淺析工程勘察中地下水監(jiān)測(cè)與水文地質(zhì)測(cè)試的重要性

高巍

摘要：本文通過(guò)具體的一些工程地質(zhì)情況，地下水水位在建筑地基基礎(chǔ)中的巖土工程風(fēng)險(xiǎn)，探討了地下水監(jiān)測(cè)與水文地質(zhì)測(cè)試在工程地質(zhì)勘察中的重要性。

關(guān)鍵詞：地下水；工程勘察；地下水監(jiān)測(cè)；水文地質(zhì)測(cè)試

地下水對(duì)工程勘察、設(shè)計(jì)以及施土有很大的影響，但是普遍的重視程度依然不夠。一般工程地質(zhì)勘察時(shí)，需查清工程范圍內(nèi)水文地質(zhì)及與本工程有關(guān)的其它水文地質(zhì)情況，并評(píng)價(jià)地下水對(duì)本工程的影響，提出建議和意見(jiàn)為設(shè)計(jì)和施工提供參考，有效預(yù)防地下水造成的巖土工程危害。但是地下水問(wèn)題的輕視導(dǎo)致經(jīng)常發(fā)生地下水造成的工程災(zāi)害。地下水對(duì)工程的風(fēng)險(xiǎn)主要是：地下水位的升降、動(dòng)水壓力作用。

一、地下水位升降變化的影響

工程地質(zhì)勘察過(guò)程中需對(duì)地下水位的理藏條件及水位變化著重調(diào)查，地下水位升降變化。天然的地下水位變化具有地域性和漸變性的特點(diǎn)，并且漸變的幅度不大，但非天然的的地下水位局部升降變化是的幅度可以很大，變化的速度也很快，它往往是引起嚴(yán)重巖土工程危害的罪魁禍?zhǔn)住?/p>

為了能全面正確的評(píng)價(jià)巖土工程中地下水位升降變化的影響，準(zhǔn)確的靜水位是工程地質(zhì)勘察首先要測(cè)定的。測(cè)定靜水位時(shí)要做到以下幾點(diǎn)：（1）含水層分上部潛壓水和下部承壓水的，或其它多層含水層地區(qū)，水位均應(yīng)分層測(cè)定；（2）靜水位的測(cè)定需要多次測(cè)定且需要一定的穩(wěn)定時(shí)間和間隔時(shí)間，不能把鉆孔的初見(jiàn)水位不一定認(rèn)定為靜水位。大部分地區(qū)需每小時(shí)測(cè)定一次，測(cè)三次，如果所測(cè)水位不變或者變化幅度小于3厘米，該水位可認(rèn)為是靜水位；（3）在工程勘察最后階段整體再測(cè)一遍靜水位。靜水位不是固定的，是相對(duì)的，會(huì)隨著排泄條件，地下水補(bǔ)等變化；（4）采用泥漿鉆進(jìn)行工程勘察的，孔內(nèi)的泥漿可能會(huì)對(duì)含水層造成封閉效應(yīng)，可以在測(cè)定靜水位前洗清鉆孔，也可以將測(cè)水管打進(jìn)含水層二十厘米再測(cè)量靜水位。

下面我們來(lái)分析一下地下水位變化的主要原因以及一些主要巖土工程危害

（一）地下水位上升的主要原因以及一些工程危害

1、潛水位上升的主要原因有：（1）含水層的顆粒比較細(xì)小，滲透性也比較弱，地下水水流速慢，特別上部土層為松散粗粒層時(shí)，出現(xiàn)地表水下滲現(xiàn)象；（2）土飽和差小，包氣帶較薄，毛細(xì)帶跟地表很接近，（3）排泄不暢，地下水流平緩或者水流梯度?。唬?）潛水排泄困難，巖土在含水層沿著水流的方向驟然變細(xì)、減弱了滲透能力，或者是遇上了隔水層。

2、潛水位上升可能引發(fā)以下幾種工程危害：（1）主要發(fā)生在海積平原低洼地帶的土壤鹽漬化、沼澤化；（2）主要發(fā)生在風(fēng)化作用強(qiáng)烈的丘陵臺(tái)地區(qū)的斜坡巖體滑移、巖體崩塌等；（3）主要發(fā)生在風(fēng)化殘積土及強(qiáng)風(fēng)化巖地區(qū)的巖體結(jié)構(gòu)破壞，崩解性巖土軟化崩解，巖土強(qiáng)度降低，巖土壓縮性增大；（4）主要發(fā)生在第四系全新統(tǒng)沖積、海積松散粉細(xì)砂層中的，被水飽和的粉細(xì)砂及粉土，呈松散狀態(tài)，可能產(chǎn)生砂土液化、流砂等；（5）建筑物基礎(chǔ)上浮，導(dǎo)致整體失穩(wěn)（6）地下洞室內(nèi)充水淹沒(méi)。

（二）地下水位過(guò)大下降的主要原因以及引起一些主要工程危害

1、地下水位局部下降過(guò)大通常是為位造成的，人為破壞了原有的水文地質(zhì)條件：（1）集中的、過(guò)量的進(jìn)行地下水抽取，導(dǎo)致地下水的開(kāi)采量超過(guò)補(bǔ)給量，導(dǎo)致地下水位持續(xù)下降，相應(yīng)的降落漏斗也不斷的擴(kuò)大；（2）工程降水和排水等也可能導(dǎo)致地下水位過(guò)大下降。

2、地下水位下降引起的巖土工程危害主要有地面沉降和塌陷、地裂等巖土體破壞，導(dǎo)致建筑物地基基礎(chǔ)失穩(wěn)而整體失穩(wěn)。巖溶地區(qū)特別是隱伏巖溶，因供排水導(dǎo)致地下水位下降過(guò)大時(shí)，往往會(huì)引起地面嚴(yán)重塌陷、地面沉降、地表開(kāi)裂等。

（三）、地下水位升降對(duì)巖土體的影響以及其對(duì)地基基礎(chǔ)的影響

對(duì)于膨脹性巖土，地下水位變化會(huì)導(dǎo)致巖土的收縮或膨脹變形，并且這種變形不是均勻的，很可能會(huì)隨之出現(xiàn)地裂，低層建筑物和輕型建筑物特別容易遭到損壞。地下水位頻繁變化對(duì)應(yīng)的巖土的頻繁收縮膨脹，地下水位變化幅度大對(duì)應(yīng)的縮脹幅度也大。地基基礎(chǔ)通常埋置在地下水位以上或以下，不適合埋置在變動(dòng)帶內(nèi)，所以地下水位對(duì)地基基礎(chǔ)埋深的選擇有重大的意義。

（四）、巖土的物理力學(xué)性能隨著地下水位的變化規(guī)律

巖土物理力學(xué)性能隨著地下水位以上、變動(dòng)帶、水位以下這樣的位置變化而變化：土體由上往下，天然含水量和孔隙比的變化規(guī)律是從小到大再到小，壓縮模量和承載力的變化規(guī)律是從大到小再到大。地下水位的上部位土層，在長(zhǎng)期雨水沖泡下而鐵鋁含量高，充填和膠結(jié)土顆粒使得土顆粒間具有很強(qiáng)的粘結(jié)力，形成“硬殼層”，含水量和孔隙比小，壓縮和承載力大；變動(dòng)帶的土層，地下水頻繁流動(dòng)，鐵鋁流失，充填和膠結(jié)的作用減小，土體呈松散狀，含水量和孔隙比變大，壓縮和承載力減??；地下水位以下的土層，受外界的影響很小，且在上面土層自重大，土體密實(shí)，孔隙比和含水量減小，壓縮和承載力加大。特別要指出強(qiáng)風(fēng)化巖和殘積土相接的部位，強(qiáng)風(fēng)化巖中的風(fēng)化孔隙裂隙水會(huì)軟化接觸的殘積土底部土層形成軟土層。

二、地下水的動(dòng)水壓力作用

自然情況下的地下水動(dòng)水壓力作用并不大、但一些非自然的原因破壞了地下水的平衡，這樣的動(dòng)水壓力作用通常會(huì)引發(fā)如基坑突涌、管涌、流砂等，對(duì)巖土工程造成很大的損害。

接下來(lái)探討分析高層建筑深基坑開(kāi)挖中的承壓水頭壓力作用引起的基坑突涌：（1）基坑突涌的形式：取決于承壓含水層的類型和含水層的巖性。承壓含水層為巖溶水、裂隙水或礫砂、中粗砂、卵礫孔隙水時(shí)，基礎(chǔ)底被頂裂，水從裂縫中涌入；細(xì)粒砂層的承壓含水層，基礎(chǔ)底噴水會(huì)帶起沙子。（2）基坑突涌危害：基坑突涌往往會(huì)造成施工困難，不僅如此基坑突涌導(dǎo)致地基強(qiáng)度破壞，從而破壞地基基礎(chǔ)穩(wěn)定性。因而基坑突涌應(yīng)重視防治；（3）基坑突涌的防治措施：首先應(yīng)該判斷是否能發(fā)生基坑突涌現(xiàn)象。工程勘察中應(yīng)查明基坑范圍內(nèi)含水層的類型和巖性，隔水層的厚度、巖性以及重度，承壓含水層埋深、承壓水的水頭高度等，再根據(jù)所需的基坑開(kāi)挖深度，判斷產(chǎn)生突涌現(xiàn)象的可能性，并預(yù)測(cè)基坑突涌的形式和危害。對(duì)于可能產(chǎn)生基坑突涌現(xiàn)象的，則應(yīng)該提出相應(yīng)的防治措施?；油挥康姆乐瓮ǔ２捎靡幌聝蓚€(gè)措施：第一個(gè)措施是控制基坑的開(kāi)挖深度，保留一定厚度的基底隔水層，從而防止基坑突涌；第二個(gè)措施是在基坑外圍布設(shè)排水孔，通過(guò)降低承壓的水位，減小承壓水的水頭壓力。

三、水文地質(zhì)評(píng)價(jià)

參考一些已有的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，工程勘察評(píng)價(jià)水文地質(zhì)應(yīng)注意做到一下幾點(diǎn)：（1）工程地質(zhì)勘察中地下水對(duì)巖土體、建筑物的效力應(yīng)重點(diǎn)評(píng)價(jià)，還應(yīng)預(yù)估計(jì)地下水可能對(duì)工程項(xiàng)目的造成的影響，提出防治的建議和意見(jiàn)；（2）工程地質(zhì)勘察需考慮到工程基礎(chǔ)的基礎(chǔ)選型需要，查清相關(guān)的水文地質(zhì)條件，編制準(zhǔn)確有用的水文地質(zhì)報(bào)告；（3）在查明地下水地下水的天然狀態(tài)和條件的同時(shí)，也要分析是否存在其它的不確定因素，所有的巖土工程的設(shè)計(jì)和施工中都存在這樣的問(wèn)題；（4）對(duì)工程勘察中的水文地質(zhì)評(píng)價(jià)應(yīng)從針對(duì)不同的工程項(xiàng)目，具體問(wèn)題具體分析，具體評(píng)價(jià)水文地質(zhì)問(wèn)題。

四、結(jié)論

地下水對(duì)工程勘察、設(shè)計(jì)以及施土有很大的影響，但是普遍的重視程度依然不夠。準(zhǔn)確的靜水位是工程地質(zhì)勘察首先要測(cè)定的。工程勘察中的地下水監(jiān)測(cè)工作和水文地質(zhì)測(cè)試工作為水文地質(zhì)評(píng)價(jià)提供充分、可靠的依據(jù)，要切實(shí)做好。