工程地質勘察中巖土水文地質研究

馮燕

摘要 在各項人類社會工程項目的地質勘察過程中，巖土水文地質勘察具有重要的研究價值，它不僅直接決定了工程安全性和質量水平，同時也決定了工程的施工難度和造價成本，是工程建設前期規劃的重要參考對象。但鑒于現代工程項目地址勘察的局限性，對于巖土水文地質評價的關注度并不高，在國內存在的研究歷史也不長，隨著我國經濟發展和社會建設規模的不斷擴大，如何加強地質勘察中巖土水文的認識成為人們關注的問題。本文主要結合巖土水文地質所造成的危害進行研究，并提出合理化建議。

關鍵詞 地質勘察；巖土水文；地質研究；危害

中圖分類號 P61 文獻標識碼 A 文章編號 2095—6363（2016）17—0044—01

地質勘察中的“巖土水文”地質研究主要是指巖土、地下水相互作用的過程中表現的各種性質、形態，主要涉及的是物理性質，如巖土在水分子作用下產生的強度變化、形態變化以及性質變化之后對地面工程設施的穩定性影響等。在以往的地質勘察過程中，巖土水文地質之所以被忽視，主要是由于它的結論形成需要較長的周期，因此，研究者側重對巖土的物理性質展開測試，這是一個認識不全面的誤區。事實上，向中國建筑史追溯可以發現，中國古代已經在開始利用巖土水文地質處理的方法進行工程處理，這對于建筑空間的進一步擴大具有重要的現實借鑒意義。

1工程地質勘察中巖土水文地質的內容構成

現代工程地質勘察中，基于管理的系統化需求對于巖土水文地質的研究形成一定的理解誤區，一般來說研究對象只鎖定在巖土水文地質存在的問題、潛在的危害等方面。相應的，對于如何有效地利用和優化巖土水文地質資源研究較少，大部分資源被集中在工程地質勘察規定的落實上。盡管這種管理模式下可以更好地實現管理的科學化、系統化，但未必能夠得到最佳工程質量，難以保障工程經濟效益和社會效益的平衡。因此，完善工程地質勘察工作就要全方位、全面性落實各方面影響因素的觀測，這也是強調巖土水文地質勘察重要性的邏輯起點；通過不斷總結地質勘察中巖土水文地質研究成果，可以在更大范圍內找到巖土水文的應用方式。在進行巖土水文地質勘察工作中，主要包括以下幾個方面的內容。

第一，科學分析地下水造成的影響。如果在進行工程地質勘察的過程中存在水文地質方面的影響，那么就要展開全面調查，分析地下水可能對巖土體造成什么樣的影響，對地面建筑工程造成什么樣的影響，在進行規劃設計之前提供一些合理的、可預測的分析數據，為提供有效地解決方案奠定基礎。

第二，科學分析地下水問題的原因。確認地質勘察中存在巖土水文地質影響因素，則應該深入探索地下水問題的成因，如地理環境、地質特征、氣候原因等，并結合具體的建筑物地基屬性展開科學、系統的分析，明確兩者之間的直接影響、間接影響，也只有這樣才能得到更全面的巖土水文地質資料。

第三，科學分析地下水的長期影響。一些工程項目為實現特殊功能，需要長期與地下水接觸，如堤壩、水利工程等，這些建筑的地基本身也位于地表水之下，這時候要考慮的不僅僅是地下水對巖土體的影響，還應該考慮水對建筑本身的腐蝕性作用，只有這樣才能確保建筑的質量和安全。

除此之外，巖土水文地質的一個特征是巖土層與地下水的相互作用下，不同構成主體的基礎持力層存在很大物理性差異，如軟質巖層、風化巖層、膨脹土層等，它們在地下水的影響下產生的軟化、崩解、脹縮程度不同，單純地依賴經驗或人工觀察是不能確保其安全性的，還應該對其挖開之后進行承壓、浸透等測試，并通過計算、分析和評價來確定是否適合當前的工程需求。

2工程勘察中巖土水文地質的主要危害研究

簡單地說，巖土水文地質危害主要是指地下水的動水壓力造成的工程危害，但在不同形態下存在一定的差異，又各自表現出獨特性。實踐證明，如果在工程勘察中只針對巖土工程展開，而不去人為地對地下水環境進行改造，那么地下水的動水壓力對于地面工程的穩定性影響很小，反之，一旦基于自然地理、地質、環境的地下水動水壓力遭到了破壞，平衡性被打破，那么就會對勘探工程產生嚴重的影響，如管涌、流砂等現象。為了便于闡述，筆者結合地下水位的變化不同對所產生的危害進行分析研究。

第一，地下水位下降造成的危害。地下水與地表水不同的是，它基本不會受到空氣流動帶來的損失，因此在自然條件下地下水儲量是相對穩定的，但隨著城市化進程的加快、工業化發展，水資源短缺在國內大多數地區均有表現。水資源短缺直接刺激了地下水的開采加劇，如基于農業灌溉需求、工況生產需求、水利工程建設需求等，即人為影響因素下造成地下水位下降，它導致的直接危害是工程地面沉陷以及地質結構破壞，甚至造成地執行塌方、塌陷。

第二，地下水位上升造成的危害。地下水位上升的因素主要來源于自然環境，如一段時期內連續暴雨會造成城市所在區域內的地下水位快速上升，甚至達到地表水臨界狀態。尤其在城市“海綿效應”交叉的情況下，很多因素都可能造成地下水水位的上升，但總體制約因素主要是水源分配、巖層結構、總體巖性等；因此，在工程建設開始之前，有必要對水文和氣象進行綜合研究，如某一地區的年降雨量、溫度、地質結構等，這樣才能夠更好地掌控最低限度的地下水位。地下水位上升之后造成的影響比較直接，原本暴露在空氣中的工程部分會被水淹沒，從而對建筑體形成腐蝕效應，長期浸泡之后會改變建筑材料的化學、物理特性，如軟化、分解等，導致建筑的安全性和穩定性受損。這一類情況在河岸土體中十分常見，例如汛期來臨之后軟土結構的承載力會被破壞，土壤之間被水分子充滿，甚至形成流砂、孔洞等現象，那么建立在這一空間位置的各種設施就會到來極大的破壞。

第三，地下水位頻繁變化造成的危害。對于河壩、水庫等一類特殊工程而言，地下水與地表水之間存在密切的關系，地表水會直接促使地表水發生頻繁的變化，例如在枯水期地下水水位下降，而豐水期地表水水位上升，這種根據季節性、需求型的頻繁變化會更大程度上的造成結構穩定性的破壞。例如，針對一些膨脹性巖土層來說，如果地下水頻繁變化并且達到一定程度，那么巖土層就會在收縮和膨化之間反復進行，從而整個工程及空間所在的地質環境都呈現出一定的動態性變化，在缺乏外力穩定性補償的情況下，就容易引發坍塌事故。因此在展開地質勘察的過程中，如果發現地面裂縫或巖土層反復性的加強、減弱，那么久必須考慮建筑體在后期的安全性。此外，地下水水位的頻繁變化也會加劇巖土層中各類元素的流失或沉積，如鐵元素、氯元素、鎂元素等，這樣一來巖土層自身的承載性也會發生相應的變化。

基于以上分析，巖土水文地質的勘察重要性不言而喻，不斷地提高重視并進行研究，是促使地質勘探工程完善的重要策略。

3結論

總體而言，隨著我國城鎮化建設的速度越來越快，地面工程項目的數量和規模也在不斷提升，例如城市空間中不斷增加的高層建筑，由于自身存在較大的自重，那么在工程地質勘察中需要考慮的問題也就不斷增加，除了巖土層自身的穩定性之外，水文因素的影響也不可或缺。所以，巖土水文地質的勘察工作必須進行轉變和完善，從原有的粗放型模式轉變為科學精細化模式，不斷提高地質工程勘察人員的關注，并形成一定的規范性、標準型，以便于開展相關勘察成果的量化判斷。