水文地質(zhì)調(diào)查在巖土工程勘察中的應(yīng)用

王曉光

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局313地質(zhì)隊(duì), 安徽六安 237010）

巖土工程勘察是現(xiàn)代化城市建設(shè)、道路橋梁等工程施工的重要參考依據(jù), 是確定擬建區(qū)域地基適宜性的重要評(píng)價(jià)指標(biāo), 也是確保擬建工程安全可靠的主要參數(shù)。因此, 確保巖土工程勘察的有效性和精準(zhǔn)性是提高擬建工程質(zhì)量的前提和保障[1]。巖土工程勘察包括水文地質(zhì)調(diào)查、工程地質(zhì)調(diào)查和環(huán)境地質(zhì)調(diào)查等方面, 研究擬建區(qū)域的水文地質(zhì)條件對(duì)提高巖土工程勘察質(zhì)量意義重大。鑒于此, 本文結(jié)合自身工作經(jīng)歷, 分析水文地質(zhì)調(diào)查在巖土工程勘察中的應(yīng)用。

1 水文地質(zhì)調(diào)查及存在的問(wèn)題

巖土工程勘察是水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)等的綜合, 故水文地質(zhì)調(diào)查與工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)調(diào)查是相輔相成的。但是, 早期階段對(duì)擬建工程區(qū)域的水文地質(zhì)調(diào)查不夠重視, 認(rèn)為采用防水設(shè)施等就可實(shí)現(xiàn)隔水目的。隨著各類工程地下水對(duì)建筑物的破壞案例越來(lái)越多以及建筑工程規(guī)模的擴(kuò)大化以及對(duì)水文地質(zhì)調(diào)查重視程度逐漸提高, 加強(qiáng)了巖土工程勘察中水文地質(zhì)的調(diào)查研究工作[2]。擬建區(qū)域內(nèi)的水文地質(zhì)條件是隨著季節(jié)而略有變化的, 在干旱季節(jié)和暴雨季節(jié)的水文地質(zhì)條件是存在較大差異的, 這就要求在水文地質(zhì)調(diào)查中充分考慮不同時(shí)段下的水文地質(zhì)條件, 為工程設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)依據(jù)。此外, 地下水位的變化與一定范圍內(nèi)的水量密切相關(guān), 導(dǎo)致水體中的酸堿度產(chǎn)生較大的變化, 進(jìn)而對(duì)建筑材料產(chǎn)生不同程度的腐蝕。因此, 在擬建區(qū)域巖土地質(zhì)調(diào)查中, 必須加強(qiáng)地下水的酸堿度等研究, 才能制定出合理的防治方案。

雖然現(xiàn)階段巖土工程勘察中加強(qiáng)了水文地質(zhì)調(diào)查工作, 但是仍然存在明顯的缺陷, 主要包括：①調(diào)查范圍的片面性, 擬建區(qū)域的面積相對(duì)水文地質(zhì)單元是小的, 現(xiàn)階段普遍存在水文地質(zhì)調(diào)查范圍偏小的現(xiàn)象, 這是由于地下水的循環(huán)是以水文地質(zhì)單元為主的；②區(qū)域調(diào)查內(nèi)容的缺失, 如地下水的補(bǔ)徑排條件調(diào)查不清楚等, 導(dǎo)致對(duì)擬建區(qū)域水文地質(zhì)條件的認(rèn)識(shí)存在片面化, 進(jìn)而導(dǎo)致巖土工程勘察出現(xiàn)偏差[3]；③水文地質(zhì)調(diào)查結(jié)果的客觀性不夠, 大多數(shù)水文地質(zhì)調(diào)查報(bào)告僅是泛泛而談, 對(duì)于擬建工程所需的信息未能明確給出相應(yīng)的結(jié)論, 使得對(duì)擬建區(qū)域的水文地質(zhì)條件認(rèn)識(shí)不足。

2 水文地質(zhì)調(diào)查在巖土工程勘察中的應(yīng)用

2.1 在水文地質(zhì)條件評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

巖土工程勘察中水文地質(zhì)調(diào)查的最終目的就是評(píng)價(jià)擬建區(qū)域的水文地質(zhì)條件, 其調(diào)查內(nèi)容主要包含：①根據(jù)擬建工程規(guī)模以及工程地理位置等, 查明擬建區(qū)域周邊的地下水分布規(guī)律以及對(duì)擬建區(qū)域的腐蝕特征等, 并根據(jù)調(diào)查結(jié)果提出防治檢疫, 并評(píng)價(jià)地下水變化對(duì)建筑物的影響, 如腐蝕程度等；②評(píng)價(jià)擬建區(qū)域的巖土結(jié)構(gòu), 地下水的變化對(duì)擬建區(qū)域的巖土結(jié)構(gòu)影響程度是巖土工程勘察的主要內(nèi)容, 對(duì)可能產(chǎn)生的影響進(jìn)行總結(jié)；③評(píng)價(jià)復(fù)雜水文地質(zhì)條件對(duì)施工材料的影響, 主要從酸堿度等方面論述, 并對(duì)材料進(jìn)行地下水腐蝕試驗(yàn), 進(jìn)而提出治理措施。如某建設(shè)場(chǎng)地為分析地下水的腐蝕特征, 對(duì)該區(qū)域的地下水進(jìn)行了成分測(cè)試, 結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知：擬建區(qū)域內(nèi)的地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性, 對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性。

表1 擬建場(chǎng)地地下水成分統(tǒng)計(jì)表（單位：mg/kg）

2.2 在地下水位調(diào)查中的應(yīng)用

擬建區(qū)域的地下水位變化調(diào)查是巖土工程勘察中的重要內(nèi)容, 這是由于一個(gè)區(qū)域的地下水水位是處于動(dòng)態(tài)變化過(guò)程中的, 不同季節(jié)地下水位是存在較大差異的（圖1）, 而巖土工程條件受地下水影響較大。因此, 查明擬建區(qū)域地下水位變化和最大地下水水位是提高巖土工程勘察質(zhì)量的基礎(chǔ)。巖土工程勘察中地下水位的變化對(duì)擬建工程的影響主要體現(xiàn)在：①若地下水位變化較明顯, 則在基坑開(kāi)挖過(guò)程中可引起突水、涌水等事故, 主要原因在于地下水位的突然增高使得上覆巖土層的靜壓力降低[4]；②對(duì)巖土層結(jié)構(gòu)的影響, 若巖土層一直處于飽水狀態(tài), 當(dāng)?shù)叵滤幌陆得黠@時(shí), 則容易造成原來(lái)飽水狀態(tài)的巖土層逐漸失水, 進(jìn)而降低了巖土層的物理力學(xué)性能, 極易引起擬建區(qū)域的不穩(wěn)定沉降。

圖1 地下水變化示意圖

2.3 在水文特征分析中的應(yīng)用

水文地質(zhì)調(diào)查中水文特征分析是巖土工程勘察的重要組成部分。水文特征分析的意義主要在于地下水位的變化可能導(dǎo)致巖土層的物理力學(xué)性能改變, 即影響巖土體的強(qiáng)度, 進(jìn)而影響擬建工程的安全性能。因此, 在巖土工程勘察過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)水文特征方面的研究工作, 具體內(nèi)容包括：①隨著擬建工程施工的推進(jìn), 在擬建區(qū)域內(nèi)的上覆壓力明顯增加, 此時(shí)該區(qū)域的地下水處于強(qiáng)烈的環(huán)境壓力條件下, 極易使得下伏巖土體中的結(jié)合水具有更高的密度, 導(dǎo)致巖土體中的粘稠水體增加, 該部分水體的結(jié)合能力較強(qiáng), 可使得巖土體中的水文特征更加穩(wěn)定, 對(duì)擬建工程的安全性具有一定的促進(jìn)作用[5]；②巖土體中含有較多的毛細(xì)水, 該部分水體是賦存在巖土體內(nèi)部窄縫中, 受重力以及毛細(xì)力的影響較大, 當(dāng)毛細(xì)力影響較大時(shí), 則可導(dǎo)致地下水水位明顯上升, 反之則導(dǎo)致地下水水位下降；若地下水水位上升時(shí), 則可能造成地下水對(duì)建筑材料的腐蝕增強(qiáng)；若地下水水位明顯下降, 則可能影響含水巖土體的物理力學(xué)性能, 進(jìn)而引起擬建區(qū)域不均勻沉降問(wèn)題（圖2）。綜上論述, 水文地質(zhì)調(diào)查是巖土工程勘察的重要組成部分, 其過(guò)程是復(fù)雜的, 也是極其重要的。當(dāng)水文地質(zhì)條件識(shí)別不精準(zhǔn)時(shí), 后續(xù)涉及的施工設(shè)計(jì)就是不合理的, 容易出現(xiàn)不均勻地面沉降等問(wèn)題。

圖2 不均勻沉降引起的墻面裂縫

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述, 水文地質(zhì)調(diào)查與環(huán)境地質(zhì)調(diào)查和工程地質(zhì)調(diào)查一致, 是巖土工程勘察中的重要組成部分, 三者是相輔相成的, 是不可分割的整體。因此, 在巖土工程勘察中應(yīng)綜合考慮, 不能孤立的分析某一個(gè)環(huán)節(jié), 即水文地質(zhì)條件可影響工程地質(zhì)條件, 而工程施工可影響擬建區(qū)域的水文地質(zhì)條件。因此, 只有加強(qiáng)水文地質(zhì)調(diào)查的綜合研究, 才能有效地將各種安全隱患消除。此外, 應(yīng)加強(qiáng)水文地質(zhì)調(diào)查的監(jiān)管力度, 使得水文地質(zhì)調(diào)查不再是一紙空談, 為巖土工程勘察提供詳實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。