水文地質(zhì)在巖土工程勘察中的重要性及對(duì)策探討

陳繼平楊元周

（1.重慶市勘測(cè)院，重慶 401121；2重慶市勘察設(shè)計(jì)有限公司，重慶 401121）

水文地質(zhì)在巖土工程勘察中的重要性及對(duì)策探討

陳繼平1，2楊元周2

（1.重慶市勘測(cè)院，重慶 401121；2重慶市勘察設(shè)計(jì)有限公司，重慶 401121）

水文地質(zhì)勘察是巖土工程勘察中較為基礎(chǔ)的工作。雖然是基礎(chǔ)工作，但是它對(duì)整個(gè)工程的設(shè)計(jì)和后續(xù)預(yù)防災(zāi)害等方面，有著較為重要的作用。本文從水文地質(zhì)的重要性、評(píng)定內(nèi)容、巖土的水理性質(zhì)研究、地下水對(duì)工程造成危害進(jìn)行分析，希望對(duì)實(shí)際工作的應(yīng)對(duì)策略提供參考。

巖土工程；水文地質(zhì)；勘察

建筑工程或巖土工程在開始之前，都要對(duì)水文地質(zhì)進(jìn)行勘察。水文地質(zhì)的條件會(huì)影響到整個(gè)工程的質(zhì)量。水文地質(zhì)主要是對(duì)地下水的各種特性和分布情況進(jìn)行研究。合理利用地下水，能夠有效減少開礦時(shí)的不利情況。地下水水位的上升和下降，會(huì)對(duì)整個(gè)巖土工程造成一定危害。而地下水水位變化的情況，主要由自然因素和人為因素引起。

一、水文地質(zhì)問題在工程地質(zhì)勘察中的重要性

雖然水文地質(zhì)勘察在實(shí)際工作中容易被忽略，但是它的重要作用卻是不可替代的。地下水是巖土體的一部分，地下水水位發(fā)生變化時(shí)會(huì)對(duì)巖土工程的質(zhì)量產(chǎn)生一定影響。我國(guó)地質(zhì)情況比較復(fù)雜，尤其在一些水文地質(zhì)條件非常復(fù)雜的地方，工程建設(shè)中常常忽略了對(duì)水文地質(zhì)的勘察。某些施工單位只是簡(jiǎn)單的在工程附近或者較淺地方開展水文地質(zhì)勘察工作，對(duì)工程底下的水文地質(zhì)狀況沒有足夠重視。整個(gè)工程最初的水文地質(zhì)勘察工作做得不到位、不徹底，會(huì)對(duì)后續(xù)的工程建設(shè)和工程質(zhì)量會(huì)造成嚴(yán)重危害。為了確保整個(gè)工程的質(zhì)量和安全性，一定要對(duì)水文地質(zhì)勘察工作重視起來。

二、水文地質(zhì)在工程地質(zhì)勘察中的主要評(píng)定內(nèi)容

1.水文地質(zhì)勘察，主要是對(duì)地下水的特征及其具體分布情況進(jìn)行勘察。勘查工作開始之前，要對(duì)自然狀態(tài)下的地下水分布情況有一定了解，同時(shí)運(yùn)用一定科學(xué)方法精算出工程進(jìn)行時(shí)，人為因素對(duì)地下水的影響以及變化的地下水對(duì)工程會(huì)有哪些損害。

2.不同地域的水文地質(zhì)條件是不同的，應(yīng)該對(duì)工程建設(shè)地當(dāng)?shù)氐膸r體成分進(jìn)行分析，結(jié)合地層結(jié)構(gòu)，預(yù)先將影響工程的各項(xiàng)因素羅列出來，再結(jié)合專業(yè)研究人員和相關(guān)設(shè)計(jì)人員的調(diào)查情況和分析、建議，對(duì)出現(xiàn)頻率比較高的問題進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，總結(jié)出合理解決方案。評(píng)價(jià)工作主要是對(duì)地下水的特征、分布情況等進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)地下水的水位和水的腐蝕性做一定評(píng)價(jià)，研究地下水對(duì)巖土體甚至工程可能有的影響，并總結(jié)出合理應(yīng)對(duì)措施。

3.施工項(xiàng)目開始之前，要進(jìn)行水文地質(zhì)勘察。水文地質(zhì)勘察不僅需要掌握當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)環(huán)境方面的資料，還要組織專業(yè)勘察人員對(duì)當(dāng)下水文地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)勘察。勘察所得數(shù)據(jù)能為下一步工作的開展提供水文地質(zhì)參數(shù)。

三、巖土勘察需要對(duì)水文地質(zhì)做出內(nèi)容評(píng)價(jià)

1.對(duì)工程建設(shè)地點(diǎn)周圍的水文地質(zhì)條件進(jìn)行勘察，尤其地下水的各項(xiàng)情況。并查閱相關(guān)資料，確認(rèn)地下水對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目以及工程施工問題的影響，提前做好相關(guān)防范措施。施工過程中會(huì)產(chǎn)生廢水殘?jiān)@些廢水殘?jiān)鼭B入地下之后，會(huì)影響地下水的質(zhì)量。所以在工程建設(shè)中一定要將廢水殘?jiān)謇砀蓛簦苊庥绊懙焦こ藤|(zhì)量。

2.施工地周圍的巖土結(jié)構(gòu)要進(jìn)行詳細(xì)勘察并分析，將影響嚴(yán)重的問題標(biāo)注出來，做好相關(guān)防護(hù)措施。水文地質(zhì)勘察時(shí)，要對(duì)地下水的分布狀態(tài)、活動(dòng)情況等進(jìn)行重點(diǎn)勘察。勘察中發(fā)現(xiàn)的問題，一定要為其制定防護(hù)措施，避免這些問題影響建筑物的安全。

3.工程用到的伸入地下的材料，要考慮它的質(zhì)量是否過硬、能不能經(jīng)受住地下水的腐蝕。地基選擇時(shí)，一定要仔細(xì)勘察，避免巖土變軟威脅建筑物的安全。

四、巖土的水理性質(zhì)研究

巖土水理性質(zhì)和巖土物理性質(zhì)共同構(gòu)成工程地質(zhì)性質(zhì)。巖土和地下水在相互作用下會(huì)表現(xiàn)出一些不同的性質(zhì)，即巖土水理性質(zhì)。巖土水理性質(zhì)會(huì)對(duì)巖土的強(qiáng)度產(chǎn)生影響，進(jìn)而到整個(gè)建筑物的質(zhì)量。水文地質(zhì)勘察既要對(duì)巖土的物理性質(zhì)進(jìn)行勘察，更要對(duì)巖土水理性質(zhì)詳細(xì)勘察。地下水形態(tài)靈活，在巖土中的存在方式比較多元，不同存在方式使得巖土水理性質(zhì)也不是唯一的。4種地下水形式：

1.強(qiáng)結(jié)合水。在一定強(qiáng)壓環(huán)境下，會(huì)出現(xiàn)密度大于普通水并且水體有粘性和一定彈力的強(qiáng)結(jié)合水。重力作用對(duì)強(qiáng)結(jié)合水沒有影響。弱結(jié)合水只受到較小吸附力影響，它能在顆粒水膜中緩慢移動(dòng)。結(jié)合水受到的約束力比較強(qiáng)，在巖土層流動(dòng)性不大，所以它對(duì)巖土水理性質(zhì)的影響不是很大。

2.毛細(xì)管水。顧名思義就是地下水在巖土層比較細(xì)窄的縫隙中出現(xiàn)的狀態(tài)。毛細(xì)管水的受力情況主要來自毛細(xì)管力和重力。毛細(xì)管力比較大時(shí)，毛細(xì)管水位跟著上升；相反地，毛細(xì)血管力較小，其水位會(huì)明顯下降。毛細(xì)管水這樣來回的流動(dòng)，會(huì)使整個(gè)巖土層逐漸變軟，以至于腐蝕了建筑物的地基。

3.重力水。也就是人們通常理解的“地下水”。這種地下水能夠自由地在巖土層的孔隙中任意流動(dòng)且狀態(tài)活躍。由于重力水能對(duì)巖土水理性質(zhì)產(chǎn)生比較大的影響，它也是水文地質(zhì)勘察工作中的重點(diǎn)。

五、地下水對(duì)工程帶來的諸多影響分析

自然界中的生物，離開水很難活下去。水是相當(dāng)寶貴的，它孕育了許許多多的生命。水文地質(zhì)勘察工作正是對(duì)地下水的分布和它的特征進(jìn)行分析，為整個(gè)巖土工程提供有用數(shù)據(jù)。不同形式的地下水，在巖層中的分布是不一樣的，有的分布在巖層中。巖層中的地下水發(fā)生變化，很容易對(duì)巖土本身產(chǎn)生影響。地下水水位上升，會(huì)使巖層整個(gè)質(zhì)地變黏變軟，最終導(dǎo)致巖體松散，造成巖土沼澤化。還會(huì)造成斜坡坡體疏松，使整個(gè)斜坡最終滑向地面。有些溶洞雖然屹立多年不倒，但是溶洞下的地下水水位上升之后，使得堅(jiān)硬的巖石被水浸濕、腐蝕，久而久之整個(gè)溶洞就會(huì)崩塌。同樣的，地下水水位下沉，也會(huì)引起一系列問題。下沉的情況通常是由于地表降水太少，水分不能滲入地下。而發(fā)生降水少的情況多是由人為因素導(dǎo)致的。人為破壞植被導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境發(fā)生變化，降水減少。地下水不能跟地表水進(jìn)行有效循環(huán)，導(dǎo)致整個(gè)水質(zhì)出現(xiàn)大面積的污染。河流中的水因不能循環(huán)也會(huì)出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化問題，水生動(dòng)植物的生命會(huì)遭受威脅。另外，地下水水位頻繁的上下浮動(dòng)，會(huì)使巖土不斷處在膨脹、收縮狀態(tài)，長(zhǎng)期下去會(huì)使巖土和土壤發(fā)生解體，整個(gè)地面崩塌。地面上的建筑物勢(shì)必會(huì)被嚴(yán)重?fù)p壞。可見，水文地質(zhì)勘察中地下水情況的重要性。地下水水位可分為3種狀態(tài)：

1.地下水水位上升。氣候發(fā)生變化，氣溫和降水量也會(huì)跟著發(fā)生變化。降雨多，則滲入地下的水分就多，地下水水位出現(xiàn)上升情況。人為因素導(dǎo)致地下水水位上升的情況也不少見。水電站工程和大壩建設(shè)等工程類項(xiàng)目，都會(huì)對(duì)地下水產(chǎn)生直接影響。不論人為因素還是自然因素，都可能直接或間接的影響到巖層結(jié)構(gòu)。巖層經(jīng)過地下水的長(zhǎng)期浸潤(rùn)，再遇上下雨天的話，很可能造成泥石流。巖土體本身就具有一定滲透性，地下水水位升高會(huì)直接影響到已經(jīng)建好的各種工程的堅(jiān)固性，嚴(yán)重的還可能引發(fā)工程事故；正在建設(shè)的工程也會(huì)被這種情況影響，導(dǎo)致工期延長(zhǎng)，不能按時(shí)完工。此外，水位上升會(huì)嚴(yán)重影響巖體硬度，山體硬度大大降低，橋梁和山體容易發(fā)生垮塌，嚴(yán)重時(shí)很可能威脅人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

2.地下水下降。降水少，相應(yīng)地滲入地下的水分就少，整個(gè)地下水水位下降。但更多的是人為因素導(dǎo)致地下水出現(xiàn)水位下降的情況。過量抽取地下水、日常不節(jié)約用水、資源浪費(fèi)、植被破壞、生態(tài)環(huán)境惡化等都會(huì)引起地下水急速下降。地下水水位下降，地下和地表之間的水循環(huán)不能正常進(jìn)行，海洋出現(xiàn)海水營(yíng)養(yǎng)化，河流湖泊則會(huì)水量驟減最終干旱，而地面降水也會(huì)越來越少。長(zhǎng)期下去整個(gè)自然環(huán)境定會(huì)越來越?jīng)]有生機(jī)，大量農(nóng)作物和其他植物都會(huì)在降水稀少的情況中枯萎死去。同樣，地下水水位勢(shì)必會(huì)影響到巖土工程的質(zhì)量和安全性。

3.地下水水位頻繁升降。地下水有升有降說明它是循環(huán)著的，若是頻繁升降也會(huì)造成一定不良影響。地下水頻繁升降，整個(gè)巖土結(jié)構(gòu)就會(huì)被改變。有的地方厚一點(diǎn)，有的則薄一點(diǎn)。這種不均勻的形狀會(huì)對(duì)建筑物造成影響。而且頻繁升降會(huì)使巖土層中的各類元素缺失，如鋁、鐵等。另外，頻繁升降很容易讓巖土層的狀態(tài)不穩(wěn)定，最終導(dǎo)致巖石疏松、土壤解體。山體和建筑物的安全性、質(zhì)量等嚴(yán)重受到影響。

結(jié)語

水文地質(zhì)勘察對(duì)整個(gè)巖土工程的影響十分重大，它既是巖土工程的基礎(chǔ)工作，也是其重要環(huán)節(jié)。地下水的分布情況和特征要詳細(xì)勘察，確保整個(gè)工程在安全地基上進(jìn)行，保證工程和建筑物的質(zhì)量。

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