條件及天然狀態下的分布狀況及動態變化，分析總結勘察結果，研究人為活動可能對其造成的影響，進而評估可能對地基巖土和建筑物等產生的反作用。(2)評價地下水對建筑物的影響。在完成地下水狀態的評價之后，將評價結果與有關地質水文資料結合起來，全面、深入地分析地下水及其變化情況對建筑物的影響，重點預測對巖土工程基礎可能帶來的危害及程度。(3)分析水文地質問題。由于工程建筑的規模和技術要求，不同部位對地基基礎的具體要求也存在差異，在綜合考慮地基基礎的不同需求后，對工程水文地質情況進行實地的勘察分析，將所涉及的水文地質問題一一查明，為建筑物的地基選型提供詳實可靠的基礎資料。(4)總結需重點評價的水文地質問題。充分了解地下水與巖土工程基礎之間的作用機理，從工程建設的實際情況出發，對所面臨的水文地質問題進行針對性的詳細分析，對需要重點評價的問題進行總結。比如，當基礎底部處于承壓含水層的時候，著重計算和評價承壓水對基坑低板的作用及危害;當建筑場地的基礎持力層是軟質巖土或者強風化巖等巖性較差的巖土體時，應著重計算和評價地下水及其活動給軟質巖土或者強風化巖帶來軟化、崩解或者漲縮等影響的可能性;在對地下水的活動進行評價時，應側重于評價其對建筑基礎的侵蝕幾率和程度。

2 基礎工程中的水文地質因素分析

2.1 巖土的水理性質及其測試

2.1.1 巖土的水理性質

巖土的水理性質是指地下水與巖土之間相互作用的機理，根據地下水的存在方式和巖土體種類的不同，水理性質的各項指標也會各有差異。在對工程進行地質勘察時，多側重于測試巖土體的力學性能而忽略水理性質。然而，對巖土體的水理性質的全面、準確把握在巖土工程項目的合理規劃和順利建設中起著非常重要的基礎性作用，所以，在工程地質勘察的過程中，必須提高檢測巖土體水理性質的地位，給予必要的重視［1］。

2.1.2 巖土水理性質的測試

(1)測試給水性。巖土給水性主要指巖土體中保有的水分因重力作用能自發流出一部分。該項水理性質通過給水度可加以測試，給水度在數值上是容水度和持水度之差，具體測試原理為:給水度=巖土體的給出水量/巖土體的體積。(2)測試持水性。巖土持水性主要指在重力影響下，巖土體中的水分因毛細力和分子力而持有一定量的液態水的能力［2］。該特性可通過持水度表示，測試原理為:持水度=巖土體在重力作用下仍舊保有的水體體積/巖土體的體積。(3)測試容水性。巖土容水性主要指巖土體在水量飽和狀態下容納水量的能力，以容水度進行表示，測試原理為:容水度=巖土體在水量飽和狀態下所能容納水量的最大值/巖土體的體積。(4)測試透水性。巖土體透水性主要指巖土體使水透過并下滲的特性，主要影響因素是土體空隙數量及大小，通常采用滲透系數法加以測試。

2.2 地下水位下降的問題

引起地下水位下降的原因有自然方面的，有人為方面的。自然方面，如長期少雨干旱等;最主要的還是人為影響，如農田灌溉的大量用水、采礦抽取地下水資源等，或是上游修建水庫、攔河壩等截水建筑造成下游地下水補給不足，從而導致地下水位明顯下降。

地下水位下降嚴重不僅會引發地表干裂、地面沉降甚至塌陷的問題，還會帶來一系列的環境問題危害人類居住條件及建筑工程的安全。比如，曾因人為無節制地開采地下水資源而造成的北京橋水庫區域出現的地下水位下降問題，不僅造成周邊水井常年干涸，而且使得區域內及周邊的草木干枯，加之該區域因獨特的山地環境極易產生雷電，由于暴雷而引發的枯木起火現象時有發生。所以，地下水位下降已不單單是水文環境問題，也嚴重威脅著人民的生命財產和工程建設項目的安全。

2.3 地下水位上升的問題

造成地下水位上升的原因有很多，諸如降雨量、氣溫的變化，巖土體的總體產狀及巖性和水層結構，人為施工、灌溉等。地下水位上升往往會使土壤沼澤化加劇，對建筑物的基礎產生極大的腐蝕性;另一方面，隨之而來的流砂、巖土體的崩塌、地下洞室異常充水以及山體滑坡等問題會造成巖土體的結構軟化進而危害建筑物的穩定性。

2.4 地下水位頻繁升降的問題

地下水位的上升和下降都會對工程基礎造成不良影響，然而，地下水頻繁升降所帶來的危害更大［3］。因為地下水交替頻繁，水位反復變化，極易導致巖土體中膠結的物質大量流失，土層的質地變松，同時會使具有膨脹性的巖土體反復出現無規律性漲縮，承載能力下降，不僅影響施工中設備及人員的安全，更是會對施工進度和建設質量帶來極其惡劣的影響。

2.5 地下水的動力作用問題

自然狀況下，不發生較大自然災害時，地下水的動力作用對巖土工程的危害甚小。但人類活動常常造成地下水運動幅度加大，動力作用隨之增強，如果地下水的不規律性劇烈運動長期持續，就會使巖土體基坑發生流砂或者管涌等問題，危及工程施工質量和安全，已建工程的穩定性也會顯著降低。

3 應對水文地質問題的策略

針對水文地質問題的應對策略應該從工程地質的勘察內容、勘察措施和勘察報告三方面著手［4］。首先，工程地質的勘察內容要包括施工區域的地形地貌、巖土體的力學特性等，重點是水文地質勘察;其次，勘察措施方面，在實地勘探中，應充分借助先進的勘測儀器和手段，比如瞬變電磁勘探方法和高密度電勘察發法等，為獲取準確、高效、可靠的勘察結果提供技術支撐;最后，工程地質勘察報告，特別是水文地質勘察報告的內容必須具體細化，不僅要包括巖土的類型和性質、含水層的地下埋深和分布、地下水的靜水位和動水流向及水力坡度、涌水量等，還要包括各項水文地質參數、地下水位的變化趨勢、軟化程度及滲透系數等，勘察報告要做到內容全面、詳實，為后續工程建設各環節提供準確可靠的依據。

［1］丁劍.工程地質勘查中水文地質問題的危害性分析［J］.科技展望，2015(4):88.

［2］劉蘭玉.基礎工程中的水文地質因素［J］.低碳世界，2014(7):140-141.