關于工程地質勘察中水文地質問題的重要性分析

朱國權 林瓊娜

1中化地質礦山總局浙江地質勘查院 浙江 杭州 310000

2寧波寧大地基處理技術有限公司 浙江 寧波 315000

水文地質是自然界區域內地下水波動及變化，以及其內在特征規律，其勘察作為工程地質勘查核心環節，核心目的在于掌握地質條件對工程干擾。人類活動范圍就頻次增加，促使地下水活動不斷加劇，工程施工前掌握其變化趨勢，是保證項目建設有序實施舉措。

1 水文地質問題重要性分析

1.1 影響建筑基礎埋深

建筑物在地基中埋設實際深度，與水文地質密切相關，地基深入是基于水文質地勘察各項指標，選取合理的入土深度。巖土工程地基設計中，勘察精準性較高的靜態地下水位，正常狀況下建筑物埋設深度需處于地下水上方，但也包含部分特殊工程，基坑開挖深度較深，或施工區域地下水較高，基礎埋設深度應處于合理范疇內，為保證其地基處于合理范圍內，正式施工前利用相應技術措施實現降水，如開挖明溝與集中井降水，保證地下水對建筑地基產生影響較低。此外，基礎在水流作用下，一定程度弱化基礎實際穩固性，易形成軟化塌陷問題，若其出現失水形成干裂，不利于基礎埋深，所以需積極開展水文地質勘查，是保證建筑工程地基埋設深度合理性重要舉措[1]。

1.2 影響建筑基礎質量

區域內地下水位受多重因素影響，造成其水位處于動態化變更中，水位超出較高限值或較低限值，則均對工程建設產生一定的影響。具體而言，土壤具有自身均衡性，作為保證土壤堅硬與穩定基礎，但水位高度升高時，其自身初期處于失衡狀態，地下水中含有對建筑材料腐蝕的物質，隨著時間的推移，工程基礎自身承載力逐步下降。水位持續性上升會產生暗河積水，造成原有地基形成裂縫等質量缺陷。水位持續性降低，地下水自身實際承載對基礎壓力降低，基礎水壓顯著降低，促使基礎發生沉降，導致建筑物出現凹陷，巖石層中含有粉砂及顆粒大量流失，對結構產生不同程度損傷，最終致使建筑物質量不達標。

1.3 影響建筑工程支護成效

地下水出現動力循環屬于良性循環，復雜地質條件下受施工因素干擾，將該平衡予以破壞，影響工程結構穩定性。為提高土地利用率，需通過增加建筑高度實現，如此建筑高度與基礎深度成正相關，對基坑支護要求較高。正式施工過程中，為確保基坑安全性和穩定性，需選取可行性較高的支護措施與降水舉措，此種認為干預方式，促使地下水環境發生波動，出現巖層空心等質量缺陷，影響工程質量可靠性。因此，實際施工過程中，需在初期勘察設計中明確水文地質勘查工作重要價值，獲取全面、可靠勘察數據和信息，對基礎進行合理設計，保障基礎埋設深度吻合施工要求，確定合理支護技術措施，最終保證工程質量目標。

2 加強工程地質勘查水文地質問題處理措施

2.1 規范工程地質勘查

完善的管理制度，是保證地質水文勘察工作核心保證，實現該目標需從以下幾方面分析：第一，工程勘察單位應布設專業水文地質勘查機構，配置人員人員負責地質管理，全方位落實水文地質內容相關勘察工作。第二，完善勘察管理制度層面，需加大宣傳其重要性，促使所有工程人員明晰地質問題對勘察危害，保證操作規范化，熟悉掌握勘察內容，以管理制度為核心約束力，并在工程建設過程中有序強化，形成對水文地質問題高度重視，以免出現危害工程建設狀況。第三，需加大勘察人員專業化培訓，提高其自身技術水平，做到熟知相關規程，明確勘察內容及流程，為工程建設可靠性做以保障，減少水文地質對工程地質勘查干擾。圖1為工程地質勘查規范內容及要求[2]。

圖1 工程地質勘查規范內容及要求

2.2 加強現場監測

地質水文狀態動態化監測過程中，需積極明確監測核心目的，構建完善的監測標準，深層次掌握施工區域內水文地質危害性，對可能致使地下水位變化因素系統性分析，并匯總當地區域內將適量、氣候等資料，調查統計當地排水設施建設狀況，為后續工程施工方案制定提供參考數據。此外，為防止地下水位突變對工程地質造成不利因素，勘察人員需對其實際含水層進行檢測，保證地質勘查中水文地質不良影響及時處理。

2.3 加強信息技術應用

信息資源共享和先進技術應用，是提高區域內水文地質勘察基礎條件，為保證水文地質勘查結果精準性有效提高，需積極應用各類先進信息技術，并構建一體化信息服務平臺，引入先進測量儀器設備，構建指標數據化管理系統。不同種類、深度的水文地質，其選用的勘察方式存在較大差異性，應選取先進勘測設備完成取樣工作，防止人為操作造成樣品選取質量不佳，提高地質勘查結果有效性[3]。

2.4 做好水文地質環境勘察

一方面，勘察自然地理條件。自然地理條件獲知是工程勘察核心內容，需對施工區域內地質狀況、氣候條件等進行綜合性勘察分析，有助于為后續作業有序開展奠定良好基礎。另一方面，系統性勘查作業周圍地質環境。勘查作業不周圍地質環境涉及勘查作業場所地層炎性、地質構造特征規律等。

3 項目實踐案例分析

某項目擬建場地處于低山丘陵山前地帶，地勢起伏波動較大，場地東側、南側、北側均緊臨山坡，西側為民房，地勢較低，總體呈東高西低，場地內高程多為3-10m。擬建物以多層建筑為主，有一至二層地下室分布。場地規劃室外地坪黃海標高為8.00m，地下室基底標高約為黃海0m左右，后期回填土方厚度達約8m。實地勘查屬于施工圖設計詳細勘查階段，核心目的在于為項目后續基礎選型、施工圖設計提供全方位地質參考數據。該項目勘查工作方法和工作量如下：第一，工作量布置。本次勘查主要依照我國相關規程，以及施工區域內地質條件、擬建建筑物實際位置等，布設勘查孔數及實際位置均獲取業主和設計認可確定。本工程詳細勘查方案布設共計勘探孔為143個。第二，勘查工作方法，主要選取野外鉆探、原位測試和室內試驗聯合方式，完整、精準獲取各項技術指標。通過上述一系列勘查工作實施，其勘查成果如下：

（1）通過勘查查明了場地地基土分布規律：擬建場地場地東側、南側、北側均緊臨山坡，場地東側地基土以基巖直接裸露；場地中間上部以坡積物為主，底部為基巖；場地西側上部以軟弱土為主，底部為基巖。建議基礎形式東側為淺基礎、中間為墩基礎與短樁基礎、西側為樁基礎。

（2）由于場地有軟弱土分布，屬于抗震不利地段，場地類別屬Ⅱ類場地,設計基本地震加速度值為0.10g ，地震動加速度反應譜特征周期為0.35s,地震動峰值加速度調整系數為Fa為1.0；本場地地震烈度為Ⅶ度，設計地震分組為第一組。

（3）場地內并未存在不良地質作用，東、南、北側地塊以人工操作為主形成邊坡，作為適當防護，除此之外并無發現對工程施工不利埋藏物。通過現場勘查獲知，場地內并未存在顯著地下管線、人防工程等埋設物，建議工程施工。

（4）根據該施工區域內水質資料分析，擬建廠區內地下水在II類環境下，對混凝土結構產生微腐蝕性；對其內部鋼筋長期受水作用影響具有微腐蝕性。根據該施工區域內地下水分布狀況，場地土對建筑材料腐蝕性與地下水較為類似。

本項目在后期施工過程中，發現地下室底板和側墻多處出現大量裂縫，經參與各方和專家多次現場勘查，并結合原建筑結構圖紙分析原因如下：

由于暴雨期周邊山體來水豐富，大部分向西側通過地表徑流和沿坡體下滲后，形成地下水，儲存于地下室底板以上的填土層中，對地下室底板和側墻造成不利影響，致地下室底板和側墻多處產生裂縫并滲水，嚴重的局部隆起開裂。屬于典型的因人工施工造成的水文地質勘查問題。

我們針對該項目又進行了專門的水文地質勘查，布置多個水文地質觀測井，查明地下室范圍內及基坑外側的潛水水位變動范圍（一般為黃海2.0至6.5m）和出水情況（最大單井日出水量達300m3），并對地下室底板及柱子進行變形觀測，了解水位變化與建筑物變形之間的關聯性：當水位抬升時變形量略有增加，并隨水位下降趨于收斂。

為此，對地下室范圍提出以下建議措施并實施。

1、在地下室底板按約300平方布置一套泄水減壓設備，出水孔多布置在地下室集水井和側墻位置，將地下室底板或側墻打通，底板下或墻外側做好反濾包，通過PVC管與底板下潛水連通并實現地下水自動排泄，再通過水泵集中外排到室外市政排水系統，降低地下室正常使用期間的水頭壓對底板和側墻的水壓力。

2、對裂縫區域進行結構注漿和碳纖維加固補強。

3、后期觀測和監測表明，地下室底板、側墻和柱子開裂變形情況基本穩定，裂縫滲漏水未再發生。

4 結束語

工程地質勘查屬于一項綜合性工作，具有較強的專業性，最終結果與工程建設可靠性密切相關。工程建設單位需對水文地質勘查高度重視，掌握其自身危害對工程干擾，實際勘查中應采取多項舉措防治其危害，保證工程建設質量。