水文地質(zhì)在巖土工程勘察中的應用分析

鮑圣達 大同煤礦集團設計研究有限責任公司

1 前言

作為建筑工程最基礎的環(huán)節(jié)，在巖土工程的實際勘察設計中發(fā)現(xiàn)，水文地質(zhì)勘察往往沒有得到應有的重視，有時甚至會導致地面開裂、下陷等一系列問題[1]。所以需要結合水文地質(zhì)勘察的特性，制定合理的計劃并采取有效的措施，保障巖土工程勘察的整體質(zhì)量。

2 水文地質(zhì)在巖土工程勘察中的內(nèi)容與意義

2.1 水文地質(zhì)勘察的內(nèi)容

受制于科學技術水平、在勘察前缺乏合理設計、對勘察施工環(huán)境了解不夠充分等因素的影響，在傳統(tǒng)的巖土工程勘察中，往往沒有重視地下水帶來的影響與危害，所以在很長一段時間，我國建筑物經(jīng)常會出現(xiàn)因水文地質(zhì)導致的裂縫和下陷等問題[2]。我們要學會從中吸取經(jīng)驗教訓，重視水文地質(zhì)的勘察工作，了解水文地質(zhì)對巖土工程的影響。

在實際的勘察施工環(huán)節(jié)，水文地質(zhì)勘察的主要內(nèi)容有四點：①要充分了解水文地質(zhì)對周圍環(huán)境，包括巖土和建筑物產(chǎn)生的影響，并合理全面的開展評價，分析容易出現(xiàn)的各種隱患和風險，及時采取有效措施預防；②由于建筑物的結構、用途存在一定差別，所以水文地質(zhì)勘察也需要仔細了解相應情況，分析水文地質(zhì)是否能滿足建筑施工的具體需求；③關注巖土工程附近的環(huán)境和水文地質(zhì)，準確開展勘察工作，做好分析與評估，找出給建筑工程帶來的具體影響，尤其是要了解施工環(huán)節(jié)會對地下水產(chǎn)生怎樣的影響，是否會阻礙正常施工開展，影響建筑工程整體質(zhì)量等等；④結合勘察具體數(shù)據(jù)，分析建筑工程會受到哪些影響，結合實際情況分析水文地質(zhì)問題，探索有效的解決方案。如：在建筑施工環(huán)節(jié)埋在地下的地基和鋼筋，是否會受到地下水的影響而出現(xiàn)嚴重的腐蝕；使用殘積土、膨脹土進行施工的建筑工程，也需要考慮地下水可能會導致巖石脹縮、軟化等一系列問題，并做出合理評價。因為糞土和細砂存在于地基壓縮層中，所以也要做好相應預案，防止出現(xiàn)管涌、流砂等一系列問題。部分建筑物地基下方存在含水層，需要結合實際情況，分析地基地板是否會受到強烈的沖擊。在山區(qū)等地形較為復雜的地區(qū)，要仔細勘察當?shù)氐乃那闆r，觀察泥石流、滑坡等自然災害帶來的影響，并且做好富水性和滲透性實驗。多樣化的水文地質(zhì)勘察，才能為后續(xù)建筑施工打好基礎，保障建筑物的安全性和使用壽命。

此外，想要正確評價巖土工程的水文地質(zhì)勘察，還應當注意以下四點：①結合勘察信息數(shù)據(jù)，準確評價地下水工程的影響，分析可能出現(xiàn)的問題和情況，并制定出有效的預案和解決措施；②由于不同建筑工程的地基情況不同，需要仔細勘察建筑工程的水文地質(zhì)，找出存在的隱藏問題，收集相關信息，為后續(xù)施工以及問題處理提供有效幫助；③要測量好建筑工程附近的地下水狀態(tài)和變化趨勢，分析由于人為原因給地下水帶來的一系列影響，以及是否會對建筑工程帶來危害等等；④針對超高層建筑，要分析好水文地質(zhì)對抗震性和地基帶來的影響，保障高層和超高層建筑的安全性[3]。

2.2 水文地質(zhì)勘察的意義

水文地質(zhì)勘察是巖土工程勘察無法分割的一環(huán)，水文地質(zhì)勘察影響著整體巖土工程勘察的效果，所以有著極為重要的作用和意義。對建筑工程而言，地下水會逐漸影響建筑物附近的巖石壽命，影響建筑物的地基和質(zhì)量。對地下水附近的巖土而言，也會產(chǎn)生一定的腐蝕和影響，為后續(xù)巖土工程的勘察產(chǎn)生阻礙。因此，水文地質(zhì)勘察工作的開展，能夠有效提升整體巖土工程勘察的效率，保障勘察的質(zhì)量，后續(xù)施工以及其他工作的開展也能有序進行。但在實際的施工環(huán)節(jié)，巖土工程勘察往往忽視了對水文地質(zhì)的勘察，整體勘察內(nèi)容較為單一，勘察不夠詳細，而由于缺乏有力的水文地質(zhì)信息做支撐，后續(xù)工作面臨更大的阻礙與隱患。

3 水文地質(zhì)的危害性分析

3.1 地下水位上升

地下水位的上升情況是多樣的，人為因素、氣候變化、降水量突增等等因素，都容易導致地下水位上升[4]。一般來說，地下水位上升都是受到多重因素共同影響導致的。在地下水上升到一定標準以上時，整體巖土工程都會收到嚴重的影響，甚至還會對建筑工程帶來一定危害，需要我們加以重視。過度上升的地下水位會導致建筑物附近的土壤鹽漬化，進而腐蝕建筑物周圍的地基和巖石，導致建筑物的使用壽命受到損害；過高的地下水水位也會導致附近地區(qū)巖石崩塌等問題的出現(xiàn)，尤其是結構較為特殊的巖石，在受到地下水破壞后會嚴重損害建筑物；此外，地表細砂液化流失往往是地下水位上升導致的，并破壞建筑物的地基。所以，需要在施工前勘察好水文地質(zhì)，防止地下水位上升對巖土工程以及整體建筑工程帶來嚴重破壞。

3.2 地下水位下降

在實際施工中發(fā)現(xiàn)，人為因素是導致地下水位下降的主要原因。對地下水過度的使用和濫用、煤礦開采等等都會導致地下水位降低。堤壩的建設導致下游得不到足夠的水供給，地下水位也會出現(xiàn)相應下降。地下水位降低到一定程度，就會導致地表缺水開裂、下陷等一系列問題，地下水資源的整體質(zhì)量也會逐漸降低。對巖土工程來說，地下水位的下降也會嚴重影響穩(wěn)定性和周圍環(huán)境。所以，勘察水文地質(zhì)能夠有效避免地下水位下降，在出現(xiàn)下降趨勢時采取措施進行控制。

3.3 地下水位反復升降

巖石結構變形主要就是由地下水位反復升降導致的。在地下水位不斷升降的情況下，巖石結構也會不斷膨脹和縮小，進而破壞巖土的整體結構，建筑物周圍的巖石發(fā)生形變[5]。長時間的地下水位反復升降容易造成地陷等無法挽回的危害和損失，破壞建筑物的穩(wěn)定性和壽命。土壤中富含的化學元素也會伴隨地下水位的升降流失，導致土質(zhì)下降，土壤的承受能力無法滿足巖土工程勘察以及建筑工程施工的實際要求。

4 水文地質(zhì)在巖土工程勘察中的應用措施

4.1 勘察自然地理條件

氣候水文特征和地形特點是自然地理條件勘察的兩個主要環(huán)節(jié)。建筑工程所處地區(qū)的氣候（如熱帶雨林氣候、亞熱帶季風氣候等）、空氣濕度等是建筑工程區(qū)域的氣候水文特征；而周圍的地形、水土流失情況則是建筑工程區(qū)域的地形特點。巖土工程勘察需要先從自然地理條件的勘察開始，在掌握一定信息和依據(jù)的基礎上，才能保障后續(xù)工程勘察和施工的合理性、安全性。所以，相關工作人員要重視對自然地理條件的勘察，及時掌握氣候、地形等重要信息，為后續(xù)巖土工程勘察做好準備[6]。

4.2 勘察地質(zhì)情況

勘察好工程的地質(zhì)構造和地層結構，了解建筑區(qū)域地下水位高低等信息。要結合往年數(shù)據(jù)分析出該地區(qū)地下水位的變化趨勢，存在的具體問題，了解地表水和地下水的轉化情況。作為水文地質(zhì)勘察的主要環(huán)節(jié)，勘察地質(zhì)情況能有效提高建筑物的使用壽命，推動建筑工程高質(zhì)量施工，其作用是無可替代的。

4.3 勘察含水層、隔水層的分布情況

要勘察好建筑區(qū)域含水層和隔水層的分布情況，了解地下水水位和流動方向，通過實地勘察的方式，記錄好含水層的厚度、滲透系數(shù)等具體信息，分析含水層是否會導致建筑基層的腐蝕與塌陷。含水層與隔水層的勘察與數(shù)據(jù)記錄，能保障后續(xù)巖土工程勘察施工的質(zhì)量。

圖1 含水層、隔水層分布情況

4.4 勘察地下水位

施工安全性和建筑物整體的穩(wěn)定性，都需要地下水位做支撐。地下水位的變化會導致建筑的性質(zhì)和質(zhì)量發(fā)生變化，也會進一步影響到實際施工。所以在勘察地下水位的過程中，不僅要搜集實時數(shù)據(jù)，更要調(diào)動相關數(shù)據(jù)系統(tǒng)，查詢近年來該地區(qū)地下水位的具體情況，通過合理的分析排查出存在的問題。對巖土工程而言，地下水位的勘察意義特殊，所以也需要重點關注。

圖2 水位計測量地下水位

4.5 確定水文特性

在實際的水文地質(zhì)勘察環(huán)節(jié)，想要確定巖土工程的地質(zhì)性質(zhì)，首先就要明確巖土具體的水文性質(zhì)。水文特性決定著整體巖土工程的強度和質(zhì)量，也會影響后續(xù)施工的有效開展。所以，在具體的施工和勘察環(huán)節(jié)，就需要觀察好巖土工程附近的水文性質(zhì)，并結合巖土工程的實際情況做出準確判斷。而地下水的類型是多種多樣的，需要在實際勘察環(huán)節(jié)做好分類工作。首先，由于受到環(huán)境壓力的影響較高，強結合水的主要特點就是密度較高。此外，吸附力會導致弱結合水的不斷變化與移動。所以，結合水作為一種常見的水文特性，不會產(chǎn)生較大的影響，流動性相對較小；其次，巖土工程的水文性質(zhì)中，在縫隙中存在的毛細水往往會起到較大的影響，由于重力和毛細力的影響，毛細水的水位會伴隨著毛細力的升高而不斷提升，在毛細力下降時水位也會下降。巖土在毛細水的影響下會變軟，施工材料也容易受到毛細水的腐蝕；最后，在巖土層中存在著能夠流動的重力水，重力水的性質(zhì)非常活躍，在實際的勘察中發(fā)現(xiàn)，重力水對巖土層的影響是十分巨大的，整體建筑工程都會受到明顯的影響。所以，水文地質(zhì)勘察工作的開展，需要結合多重影響因素進行合理判斷，根據(jù)水文性質(zhì)做出有效分析，降低對工程的負面影響。

5 結束語

作為巖土工程勘察的重要一環(huán)，水文地質(zhì)勘察應當?shù)玫綉械闹匾暋１疚慕Y合水文地質(zhì)容易帶來的危害，采取有效措施開展水文地質(zhì)勘察工作，保障巖土工程勘察以及建筑工程整體質(zhì)量。