淺析巖土工程勘察中水文地質(zhì)勘察的問題

田維勇 中化地質(zhì)礦山總局貴州地質(zhì)勘查院

一、巖土工程勘察中水文地質(zhì)問題的重要性

近些年來，我國(guó)現(xiàn)代化城市建設(shè)的步伐不斷加快，經(jīng)濟(jì)體系的發(fā)展速度也日益迅猛，在這樣的時(shí)代背景之下，巖土勘察的重要性不言而喻。不僅僅是城市的規(guī)劃需要應(yīng)用到巖土工程勘察，各項(xiàng)社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)也離不開其提供的信息資源，哪怕是能源體系的優(yōu)化與改革，都需要依托巖土工程勘察的最終結(jié)果，進(jìn)行發(fā)展方向的制定。但是隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，巖土工程勘察中，關(guān)于水文地質(zhì)的問題也日益突出。水文地質(zhì)條件由于在設(shè)計(jì)與施工階段得不到相應(yīng)的重視，這就導(dǎo)致在水文地質(zhì)問題方向的研究時(shí)，相應(yīng)的資金不足根本無法引起相關(guān)人才的注意力，從而導(dǎo)致水文地質(zhì)問題處于一個(gè)較為尷尬的地位。長(zhǎng)期以往就形成了一個(gè)惡性循環(huán)，最終形成了水文地質(zhì)環(huán)節(jié)中矛盾日益突出的現(xiàn)象。但是對(duì)于巖土工程來說，地下水會(huì)造成極大的影響，如果地下水位的情況沒有得到一個(gè)良好的探測(cè)，就盲目進(jìn)行巖土工程的推進(jìn)，很容易對(duì)周圍巖土層的性質(zhì)造成影響和破壞，進(jìn)而使整個(gè)工程的安全性受到威脅，所以必須高度重視水文地質(zhì)方面存在的問題，加強(qiáng)工程勘測(cè)體系的研究，以此來提高勘察質(zhì)量，這樣才能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問題，提前治理，由此可見水文地質(zhì)問題日益突出，具有著及其深遠(yuǎn)的影響，已經(jīng)成了行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)關(guān)注問題。

二、巖土體的水理性質(zhì)

地基對(duì)于建筑物的穩(wěn)定性來說至關(guān)重要，而決定地基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和質(zhì)量的直接因素，就是巖土層的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。也就是說如果地基周圍的巖土層發(fā)生了變化，其性質(zhì)會(huì)直接影響整個(gè)建筑物的安全。而巖土體的水理性質(zhì)，恰恰是影響巖土層變化的主要影響因素，其很容易使巖土體的強(qiáng)度和形狀發(fā)生變化。因此巖土體的水理性質(zhì)指的就是在地下水和巖土的雙重作用之下所形成的特殊性質(zhì)。巖土體的地質(zhì)性質(zhì)基本上是由巖土體的水理性質(zhì)和物理性質(zhì)兩組構(gòu)成。就我國(guó)目前現(xiàn)階段的探測(cè)技術(shù)和探測(cè)體系而言，大部分的探測(cè)機(jī)構(gòu)都過分的重視巖土體的物理性質(zhì)，也就是說對(duì)于這些物理性能有著針對(duì)性的研究，但是往往過分的忽略了巖土體的水理性質(zhì)在專業(yè)水平有限或者是一些設(shè)備不足的情況下，還可能出現(xiàn)巖土體水理性質(zhì)不合理的現(xiàn)象。下文章主要針對(duì)巖土工程勘探中對(duì)水文地質(zhì)探察所忽略的幾大特性展開深度的剖析。

（一）給水性

在工程興建的過程中會(huì)產(chǎn)生較大的外界應(yīng)力，這些應(yīng)力往往會(huì)以一個(gè)重力的形象加持到巖土體之中。在這些重力的作用之下，會(huì)出現(xiàn)少量地下水從巖石層的縫隙之中滲出的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象往往被稱之為水的流動(dòng)度，如果以水流的速率為評(píng)判依據(jù)的話，可以對(duì)巖土體的給水性進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的定義，如果說大量的水分從巖石的縫隙之中滲出，那么很有可能導(dǎo)致整個(gè)巖土體內(nèi)部空虛的現(xiàn)象，而周圍滲出的水分會(huì)與土層相結(jié)合，使土層的承載能力大幅度下降，或者說導(dǎo)致土層的流動(dòng)和流失，這都是導(dǎo)致巖土體結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的誘發(fā)因素。目前的巖土體給水性性質(zhì)都是通過實(shí)驗(yàn)室方法進(jìn)行測(cè)定。

（二）巖土體的脹縮性

巖土的漲縮性主要指的是巖土層因?yàn)槲账只蛘呤鞘ニ侄霈F(xiàn)膨脹收縮的現(xiàn)象。而脹縮性就是對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行評(píng)判的指標(biāo)，如果說巖石土層失去水分較多會(huì)導(dǎo)致自身的內(nèi)部顆粒空間變小。這也就直接造成了巖土體表面的節(jié)水膜變薄，從而使整個(gè)土體的收縮產(chǎn)生了較大的內(nèi)部空洞空間。如果說巖土體浸透水分之后，其內(nèi)部的顆粒間距變大，是結(jié)合水膜變厚進(jìn)而造成了巖土體的膨脹，這也是導(dǎo)致周圍巖土層開裂進(jìn)而使建筑物受到影響出現(xiàn)開裂或者不均勻沉降的主要原因，同時(shí)如果巖土體吸收水分導(dǎo)致自身的強(qiáng)度下降，也有可能使整個(gè)巖土層出現(xiàn)流動(dòng)的問題。

（三）崩解性

巖土體的崩解性指的是巖土層因?yàn)槲账侄a(chǎn)生濕化的特性，這種巖土體在受到水分的入侵之后，內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性受到了影響產(chǎn)生了連續(xù)性的抗壓能力削弱，進(jìn)而引發(fā)了崩壞現(xiàn)象。當(dāng)然也與水分溶解了，巖土體內(nèi)部的膠結(jié)物質(zhì)有著直接的關(guān)系，水分子吸附在土壤的表面，使水化膜削弱各個(gè)土壤顆粒之間的聯(lián)結(jié)作用。

（四）軟化性

巖土體的軟化性質(zhì)是最常見的一種巖石的物理性質(zhì)，巖土體在經(jīng)受水的浸泡之后，其內(nèi)部就會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)的變化，整體的力學(xué)穩(wěn)定性就會(huì)直線下降，從而出現(xiàn)一種表面軟化整體塌陷的狀態(tài)。如果對(duì)整個(gè)巖土體勘測(cè)體系進(jìn)行分析，不難發(fā)現(xiàn)巖土體的軟化性質(zhì)一直是勘測(cè)體系的重點(diǎn)關(guān)注方向之一，因?yàn)槠涫窃u(píng)測(cè)巖石耐風(fēng)化能力的主要指標(biāo)，所以常常利用軟化系數(shù)對(duì)軟土體的物理性能進(jìn)行表達(dá)。一般來說粘土性土層、灰質(zhì)、砂巖、泥巖等等巖土體，都存在著較高的軟化性質(zhì)。在這些地質(zhì)條件之下，如果存在著一定量的地下水，那么該巖土體就極容易出現(xiàn)軟化地段而形成軟弱夾層，進(jìn)而造成整個(gè)巖石層的整體性能下降。

（五）透水性

透水性主要指的是巖土體允許少量的水分子，在自身重力的條件下通過的特性，也就是說巖土體內(nèi)部并不是十分穩(wěn)固，存在著大大小小的間隙，能夠允許少量的水分以滲透的形式表達(dá)透水性。通常來說，較為堅(jiān)硬的巖體內(nèi)部都會(huì)出現(xiàn)裂縫，有著較為優(yōu)良的透水性，如果是相對(duì)較為松散的巖土體，其內(nèi)部也會(huì)存在細(xì)小且均勻的縫隙，但是透水性就會(huì)相對(duì)較弱。

三、水文地質(zhì)條件評(píng)價(jià)

巖土工程的勘測(cè)過程中，對(duì)所在區(qū)域的水文地質(zhì)條件進(jìn)行評(píng)價(jià)工作是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工作，需要首先收集當(dāng)?shù)氐乃馁Y料，然后再進(jìn)行實(shí)地的地質(zhì)勘查，這樣才能夠?qū)φ麄€(gè)地質(zhì)環(huán)境有著較為全面精準(zhǔn)的把握，從而盡可能的避免因分析不到位或者是勘測(cè)不到位而引發(fā)的后期施工事故。由此可見，巖土工程過程中，水文地質(zhì)條件的重要性不言而喻，它不僅僅具有著一定的勘察價(jià)值，同時(shí)也具有著后續(xù)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值。所以在進(jìn)行巖土工程勘察時(shí)，要從多個(gè)方面進(jìn)行分析，首先就是要對(duì)建筑地基所在的巖土持力層進(jìn)行分析，這部分巖土屬于特殊巖土，例如遇強(qiáng)風(fēng)而風(fēng)化的巖石膨脹土連城以及軟質(zhì)巖層，這些巖土體在遇到地下水的情況時(shí)，極容易出現(xiàn)崩解脹縮的現(xiàn)象，因此要對(duì)這些持力層進(jìn)行客觀的分析，同時(shí)還要對(duì)工程的選址地區(qū)的條件進(jìn)行分析，無論是氣候條件還是地形地貌以及地下水的特征，都要做出客觀的評(píng)價(jià)。地形地貌主要指的是在工程建設(shè)的時(shí)候，能夠提供穩(wěn)定通暢的道路保證材料的周轉(zhuǎn)，自然氣候分析則是為日后施工的進(jìn)度和施工的節(jié)奏打基礎(chǔ)。地下水文特征的勘探則是需要對(duì)隔水層含水層等等水理性質(zhì)進(jìn)行分析，判斷地下水對(duì)建筑物的影響以及地下水是否會(huì)對(duì)建筑材料產(chǎn)生腐蝕。

四、地下水位變化引起的危害

對(duì)于巖土工程來說，地下水位的變化很容易帶來極大的危害，因此在進(jìn)行巖土工程勘察的時(shí)候，要重點(diǎn)防范水文地質(zhì)問題。

（一）水位下降過大造成坍塌

地下水也是地下結(jié)構(gòu)的重要組成部分，其本身存在的區(qū)域結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)定，并且承擔(dān)著一部分地下結(jié)構(gòu)的承載力，但是一旦地下水位下降過大，很容易導(dǎo)致地下結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)較大的空洞，不僅整體結(jié)構(gòu)失去了部分承載面積和承載部分，還有可能由于空洞的出現(xiàn)，而導(dǎo)致周圍土層失去了相應(yīng)的支持力。進(jìn)而造成地表的坍塌和地面的沉降。

（二）水位上升造成物理性能下降

如果地下水位上升，會(huì)導(dǎo)致本來穩(wěn)定的地下結(jié)構(gòu)出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，地下水位上升必定會(huì)對(duì)周圍的巖土體產(chǎn)生一定的影響。為了征求更大的存儲(chǔ)空間，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向上的作用力，而這股作用力會(huì)導(dǎo)致上層結(jié)構(gòu)向著四周相對(duì)移動(dòng)。進(jìn)而使得地下建筑的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受到影響，尤其是在施工階段，還有可能會(huì)導(dǎo)致流沙管涌等等地質(zhì)問題的出現(xiàn)。

（三）巖土體的膨脹與收縮

地下水位的升降會(huì)對(duì)周圍巖土體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響，無論是引發(fā)巖土體的收縮還是膨脹都會(huì)產(chǎn)生較大的相互作用力，在地下結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫或者形變情況嚴(yán)重的時(shí)候，還有可能導(dǎo)致地下結(jié)構(gòu)整體坍塌，無法為地上結(jié)構(gòu)提供強(qiáng)有力的支撐，使地上結(jié)構(gòu)出現(xiàn)傾斜斷裂的問題。

五、結(jié)束語

綜上所述，在進(jìn)行巖土工程勘察的過程中，必須高度重視水文地質(zhì)勘察所遇到的問題，結(jié)合工程推進(jìn)的整體穩(wěn)定性需求進(jìn)行客觀的分析，將地下水位變化可能出現(xiàn)的問題與現(xiàn)象一一進(jìn)行推測(cè)，并設(shè)置相關(guān)的緊急預(yù)案，防止地下水位的升降使巖土體自身的結(jié)構(gòu)發(fā)生較大的變動(dòng)，進(jìn)而影響整體巖土工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。可以從巖土體本身的特性入手，提前分析周圍地下水的位置和運(yùn)動(dòng)趨向，進(jìn)而判斷是否有可能造成相應(yīng)的破壞，一旦發(fā)現(xiàn)存在的隱患要提早預(yù)防和解決，對(duì)工程所在的區(qū)域水文地質(zhì)條件做到全面的了解和布控，這樣才能夠?yàn)楸Ｕ蠋r土工程的順利推進(jìn)打下一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。