工程地質(zhì)勘測(cè)中水文地質(zhì)的影響與應(yīng)對(duì)

楊 柳

/中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心寧夏總隊(duì)

工程地質(zhì)勘測(cè)中水文地質(zhì)的影響與應(yīng)對(duì)

楊 柳

/中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心寧夏總隊(duì)

地下水文地質(zhì)環(huán)境不僅是巖土體的組成部分，還是基礎(chǔ)工程的環(huán)境，對(duì)巖土工程具有非常密切的影響。因此，水文地質(zhì)問(wèn)題也是工程地質(zhì)勘測(cè)中需考慮的重要方面。但長(zhǎng)期以來(lái)，在工程地質(zhì)勘測(cè)中，水文地質(zhì)卻是經(jīng)常被忽略的內(nèi)容，由于對(duì)水文地質(zhì)情況不明，工程設(shè)計(jì)和施工時(shí)考慮不足，地下水升降變化也經(jīng)常給地下巖土和基礎(chǔ)工程等帶來(lái)了較大的危害，甚至引發(fā)各種事故。為提高工程地質(zhì)勘測(cè)質(zhì)量，保證地下巖土和基礎(chǔ)工程正常施工，必須要加強(qiáng)對(duì)水文地質(zhì)環(huán)境的調(diào)查和對(duì)相關(guān)問(wèn)題的研究，摸清地下水類型和水位變化規(guī)律，并對(duì)水位變化給巖土體和建筑物帶來(lái)不良地質(zhì)作用進(jìn)行科學(xué)的分析和評(píng)價(jià)，從而采取有效的水患防治應(yīng)對(duì)措施，消除和減少地下水對(duì)巖土和基礎(chǔ)工程的危害。

工程地質(zhì)勘測(cè)；水文地質(zhì)；危害影響

1.水文地質(zhì)勘察設(shè)計(jì)

所謂水文地質(zhì)勘察工作就是指通過(guò)多種勘察途徑了解地下水的形成原因以及分布情況。在勘察工作的基礎(chǔ)上，對(duì)地下水運(yùn)動(dòng)進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)內(nèi)容主要包括地下水總量和地下水性質(zhì)。在勘察過(guò)程中，需要站在施工角度預(yù)先處理各類問(wèn)題，以保證工程能夠順利完工。埋藏在地下水位之下的建筑物基礎(chǔ)中，水可能會(huì)對(duì)混凝土、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋以及鋼結(jié)構(gòu)整體造成影響，可能會(huì)出現(xiàn)不同程度的腐蝕。若地基基礎(chǔ)壓縮層所在范圍內(nèi)有松散或者是飽和的粉細(xì)砂、粉土等，就需分析產(chǎn)生液化、流沙的可能性。若基礎(chǔ)下部位置存在承壓含水層，則需要對(duì)基坑開(kāi)挖結(jié)束后承壓水是否對(duì)基坑地板造成破壞進(jìn)行研究。若工程建設(shè)中需要在地下水位之下開(kāi)展基坑開(kāi)挖工作，則需要對(duì)工程所在區(qū)域的土壤滲透性以及富水性進(jìn)行試驗(yàn)分析。另外，還需要對(duì)人工降水造成的土體位置下降和邊坡穩(wěn)定性變化等進(jìn)行評(píng)估，還需要對(duì)可能會(huì)對(duì)周邊事物造成的影響類型以及影響程度進(jìn)行判斷。

2.水文地質(zhì)對(duì)工程勘測(cè)的不良影響

2.1 潛水位上升危害

對(duì)某工程進(jìn)行工程地質(zhì)勘查發(fā)現(xiàn)，施工所在區(qū)域的地下水主要是孔隙潛水，年水位變化幅度較小，主要分布于砂礫層，通過(guò)大氣降水與地下徑流補(bǔ)給。在建筑施工過(guò)程中，對(duì)當(dāng)?shù)睾恿?、湖泊及天氣環(huán)境因素等沒(méi)有充分考慮，在建筑工程施工影響下導(dǎo)致潛水位出現(xiàn)起伏，最終導(dǎo)致潛水位上升，建筑工程難以順利展開(kāi)施工工作，對(duì)工程的影響較大。如當(dāng)潛水位上升時(shí)，會(huì)使沙質(zhì)土或粉質(zhì)土的含水量增大，含水量出現(xiàn)飽和狀態(tài)時(shí)，造成流砂、管涌、砂土液化等現(xiàn)象，增加了建筑工程施工風(fēng)險(xiǎn)；當(dāng)潛水位上升時(shí)，易造成工程地基隆起或發(fā)生側(cè)移，地基側(cè)移會(huì)導(dǎo)致工程主體傾斜，出現(xiàn)墻體破裂；而地基隆起則會(huì)導(dǎo)致工程穩(wěn)固性下降，出現(xiàn)地基上浮。當(dāng)潛水位上升到一定的高度時(shí)，地下室會(huì)發(fā)生漏水、滲水等現(xiàn)象，對(duì)地下室的使用功能造成影響。潛水位上升后，建筑工程地基中的粘性土質(zhì)含水量增加，地基軟化，從而導(dǎo)致地基穩(wěn)固性下降，出現(xiàn)工程的主體結(jié)構(gòu)發(fā)生沉降變形；當(dāng)潛水位上升時(shí)，土壤化學(xué)結(jié)構(gòu)會(huì)隨之發(fā)生變化，出現(xiàn)沼澤化傾向，從而對(duì)建筑工程的地下結(jié)構(gòu)發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了建筑工程地基穩(wěn)固。

2.2 地下水波動(dòng)危害

地下水發(fā)生波動(dòng)主要是由于降水量、大氣氣壓及水庫(kù)水位發(fā)生變化而導(dǎo)致的，根據(jù)工程地質(zhì)勘查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，水文地質(zhì)波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致巖土產(chǎn)生收縮及膨脹現(xiàn)象，水位變化頻繁，當(dāng)巖土收縮膨脹的幅度較大時(shí)，或遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出正常范圍時(shí)，會(huì)導(dǎo)致地基出現(xiàn)裂縫，從而造成建筑物主體結(jié)構(gòu)破壞。不僅如此，地下水位發(fā)生波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致含鹽地層溶解，建筑工程的主體結(jié)構(gòu)發(fā)生位移，從而影響了建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。最后，當(dāng)?shù)叵滤话l(fā)生適當(dāng)波動(dòng)時(shí)會(huì)增加土體的壓力，提高土體密實(shí)度。但當(dāng)外界的壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出正常范圍時(shí)，會(huì)出現(xiàn)管涌及基坑突涌的現(xiàn)象。

3.應(yīng)對(duì)措施

3.1 勘察施工基本要求

水文地質(zhì)巖土工程勘察內(nèi)容繁雜，要求高，需要注重細(xì)節(jié)處理以及對(duì)各環(huán)節(jié)的嚴(yán)格管控。在勘察之前，需進(jìn)行環(huán)境調(diào)查和地質(zhì)勘測(cè)，在調(diào)查勘測(cè)結(jié)果的基礎(chǔ)上就工程地質(zhì)問(wèn)題以及地質(zhì)條件的變化規(guī)律進(jìn)行研究，制定科學(xué)的鉆孔方案。在鉆孔時(shí)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)可能存在的地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行鉆孔的布置工作，保證布孔的合理性，相鄰鉆孔之間需保持適宜的距離，鉆孔深度需達(dá)到勘察的基本要求。鉆探工藝、鉆探記錄以及鉆探取樣都必須嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)范進(jìn)行。按照當(dāng)前行業(yè)規(guī)定和技術(shù)要求開(kāi)展地質(zhì)勘察、測(cè)繪、遙感、物探、鉆探、原位測(cè)試以及土工試驗(yàn)等工作內(nèi)容，并整合相關(guān)勘測(cè)資料，相互補(bǔ)充和驗(yàn)證，編制最為完整和準(zhǔn)確的地質(zhì)報(bào)告文件，在總結(jié)報(bào)告中客觀和完整反饋地質(zhì)信息和測(cè)試結(jié)果。為了保證勘測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確，應(yīng)對(duì)相關(guān)工作人員進(jìn)行系統(tǒng)的培訓(xùn)和考核，提高工作人員的專業(yè)技能水平，在實(shí)際工作中，需總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提高工程地質(zhì)勘察水平。在地下水位和上、地下水位變動(dòng)帶和地下水以下，其變化規(guī)律一般如下:

土體從上至下，天然含水量、孔隙比先由小變大，再由大變小，壓縮模量和承載力會(huì)先由大變小，再由小變大。造成這一現(xiàn)象的主要原因是地下水位以上經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的雨水侵蝕，鐵鋁元素不斷富集使土顆粒不斷粘結(jié)，形成“硬殼層”，所以含水量和孔隙小，但是壓縮模量和承載力不斷增加。位于地下水位變動(dòng)帶的土層因?yàn)榈叵滤姆磸?fù)運(yùn)用，土壤中的鐵鋁元素不斷流失，土質(zhì)松軟，含水量和孔隙比較大，而壓縮模量和承載力降低。位于地下水位以下的土層，因?yàn)榈叵滤\(yùn)動(dòng)較為緩慢，對(duì)土層的影響較小，但是因?yàn)楦餐翆拥呢?fù)荷，土壤密實(shí)度較高。

3.2 重點(diǎn)測(cè)試水理性質(zhì)

巖土的性質(zhì)如硬度、強(qiáng)度和易變形度等都嚴(yán)重受到巖土的水理性質(zhì)的干擾,進(jìn)而影響到工程勘測(cè)的安全性,在進(jìn)行巖土勘測(cè)的過(guò)程時(shí),應(yīng)該主要勘測(cè)這些因素：柔軟性、吸水性、可塑性和脹縮性等等。地下水根據(jù)其具體的物理屬性分為毛細(xì)管水、結(jié)合水以及重力水。三者的內(nèi)在含義與具體區(qū)別在此就不做過(guò)多的介紹。通常在自然和人為作用的基礎(chǔ)下,重力水可以隨意活動(dòng)在巖土層中,是巖土層水理性質(zhì)的主要影響因素。重力水是狹義上的地下水,也是我們工程勘測(cè)中水文地質(zhì)分析的主要對(duì)象,要充分對(duì)重力水的地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行測(cè)試,從而分析水文地質(zhì)可能帶來(lái)的危害。

4.水文地質(zhì)危害的對(duì)策研究

工程地質(zhì)勘測(cè)的最終結(jié)果是以研究報(bào)告的形式展現(xiàn)給大家，報(bào)告的基本依據(jù)包括地基設(shè)計(jì)、施工條件等。研究報(bào)告的合理與否直接關(guān)系到施工的安全可靠。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)表明，研究報(bào)告的內(nèi)容一般包括：地下水的種類、地下水的分布情況、巖土種類、巖土高度、地下水位的變化狀況、水文地質(zhì)的相關(guān)具體參數(shù)(滲透系數(shù)、給水度以及膨脹率、軟化系數(shù)等)以及水流量等等。除此之外,工程勘測(cè)過(guò)程必須在查明工程地質(zhì)的條件之后，要根據(jù)工程建設(shè)的具體需求和地質(zhì)特點(diǎn),分析地質(zhì)環(huán)境會(huì)給工程實(shí)施帶來(lái)的影響，找出可能存在的危害，提前做好預(yù)防措施。運(yùn)用高密度電法勘探和激發(fā)極化法電法相結(jié)合的手法，將調(diào)查的重點(diǎn)放在平時(shí)普通勘測(cè)難以進(jìn)行的地域上，確保勘查的深度與準(zhǔn)確度。

5.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，水文地質(zhì)情況對(duì)工程地質(zhì)勘查工作會(huì)產(chǎn)生較大的影響，所以需要做好水文地質(zhì)勘查前的設(shè)計(jì)工作，重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)潛水位上升、地下水波動(dòng)等情況的分析，在工程地質(zhì)勘查中，遵循基本規(guī)范要求，做好水文地質(zhì)危害的預(yù)防工作。希望本文能夠具有一定的參考價(jià)值。

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