巖土工程勘察中水文地質(zhì)問題及解決方法論文

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　　引言

巖土工程勘察中水文地質(zhì)問題及解決方法論文

　　水文地質(zhì)是巖土工程勘察過程中一個(gè)不容忽視的重要環(huán)節(jié)。

　　但是一直以來，由于我國在水文地質(zhì)方面的相關(guān)研究和經(jīng)驗(yàn)的缺乏，導(dǎo)致了在巖土工程勘察的過程中，水文地質(zhì)問題經(jīng)常會(huì)被勘察人員所忽略。因此，巖土工程勘察始終難以做到盡善盡美。然而，水文地質(zhì)問題對(duì)巖土工程勘察以及后續(xù)的工程項(xiàng)目施工建設(shè)都可能產(chǎn)生極大的影響。嚴(yán)重時(shí)還可能造成經(jīng)濟(jì)損失甚至人員傷亡。因此，在巖土工程勘察的過程中，一定要對(duì)水文地質(zhì)問題給予充分的重視，充分認(rèn)識(shí)到水文地質(zhì)的重要性和影響，避免其對(duì)后續(xù)的工程施工帶來不必要的麻煩。

　　1 巖土工程地質(zhì)勘察的概述

　　工程地質(zhì)勘察是建筑方面的一門科學(xué)，它主要是為了對(duì)工程建筑的相關(guān)地質(zhì)條件進(jìn)行調(diào)查和研究，勘察施工場(chǎng)所的地質(zhì)情況，對(duì)其中存在的各種地質(zhì)問題進(jìn)行綜合分析和評(píng)價(jià)。然后結(jié)合地質(zhì)特點(diǎn)，推斷在工程建筑的作用之下，地質(zhì)情況可能發(fā)生的變化。以此來尋找工程建筑的最佳建設(shè)地點(diǎn)，并采取相應(yīng)的工程措施，解決可能出現(xiàn)的地質(zhì)問題影響。這樣能夠充分的保障工程建筑的安全、順利的進(jìn)行施工[1].

　　巖土工程地質(zhì)勘察的主要研究內(nèi)容是確定巖土的成分、結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)及其對(duì)工程建筑穩(wěn)定性的影響等，進(jìn)而對(duì)工程地質(zhì)的類別進(jìn)行區(qū)分，以制定相應(yīng)的工程方案。而巖土工程地質(zhì)勘察的主要目的是利用地質(zhì)學(xué)等相關(guān)知識(shí)，對(duì)工程地質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)查和分析，查找工程地質(zhì)中存在的問題，然后提出解決辦法，最終確保建筑工程的順利施工。

　　2 巖土水文勘察中存在的問題

　　1）缺乏充分的勘察依據(jù)。

　　在巖土水文勘察工程中，勘察單位和技術(shù)人員沒有充分認(rèn)識(shí)到重要性。在對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察時(shí)，沒有考慮到工程項(xiàng)目的特點(diǎn)和性質(zhì)與地形地貌的結(jié)合，也沒有考慮到水文情況的影響和條件。這就導(dǎo)致了巖土水文勘察工作達(dá)不到預(yù)定的效果。

　　2）勘察報(bào)告質(zhì)量較低。

　　一些勘察單位或勘察人員在編制勘察報(bào)告的時(shí)候，沒有對(duì)巖土水文勘察得出的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行充分的分析與總結(jié)，同時(shí)也無法保證勘察質(zhì)量。這就使得勘察單位提供的勘察報(bào)告質(zhì)量很低，有些甚至無法達(dá)到合格的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于建筑施工的方案設(shè)計(jì)沒有任何幫助。

　　3）無法實(shí)事求是的反映實(shí)際情況。

　　有很多勘察人員提供的勘察報(bào)告中，存在著大量的空話、套話，缺乏實(shí)際的勘察內(nèi)容，也沒有實(shí)際的工程施工條件。同時(shí)，勘察報(bào)告中也體現(xiàn)不出必要的理論基礎(chǔ)知識(shí)與邏輯思維能力，對(duì)于實(shí)際地質(zhì)的分析和研究內(nèi)容也較為缺乏。

　　3 巖土水理性質(zhì)

　　巖土的水理性質(zhì)是通過與地下水的相互作用而體現(xiàn)出來的，因此地下水的賦存形式會(huì)對(duì)巖土的水理性質(zhì)造成影響。如圖 1所示，地下水的賦存形式主要分為結(jié)合水、毛細(xì)管水和重力水這三種形式。而其中，結(jié)合水又可以分為強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水這兩種類別[2].針對(duì)不同的地下水賦存形式，在對(duì)巖土的水理性質(zhì)進(jìn)行測(cè)試的時(shí)候，通常有五個(gè)方面，即脹縮性、給水性、透水性、軟化性和崩解性。

　　1）脹縮性。

　　脹縮性指的是巖土在吸水和失水之后，體積發(fā)生變化的特性，這是由于巖土顆粒表面的結(jié)合水膜會(huì)因?yàn)槲褪l(fā)生厚薄的變化。巖土的脹縮性是引起地表裂縫和基坑隆起的主要因素之一，因此會(huì)影響到地基的形變程度以及突破表層的穩(wěn)定程度。而巖土脹縮性的表示方法有膨脹率、體縮率、脹縮系數(shù)等。

　　2）給水性。

　　給水性指的是飽水巖土能夠在重力的作用下，從孔隙和裂隙中自動(dòng)流出一部分水的特性[3].給水性通常用給水度來表示，這是一個(gè)十分重要的水文地質(zhì)參數(shù)，能夠?qū)?chǎng)地的疏干時(shí)間產(chǎn)生一定的影響。采用實(shí)驗(yàn)室的方法能夠?qū)o水性進(jìn)行測(cè)試。

　　3）透水性。

　　透水性指的是在重力的作用下，水能夠透過巖土的特性。在松散巖土中，顆粒越細(xì)、分部越不均勻，其透水性就越弱。而堅(jiān)硬的裂隙或巖溶越多，其透水性也就越強(qiáng)。透水性通常用滲透系數(shù)來表示，可以通過抽水試驗(yàn)來進(jìn)行測(cè)試。

　　4）軟化性。

　　軟化性指的是巖土在浸水之后，力學(xué)強(qiáng)度發(fā)生降低的特性。

　　軟化性通常用軟化系數(shù)來表示，它能夠?qū)r石的抗風(fēng)化、抗水浸的能力進(jìn)行判斷。如果巖石層當(dāng)中存在容易被軟化的巖石，那么地下水的影響就會(huì)使其形成軟弱夾層。

　　5）崩解性。

　　崩解性指的是當(dāng)巖土在浸水變濕之后，土粒之間的連接受到了削弱和破壞，導(dǎo)致巖土發(fā)生崩散和解體的特性。巖土的崩解性與其中的顆粒和礦物的成分，及其自身結(jié)構(gòu)有著很大的關(guān)系。

　　除了以上這些之外，巖土的水理性質(zhì)還有持水性、毛細(xì)管性、可塑性、溶水性等一些其他的特性，對(duì)此，在巖土工程勘察工作中，也應(yīng)當(dāng)加以重視[4].

　　4 水文地質(zhì)的重要性

　　在巖土工程勘察工作當(dāng)中，水文地質(zhì)問題是一個(gè)不容忽視的重要問題，它與巖土工程勘察之間存在著十分深遠(yuǎn)的影響。在實(shí)際工程建設(shè)中，如果建筑物周邊有地下水的存在，建筑物周邊地下的巖石和土壤將會(huì)受到地下水的侵襲和影響，從而使自身的耐久性和堅(jiān)固性發(fā)生一定的變化，從而引起承載力和承載范圍的變化。

　　在這種情況下，建筑物的地基受力情況也會(huì)發(fā)生變化，從而影響到建筑物的穩(wěn)定性和堅(jiān)固程度，進(jìn)而給建筑物的安全造成威脅。此外，由于地下水屬于巖土體中的一個(gè)重要組成部分，將會(huì)改變其他巖土體的性質(zhì)和特征，這些都會(huì)對(duì)巖土工程勘察造成影響。

　　針對(duì)以上情況，在巖土工程勘察的過程中，要加深對(duì)水文地質(zhì)問題的認(rèn)識(shí)和重視程度[5].這樣，不但能夠?qū)r土工程勘察的效果產(chǎn)生積極的影響，還能夠?yàn)橐院蟮墓こ添?xiàng)目開發(fā)建設(shè)中的質(zhì)量安全提供前提保障。但是，在當(dāng)前很多實(shí)際的巖土工程勘察當(dāng)中，卻沒有對(duì)水文地質(zhì)問題產(chǎn)生足夠的重視，很多勘察人員都是將其當(dāng)作一種必要的工作流程，并沒有真正的認(rèn)識(shí)到水文地質(zhì)問題的重要性。這就往往會(huì)導(dǎo)致在工程項(xiàng)目正式施工建設(shè)的過程中，時(shí)常會(huì)因?yàn)樗牡刭|(zhì)所造成的不良影響，而引發(fā)一些嚴(yán)重的安全事故。由此可見，在巖土工程勘察工作當(dāng)中，水文地質(zhì)的重要性是絕對(duì)不容忽視的。

　　5 水文地質(zhì)的影響

　　1）地下水水位變化的影響。

　　地下水對(duì)巖土工程勘察的影響，除了水動(dòng)壓力以外，還存在著水位升降變化所帶來的問題。地下水位的升降會(huì)引起巖土層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的變化，可能造成地表開裂、地面沉降或地表塌陷等情況。

　　很多原因都可能會(huì)導(dǎo)致地下水水位的過度上升。其中地質(zhì)方面的因素主要有總體巖性產(chǎn)狀、含水層的結(jié)構(gòu)等。水文氣象方面的因素則主要有氣溫、降水量，或人為施工的影響。有時(shí)多種因素綜合可能會(huì)帶來更大的危害。一旦地下水位發(fā)生過度上升的現(xiàn)象，將有可能會(huì)加快建筑物地基的腐蝕，導(dǎo)致建筑物傾斜、滑坡甚至倒塌[6].地下水位的過度下降同樣具有十分嚴(yán)重的危害。當(dāng)?shù)叵滤煌蝗淮蠓认陆禃r(shí)，很可能會(huì)導(dǎo)致地表開裂、地面塌陷、地面沉降等情況。此外，還有可能導(dǎo)致地下水水質(zhì)的惡化、水資源枯竭等生態(tài)環(huán)境方面的問題。這樣，不但會(huì)對(duì)巖土工程勘察造成不良影響，同時(shí)還會(huì)影響到人們的生活質(zhì)量。如果地下水位在一段時(shí)間之內(nèi)，頻繁的發(fā)生上升和下降的變化，將會(huì)導(dǎo)致巖土當(dāng)中的膨脹性巖土發(fā)生不均勻的膨脹和收縮形變。地下水位升降變化頻率越快，巖土的膨脹和收縮形變的幅度就會(huì)越強(qiáng)，進(jìn)而引起地面的形變或開裂，使巖土工程勘察無法順利進(jìn)行，也會(huì)對(duì)整體工程項(xiàng)目的施工造成很大的影響。

　　2）地下水動(dòng)水壓力的影響。

　　在巖土工程勘察工作中，水文地質(zhì)所帶來的首要影響就是地下水所產(chǎn)生的動(dòng)水壓力的問題[7].在具體施工過程中，自然條件下的地下水不會(huì)主動(dòng)對(duì)勘察工作造成影響。但是，一旦人們的施工行為對(duì)其產(chǎn)生影響，那么地下水的自然條件就會(huì)發(fā)生變化，出現(xiàn)失衡的現(xiàn)象。此時(shí)，地下水將會(huì)產(chǎn)生出很大的動(dòng)水壓力，嚴(yán)重影響巖土工程勘察工作的順利進(jìn)行。而且，如果動(dòng)水壓力過大，將會(huì)對(duì)巖土工程造成一定的地質(zhì)危害，如管涌等問題。這樣不但會(huì)影響到巖土工程勘察的進(jìn)展，甚至影響到整個(gè)工程項(xiàng)目的正常施工。

　　6 水文地質(zhì)勘察的注意事項(xiàng)

　　1）了解水文地質(zhì)條件。

　　在對(duì)水文地質(zhì)進(jìn)行勘察的過程中，要注意對(duì)水文地質(zhì)條件進(jìn)行了解。例如，需要對(duì)地下水的蒸發(fā)量、降水量、水位變化規(guī)律、年平均水位等信息進(jìn)行勘測(cè)掌握，同時(shí)對(duì)地下水和地表水之間的關(guān)系進(jìn)行了解。對(duì)地下含水層的厚度和深度信息進(jìn)行了解和掌握，調(diào)查在不同地下含水層當(dāng)中，地下水的流動(dòng)方向、水位變化、水質(zhì)種類等信息[8].結(jié)合巖土工程勘察的各項(xiàng)信息，對(duì)地下水的情況進(jìn)行研究。同時(shí)，還要勘測(cè)地下水和地表水是否受到了污染，以及受到污染的嚴(yán)重程度。

　　2）評(píng)價(jià)水文地質(zhì)問題。

　　在工程項(xiàng)目施工建設(shè)之前的巖土工程勘察當(dāng)中，一定要對(duì)水文地質(zhì)問題進(jìn)行嚴(yán)格、詳細(xì)的評(píng)價(jià)，將其可能對(duì)巖土體性質(zhì)和建筑施工所造成的影響進(jìn)行詳細(xì)的分析和預(yù)測(cè)，并對(duì)可能造成的安全危害和可能帶來的安全事故進(jìn)行研究。之后，根據(jù)分析研究和預(yù)測(cè)的結(jié)果，有針對(duì)性的采取相應(yīng)的解決或預(yù)防措施，以確保工程建設(shè)的安全。同時(shí)，在對(duì)水文地質(zhì)問題進(jìn)行多角度、全方位的調(diào)查和了解之后，結(jié)合實(shí)際情況，為建筑工程施工提供相關(guān)的水文資料信息，使建筑項(xiàng)目在進(jìn)行地基施工的時(shí)候，能夠?qū)ο鄳?yīng)的問題加以注意。此外，還應(yīng)當(dāng)對(duì)施工場(chǎng)地的地下水進(jìn)行全面的了解，結(jié)合工程項(xiàng)目的施工計(jì)劃，推斷施工過程中可能會(huì)對(duì)地下水造成的影響，以及可能產(chǎn)生的安全問題，并且提前做好應(yīng)對(duì)措施。

　　在對(duì)水文地質(zhì)問題進(jìn)行評(píng)價(jià)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)注意因地制宜，對(duì)不同巖土性質(zhì)地區(qū)的勘察，應(yīng)當(dāng)選擇不同的評(píng)價(jià)內(nèi)容和側(cè)重點(diǎn)。

　　如果當(dāng)?shù)厥擒涃|(zhì)巖石和強(qiáng)風(fēng)化巖的地質(zhì)條件，應(yīng)當(dāng)注重地下水對(duì)巖土體脹縮、崩解、軟化的影響。如果當(dāng)?shù)厥欠奂?xì)砂、粉土等松散地質(zhì)條件，就要注重地下水可能引起的潛蝕、管涌等現(xiàn)象。

　　7 水文地質(zhì)勘察的要求

　　由于現(xiàn)代科技和建筑工藝的不斷發(fā)展，建筑物越建越高，因此地基也越打越深。再加上生態(tài)環(huán)境的變化，導(dǎo)致地形、水位、巖土的水理性質(zhì)等情況都發(fā)生了很大的變化，并帶來了十分嚴(yán)重的后果。因此，在巖土工程勘察工作中，應(yīng)當(dāng)充分重視對(duì)水文地質(zhì)的勘測(cè)。這樣才能進(jìn)一步確保工程建設(shè)的可靠性和安全性。雖然水文地質(zhì)的勘測(cè)只是巖土工程勘測(cè)中一個(gè)很小的部分，但是其重要程度卻不亞于其他任何工程項(xiàng)目[9].做好水文地質(zhì)的勘測(cè)能夠提高巖土工程勘察的效率和質(zhì)量，同時(shí)減少勘察工作中的不利因素。

　　巖土工程勘察的主要過程如圖 2 所示。在水文地質(zhì)的勘測(cè)工作中，涉及到地理?xiàng)l件、地質(zhì)環(huán)境、地下水位等諸多方面。在具體勘測(cè)過程中，根據(jù)工程項(xiàng)目的具體要求，結(jié)合之前記載的水文地質(zhì)情況的資料，可以采取鉆孔、測(cè)試等方法，來對(duì)該地的水文地質(zhì)情況進(jìn)行勘測(cè)和分析。在滿足規(guī)范文件中要求的同時(shí)，也要充分考慮到當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢谩⒆匀坏匦巍⒌刭|(zhì)特性、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地下水位以及水質(zhì)特征等問題。通過對(duì)水文參數(shù)的測(cè)定，能夠明確當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件和巖土的水理性質(zhì)，從而有針對(duì)性的制定工程建設(shè)方案。

　　8 水文地質(zhì)問題的勘察措施

　　在巖土工程勘察對(duì)水文地質(zhì)問題進(jìn)行勘察之前，應(yīng)當(dāng)對(duì)擬施工地點(diǎn)相關(guān)的基礎(chǔ)水文地質(zhì)資料進(jìn)行收集和整理，利用這些資料與工程項(xiàng)目的施工方案進(jìn)行對(duì)比，分析當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)中可能存在的不安全因素，然后有針對(duì)性的對(duì)地下水和當(dāng)?shù)貛r土體之間的相互作用進(jìn)行分析，全面系統(tǒng)的了解當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)情況。

　　然后以所收集的水文地質(zhì)資料為基礎(chǔ)，與工程項(xiàng)目施工的現(xiàn)實(shí)情況相結(jié)合，對(duì)可能存在安全隱患的區(qū)域進(jìn)行認(rèn)真的勘察。同時(shí)利用取樣等試驗(yàn)方法，全面、系統(tǒng)的勘察和評(píng)價(jià)[10].通過現(xiàn)場(chǎng)勘察和評(píng)價(jià)，對(duì)地下水的水位變化幅度、變化規(guī)律以及地下水的類型等信息進(jìn)行詳細(xì)的了解和掌握。之后與當(dāng)?shù)氐膸r土體的性質(zhì)相結(jié)合，分析地下水在當(dāng)?shù)氐臐B透性，從而判斷管涌、流沙、突涌等安全事故的發(fā)生幾率。

　　最后，結(jié)合事先收集的當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)資料、現(xiàn)場(chǎng)的勘察數(shù)據(jù)等資料信息，對(duì)工程項(xiàng)目建設(shè)施工區(qū)域巖土工程勘察中的水文地質(zhì)問題進(jìn)行綜合性的評(píng)價(jià)和分析，對(duì)其可能帶來的不良影響與安全問題進(jìn)行總結(jié)和列舉。結(jié)合工程項(xiàng)目具體的施工方案和建筑用途，采取相應(yīng)的預(yù)防或補(bǔ)救措施。針對(duì)不同的地質(zhì)條件，可以采取地下水補(bǔ)充或地下水截留外排等措施。尤其是針對(duì)地表沉降、基坑安全、管涌、流沙、潛蝕以及持力層等方面，要進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚瑥亩_保巖土體的安全和穩(wěn)定。

　　9 結(jié)語

　　隨著社會(huì)發(fā)展速度的不斷加快，工程建筑領(lǐng)域的發(fā)展也十分迅速。在進(jìn)行工程項(xiàng)目施工建設(shè)之前，要進(jìn)行巖土工程勘察，對(duì)施工地點(diǎn)的地質(zhì)情況進(jìn)行充分的了解。而在巖土工程勘察當(dāng)中，水文地質(zhì)問題是最為重要的問題之一，對(duì)于工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量和施工安全有著直接的影響，因此，要充分關(guān)注和重視巖土工程勘察中水文地質(zhì)的問題，采取適當(dāng)?shù)拇胧苊馑牡刭|(zhì)問題帶來的安全影響，從而確保工程項(xiàng)目的安全。

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