水文地質(zhì)勘察在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用

閆 俊 茂

(山西省第一水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊(duì)，山西 太原 030024)

水文地質(zhì)勘察在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用

閆 俊 茂

(山西省第一水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊(duì)，山西 太原 030024)

為了提高工程地質(zhì)勘察的整體質(zhì)量水平，對水文地質(zhì)、巖土地質(zhì)以及土壤等問題進(jìn)行了系統(tǒng)性的研究，并對其中存在的問題制定了切實(shí)有效的預(yù)防及解決措施，以期從根本上避免水文地質(zhì)對工程地質(zhì)勘察的影響，提高工程施工的整體質(zhì)量。

水文地質(zhì)，勘察，地下水，巖土

在工程勘察、設(shè)計(jì)以及施工的諸多環(huán)節(jié)，往往均可能忽視水文地質(zhì)問題，這將會(huì)給工程施工埋下不容忽視的安全隱患。而工程地質(zhì)與水文地質(zhì)之間具有密切的關(guān)系，二者相互聯(lián)系，可以說地下水不僅是巖土體的重要組成部分，同時(shí)也決定著建筑物的耐久性和穩(wěn)定性。要想確保工程地質(zhì)勘察的整體質(zhì)量，就應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)水文地質(zhì)勘察工作，盡可能將巖土工程中地下水的危害控制在合理范圍內(nèi)，從而最大限度的確保工程順利施工。

1 水文地質(zhì)勘察對工程地質(zhì)勘察的影響

在工程地質(zhì)勘察階段，加強(qiáng)水文地質(zhì)勘查可謂是至關(guān)重要，其不僅決定了巖土體的物理性質(zhì)，而且還會(huì)影響到工程施工的整體質(zhì)量。要想提高水文地質(zhì)勘察質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格做好以下幾點(diǎn)：

1)全面分析地下水對巖土體造成的影響，或者對上層建筑物可能造成的影響，并且最好在工程地質(zhì)勘察之前就進(jìn)行合理的預(yù)測，只有這樣才能確保問題出現(xiàn)時(shí)采取及時(shí)有效的解決辦法[1]。

2)如果工程地質(zhì)勘察階段發(fā)現(xiàn)了水文地質(zhì)問題，就應(yīng)該結(jié)合施工現(xiàn)場的基礎(chǔ)工程性質(zhì)、地基特征來對誘發(fā)水文地質(zhì)問題的主要原因進(jìn)行系統(tǒng)性的分析，只有這樣才能詳細(xì)獲得當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)方面的資料。

3)如果地下建筑物的地基位于地下水位之下，要慎重考慮地下水對建筑物可能造成的腐蝕，從根本上杜絕影響建筑物整體質(zhì)量的一切問題。

在具體的施工階段，部分工程的基礎(chǔ)持力層是巖土體，如殘積或膨脹土層、軟質(zhì)或強(qiáng)風(fēng)化巖層等，這些地基在正常施工過程中很容易出現(xiàn)持力層膨脹、收縮、崩解以及軟化現(xiàn)象。所以在進(jìn)行水文地質(zhì)勘查時(shí)，對于這些場地的勘查和施工情況要給予密切關(guān)注與深入分析。對于一些細(xì)粉砂層的工程場地，往往容易出現(xiàn)砂層松散或飽和的情況，并且其主要發(fā)生在基礎(chǔ)和地基的壓縮層內(nèi)，所以在這些工程場地施工過程中，對于可能發(fā)生管涌、流砂以及潛蝕等問題的地段要給予更多的關(guān)注，同時(shí)對其進(jìn)行有效的分析與評價(jià)。有些工程的地基存在承壓水層，其可能會(huì)在一定程度上對基坑地板造成損壞從而影響建筑物的地基質(zhì)量，因此，在基坑開挖之后，要對是否存在承壓水層進(jìn)行全面的分析與評價(jià)。此外，還有一些基坑可能高于地下水位，因而在施工之前要進(jìn)行富水實(shí)驗(yàn)及滲透實(shí)驗(yàn)，以便促使工程施工操作得以順利展開。

2 工程勘察時(shí)的巖土水理性質(zhì)

通過相關(guān)調(diào)查及研究可知，地下水對巖土水理性質(zhì)的影響主要包括兩大類：其一，結(jié)合水對巖土水理性質(zhì)的影響。當(dāng)建筑物地基土體為粘性土?xí)r，地下水最主要的表現(xiàn)方式是結(jié)合水。其主要是借助分子力的吸附作用，在巖土體附近形成一層薄水膜。相關(guān)勘測表明，如果外界壓力比較大時(shí)，該水膜的密度是普通水體密度的3倍。如果不考慮水體的重力，其水膜還能夠?qū)o水壓力進(jìn)行有效地傳遞。但是結(jié)合水的運(yùn)動(dòng)范圍是有限的，此時(shí)的粘性土?xí)憩F(xiàn)出很大的收縮性和膨脹性；其二，重力水對巖土水理性質(zhì)的影響。在巖土結(jié)構(gòu)中，由于重力的作用，會(huì)使地下水在土體縫隙中自由移動(dòng)，該現(xiàn)象是重力水的顯著特征。實(shí)際上重力水的基本性質(zhì)和結(jié)合水是完全對立的，重力水受分子力的影響非常小，幾乎可以忽略不計(jì)，而結(jié)合水存在明顯的分子吸附力作用。在巖土層中，重力水的運(yùn)動(dòng)非?；钴S，所以對巖土水理性質(zhì)的影響也非常嚴(yán)重。不同類型的巖土具有不同的水理性質(zhì)和測試方法，具體如表1所示。

表1 不同巖土的水理性質(zhì)和測試方法

3 地下水給巖土工程造成的影響

1)地下水位變化對巖土工程的影響。在工程施工過程當(dāng)中，誘發(fā)地下水位上升的因素相對較多，具體因素有地質(zhì)因素(巖性的整體情況、含水層構(gòu)造)、水文以及氣象因素(如氣溫、降水)、人為因素(如建筑、灌溉等)。地下水位下降也會(huì)對巖土工程造成一定的影響，誘發(fā)地下水位的因素有多種，而人為因素是最主要的[2]。如在河流上游進(jìn)行筑壩、對地下水進(jìn)行掠奪式抽取、攔截地下水的來源以及在下游進(jìn)行采礦活動(dòng)等。同時(shí)，頻繁的地下水升降也會(huì)給巖土工程帶來諸多影響，當(dāng)?shù)叵滤活l繁變化時(shí)，通常會(huì)誘發(fā)土壤往復(fù)收縮變形和膨脹，導(dǎo)致土壤的收縮和膨脹幅度不斷加快，甚至還會(huì)帶來不可恢復(fù)的影響。2)地下水位變化對巖土物理力學(xué)性質(zhì)的影響。地下水的變化會(huì)導(dǎo)致膨脹性巖土發(fā)生不均勻膨脹和收縮現(xiàn)象，對低層或輕型建筑物造成較大的破壞。如果地下水變化幅度大或頻繁升降時(shí)，由此會(huì)加大巖土的膨脹和收縮幅度，而且還會(huì)影響建筑施工作業(yè)。因此，在對膨脹性巖土場地的勘察過程中，要注重水文地質(zhì)條件的勘察，尤其是地下水升降變化規(guī)律。在地下水位以上、地下水位以下以及地下水位變動(dòng)帶的土的物理力學(xué)性質(zhì)都有可能出現(xiàn)明顯的規(guī)律性變化。造成上述現(xiàn)象主要是因?yàn)橥令w粒起的長期充填和膠結(jié)作用，增大了土粒間連接力，由此形成“硬殼層”。處于地下水位變動(dòng)帶的巖體，由于土中鐵鋁成分淋失，地下水積極交替，會(huì)降低土體的承載力和壓縮模量。處于地下水位以下的巖體，由于水體交替緩慢，減弱了氧化、水解作用，加之自重作用，會(huì)提高土質(zhì)的密實(shí)度、承載力和壓縮模量。3)動(dòng)水壓力對巖土工程造成的影響。在天然狀態(tài)下，地下水動(dòng)水壓力比較微弱，而且由于人類的活動(dòng)也會(huì)改變地下水天然動(dòng)力平衡，這便會(huì)在一定程度上影響到巖土工程情況，比如管涌、流砂、基坑突涌等。

4 水文地質(zhì)加強(qiáng)工程建設(shè)管理的有效措施

1)加強(qiáng)水文地質(zhì)勘察和工程地質(zhì)勘察。在進(jìn)行建筑工程施工之前，要重視水文地質(zhì)勘察和工程地質(zhì)勘察工作，對于存在的問題采取相應(yīng)的預(yù)防措施。同時(shí)還要采取措施加強(qiáng)工程建設(shè)質(zhì)量管理，設(shè)置合理的目標(biāo)成本，對各個(gè)施工環(huán)節(jié)進(jìn)行切實(shí)有效的控制，以確保工程的安全進(jìn)行[3]。2)做好施工物資的監(jiān)督工作。科學(xué)、合理的水文地質(zhì)勘察，不僅可以降低工程建設(shè)的成本，而且還能提高工程建設(shè)的可靠性。因此，在工程建設(shè)施工中，要對工程地質(zhì)和水文地質(zhì)進(jìn)行全方位的勘察，合理分配工程資金，完善物資監(jiān)督和管理模式，優(yōu)化施工方案。3)創(chuàng)新勘察和施工技術(shù)，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。為了更好的提升水文地質(zhì)和工程地質(zhì)勘察效率和質(zhì)量，就需要對已有勘察技術(shù)進(jìn)行不斷的改革和完善，借助先進(jìn)的工程勘察技術(shù)，提高勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性，將水文地質(zhì)對工程地質(zhì)造成的影響降到最低。同時(shí)，還要改進(jìn)施工技術(shù)，完善施工流程，選擇優(yōu)質(zhì)施工材料，以確保建筑施工整體質(zhì)量。除此之外，利用地基加固技術(shù)，不僅有助于優(yōu)化建筑底層結(jié)構(gòu)，提高建筑地基穩(wěn)定性，并且還能促使施工安全進(jìn)行，大幅度提高施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語

水文地質(zhì)勘察對于工程地質(zhì)勘察來說具有尤為重要的意義，其可以判斷出水體的位置、狀態(tài)和穩(wěn)定性，在此基礎(chǔ)上制定預(yù)防及解決措施，從而推動(dòng)整個(gè)工程施工作業(yè)的有序展開，大幅度提高工程的整體質(zhì)量水平。

[1] 魯喜超.水文地質(zhì)勘察在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用研究[J].黑龍江科學(xué),2014,2(4):164-165.

[2] 李哲軍.水文地質(zhì)對工程地質(zhì)勘察的影響探討[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2013,8(22):58-59.

[3] 王傳帥.淺析工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)的應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2014,6(14):149-150.

Application of hydrogeological survey in engineering geology investigation

Yan Junmao

(Shanxi1stHydrogeologicalEngineeringGeologyTeam,Taiyuan030024,China)

In order to improve integral engineering geology survey quality level, the paper systematically studies hydrogeological, geotechnical and soil problems, and formulates feasible preventive and solving measures, with a view to avoid the impact of hydrogeology upon engineering geology survey and to improve integral engineering construction quality as well.

hydrogeology, survey, groundwater, geotechnical

2014-12-15

閆俊茂(1975- )，男，工程師

1009-6825(2015)06-0069-02

TU412

A