巖土工程勘察中水文地質(zhì)問(wèn)題分析

林 偉， 于 淼， 商明剛

(青島市勘察測(cè)繪研究院，山東 青島 266000)

0 引 言

水文地質(zhì)實(shí)際狀況是巖土工程勘察工作中關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，然而在長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)際工作進(jìn)程中，我國(guó)在此領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)研究較為滯后，欠缺相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，一部分勘察人員并沒(méi)有對(duì)其擁有足夠的重視，最終致使巖土工程的勘察工作質(zhì)量、效率都較低。因此，有關(guān)部門(mén)需要對(duì)其予以高度重視。

1 巖土工程勘察中評(píng)價(jià)水文地質(zhì)的主要內(nèi)容

(1)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)水文地質(zhì)的實(shí)際狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，其中，應(yīng)當(dāng)將評(píng)價(jià)的重點(diǎn)放在地下水以及地表水可能對(duì)建筑物產(chǎn)生的影響加以合理評(píng)價(jià)。

(2)在實(shí)際的勘察進(jìn)程中，有關(guān)人員需要充分考慮建筑工程對(duì)地基基礎(chǔ)類(lèi)型的實(shí)際要求，以便將水文地質(zhì)有關(guān)各種問(wèn)題加以查明，最終將最精準(zhǔn)的資料提供給有關(guān)部門(mén)。

(3)從工程的層面來(lái)看，應(yīng)當(dāng)將地下水可能對(duì)施工產(chǎn)生的各種影響進(jìn)行重點(diǎn)的評(píng)價(jià)，比如在位于地下水當(dāng)中的基礎(chǔ)，常會(huì)出現(xiàn)地下水對(duì)鋼筋混凝土以及混凝土進(jìn)行腐蝕等問(wèn)題[1]。除此之外，還需要將評(píng)價(jià)的重點(diǎn)放在地下水可能對(duì)所選殘積土、軟質(zhì)巖石、強(qiáng)風(fēng)化巖以及膨脹土等建筑場(chǎng)地引發(fā)的崩解、軟化以及脹縮等問(wèn)題。

(4)基礎(chǔ)層之下一旦含有承壓含水層，有關(guān)部門(mén)應(yīng)當(dāng)合理評(píng)估開(kāi)挖基坑之后，承壓水是否可能將基坑底板沖毀。

2 巖土的水理性質(zhì)以及測(cè)試方式

2.1 給水性

所謂給水性，即當(dāng)巖體處于飽和的狀態(tài)時(shí)，其會(huì)受到重力作用，此時(shí)從其裂縫或者縫隙之間流出一些水，這便是給水性。從整體來(lái)看，基坑用水量和給水性關(guān)系極為密切，同時(shí)也會(huì)受到施工場(chǎng)地疏干的時(shí)間所影響。如今，有關(guān)人員可以借助相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)獲取給水度。

2.2 崩解性

所謂崩解性，即當(dāng)水侵入巖體結(jié)構(gòu)之后，巖體土粒的連接能力將逐漸被弱化，進(jìn)而巖體結(jié)構(gòu)將會(huì)出現(xiàn)崩散、瓦解。如今，巖土崩解性主要涵蓋了三個(gè)層面，包含了巖土崩解量、巖土崩解時(shí)間以及巖土崩解形式。

2.3 透水性

所謂巖體的透水性，即巖體受到重力影響，允許水將自身穿透的一種性能。對(duì)于巖土結(jié)構(gòu)而言，其滲透性的強(qiáng)弱，通常都是由巖土的孔隙度、空隙的大小以及其連通性等所決定的。主要表現(xiàn)在：巖土松散的顆粒均勻性越差，顆粒越細(xì)，其透水性將會(huì)降低。反之，巖土如果均勻發(fā)育，或者存在裂隙，其透水性將會(huì)較強(qiáng)。巖體透水性通常都是由“透水系數(shù)”表示，有關(guān)人員如果想得到巖體透水性，應(yīng)當(dāng)使用“抽水試驗(yàn)”[2]。

2.4 軟化性

掩體的軟化性，即當(dāng)水侵入巖土之后，使巖土力學(xué)的特征發(fā)生顯著下降的一種性質(zhì)。在通常情況下，軟化系數(shù)便是表示巖土軟化性的重要參數(shù)，也就是巖土發(fā)生浸水之后，其處于飽和的狀態(tài)和經(jīng)過(guò)風(fēng)干極限抗壓強(qiáng)度間進(jìn)行比較后得出的數(shù)值。在評(píng)價(jià)巖石耐水浸力以及耐風(fēng)化時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)軟化系數(shù)予以高度重視。經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐可知，如今巖石層中明顯擁有軟化層，一旦經(jīng)過(guò)地下水作用，便會(huì)出現(xiàn)軟弱夾層，當(dāng)前常見(jiàn)的軟弱夾層包含了泥質(zhì)砂巖以及黏性土層等。

3 巖土工程勘察中的水文地質(zhì)存在問(wèn)題

3.1 巖土工程受到地下水動(dòng)水壓力的影響

當(dāng)受到自然環(huán)境影響的時(shí)候，地下水并沒(méi)有較大的動(dòng)水壓力，因此通常并不能對(duì)巖土工程產(chǎn)生損害。然而在科技水平不斷提升、民眾需求越來(lái)越多樣化的新時(shí)期，人類(lèi)很多活動(dòng)都對(duì)自然狀態(tài)下地下水的動(dòng)態(tài)平衡產(chǎn)生了嚴(yán)重的破壞，而這也引發(fā)了越來(lái)越多的地質(zhì)災(zāi)害。因此，巖土工程水文地質(zhì)勘察人員應(yīng)當(dāng)對(duì)此予以高度重視。

3.2 地下水的升降影響

3.2.1 下降的影響

此類(lèi)問(wèn)題的主要引發(fā)原因，包含了水庫(kù)修建、灌溉地下水以及大壩修建等工程，這些項(xiàng)目會(huì)導(dǎo)致地下水嚴(yán)重下降，進(jìn)而引發(fā)地面干裂以及地面沉降等不良現(xiàn)象，甚至還會(huì)對(duì)水體的質(zhì)量產(chǎn)生惡劣影響，在問(wèn)題嚴(yán)重的時(shí)候，甚至?xí)l(fā)地下水枯竭。一旦在工程項(xiàng)目地點(diǎn)中存在地下水的下降問(wèn)題，將為工程埋下嚴(yán)重的安全隱患。

3.2.2 上升的影響

在巖土工程的作業(yè)范圍內(nèi)，因?yàn)闀?huì)受到內(nèi)外多重因素的不良影響，諸如地下水位上升、人為因素、水文以及地質(zhì)等因素，導(dǎo)致地下水上升，進(jìn)而致使土壤被嚴(yán)重淹沒(méi)，使構(gòu)筑物、建筑物等被地下水嚴(yán)重腐蝕，甚至?xí)l(fā)多種地質(zhì)災(zāi)害，使工程難以順利開(kāi)展下去。

4 巖土工程勘察中的水文地質(zhì)工作完善建議

4.1 完善相關(guān)評(píng)價(jià)

(1)正式開(kāi)工之前，勘察人員需要認(rèn)真評(píng)估受到水文地質(zhì)等條件所影響的土壤、巖石等物體、建筑物，以及其受影響的程度，隨后科學(xué)預(yù)測(cè)各種影響可能引發(fā)的危險(xiǎn)，并且以之為前提制定出可行、合理的預(yù)防計(jì)劃。

(2)勘察人員應(yīng)當(dāng)全方位調(diào)查巖土工程水文地質(zhì)的各類(lèi)問(wèn)題，并且按照所掌握的各類(lèi)問(wèn)題，將相應(yīng)數(shù)據(jù)信息提供給有關(guān)部門(mén)，從而為基礎(chǔ)施工提供可靠的保障。

(3)勘察人員需要調(diào)查巖土工程范圍內(nèi)的地下水自然狀況和受到人為影響地下水發(fā)生的各類(lèi)變化，進(jìn)而對(duì)各種變化可能對(duì)巖土工程產(chǎn)生的影響進(jìn)行深入分析，最終針對(duì)性地制定科學(xué)、可行的規(guī)劃，將發(fā)現(xiàn)的各類(lèi)問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)處理和解決。

(4)勘察人員還應(yīng)當(dāng)對(duì)水文地質(zhì)的問(wèn)題予以科學(xué)評(píng)價(jià)，在此過(guò)程中，必須嚴(yán)格遵循我國(guó)“因地制宜”原則。在勘察人員的實(shí)際評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)里，因?yàn)檎{(diào)查地區(qū)的不同，其評(píng)價(jià)內(nèi)容通常也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變。如果巖土工程范圍內(nèi)主要是由軟巖以及強(qiáng)風(fēng)化巖所構(gòu)成，有關(guān)人員在評(píng)價(jià)的時(shí)候就需要全面評(píng)估土壤、巖石地下水活動(dòng)層的軟化、脹縮以及瓦解等重點(diǎn)內(nèi)容。

4.2 做好調(diào)查工作

在通常情況下，有關(guān)部門(mén)收到的巖土工程水文地質(zhì)問(wèn)題勘察結(jié)果，一般都是一份研究報(bào)告，其主要的依據(jù)涵蓋了施工條件以及地基設(shè)計(jì)等內(nèi)容。從本質(zhì)上來(lái)看，此研究報(bào)告是否合理、真實(shí)，將會(huì)對(duì)施工安全性、可靠性產(chǎn)生直接性的影響。在實(shí)際調(diào)查過(guò)程中，報(bào)告內(nèi)容通常包含了水流量、有關(guān)水文地質(zhì)的參數(shù)、地下水類(lèi)型及其分布狀況、地下水位的變化情況、巖土的高度及其種類(lèi)等。

另外，勘察工作應(yīng)當(dāng)在地質(zhì)條件被查明之后進(jìn)行，按照地質(zhì)特征以及工程實(shí)際需要對(duì)水文地質(zhì)可能產(chǎn)生的影響、問(wèn)題加以分析，對(duì)各類(lèi)危害進(jìn)行逐一排查，制定好相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案和預(yù)防手段。在此過(guò)程中，有關(guān)人員可以充分結(jié)合激發(fā)極化法以及高密度電法，把調(diào)查關(guān)鍵點(diǎn)放于日常很難勘察的區(qū)域，以便使勘察精準(zhǔn)度和深度得以被確保[3]。

4.3 注重測(cè)定參數(shù)

(1)對(duì)地下水位值加以測(cè)定：在勘察巖土工程水文地質(zhì)的過(guò)程中，如果存在地下水層，勘察人員應(yīng)當(dāng)精準(zhǔn)勘察出地下水位值。其中，如果是靜止水位，則需要將初期穩(wěn)定的時(shí)間進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)測(cè)定相應(yīng)的地下水滲透參數(shù)，如果勘察工作有需求，在結(jié)束勘察之后還應(yīng)當(dāng)統(tǒng)一測(cè)定靜止水位。與此同時(shí)，若存在泥漿，勘察人員在對(duì)水位進(jìn)行測(cè)量前，應(yīng)當(dāng)先進(jìn)行洗孔，再展開(kāi)測(cè)量作業(yè)。

(2)測(cè)量地下水的流向：借助充電法測(cè)量地下水整體流速。

(3)壓水實(shí)驗(yàn)法的引用：此方法通常都會(huì)與鉆探數(shù)據(jù)以及施工項(xiàng)目地質(zhì)測(cè)繪等結(jié)合，對(duì)實(shí)驗(yàn)孔的位置進(jìn)行確定，按照巖層滲透狀況對(duì)試驗(yàn)段加以劃分，并且按照實(shí)際需求對(duì)初始的壓力、壓力的最高值以及壓力的基數(shù)加以確定，隨后根據(jù)壓力注入水量以及壓力間關(guān)系繪制曲線圖，對(duì)此試驗(yàn)段的通水率進(jìn)行計(jì)算。

5 結(jié) 論

總體而言，有關(guān)部門(mén)在正式開(kāi)展工程施工之前，勘察人員應(yīng)當(dāng)具備良好的工作素養(yǎng)以及負(fù)責(zé)態(tài)度，全面展開(kāi)巖土工程勘察工作，從而對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)狀況進(jìn)行全方位了解和掌握，特別是對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題加以重視，進(jìn)而制定合理的、具有針對(duì)性的措施，以便減少安全隱患，保證工程安全、順利的開(kāi)展。