工程地質(zhì)與水文地質(zhì)勘察相關(guān)問題研究

榮傳志

摘 要 工程項(xiàng)目在設(shè)計(jì)施工前必須要進(jìn)行水文地質(zhì)條件的勘察，勘察結(jié)果是否精確、全面對于工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案及最終質(zhì)量都有著重要影響，如果勘察不細(xì)致可能會(huì)導(dǎo)致建筑工程的下陷、沉降、滲漏等嚴(yán)重問題。因此，必須重視對工程項(xiàng)目水文地質(zhì)條件的勘察工作。當(dāng)前在工程項(xiàng)目水文地質(zhì)勘察過程中還存在著一些問題，本文將從這些問題入手，分析工程項(xiàng)目水文地質(zhì)勘察的重點(diǎn)內(nèi)容及提升勘察效果的有效措施，以期對工程項(xiàng)目水文地質(zhì)勘察工作提供有益參考。

關(guān)鍵詞 工程地質(zhì)勘查 水文地質(zhì)勘察 自然地理?xiàng)l件

中圖分類號：P64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1007-0745（2022）03-0112-03

1 水文地質(zhì)勘察的必要性分析

1.1 水文地質(zhì)條件對工程項(xiàng)目的不利影響

1.1.1 對基坑開挖的影響

隨著人口的不斷增加，人們對于房屋建筑的需求越來越多，而土地資源的有限，使得高層建筑越來越多。為了保證高層建筑整體的穩(wěn)定性，地基需要相應(yīng)的加深，以確保地基能夠承受建筑主體的應(yīng)力。在地基開挖前，必須要對基坑深度范圍內(nèi)的水文地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)勘察，并根據(jù)勘察結(jié)果評估其可能會(huì)對基坑開挖造成的影響，然后制定相應(yīng)的防護(hù)措施。如果勘察數(shù)據(jù)與實(shí)際情況出現(xiàn)嚴(yán)重偏差，那么可能會(huì)在基坑開挖的過程中發(fā)生地下水的滲透，影響基坑開挖的進(jìn)度和質(zhì)量[1]。

1.1.2 對建筑周邊土質(zhì)的影響

建筑工程作業(yè)區(qū)域內(nèi)的水文地質(zhì)條件對于土壤結(jié)構(gòu)有著重大影響，需要根據(jù)水文地質(zhì)的勘察結(jié)果來采取相應(yīng)的措施，防止地下水對于土壤結(jié)構(gòu)的破壞。如果在施工過程中出現(xiàn)地下水滲入的狀況，會(huì)增加地基土壤的含水量，減弱地基的強(qiáng)度。且土壤結(jié)構(gòu)會(huì)因水分含量增高而重力增加從而引起下沉，導(dǎo)致基坑的坍塌，影響建筑工程整體的穩(wěn)定性。因此必須根據(jù)準(zhǔn)確的勘察結(jié)果，如果工程項(xiàng)目施工現(xiàn)場的地下水位較高，則應(yīng)當(dāng)采取一定的防水措施對地基進(jìn)行防護(hù)，保證地基不受地下水的侵蝕影響。

1.1.3 地下水位上升的影響

地下水位會(huì)受各種因素的影響而處于不斷變動(dòng)的狀態(tài)，如地表河流、降雨、人為因素等都會(huì)使地下水位上升。在進(jìn)行水文地質(zhì)勘察時(shí)如果沒有明確這些影響因素，那么在施工過程中遇到地下水位上升的情況，就會(huì)使土壤中水分含量增多，土壤中的某些離子成分溶解在水中，就有可能會(huì)與建筑工程的原料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)變成具有腐蝕性的溶液，從而對建筑工程地基的穩(wěn)定性造成影響，嚴(yán)重的會(huì)影響建筑工程整體的使用安全，造成建筑工程傾斜、偏移、下陷等狀況[2]。

1.1.4 地下水位下降的影響

地下水位的變化除了上升還會(huì)受日曬蒸發(fā)、人們生活用水的影響出現(xiàn)水位下降，而水位下降可能會(huì)引起建筑工程所在的地面不均勻沉降、裂縫等問題，影響建筑工程的穩(wěn)定性和使用安全。因此，在進(jìn)行工程水文地質(zhì)勘察時(shí)必須要考察這些影響因素，并在工程設(shè)計(jì)中采取相應(yīng)措施減少地下水位下降對于工程所在地區(qū)土壤結(jié)構(gòu)、建筑工程地基及整體結(jié)構(gòu)的不良影響。

1.2 工程水文地質(zhì)勘察的意義

1.2.1 保證水文地質(zhì)勘查報(bào)告的合理性與準(zhǔn)確性

在工程地質(zhì)水文勘察完成后，需要編制勘察報(bào)告，前期勘察工作是否全面、精確將直接決定勘察報(bào)告是否合理。總結(jié)以前的工程項(xiàng)目施工經(jīng)驗(yàn)，我們知道工程項(xiàng)目施工區(qū)域的地下水位波動(dòng)較大、巖石結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差的，會(huì)增加施工過程中的難度和安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也會(huì)給建筑工程整體埋下質(zhì)量隱患，導(dǎo)致建筑工程在完工投入使用后出現(xiàn)一系列的質(zhì)量問題。而如果水文地質(zhì)勘察得出的數(shù)據(jù)結(jié)果可靠，編制出的勘察報(bào)告精確合理，那么就可以提前設(shè)計(jì)一些支護(hù)手段和防護(hù)措施，避免受到地下水的不良影響，提高巖石地質(zhì)的穩(wěn)定性[3]。

1.2.2 保證施工安全和施工進(jìn)度

隨著高層建筑的增多，地基的深度也必須隨之加深，以此來保證地基的穩(wěn)定性和承重力。基坑的加深會(huì)受到地下水、地下巖石層、土壤性質(zhì)等水文地質(zhì)條件的影響，在施工前全面勘察這些情況，使施工單位掌握施工地區(qū)內(nèi)的地下水位情況、巖石層的厚度性質(zhì)、土壤成分等所有情況，可以提前制定相應(yīng)的基坑防護(hù)和支護(hù)措施，保證施工過程的安全以及工程進(jìn)度如期進(jìn)行。通過對勘察結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，評估施工過程中的安全風(fēng)險(xiǎn)，提前制定應(yīng)急方案，可避免施工過程中意外事故的發(fā)生導(dǎo)致安全事故。

1.2.3 優(yōu)化施工方案，保證建筑工程質(zhì)量

勘察數(shù)據(jù)結(jié)果對于工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)和施工有著重要的指導(dǎo)作用，能夠使設(shè)計(jì)方案更加符合工程施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，具有可行性。

比如，在采購工程原材料的過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告來分析確定建筑工程整體結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)達(dá)到的強(qiáng)度，并以此來選購符合建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求的原材料，保證建筑工程的質(zhì)量合格。

2 工程水文地質(zhì)勘察工作的開展

在工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)施工之前，相關(guān)單位應(yīng)對工程水文地質(zhì)條件進(jìn)行全面的勘察，同時(shí)要認(rèn)識(shí)到當(dāng)前我們在工程水文地質(zhì)勘察過程中存在的不足之處，并且有針對性地加以改正，保證勘察的全面性以及勘察結(jié)果的精確至關(guān)重要。

2.1 勘察過程中存在的問題

2.1.1 勘察人員整體素質(zhì)不高

工程水文地質(zhì)的勘察工作必須委派專業(yè)的人員來進(jìn)行，必須具有較高的專業(yè)水平、工作能力以及豐富的經(jīng)驗(yàn)，才能保證勘察結(jié)果的全面、準(zhǔn)確。但是當(dāng)前一些勘察工作人員對于工程水文地質(zhì)的勘察并不重視，從而在勘察過程中敷衍了事，勘察質(zhì)量低下;勘察人員對于工程建設(shè)的要求、目的等沒有清楚的了解，無法掌握勘察工作的重點(diǎn)。

2.1.2 勘察內(nèi)容不全面

對于工程水文地質(zhì)條件的勘察內(nèi)容必須要全面，明確地下水的分布狀況、巖土層的各種性狀、土壤的成分等所有可能對建筑工程產(chǎn)生影響的因素。但是當(dāng)前工程水文地質(zhì)的勘察并不能全面地掌握施工區(qū)域的水文地質(zhì)條件，一方面是勘察人員工作能力和態(tài)度的問題，另一方面是當(dāng)前的勘察技術(shù)和勘察手段不足以支持更深層次的水文地質(zhì)勘察。

2.1.3 忽略人為因素對水文地質(zhì)條件的影響

在勘察過程中，必須要全面考慮各種外在因素是否會(huì)對施工區(qū)域水文地質(zhì)條件產(chǎn)生質(zhì)變性的影響，進(jìn)而影響到建筑工程的施工。但是勘察人員往往會(huì)忽略人為因素及建筑施工過程中可能會(huì)對水文地質(zhì)條件帶來的變化，而這些變化反過來又會(huì)影響建筑工程的質(zhì)量。

2.2 工程水文地質(zhì)勘察的重點(diǎn)

2.2.1 地下水

地下水在地層中的存在形式包括自由水、結(jié)合水和毛細(xì)水，對于三種不同形式的地下水表現(xiàn)形式要有針對性地運(yùn)用不同勘察手段進(jìn)行勘察，并且對于地下水的各種性狀都必須考察清楚、全面，主要包括：第一，地下水的基礎(chǔ)參數(shù)，如三種形態(tài)的地下水層所在位置、厚度、水位等等基礎(chǔ)參數(shù);第二，地下水的理化性質(zhì)，如地下水的受力情況、滲透性能、流動(dòng)速度等;第三，會(huì)引起地下水的性質(zhì)狀態(tài)的變化的各種外在因素，如降水多少、用水量、建筑施工過程中會(huì)對地下水造成的影響等，并進(jìn)行綜合分析判斷，這些因素會(huì)導(dǎo)致地下水的變化程度，是否會(huì)對建筑工程產(chǎn)生影響等，從而采取相應(yīng)的防護(hù)措施。

2.2.2 巖土層

第一，巖土層的軟化性質(zhì)。巖土層長期受水流的侵蝕沖刷就會(huì)造成性狀的改變，比如南方典型的喀斯特地貌。長期受水流侵蝕的巖土層的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度會(huì)逐漸降低，逐漸變成軟土層，這種地質(zhì)條件的變化會(huì)破壞建筑工程整體的穩(wěn)定性。因此在進(jìn)行巖土層的勘察時(shí)，必須對其軟化性質(zhì)進(jìn)行評價(jià)。當(dāng)然，任何巖土層長期受到水流侵蝕都會(huì)在一定程度上發(fā)生軟化，因?yàn)椴煌愋汀⑿誀畹膸r石軟化的速度存在差異，地質(zhì)勘察就是要對這些差異進(jìn)行考察分析，并評估其在建筑工程使用期間是否會(huì)發(fā)生軟化，以及軟化的程度是否會(huì)影響到建筑工程的穩(wěn)定性和使用安全。第二，透水性質(zhì)。透水性質(zhì)是指巖石的抗?jié)B性能，就是巖石阻擋地下水分子穿透自身的性能指標(biāo)。巖石抗?jié)B性能強(qiáng)弱會(huì)影響其本身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，進(jìn)而對其上的建筑工程產(chǎn)生影響，因此在工程水文地質(zhì)條件勘察過程中必須考察并計(jì)算出施工區(qū)域巖石層的透水系數(shù)，來制定不同的施工方案和強(qiáng)化措施。一般來說，巖石的硬度與其透水指數(shù)成反比，就是說巖石越堅(jiān)硬，透水系數(shù)越低，抗?jié)B性能也就越好，在這樣的巖土層上進(jìn)行建筑施工能夠較好地保證建筑工程的穩(wěn)定性。另外，巖石的組成顆粒的大小也會(huì)影響其透水系數(shù)，顆粒越大的透水性越強(qiáng)，容易受到地下水的侵蝕，對于這樣的巖土層進(jìn)行建筑工程施工時(shí)就需要采取一定的加固措施。第三，其他內(nèi)容。對于工程項(xiàng)目施工區(qū)域內(nèi)的不同巖土層的性能、厚度、成分、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)等情況進(jìn)行勘察，并分析各巖土層的強(qiáng)度、抗壓能力、顆粒密度大小、巖石的密實(shí)度等等，合理評估其是否具有耐用性，并根據(jù)評估結(jié)果來制定相應(yīng)的工程設(shè)計(jì)方案，并對施工方案加以完善優(yōu)化。

2.2.3 自然地理?xiàng)l件

對于自然地理?xiàng)l件的勘察主要有以下幾方面內(nèi)容：第一，施工區(qū)域內(nèi)的地形地貌，根據(jù)地形地貌條件可以進(jìn)一步確定地下巖土層及地下水流的情況，據(jù)此來評估這樣的地形地貌會(huì)對施工過程及建筑工程帶來何種安全風(fēng)險(xiǎn)及質(zhì)量隱患。第二，地表河流的分布情況，以及河流數(shù)量、寬度等，工程項(xiàng)目所在地的氣候條件、降水量、溫度濕度的變化情況等，以及風(fēng)向風(fēng)速等因素，分析這種變化是否會(huì)對建筑工程產(chǎn)生影響，以及這種影響是否需要采取措施進(jìn)行預(yù)防、什么樣的預(yù)防措施最為合理。因此在進(jìn)行工程水文地質(zhì)條件的勘察時(shí)不能忽略對水文地質(zhì)條件產(chǎn)生影響的各種因素，這樣更加有利于施工方案的優(yōu)化調(diào)整，提升建筑工程的質(zhì)量和使用安全。

3 強(qiáng)化工程水文地質(zhì)勘察效果的措施

3.1 提前制定勘察計(jì)劃

科學(xué)合理的勘察計(jì)劃能夠指導(dǎo)工程水文地質(zhì)勘察工作的順利開展，保證勘察內(nèi)容的全面性，以及勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性。第一，要合理劃分勘察工作的階段。一般情況下，工程項(xiàng)目的勘察過程需要經(jīng)過三個(gè)階段。首先是踏勘階段，對區(qū)域內(nèi)的整體外觀進(jìn)行初步了解，如區(qū)域的地形地貌、往年的氣象材料、河流分布情況等;其次是初勘階段，需要了解一些基礎(chǔ)的水文地質(zhì)參數(shù)，如地下水的位置、巖土層的分布情況等;最后是詳勘階段，要深入地了解地下水的物理化學(xué)性狀、巖土層的理化性能，各因素之間的相互作用、影響后果等。第二，要明確勘察責(zé)任。對于每位勘察人員的任務(wù)要合理分配并且明確，對于勘察的要求、程序、記錄規(guī)范等都要有明確的標(biāo)準(zhǔn)，保證勘察人員按照標(biāo)準(zhǔn)要求完成自己承擔(dān)的勘察任務(wù)，保證勘察質(zhì)量的高效可靠。

3.2 提升勘察技術(shù)

當(dāng)前有許多工程地質(zhì)勘察技術(shù)，如鉆探法、地面瞬波勘測技術(shù)等，而且不同的勘察技術(shù)適用于不同的地質(zhì)環(huán)境和條件。在實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中，必須要根據(jù)施工區(qū)域的條件選擇相應(yīng)的勘察技術(shù)。由于某些地區(qū)的水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜，單一的勘察技術(shù)并不能滿足工程項(xiàng)目對于勘察數(shù)據(jù)的需求，必須要使用多種勘察技術(shù)配合來完成工程水文地質(zhì)的勘察，這就需要對各種勘察技術(shù)進(jìn)行整合，建立起勘察技術(shù)的應(yīng)用體系，明確在該區(qū)域內(nèi)進(jìn)行勘察技術(shù)應(yīng)用的次序，以及技術(shù)應(yīng)用過程中應(yīng)當(dāng)注意的要點(diǎn)、勘測結(jié)果的記錄和處理方式等，保證勘察結(jié)果的全面和準(zhǔn)確性。

3.3 加強(qiáng)勘察監(jiān)督

對工程水文地質(zhì)勘察過程開展監(jiān)督，能夠有效提升勘察結(jié)果的質(zhì)量，減少因?yàn)椴灰?guī)范的勘察對水文地質(zhì)情況帶來的不利影響。具體監(jiān)督工作的開展，首先需要監(jiān)督人員有豐富的地質(zhì)勘察專業(yè)知識(shí)和技能，能夠?qū)辈熳鳂I(yè)是否符合規(guī)范進(jìn)行正確的監(jiān)督，并提出專業(yè)的改正意見。其次，結(jié)合實(shí)際勘察方案和現(xiàn)場情況，制定合理的監(jiān)督流程，采取合理的監(jiān)督手段，保證勘察工作的順利開展。最后，要加強(qiáng)對勘察數(shù)據(jù)結(jié)果的梳理整合和分析過程的監(jiān)督，保證對真實(shí)水文地質(zhì)狀況的判斷及參數(shù)計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，為工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和施工提供準(zhǔn)確的參考標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 提高勘察人員的整體水平，組建高水平的勘察隊(duì)伍

一支專業(yè)知識(shí)水平高、經(jīng)驗(yàn)豐富、綜合素質(zhì)高的勘察隊(duì)伍，是工程水文地質(zhì)勘察質(zhì)量的有效保證。首先，在勘察人員的選擇上，要考察勘察人員的綜合工作能力，優(yōu)先選擇工作技能強(qiáng)、專業(yè)水平高、經(jīng)驗(yàn)豐富的勘察人員進(jìn)入勘察隊(duì)伍。其次，要對勘察隊(duì)伍成員定期開展技能培訓(xùn)，內(nèi)容應(yīng)當(dāng)包括勘察技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)、勘察標(biāo)準(zhǔn)、勘察結(jié)果記錄規(guī)范等，并且要組織專業(yè)技能的測試，對于測試不合格的要重新學(xué)習(xí)或者直接替換。

4 結(jié)語

工程項(xiàng)目所在區(qū)域范圍內(nèi)的水文地質(zhì)條件對于建筑工程的整體質(zhì)量和使用安全有著重大的影響作用，建設(shè)單位必須認(rèn)識(shí)到水文地質(zhì)條件對于工程的影響，并對水文地質(zhì)的勘察工作予以重視，聘請專業(yè)的勘察隊(duì)伍對工程項(xiàng)目展開水文地質(zhì)的勘察。在勘察過程中，勘察人員需要制定合理的勘察計(jì)劃，明確勘察的重點(diǎn)內(nèi)容，并根據(jù)初步勘察結(jié)果選擇相應(yīng)的勘察技術(shù)或技術(shù)體系。總之，要提高工程水文地質(zhì)勘察的意識(shí)，并且采取措施提高勘察的水平和質(zhì)量，從而為建設(shè)工程項(xiàng)目提供全面、精確的地質(zhì)條件狀況和各項(xiàng)參數(shù)，提升建筑工程的整體質(zhì)量。

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