巖土工程勘察中的水文地質問題

任明明

摘要：在房屋建筑、公路、鐵路、橋梁、隧道等工程項目的建設初期需要通過科學的巖土工程勘察來分析水文地質情況對施工質量的影響。通常情況下擬建工程項目甚至附近場地的既有建筑物的基礎或者上層結構會因地下水的作用而產生一定的施工難度和質量缺陷。本文主要介紹了在巖土工程勘察中的水文地質條件對工程項目建設造成的潛在危害及影響。

關鍵詞：巖土工程勘察;水文地質;問題分析

工程技術人員可以通過巖土工程勘察了解施工區域內的工程地質條件和水文地質條件，其中地下水與巖土層之間的相互聯系會對擬建工程項目的基礎施工及上層建筑結構穩定性產生非常大的負面作用。巖土工程勘察單位應該在相關行業規范的指導下做好勘察工作，將工程建設區域內的水文地質條件調查清楚，為設計單位提供有效準確的水文地質參數，從而更好的服務于工程項目的建設。

1 水文地質勘察的工程意義

在工程項目施工之前通過巖土工程勘察對作業區域的地質條件、地下水情況進行必要的掌握是確保其順利施工的重要措施。如果不能準確的了解施工區域的水文地質條件并采取正確的措施處理地下水的不良影響，工程項目的基礎施工與上層結構施工的質量都有可能受到或多或少的影響。

1.1 對建筑物基礎的影響

第一，影響基礎埋深。擬建工程項目的基礎底面如果在地下水水位以下就有可能在其長期的侵蝕作用下產生裂縫、滲漏或者老化等問題，而且地下水的存在通常可以對封閉的建筑物基礎產生比較大的浮力并導致其出現結構性破壞。如果基礎施工區域的地下水類型為承壓水，還應該注意采取有效措施防止地下水發生突涌從而造成地基失穩破壞。由此可見在工程項目基礎施工過程中應該通過控制基礎結構的埋置深度來避免地下水對其產生破壞作用^[1]。

第二，影響樁基施工。房屋建筑、鐵路、橋梁施工中經常采用樁基礎來提升地基承載力。例如，在軟土層厚度較大時就可利用樁基施工來提升工程項目基礎結構的穩定性和可靠性。樁基礎的強度和穩定性在很大程度上取決于其周圍的土層結構是否可以保持長久的穩定性。但是那些原本穩定的土層結構在地下水的作用下會逐漸出現軟化、松動甚至坍塌等情況，進而破壞樁基礎的穩定性。另外，樁基礎的主要材料為鋼筋混凝土，其在地下水干濕交界處非常容易受到地下水的腐蝕，從而導致樁身強度減弱，樁體開裂，影響整個建筑物的工程質量。

第三，影響基坑開挖施工。工程項目的基坑施工、尤其是深基坑施工容易因為地下水的作用而產生較大的安全風險和施工難度。其核心原因在于基坑側壁在地下水的作用下主動水土總壓力增大，進而導致基坑側壁變形加大，造成較大的基坑安全風險;基坑底部的土層在地下水的作用下會出現流土、管涌等一系列問題，增加了基礎的施工難度及安全風險。在這種情況下就需要采取有效措施防止防止可能出現的基坑坍塌、流土、管涌等嚴重影響施工質量和安全的問題^[2]。

1.2 影響建筑物結構穩定性

第一，城市中的高層建筑通常會設置專門的地下室以拓展可用空間并提高上層建筑物的穩定性，而地下室結構一般采用相對封閉的鋼筋混凝土結構，其對防水的要求也非常高。如果地下水的浮力高于建筑物基底壓力，就會導致建筑物基礎及上部結構的破壞，例如，地下水的浮力經過混凝土剛性結構的傳導使某些荷載較小的建筑結構出現破損、開裂甚至坍塌。另外，地下水的浸泡作用有可能造成建筑物基礎底板或者墻體出現腐蝕、凍脹等問題并進一步導致開裂和滲漏。地下水的存在使得工程項目的施工難度增加，工程項目的建設風險加大。

第二，現代社會，城市內的深基坑越來越多，建筑物基礎底面很多位于地下水水位以下，對基坑進行降水是必不可少的。當采用開放式降水時，由于周邊區域地下水急速下降，土體有效應力增加，從而導致周邊建筑物基礎發生不均勻沉降，對既有建筑物的結構安全性產生潛在危害。因而在工程項目的建設過程中需要通過巖土工程勘察來查明地下水的類型、分布范圍、埋深、含水層厚度及滲透性等，保障建設工程項目安全順利進行。

2 勘察方法

2.1 勘察方法及重點

第一，在開展勘察工作時應該按照《巖土工程勘察規范》等行業標準的要求嚴格控制勘察內容、勘察方法以及各種技術指標的具體要求。在開展相關工作之前可以收集擬建項目場地附近水文地質資料，并將其作為重要的參考依據，從而對該地區的地下水情況有一個大致的了解。然后在此基礎上通過鉆探、土工試驗、水文試驗等一系列活動來確定地下水的具體情況。第二，地下水的水位、補給情況以及徑流情況等會隨著地表水的滲透以及人類活動而產生動態變化，在勘察過程中除了要調查清楚當前的地下水狀態外還需要根據其近年來的變化趨勢進行有效的預測，確定其在未來的發展中可能會對工程項目基礎及其上層建筑結構造成的危害。尤其要關注不同的地下水補給條件造成的地下水的分布變化、水位變化以及徑流方向變化等等。第三，在地下水的危害分析中應該格外重視含水層的厚度、承壓水頭、隔水層的地層巖性、隔水層厚度等因素。這種調查工作的開展可以讓工程人員及時了解隔水層的分布情況以及破壞條件，進而防止施工過程中出現突涌、地基失穩及浸泡等問題^[3]。

2.2 分析水理性質

水理性質分析主要涉及以下幾個層面的指標：1）稠度。土的稠度狀態由于含水量的逐漸增加，而由固體狀過渡至塑體狀、流體狀，指標包括液限、塑限、液性指數、塑性指數，分析土的稠度可以了解土的分類、狀態及其承載能力。巖土的可塑性可以反映出巖土層的沉降性能、含水量、抗剪能力以及抵抗地下水作用的能力。2）滲透性。巖土層的滲透能力可以反映出其是否便于地下水系的發展以及為治理地下水提供一定的參考依據，在室內可以可以使用環刀切取原裝土樣進行室內滲透試驗，在室外可通過抽水試驗、注水試驗、壓水試驗來確定土層滲透系數。3）軟化性。土的軟化性是指土體遇水后承載能力極速降低土體結構發生破壞出現軟化的現象。工程上的濕陷性土就具有該特點，此類土的出現往往會對工程項目的地基施工造成比較大的處理難度和質量風險。4）崩解性。有些土如花崗巖殘積土具有很強的結構性，很容易因各種擾動因素，導致結構性損傷，經浸水飽和后，承載能力降低，壓縮性增大，在具有臨空面的浸水條件下，這種土會因軟化崩解而坍塌。5）膨脹性。土的膨脹性是指土體遇水后發生膨脹的特性。工程上的膨脹土就具有該特點，由于該類型土遇水產生體積膨脹并對工程項目基礎造成較大的影響，因而在巖土工程勘察的過程中應該測量收縮系數或者膨脹系數等關鍵指標，防止由于地下水水位上升而導致的建筑物基礎的破壞^[4]。

3 結語

巖土工程勘察中的水文地質問題即地下水情況對建筑工程項目的基礎施工、基坑開挖以及基坑支護等都具有很大的影響，而且城市地區的基坑施工會因為降排水而對周邊建筑物基礎或者上層建筑結構的穩定性造成一定的威脅。在巖土工程勘察中應該重點對施工區域的地下水水位、補給情況以及地下水和巖土結構之間的水理性質進行科學的調研，并以此為依據采取有效地措施解決地下水對擬建工程項目及其附近區域不良影響的問題。

參考文獻：

[1]劉志寬.巖土工程勘察中關于水文地質問題的相關研究[J].地球，2016， 000（001）：219-219，312.

[2]何煥行.巖土工程勘察中水文地質問題研究[J].住宅與房地產，2018， No.498（13）：284.

[3]梁厚景.巖土工程勘察工作中水文地質問題探析[J].城市地理， 2014（9X）：288-289.

[4]李歡.關于巖土工程勘察中水文地質問題的研究[J].大科技，2017， 000（028）：193.