巖土工程勘察中水文地質問題及解決措施

李青華（福建省現代工程勘察院）

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巖土工程勘察中水文地質問題及解決措施

李青華（福建省現代工程勘察院）

在巖土工程勘察過程中，水文地質研究工作非常重要，大大提升了建筑工程的安全性和穩定性。本文主要從地下水作用對巖土工程的影響入手，并以某國際廣場工程為例，重點對巖土水文勘察中存在的問題、勘察方式、要求及評價要點進行了分析，希望給行業相關人士一定的參考和借鑒。

巖土工程；勘察；水文地質

1　引言

近年來，巖土工程勘察中的水文地質問題一直備受關注。地下水不僅是巖土體的重要組成部分，還會對巖土體工程的特性產生直接影響，從而對建筑工程的耐久性和穩定性產生一定影響。然而在實際操作過程中，水文地質勘察工作極易被人們忽略，所謂的水文地質勘察工作大多浮于表面，給巖土工程質量埋下巨大隱患。

2　巖土水文勘察中存在的問題

2.1缺乏必要的勘察依據

就目前而言，部分勘察單位和相關技術人員并未對巖土水文勘察工作的重要性予以充分的認識。因此，在具體勘察過程中，也沒有對建筑工程的特點與當地地形地貌的結合情況予以考慮，這就給后期的巖土水文勘察工作帶來巨大影響。

2.2勘察報告質量較低

在對勘察報告進行編制的過程中，部分勘察單位和勘察人員未對勘察結果和數據進行深入分析和研究，其勘察質量也無法得到保證，這就大大降低了勘察單位提供的勘察報告的質量，有些報告甚至出現不合格情況，對建筑施工方案的設計起不到任何作用。

2.3無法客觀的反映實際情況

在很多勘察報告中，存在大量空話和套話，實際勘察內容不足。此外，在勘察報告中也無法體現基本的理論知識和邏輯思維能力，缺乏對實際地質情況的分析和研究。

3　巖土工程勘察中水文地質重要問題

3.1地下水水位變化造成的影響分析

（1）地下水上升的影響。在氣溫、降水以及總體巖性和水層結構等不同因素的影響下，再加上一些施工、灌溉等人為因素，極易誘發潛水位上升的狀況，帶來巨大危害。具體表現為以下幾個方面：①土壤沼澤化嚴重，加大了地下水對建筑物的腐蝕作用；②引發泥石流、滑坡以及巖土體崩塌等地質災害；③引發建筑物出現失穩、地下室充水淹沒等情況。

（2）地下水下降的影響。人為的采礦、灌溉等因素是導致地下水下降的主要原因。此外，在河流上游興修水壩、水庫等極易導致河流地下水嚴重不足，造成地下水位下降，引發嚴重后果，具體可以表現為以下幾個方面：①土地干裂，地面出現下沉情況；②引發水質下降、水源枯竭等環境問題。

3.2地下水動力作用的影響

當地下水動力作用處于天然狀態時，不會對巖土工程造成一定影響。但是如果在人為因素的作用下，地下水會形成比較大的動力作用，且缺乏規律性，極易引發流砂和基坑突涌等嚴重事故，大大降低了巖土工程的施工質量。此外，地下水的動力作用極易導致邊坡失衡的情況出現，對邊坡的穩定性造成嚴重影響。

3.3對滲透系數進行測定

在對降水方法進行選擇和設計時，巖土層的滲透系數是一項非常關鍵的參數，其對降水方法的選擇和降水工程的設計具有直接影響，并最終對降水效果產生影響。具體說來，工程中滲透系數的測定主要可以分為兩種方式：①在室內對原狀土樣進行滲透試驗，該種方法具有成本低、周期短等優勢，但也存在一定的局限性；②在野外進行抽水試驗，完成滲透系數的計算，該種方式成本高、周期等，但能夠對巖層信息予以真實反映。

4　勘察要求

4.1高度重視工程勘察中水文地質參數的測定工作

（1）對地下水位進行測定。在具體地質勘察過程中，凡是遇到含水地層時都均對其地下水位進行測定。其中，對靜止水位的測定需要具備一段穩定的時間，具體時間長短則依據含水層的滲透性來加以確定。當使用泥漿進行鉆進時，對水位進行測定之前，應對測水管進行洗孔或者打入含水層0.2m之后再予以測量。對多層含水層的水位進行測量的過程中，還需要采取相應的止水措施，將其與其他含水層進行分離。

（2）在對地下水流進行測定的過程中，可以采用幾何法，并對各個孔內的水位進行測定，以便對地下水的流向加以確定。在對地下水流速進行測定的過程中，可以使用充電法或者批示劑法。

（3）在進行抽水試驗的過程中，可依據滲透系統的應用范圍對抽水試驗的方法加以選擇。在具體操作過程中，應進行三次降深操作，其中最大降深應與工程設計地下水位的降深標高相接近。而在對水位進行測量的過程中，前后使用方法應保持一致，當涌水量、動水位與時間三者的關系在一定時間范圍內沒有持續的上升或者下降時，則認為已經處于穩定狀態。抽水試驗結束之后，應對水位進行恢復量測。

4.2勘查具體要求

具體來說，需要做到以下幾個方面：①對不同類型的地下水進行分析，這也是巖土工程勘察的重點內容，研究其對巖土和建筑工程產生的影響，并有針對性的提出一系列解決措施；②獲取全面、客觀、真實的實際材料，巖土工程的勘察工作只有建立在數據、資料的客觀性和真實性的基礎上，并與巖土工程的地基特點和實際施工情況相結合，才能發現存在的水文地質問題，從而提出合理、有效的預防措施；③綜合分析，合理評估，做到點面上與時空上的緊密結合，并將區間性與區域性、特殊性與普遍性、暫時性與永久性進行合理區分，從而進行有效的信息推導和演算評估。

4.3巖土勘察水文地質問題分析評價要點

4.3.1侵（腐）蝕性評價

對巖土體的水理性質指標及其干、濕效應的分析研究予以重點關注，具體則表現為巖土體的濕陷、收縮和軟化作用。眾所周知，巖土體的物理力學性質，尤其是水理性質不僅會對地基與邊坡的變形程度和強度產生一定影響，還大大降低了建筑工程的穩定性。膨脹收縮性能指的是巖土體在膨脹和收縮過程中對工程項目造成的影響，具體包含膨脹率、收縮率以及收縮系數等方面。軟化性特征指的是部分巖土體在地下水的長期作用下，出現了明顯軟化的狀態。

4.3.2滲流穩定性評價

在對滲流穩定性進行評價時，需要對水文地質參數、巖土體性質以及工程施工的實際情況進行綜合分析的基礎上進行，特別需要對管涌、流土以及突涌產生的條件進行重點關注。同時對要素以及臨界水力比降進行判別，并有針對性的提出了一系列解決措施。

5　某建筑工程勘察水文地質評價實例

某鞋都片區改建項目為舊城改建項目，本項目共分9個地塊，本次提供的工程項目為D-4地塊。D-4地塊共4棟主樓，編號為1～4#樓，均為11層的住宅樓，高34.9m，框架-剪力墻結構，擬采用樁基礎，設一層地下室；裙樓1～2層，高4.8～7.9m，框架結構，商業用房。本工程用地面積16973.21m2，總建筑面積33982.39m2，建筑占地面積4612.28m2，地下室面積8305.22m2，整個地下室連成一體。

5.1地表水

擬建場地屬沖海積平原地貌，為居民區，現已拆遷。場地內未見地表水。

5.2地下水類型及其賦存條件

擬建場地內的地下水主要分為第四系的孔隙水和基巖裂隙水兩大類。第四系孔隙水主要在中砂及卵石層的孔隙中賦存，在基巖裂隙水則在巖石風化裂隙和構造裂隙中賦存。其中，中砂以及卵石層屬于強透水層，水量比較豐富，屬于承壓水范疇。

基巖風化孔隙水則主要在強風化巖以及中風化巖的裂隙中賦存，且其滲透性受到裂隙的性質及發育程度影響較大。其中，裂隙發育以及節理密集的地帶具有較強的透水性，裂隙泥質充填或者不發育地帶的透水性較弱，水量也相對貧乏。表層的雜填土層也屬于弱透水層，且水位變化受季節影響較大，總體水量不大。淤泥質土及粉質黏土屬于弱透水層，水量貧乏。

大氣降水以及側向含水層的補給成為本文中擬建場地內地下水的主要倆預案，其主要是通過側向含水層徑流進行排泄的。在本次勘察期間，擬建場地區域處于豐水期，測得場地內的第四系地下水的初見水位埋深為0.5～3.3m，穩定水位埋深為0.5～3.4。據權威數據統計，擬建場地的地下水位變化幅度通常為1.00左右，為此，在對擬建場地常年最高水位的設計過程中，可以將其定位室外地面標高下0.5m左右為宜。

為了能夠對場地內各層地下水的初見水位、穩定水位以及承壓水水頭進行充分了解，還需要在場地內選擇兩個鉆孔，并依據以下方式對其水位分層進行測量。具體步驟如下：①干鉆施工，對初見水位進行量取，并鉆至粉質粘土或者淤泥0.5m時，穩定24h之后，對穩定水位進行量?。虎诓捎锰坠芨M模式，在套管進入淤泥或者粉質粘土1.0m時，將孔內積水抽干，再運用干鉆進行施工，鉆至中砂1.0m時，停止施工，穩定24h之后，對穩定水位進行量取。測量結果詳見表1。

表1　地下水水位測量成果表

5.3滲透系數

本次勘察的抽水試驗是在中砂層進行的承壓非完整井單孔穩定試驗，其抽水試驗滲透系數計算公式：

k=0.366Q（lg1.6·l/rw）/（l·sw）

計算中砂的滲透系數分別為k=1.15×10-2cm/s。

表2　抽水試驗成果表

依據地區工程經驗及本次土工試驗資料分析，擬建場地內基坑影響范圍內各地層滲透系數詳見表3。

表3　各主要土層滲透系數表

5.4地下水的腐蝕性

根據本次勘察的結果和相近地段的工程經驗對擬建場地的環境水類型進行確定。經過計算得出，擬建產地環境水類型為Ⅱ類，受地層滲透影響為A類。在本次勘察過程中，分別在ZK254、ZK288孔中抽取一組地下水樣進行分析，并依據《巖土工程勘察規范》（GB50021-2001）2009版的相關規定對地下水的腐蝕性進行判別。從評價結果可以看出，擬建場地地下水對建筑混凝土結構具有較弱的腐蝕性，且在干濕交替狀態下，對鋼筋混凝土結構中的鋼筋具有較弱的腐蝕性，而在較濕的環境中，則對鋼筋具有輕微的腐蝕性，對整個鋼結構具有中腐蝕性，為此應采取相應措施加以保護。

6　結語

總而言之，巖土工程勘察過程中，除了需要運用科學的方法對各類水文地質問題有關參數進行勘測之外，還需要對其實用價值進行全面、真實、客觀的評價。本文重點對地下水位及巖土滲透系數的勘察和測定進行了描述，希望能給后期類似工程場地的勘察和建設帶來一定的借鑒。

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2016-4-10

TU42

A

2095-2066（2016）13-0110-02