研究巖土勘察中水文地質試驗和地下水監測的意義

陳嚇

福建磐基巖土工程有限公司（363100）

0 前言

地下水作為巖土的重要組成部分，是影響巖土工程特性的直接因素，是確保建筑物穩定性和耐久性的基礎[1]。 因此，為了保證工程服務質量，要在工程勘察中進行詳細正確的工程水文地質評估，為工程勘察的設計和實施提供參考資料。

1 由地下水引發的巖土工程危害

地下水可能對巖土工程造成威脅的兩個主要原因是地下水位的不斷變化和地下水動態水壓的影響。

1.1 地下水波動引起的巖土工程風險

改變地下水位有自然和人為兩個因素。 前者引起的地下水位變化是該區域的逐漸變化， 根據季節變化而發生，變化的規模小。但是后者引起的水位變化通常是局部的，變化范圍廣，對巖土工程的破壞也更為嚴重[2]。

1.2 水位上升引起的巖土工程風險

導致地下水位上升的主要原因有自然原因以及人為原因。 少數水位上升是因為多種因素共同作用導致的。水位上升會對巖土工程產生以下影響:特殊的巖土和土壤體的結構 （例如巖土和巖石分解）發生破裂，從而導致上層建筑傾倒、破裂和不穩定[3]。

1.3 水位下降引起的巖土工程風險

人為因素是降低地下水位的主要因素。 在采礦活動中，大量的地下水密集排水，礦物質沉積物排水，上游水壩、修建水庫切斷下游地下水供應等，都降低了地下水位。 如果地下水迅速下降，則可能發生地面沉降和地面塌陷等地質災害，導致出現地下水枯竭和水質惡化等環境問題，從而對巖土、土壤和建筑物的穩定性以及對人類居住環境造成極大危害。

1.4 地下水位頻繁變化對巖土工程的影響

水文條件是一個復雜的問題。 如果地下水位頻繁變化，巖土和土壤的收縮、膨脹和變形會相應增加，從而對建筑物造成嚴重破壞，并極大地影響工程的安全使用[4]。

1.5 地下水壓力對巖土的危害

如果沒有人為原因， 只是自然狀態的地下水對于巖土工程的危害并不嚴重。 相反，當地下水的自然力由于人類活動而變得不平衡， 并且動水壓力作用在巖土工程上時， 會在基坑中發生諸如管道破裂的危害。

2 巖土的水理特性和測試方法

巖土的水理特性主要是指巖土與地下水接觸發生反應時的不同特性。 針對工程項目來說，巖土的水理特性也是非常重要的。 巖土和土壤的水理特性會導致巖土的自身強度發生改變， 或是導致巖土發生形變， 嚴重時還會導致地面建筑發生結構不穩定現象[5]。

1）巖土具有軟化特性，浸入水中后會削弱巖土和土體的機械強度。 一般來說，含水的巖土最大抗壓強度與風干狀態下的巖土最大抗壓強度之比稱為軟化系數。 軟化系數是衡量巖土抗沉和耐候性的重要指標。 由于地下水的影響，巖層的軟夾層經常形成薄弱的夾層。 軟化特性通常發生在黏土、泥巖、頁巖和其他巖土中。

2）巖土具有透水性，巖土自身的屬性可以使地下水在重力的作用下透過巖土。

3）巖土具有崩解性，在遇水變濕時，顆粒與顆粒之間的連接減弱或破裂，導致土壤塌陷。 崩解所需的時間、崩解的方法和崩解的量是巖土和土壤崩解特性的主要內容。 影響巖土和土壤分解的因素包括顆粒組成、礦物質組成、巖土和土壤的結構。 圖1是某庫區水文地質環境檢測技術路線圖。

圖1 技術路線圖

3 巖土工程中的水文地質評估

地下水是建設項目基本環境中非常重要的一部分。 在傳統的建筑工程中，地下水對巖土工程的影響、破壞及由巖土工程造成的危害往往被忽略，從而使建筑工程受到地下水的負面影響，對建設項目造成了一定損害，導致不斷發生安全事故，如異常倒塌和建筑物基礎倒塌等。 相關部門應總結經驗教訓，為建筑企業發展提供幫助[6]。

水文地質工作主要包括以下幾個方面:

1）評估對巖土測量和施工可能產生的負面影響，預測對巖土測量工程的潛在危害，并作出準確的判斷和采取有效的預防措施。

2）根據建設項目，對地基類型和與水文地質有關的條件進行調查和審查，并為選擇建筑地基提供有用的數據支持。

3）根據地質和水文對建筑工程的影響，列出各種條件下巖土工程評估的要點。 如建筑物的地基低于地下水位，則應評估地下增強水泥腐蝕程度的方向和臨界程度。 此外，建設項目是基于巖土、特殊黏土和軟特性的嚴重風化。 如果巖土或殘留的土壤是建筑物的基礎，則應評估上述巖土的軟化、坍塌、地下水活動引起的土壤熱膨脹及收縮所造成的破壞。壓實層包含過飽和的松散粉狀土壤和細砂。 進行評估時，應作出有效的預測和實施，并應加快形成砂土的速度， 降低管道破裂和潛在的腐蝕可能性，制訂有效的預防措施。 如果建筑物的基坑低于地下水位，可以通過豐度和滲透性進行測試。 同時，由人工降雨、土壤滑坡等引起的不平衡坡度可能會對周圍建筑物產生很大影響。

4 水文地質在地質工程、地質勘察中的應用分析

4.1 自然地理條件的調查

在巖土工程研究中，自然地理環境的調查是至關重要的，可以為將來的施工提供有利的數據支持。此外，分析施工的表面形狀、當地氣象環境、巖土和水文特征、水系統的地形和地形分布是對施工現場水文特征的全面調查。 適當了解當地的溫度、季節性變化、降雨和氣候變化，為后續的工程建設提供保障。

4.2 地質條件勘察

在短期內，水文地質條件相對穩定，但外部環境和人為因素會不斷變化。 因此，需要“實時評估”，不可以復制和提取現有信息，需要對數據更新進行現場檢查和評估。①必須分析各種現有因素可能產生的影響， 并預測影響的同時提供有效的預防措施；②搜索多方數據，為調查結果的準確性提供保障； ③針對建設項目的各種巖土進行差異化研究，綜合分析自然條件和人為因素；④采用多種研究方法分析當地情況。 如在研究、評估建筑工地下部土壤層的松動情況時，發現土壤層松動是由于地下水管腐蝕引起的。

總的來說，應該對建筑施工的巖土進行認真、嚴謹、全面、深入的研究，以便為巖土工程項目創造良好的施工基礎和環境。

4.3 地下水位調查

由于現代工業的迅猛發展，亂砍亂伐現象逐漸加重，對自然生態環境造成嚴重危害，破壞了環境生態平衡，工業發展產生的污水和廢水為地下水帶來極其嚴重的危害，也出現了建筑物下沉或使整個建筑物變形的問題。 因此，有必要在測量過程中對地下水的實際情況進行綜合分析，以盡量減少對建筑物質量的影響，這對建筑物的施工具有重要意義。

4.4 含水層和隔水層調查

水文勘測是巖土勘測工程復雜而系統的工程。除了以上三個方面，還考慮了地下水的類型、水位、地下水流向和地下水變化。 在測量含水層和隔水層時，不應忽略測量點。 根據施工現場的有關水文地質參數，調查含水層的厚度、深度和分布，可以準確判斷帶入建筑材料中的巖土和土壤特性的腐蝕性，并能夠采取準確的預防措施。

5 結語

巖土工程研究是工程建設中的重要環節，水文地質是工程建設的核心，直接關系到工程建設的安全性和質量。 因此，水文地質問題在施工過程中的影響和作用不容忽視，并且應該制定科學合理的指導方針和政策，以防止項目出現質量問題，降低巖土工程建設的安全性。