地下水在工程地質(zhì)勘察中的重要性分析

張成奎

（貴州大學(xué)喀斯特環(huán)境與地質(zhì)災(zāi)害防治重點實驗室，貴州 貴陽 550000）

所有類型的工程都要進行地下水環(huán)境勘察，在正式施工之前都必須開展這項工作，只有確定地下水環(huán)境適宜后才能進行建筑工程施工。地質(zhì)勘察必須準(zhǔn)確、有效，如果勘察結(jié)果與實際情況相差較大，很容易發(fā)生安全事故，直接影響工程質(zhì)量。工程地下水地質(zhì)條件作為地質(zhì)勘察的重要內(nèi)容，對建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和安全起著重要的作用，如果建筑單位沒有正確認(rèn)識地下水地質(zhì)勘察的重要性，而是選擇敷衍了事，那么后續(xù)工程質(zhì)量必然受到影響。

1 地下水對基礎(chǔ)工程造成的危害

1.1 地下水升降對基礎(chǔ)工程的危害

潛水面升高常導(dǎo)致滑坡、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)生。此外，潛水面上升增加了地下水對建筑物的腐蝕性，嚴(yán)重的情況下，可能會對土壤產(chǎn)生負(fù)面影響。目前，地面沉降和不明原因的地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害不斷發(fā)生，主要是人為因素造成的。地下水的下降往往伴隨著水資源的減少，還會引發(fā)水質(zhì)受損等問題。

1.2 地下水動壓力對基礎(chǔ)工程的危害

在自然條件下，地下水的動水壓力相對較小，正常情況下沒有特別危險。然而，人類活動改變了地下水的自然動力學(xué)平衡?；A(chǔ)工程受流動力的影響，經(jīng)常發(fā)生基坑涌水、管道、流沙等問題。

1.3 地下水對地表樁基工程的危害

因為地下水經(jīng)常腐蝕建筑地基，所以建筑單位一般會通過樁基工程提高地基的承載能力。但是樁基工程又分為很多種類型，這就對地質(zhì)勘察工作提出了更高的要求，尤其是要注意地下水的分布情況以及運動狀態(tài)，只有這樣才能選擇最為合適的樁基工程進行建設(shè)。在地下水流速較快、水量較多的區(qū)域，巖土層土質(zhì)較軟，土壤流失很容易影響樁基工程的穩(wěn)固程度，甚至可能會導(dǎo)致樁基失去支撐作用。另外，還需要考慮樁基自身是否會受到地下水沖蝕的影響，有些樁機工程下沉速度太快，整體工程摩擦力太小，因此樁機承載能力非常差。

1.4 地下水位對巖土物理性質(zhì)的危害

地下水水位的變化會引起巖石的膨脹和收縮。如果地下水水位變化較大，甚至有可能會造成地面裂開，嚴(yán)重影響地基穩(wěn)定性，導(dǎo)致建筑倒塌或者沉陷。為了提高地基穩(wěn)定性，保證建筑物安全可靠，工作人員需要深入了解膨脹性巖層出現(xiàn)區(qū)域的水文地質(zhì)環(huán)境。多次研究表明，一旦地下水水位出現(xiàn)頻繁浮動，無論是上升還是下降都會影響建筑物的穩(wěn)定性，情況嚴(yán)重的話，甚至?xí)?dǎo)致建筑物變形，造成嚴(yán)重的安全事故，因此需要集中分析研究建筑物地基區(qū)域的地下水分布情況和具體流向。具體研究方向又分為三類：地下水以上、地下水位變動區(qū)域以及地下水位以下。地下水位以上的區(qū)域由于長時間受到淋濾作用，會產(chǎn)生大量的鐵和鋁，這些物質(zhì)能夠?qū)崿F(xiàn)巖土接力之間的填充作用，進而巖土層之間的連接性會有所提高，長時間作用后會形成硬殼層。地下水位變動區(qū)域內(nèi)的水流由于受到交替作用影響，經(jīng)常出現(xiàn)變動，也就意味著巖土層中的鐵、鋁含量較少，該區(qū)域的土層無論是含水量還是承載能力都比較差勁。

2 地下水在工程地質(zhì)勘察中的重要性

2.1 預(yù)測地下水位的升降變化，預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害

通常情況下，同一地區(qū)不同時間的地下水會隨著地殼運動和四季更替發(fā)生變化，雨季地下水位會上升，旱季地下水位會下降。除此之外，在一些特殊的時候，地下水的水位會出現(xiàn)突然上升或下降的情況。地下水位的突然變化和緩慢變化必然會影響人們的生產(chǎn)生活，其中地下水位突然變化對人們的影響更大，嚴(yán)重時甚至?xí)l(fā)各種地質(zhì)災(zāi)害。通過勘察可以看出，有很多原因都會導(dǎo)致地下水位發(fā)生變化，如水層結(jié)構(gòu)、水層分布、土質(zhì)結(jié)構(gòu)等地質(zhì)原因。在地下水的勘察過程中，詳細(xì)地勘察清楚地下水的分布情況，可以有效地幫助相關(guān)工作人員分析影響地下水位變化的原因。通常情況下，可以通過分析含水層巖性，得到地下水會造成的影響，例如含水層的土質(zhì)顆粒比較小時，含水層的滲透性能就相對較差，地下水的流動性也會比較差，容易出現(xiàn)滲透問題。除此之外，還可以通過分析包氣帶的分布情況，詳細(xì)了解地下水的危害性，例如包氣帶很薄的區(qū)域，毛細(xì)帶的距離就會距離地面更近，比較容易出現(xiàn)排水不暢的情況。只有深入分析和勘察地下水，才可以提前通過地下水的變化，預(yù)測將會造成的地質(zhì)災(zāi)害，做好地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防工作。

2.2 提升建筑工程質(zhì)量

目前，在工程地質(zhì)勘察過程中，還存在很多亟須解決的問題。例如，大部分的工程勘察部門并不重視地下水位的變化，在勘察地下水位變化時，沒有明確工程勘察和地下水勘察的重點，技術(shù)落后的傳統(tǒng)勘察方式將會影響工程勘察結(jié)果，導(dǎo)致工程勘察的實際情況和勘察結(jié)果的差異性比較大。在進行地下水工程勘察的過程中，負(fù)責(zé)勘察監(jiān)測的工作人員沒有實時監(jiān)測地下水位的變化，只是簡單地分析工程地質(zhì)情況，使用落后的計算公式進行計算，導(dǎo)致勘察結(jié)果和實際情況嚴(yán)重不符。在撰寫地質(zhì)工作報告時，很多地方還存在勘察結(jié)果模糊不清的情況，導(dǎo)致無法明確工程勘察地質(zhì)問題的范圍，造成很多關(guān)鍵性的問題被遺漏。除此之外，一些工程勘察報告沒有以有效的勘察結(jié)果為依據(jù)就下定相關(guān)勘察結(jié)論。更有甚者，一部分勘察工作都是先下結(jié)論，再進行勘察工作。正是上述這些問題導(dǎo)致了階段性工程無法一次性審查通過，給建筑工程造成了嚴(yán)重?fù)p失，延誤了建筑企業(yè)的發(fā)展。另外，還存在著工程通過審查，卻仍有嚴(yán)重的質(zhì)量問題的情況，給建筑工程施工埋下嚴(yán)重的安全隱患。在進行建筑工程施工時，要嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進行施工，有效確保工程勘察的合理性，提高建筑工程施工質(zhì)量。

2.3 提高工程施工的安全性

工程勘察工作的主要工作內(nèi)容包括土方受力標(biāo)準(zhǔn)、地下水的水位和分布以及地質(zhì)層的構(gòu)成。在制訂和選擇處理方案的過程中，地下水的勘察和地質(zhì)構(gòu)成都會影響工程勘察的結(jié)果，其中土地的受力指標(biāo)嚴(yán)重影響了建筑工程的造價。此外，工程勘察工作人員必須加大對勘察工作的重視程度，充分考慮地下水的分布情況對地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響，有效提高建筑工程施工場地的安全性，為工程勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性提供保障。建筑工程企業(yè)在選擇地下水勘察企業(yè)時，必須選擇更加專業(yè)、規(guī)范的勘察企業(yè)，從而保證地下水位勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性，提高建筑工程施工的安全性。

3 地下水的勘察技術(shù)

在進行地下水的勘察過程中，可以采用多種方法進行勘察，全面了解地下水的分布情況。當(dāng)前最常使用的方法包括地面電法技術(shù)、電測井法技術(shù)、熱測井法技術(shù)以及磁法技術(shù)，不同的地下水勘察技術(shù)對地下水的勘察效果也不相同，可以通過多種勘察技術(shù)相結(jié)合的方法，有效提高地下水勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.1 地面電法技術(shù)

地面電法技術(shù)是地下水勘察技術(shù)中最常見的一種勘察方法。地面電法技術(shù)按照動源的不同，可以分為主動源地面電法技術(shù)和被動源地面電法技術(shù)。主動源電法技術(shù)根據(jù)勘察方法的不同，又可以分為激發(fā)極化法和電阻率法，使用這兩種主動源地面電法技術(shù)可以有效提高地下水勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性。采用自然電場的地面電法技術(shù)是被動源電法技術(shù)，在進行地下水流動方向的勘察時，通常需要全面了解地下水和地表水之間的聯(lián)系，而采用被動源地面電場法技術(shù)可以有效提高地下水勘察的工作效率。在使用地面電法勘察地下水的過程中，可以通過劃分地下水的水位，勘察清楚含水層的地下水含量。地面電法技術(shù)的日益成熟使地下水的勘察結(jié)果越來越準(zhǔn)確。地面電法發(fā)展的電刨面法是電法勘察過程中的常見方式，可以通過剖析地底巖石斷裂和破碎的情況，對地底情況復(fù)雜多變的區(qū)域進行勘察，有效降低復(fù)雜地點情況造成的影響，提高地下水勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性。除此之外，高密度的電阻率法也可以有效提高對溶巖區(qū)域勘察的工作效率。

3.2 電測井法技術(shù)

利用地下巖石的導(dǎo)電特性、電化學(xué)特性、放射性等物理特性進行地下水勘察的技術(shù)就是電測井法技術(shù)。和地面電法技術(shù)一樣，電測井法也劃分為主動源法和被動源法，主動源的電測井法技術(shù)通常是采用電阻率測井法；自然電位測井法則是被動源電測井法。以上兩種電測井法都是現(xiàn)在比較常見的地下水勘察方法，通過電阻率參數(shù)對地下巖層進行勘察，可以有效區(qū)分地下水的咸淡。

3.3 熱測井法技術(shù)

地下水勘察行業(yè)出現(xiàn)較早的方法就是熱測井法，其中需要測量的東西有很多，例如地層梯形溫度和地層異常溫度等諸多方面。自然熱場法就是熱測井法技術(shù)，使用熱測井法技術(shù)可以監(jiān)測地層的局部異常溫度受太陽輻射的影響。

3.4 磁法技術(shù)

利用地底巖石的磁性對地下水進行勘察的技術(shù)是磁法技術(shù)，通過分析巖石磁性數(shù)據(jù)和磁場空間的聯(lián)系，不斷加強對地下水的勘察工作。通常情況下，磁法技術(shù)可以分為航空磁測和地面高精度磁測兩種，如果遇到沉積巖形成的區(qū)域，就需要使用磁法對地下水進行勘測，從而保證沉積巖區(qū)域的勘察結(jié)果。

4 結(jié)束語

綜上所述，水文地質(zhì)勘察作為工程地質(zhì)勘察的重要內(nèi)容，具有十分重要的意義，但在實際勘察過程中，由于勘察工作不嚴(yán)謹(jǐn)、工作人員對地下水勘察的重視程度不夠，造成勘察結(jié)果往往與實際情況不符的情況。不科學(xué)的發(fā)現(xiàn)和不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)果不僅影響了建筑工程的質(zhì)量和安全，還會給建筑工程帶來負(fù)面影響，因此為了不斷提高建筑工程的質(zhì)量，保證建筑的穩(wěn)定性，建筑單位必須不斷加強對巖土性能勘察以及地下水研究的重視程度，為后續(xù)建筑工程施工提供依據(jù)。