水文地質勘察在巖土工程勘察中的重要性分析

鄧標榮

（核工業江西工程勘察研究總院，南昌330046）

1 引言

水文地質勘察是工程施工前期巖土工程勘察的重要環節，直接影響了巖土工程勘察質量，也對建設項目安全性具有至關重要的作用。但是在巖土工程勘察過程中，因水文地質工作被忽視而導致的水文地質情況調查評價不全面、內容不準確等問題頻出，增加了建筑工程的質量風險。因此，為了保證項目建設工作順利進行，設置科學的水文地質勘察方法，為建設工程提供必要的數據支撐非常必要。

2 水文地質在巖土工程勘察中的重要性

在巖土工程勘察中，水文地質勘察情況直接影響了整體工程進行的順利程度，如水文地質中地下水的水位、酸堿強度等均會影響建筑物的建設高度、耐久性和穩定性。同時，在施工前期進行全面、深入、準確的巖土工程水文地質勘察，可以幫助設計方、施工方全方位了解工程水文地質條件，使設計和施工方案更加科學[1]，在降低資源浪費和財力損失的同時，減少由水文地質問題帶來的巖土工程災害、自然災害事故。

另外，在遇到有利于施工的水文地質條件時，可以在一定程度上降低建筑工程災害發生概率，反之則會帶來不必要的巖土工程災害[2]。特別是在水文地質條件較為復雜的區域，在巖土工程水文地質性質問題還沒有勘察完全的情況下就進行施工作業，會增加自然災害事故發生概率，甚至導致嚴重的安全事故。例如，由于地下水水位不斷下降或持續上升會造成地面沉陷、開裂，基坑垮塌，建筑物傾斜、沉降等巖土工程事故，做好水文地質情況調查和評價非常必要。

3 水文地質在巖土工程勘察中的作用

水文地質條件對基礎埋深、巖土工程質量、建筑支護均具有較大的影響：（1）進行巖土工程勘察是確定基礎埋深的必要工作，建筑基礎埋深設計施工需要詳細掌握地下水位動態發展及初始條件，進而確定最佳基礎埋深數據。由于地下水會軟化土地，導致地基開裂，因此，在存在地下水時，需要考慮降水位，并調整基礎埋深在地下水位以上[3]。（2）地下水位上升或下降對巖土工程質量具有一定作用。這主要是由于地下水位上升會侵蝕土壤，增加高地滑坡概率，而地下水位下降會造成地面沉降或水資源枯竭。上述因素均會影響建筑物安全程度。（3）水文地質對建筑支護的作用主要是由于在建筑單位施工階段經常會應用到抽水的方式，而大量抽水會影響建筑存在年限、周邊建筑質量。這種情況下，在施工前期，就需要開展專項水文地質勘察及巖土紋理情況分析，保證后期施工安全[4]。

4 巖土工程勘察中水文地質調查與評價方案

4.1 巖土工程勘察項目概述

A 區建設項目位于該地東山北部征地范圍內，某單位于2019 年09 月根據設計圖紙布點，進行了勘察。現階段因設計變更需要補充勘察，A 項目主要包括住宅區、商業辦公區2 個模塊。其中，住宅區由地上由2 棟30 層塔樓及3 棟16～23 層塔樓組成；商業辦公區地下為整體2 層地下室及局部1 層結構，地上由1 棟20 層辦公樓及20 層酒店構成。根據原有資料及說明文件，可得出勘探深度范圍內該巖土工程場地層從上到下主要為填土、第四系殘坡積成因砂紙黏性土、白堊系泥質砂巖、少量砂礫巖。由此可設定該工程場地等級為中等復雜場地，即二級。而建筑工程地基等級為中等復雜地基（二級），巖土工程勘察等級為甲級。

4.2 水文地質自然情況勘察

水文地質自然條件勘察是巖土工程勘察中基礎內容，其可以為A 巖土工程建設作業順利進行奠定基礎。水文地質勘察自然條件勘察不僅包括地下水資源基本水文特征（工程所屬地域氣候條件、濕潤程度、熱量、風向風速等）等內容，還包括施工場地地貌特征，如A 巖土工程施工場地周邊水系、地貌侵蝕、地貌堆積、地形狀況等。

在具體巖土工程勘察過程中，地下水資源基本特征勘察需要結合前期搜集的區域基礎信息資料。在進一步梳理匯總后，選定勘察區域范圍進行航空遙感勘察[5]。隨后綜合采用展片目視解釋、航片目視解釋、野外驗證、水文地質補充調查等方式，對A 巖土工程施工區域水文自然構造、邊界條件進行分析，初步了解A 巖土工程區域構造及巖石巖性、巖溶裂隙發育規律、巖石構造、水化學特征、富水性、第四系孔隙分布規律及地下水主要分布類型，以確定A 巖土工程基本水文特征。

在該巖土工程施工場地地貌特征分析過程中，主要采用物探+鉆探的方式，研究A 巖土工程施工區域水文地質條件。一方面，在物探調查作業開展期間，根據A 巖土工程施工區域基礎水文地質調查數據，確定采用對稱四極電測深法，對該巖土工程勘察區域內西部補給斷面進行勘測。本次勘察點共有202 個，電測深剖面具有6 條。采用EH-5 電導率成像系統對前期設置的電測深點進行了測量，得出了7 條物探剖面（長度為53.26km）及94 個物理點，最終將該區域地層進行了合理劃分。即填土+第四系殘坡積成因砂紙黏性土+白堊系泥質砂巖+少量砂礫巖。

另一方面，在鉆探作業開始期間，根據該工程前期遙感水文地質調查及物探數據、水文地質資料。在補充前期勘察階段成果的前提下，布置鉆探工作量：A 巖土工程勘探施工抽水孔進尺289.2m，總數量為4 眼；地質孔及觀測孔進尺分別為360.0m、1072.3m，分別為4 眼、12 眼；探采結合井進尺為2325.10m，共18 眼。總進尺為3965.23m，總勘探孔及探采結合井數量為38 眼。

4.3 地下水位勘察

地下水位是A 巖土工程勘察的重要內容，對整體巖土施工質量具有重要的影響，而地下水位的無序上升或者驟然下降會直接導致建筑物地面出現沉降、塌陷、建筑物基底軟件等問題。因此，為了保證A 巖土工程建筑施工安全程度，在巖土工程勘察作業開展階段，應加強對地下水位勘察的重視。巖土工程地下水位勘察內容主要為近幾年歷史最高水位、近幾年歷史最低水位、地下水位變化、地表水滲透補充、地下水流動等[6]。

在具體勘察作業開展期間，為確定地下水位變化，A 巖土工程主要采用鉆孔+探井的方式。隨后利用試坑觀測+室內實驗的方式，對A 巖土工程施工區域內地下毛細水上升高度進行了詳細分析。即采用靜壓方式取得原狀巖、水樣進行室內實驗，取樣等級在II 級以上。最終得出，該工程地下水位處于穩定狀態，無明顯的突然上升、驟然下降變化。

4.4 隔水層及含水層勘察

隔水層、含水層是巖土工程中水文地質情況勘察重要內容，其可以為水質對建筑材料腐蝕程度、施工場地地質條件判定提供有效的數據支持。A 巖土工程中隔水層及含水層勘察主要包括地下水流向、地下水位變化幅度、含水層分布情況、隔水層埋藏條件、含水層埋藏條件、隔水層分布情況、地下水類型、含水層厚度、隔水層厚度及埋藏深度等。在具體隔水層及含水層勘察作業開展期間，為了保證整體開采作業準確性，勘察人員可以根據自身專業經驗。結合前期檢測結果，對地層滲透系數進行深入分析，以了解施工場地地質條件、地下水滲透情況對A 巖土工程施工質量的影響，保證A 建筑物施工質量。

在實際隔水層及含水層勘察作業開展期間，首先，為確定地層滲透系數，本次勘察主要利用現場抽水試驗及室內滲透試驗、非穩定流抽水試驗、多孔抽水試驗、注水試驗的方法，對隔水層、含水層滲透系數、導水系數、給水度、釋水系數、越流系數及越流因素、單位吸水率進行了勘測。其中，抽水試驗主要依據前期抽水試驗方式。結合該巖土工程滲透系數應用范圍，采用最接近該工程設計所需地下水位降深標高的3 次降深。在涌水量與時間關系曲線、動水位與時間關系曲線位于同樣波動幅度時，則可認為水位穩定。此時，觀測到的水位變化數值也較準確。而在滲水試驗開始期間，可以利用前期鉆設的探孔，根據滲水試驗標準，進行觀測分析。根據該巖土工程地下水位含水層滲透特性，在靜止水位定量測量時需要設定一定穩定時間，并在勘測結束后，統一調整靜止水位。必要情況下，也可以在測水位前期，向測水管內打入含水層220.0cm，或者在清洗側水管之后，再次定量測量。同時，為了保證多層含水層水位定量測量準確性，可以采取與其他含水層分隔的措施，進行水位測量。

本次地下水流向測量主要用幾何法，并對前期勘測孔、探井內水位進行了測量，最終得出A 巖土工程地下水流向為自西向東。且含水層水位動態主要受人工開采、大氣降水2 個方面因素影響。

5 結語

綜上所述，通過巖土工程水文地質勘察可以為建筑設計提供詳細的工程地質資料、巖土技術參數，為建筑地基分析評價準確度提升提供依據。因此，在巖土工程勘察作業中，勘察人員應加強對巖土工程水文地質勘察的重視，對場地中不良地質作用、各層巖土物理力學性質、地基土均勻性、地下水分布情況進行逐一勘察，以便為工程建設方案決策提供充足數據參考。