工程地質(zhì)勘測中水文地質(zhì)的影響與應(yīng)對

楊 柳

/中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心寧夏總隊(duì)

工程地質(zhì)勘測中水文地質(zhì)的影響與應(yīng)對

楊 柳

/中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心寧夏總隊(duì)

地下水文地質(zhì)環(huán)境不僅是巖土體的組成部分，還是基礎(chǔ)工程的環(huán)境，對巖土工程具有非常密切的影響。因此，水文地質(zhì)問題也是工程地質(zhì)勘測中需考慮的重要方面。但長期以來，在工程地質(zhì)勘測中，水文地質(zhì)卻是經(jīng)常被忽略的內(nèi)容，由于對水文地質(zhì)情況不明，工程設(shè)計(jì)和施工時(shí)考慮不足，地下水升降變化也經(jīng)常給地下巖土和基礎(chǔ)工程等帶來了較大的危害，甚至引發(fā)各種事故。為提高工程地質(zhì)勘測質(zhì)量，保證地下巖土和基礎(chǔ)工程正常施工，必須要加強(qiáng)對水文地質(zhì)環(huán)境的調(diào)查和對相關(guān)問題的研究，摸清地下水類型和水位變化規(guī)律，并對水位變化給巖土體和建筑物帶來不良地質(zhì)作用進(jìn)行科學(xué)的分析和評價(jià)，從而采取有效的水患防治應(yīng)對措施，消除和減少地下水對巖土和基礎(chǔ)工程的危害。

工程地質(zhì)勘測；水文地質(zhì)；危害影響

1.水文地質(zhì)勘察設(shè)計(jì)

所謂水文地質(zhì)勘察工作就是指通過多種勘察途徑了解地下水的形成原因以及分布情況。在勘察工作的基礎(chǔ)上，對地下水運(yùn)動(dòng)進(jìn)行科學(xué)評價(jià)。評價(jià)內(nèi)容主要包括地下水總量和地下水性質(zhì)。在勘察過程中，需要站在施工角度預(yù)先處理各類問題，以保證工程能夠順利完工。埋藏在地下水位之下的建筑物基礎(chǔ)中，水可能會(huì)對混凝土、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋以及鋼結(jié)構(gòu)整體造成影響，可能會(huì)出現(xiàn)不同程度的腐蝕。若地基基礎(chǔ)壓縮層所在范圍內(nèi)有松散或者是飽和的粉細(xì)砂、粉土等，就需分析產(chǎn)生液化、流沙的可能性。若基礎(chǔ)下部位置存在承壓含水層，則需要對基坑開挖結(jié)束后承壓水是否對基坑地板造成破壞進(jìn)行研究。若工程建設(shè)中需要在地下水位之下開展基坑開挖工作，則需要對工程所在區(qū)域的土壤滲透性以及富水性進(jìn)行試驗(yàn)分析。另外，還需要對人工降水造成的土體位置下降和邊坡穩(wěn)定性變化等進(jìn)行評估，還需要對可能會(huì)對周邊事物造成的影響類型以及影響程度進(jìn)行判斷。

2.水文地質(zhì)對工程勘測的不良影響

2.1 潛水位上升危害

對某工程進(jìn)行工程地質(zhì)勘查發(fā)現(xiàn)，施工所在區(qū)域的地下水主要是孔隙潛水，年水位變化幅度較小，主要分布于砂礫層，通過大氣降水與地下徑流補(bǔ)給。在建筑施工過程中，對當(dāng)?shù)睾恿?、湖泊及天氣環(huán)境因素等沒有充分考慮，在建筑工程施工影響下導(dǎo)致潛水位出現(xiàn)起伏，最終導(dǎo)致潛水位上升，建筑工程難以順利展開施工工作，對工程的影響較大。如當(dāng)潛水位上升時(shí)，會(huì)使沙質(zhì)土或粉質(zhì)土的含水量增大，含水量出現(xiàn)飽和狀態(tài)時(shí)，造成流砂、管涌、砂土液化等現(xiàn)象，增加了建筑工程施工風(fēng)險(xiǎn)；當(dāng)潛水位上升時(shí)，易造成工程地基隆起或發(fā)生側(cè)移，地基側(cè)移會(huì)導(dǎo)致工程主體傾斜，出現(xiàn)墻體破裂；而地基隆起則會(huì)導(dǎo)致工程穩(wěn)固性下降，出現(xiàn)地基上浮。當(dāng)潛水位上升到一定的高度時(shí)，地下室會(huì)發(fā)生漏水、滲水等現(xiàn)象，對地下室的使用功能造成影響。潛水位上升后，建筑工程地基中的粘性土質(zhì)含水量增加，地基軟化，從而導(dǎo)致地基穩(wěn)固性下降，出現(xiàn)工程的主體結(jié)構(gòu)發(fā)生沉降變形；當(dāng)潛水位上升時(shí)，土壤化學(xué)結(jié)構(gòu)會(huì)隨之發(fā)生變化，出現(xiàn)沼澤化傾向，從而對建筑工程的地下結(jié)構(gòu)發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了建筑工程地基穩(wěn)固。

2.2 地下水波動(dòng)危害

地下水發(fā)生波動(dòng)主要是由于降水量、大氣氣壓及水庫水位發(fā)生變化而導(dǎo)致的，根據(jù)工程地質(zhì)勘查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，水文地質(zhì)波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致巖土產(chǎn)生收縮及膨脹現(xiàn)象，水位變化頻繁，當(dāng)巖土收縮膨脹的幅度較大時(shí)，或遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出正常范圍時(shí)，會(huì)導(dǎo)致地基出現(xiàn)裂縫，從而造成建筑物主體結(jié)構(gòu)破壞。不僅如此，地下水位發(fā)生波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致含鹽地層溶解，建筑工程的主體結(jié)構(gòu)發(fā)生位移，從而影響了建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。最后，當(dāng)?shù)叵滤话l(fā)生適當(dāng)波動(dòng)時(shí)會(huì)增加土體的壓力，提高土體密實(shí)度。但當(dāng)外界的壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出正常范圍時(shí)，會(huì)出現(xiàn)管涌及基坑突涌的現(xiàn)象。

3.應(yīng)對措施

3.1 勘察施工基本要求

水文地質(zhì)巖土工程勘察內(nèi)容繁雜，要求高，需要注重細(xì)節(jié)處理以及對各環(huán)節(jié)的嚴(yán)格管控。在勘察之前，需進(jìn)行環(huán)境調(diào)查和地質(zhì)勘測，在調(diào)查勘測結(jié)果的基礎(chǔ)上就工程地質(zhì)問題以及地質(zhì)條件的變化規(guī)律進(jìn)行研究，制定科學(xué)的鉆孔方案。在鉆孔時(shí)，結(jié)合現(xiàn)場可能存在的地質(zhì)問題進(jìn)行鉆孔的布置工作，保證布孔的合理性，相鄰鉆孔之間需保持適宜的距離，鉆孔深度需達(dá)到勘察的基本要求。鉆探工藝、鉆探記錄以及鉆探取樣都必須嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)范進(jìn)行。按照當(dāng)前行業(yè)規(guī)定和技術(shù)要求開展地質(zhì)勘察、測繪、遙感、物探、鉆探、原位測試以及土工試驗(yàn)等工作內(nèi)容，并整合相關(guān)勘測資料，相互補(bǔ)充和驗(yàn)證，編制最為完整和準(zhǔn)確的地質(zhì)報(bào)告文件，在總結(jié)報(bào)告中客觀和完整反饋地質(zhì)信息和測試結(jié)果。為了保證勘測結(jié)果的準(zhǔn)確，應(yīng)對相關(guān)工作人員進(jìn)行系統(tǒng)的培訓(xùn)和考核，提高工作人員的專業(yè)技能水平，在實(shí)際工作中，需總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提高工程地質(zhì)勘察水平。在地下水位和上、地下水位變動(dòng)帶和地下水以下，其變化規(guī)律一般如下:

土體從上至下，天然含水量、孔隙比先由小變大，再由大變小，壓縮模量和承載力會(huì)先由大變小，再由小變大。造成這一現(xiàn)象的主要原因是地下水位以上經(jīng)過長時(shí)間的雨水侵蝕，鐵鋁元素不斷富集使土顆粒不斷粘結(jié)，形成“硬殼層”，所以含水量和孔隙小，但是壓縮模量和承載力不斷增加。位于地下水位變動(dòng)帶的土層因?yàn)榈叵滤姆磸?fù)運(yùn)用，土壤中的鐵鋁元素不斷流失，土質(zhì)松軟，含水量和孔隙比較大，而壓縮模量和承載力降低。位于地下水位以下的土層，因?yàn)榈叵滤\(yùn)動(dòng)較為緩慢，對土層的影響較小，但是因?yàn)楦餐翆拥呢?fù)荷，土壤密實(shí)度較高。

3.2 重點(diǎn)測試水理性質(zhì)

巖土的性質(zhì)如硬度、強(qiáng)度和易變形度等都嚴(yán)重受到巖土的水理性質(zhì)的干擾,進(jìn)而影響到工程勘測的安全性,在進(jìn)行巖土勘測的過程時(shí),應(yīng)該主要勘測這些因素：柔軟性、吸水性、可塑性和脹縮性等等。地下水根據(jù)其具體的物理屬性分為毛細(xì)管水、結(jié)合水以及重力水。三者的內(nèi)在含義與具體區(qū)別在此就不做過多的介紹。通常在自然和人為作用的基礎(chǔ)下,重力水可以隨意活動(dòng)在巖土層中,是巖土層水理性質(zhì)的主要影響因素。重力水是狹義上的地下水,也是我們工程勘測中水文地質(zhì)分析的主要對象,要充分對重力水的地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行測試,從而分析水文地質(zhì)可能帶來的危害。

4.水文地質(zhì)危害的對策研究

工程地質(zhì)勘測的最終結(jié)果是以研究報(bào)告的形式展現(xiàn)給大家，報(bào)告的基本依據(jù)包括地基設(shè)計(jì)、施工條件等。研究報(bào)告的合理與否直接關(guān)系到施工的安全可靠。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)表明，研究報(bào)告的內(nèi)容一般包括：地下水的種類、地下水的分布情況、巖土種類、巖土高度、地下水位的變化狀況、水文地質(zhì)的相關(guān)具體參數(shù)(滲透系數(shù)、給水度以及膨脹率、軟化系數(shù)等)以及水流量等等。除此之外,工程勘測過程必須在查明工程地質(zhì)的條件之后，要根據(jù)工程建設(shè)的具體需求和地質(zhì)特點(diǎn),分析地質(zhì)環(huán)境會(huì)給工程實(shí)施帶來的影響，找出可能存在的危害，提前做好預(yù)防措施。運(yùn)用高密度電法勘探和激發(fā)極化法電法相結(jié)合的手法，將調(diào)查的重點(diǎn)放在平時(shí)普通勘測難以進(jìn)行的地域上，確?？辈榈纳疃扰c準(zhǔn)確度。

5.結(jié)束語

綜上所述，水文地質(zhì)情況對工程地質(zhì)勘查工作會(huì)產(chǎn)生較大的影響，所以需要做好水文地質(zhì)勘查前的設(shè)計(jì)工作，重點(diǎn)加強(qiáng)對潛水位上升、地下水波動(dòng)等情況的分析，在工程地質(zhì)勘查中，遵循基本規(guī)范要求，做好水文地質(zhì)危害的預(yù)防工作。希望本文能夠具有一定的參考價(jià)值。

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