水文地質(zhì)勘查對(duì)巖土工程中應(yīng)用的重要性

王靈玨

（湖南省地質(zhì)調(diào)查院湖南 長(zhǎng)沙 410116）

水文地質(zhì)勘查對(duì)巖土工程中應(yīng)用的重要性

王靈玨

（湖南省地質(zhì)調(diào)查院湖南 長(zhǎng)沙 410116）

巖土工程勘查是施工建設(shè)活動(dòng)組織開展的基礎(chǔ)和保障，通過巖土工程勘查，可以全面分析施工區(qū)域的地質(zhì)狀況，使施工實(shí)踐更加精準(zhǔn)高效。對(duì)此，本文首先介紹了巖土工程勘查中水文地質(zhì)勘查的重要性，然后結(jié)合工程實(shí)例對(duì)水文地質(zhì)勘查在巖土工程中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)探究。

水文地質(zhì)；巖土工程；應(yīng)用

1 引言

在巖土工程勘查中，水文地質(zhì)與巖土工程地質(zhì)是緊密相連的，其對(duì)于巖土工程有著較大的影響，只有加強(qiáng)水文地質(zhì)勘查，才能有效提高巖土工程的施工質(zhì)量。因此，必須嚴(yán)格控制水文地質(zhì)勘查工作，最大程度的提升水文地質(zhì)勘查的經(jīng)濟(jì)性與精確性，提升巖土工程的施工質(zhì)量。

2 巖土工程勘查中水文地質(zhì)勘查的重要性

2.1 水文地質(zhì)勘查現(xiàn)狀

根據(jù)調(diào)查研究，大多數(shù)地質(zhì)災(zāi)害的成因都是地下水的作用。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，由于巖土和地下水作用而形成的地質(zhì)災(zāi)害大多表現(xiàn)出以下特征：可控制、種類多種多樣、嚴(yán)重災(zāi)害、復(fù)雜的機(jī)理等。除此之外，由于在實(shí)際工程勘查中，人們沒有充分認(rèn)識(shí)到地下水對(duì)于工程的影響，相關(guān)的科研投入也不足，因此，在巖土工程勘查中，對(duì)于地下水的分析還處于起步階段。

2.2 水文地質(zhì)對(duì)于工程基礎(chǔ)埋深影響較大

基礎(chǔ)埋深是巖土工程初期階段的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在考慮工程基礎(chǔ)埋深的過程中，一定要全面考慮到施工區(qū)域地下水的變化情況及基本水文情況，由此才能設(shè)計(jì)出合理的基礎(chǔ)埋深。如果巖土工程施工區(qū)域有地下水賦存的話，則必須確保地下水在工程基礎(chǔ)埋深以下，值得注意的是，部分巖土工程基礎(chǔ)埋深需要位于地下水以下，所以必須提前思考降低地下水位的措施。除此以外，水文地質(zhì)勘查工作對(duì)工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)有一定影響，比如地下水會(huì)影響到施工區(qū)域的土壤結(jié)構(gòu)，在一定程度上導(dǎo)致土地軟化，甚至?xí)斐山ㄖ鼗霈F(xiàn)裂縫。

2.3 水文地質(zhì)勘查會(huì)對(duì)巖土工程的整體質(zhì)量造成影響

水文地質(zhì)勘查的有效性對(duì)于巖土工程的整體質(zhì)量有直接的影響，特別是勘查人員掌握地下水位變化情況的能力對(duì)工程有較大的影響。在實(shí)際巖土工程勘查中，若水文地質(zhì)勘查人員沒有全面而充分的掌握施工區(qū)域的地下水位近些年來的變化情況，就會(huì)在一定程度上影響巖土施工方案的可操作性，進(jìn)而導(dǎo)致安全質(zhì)量事故的發(fā)生。比如，地下水位突然上升，就會(huì)破壞土壤的酸堿平衡，在這種情況下，土壤中含有的可溶性鹽就會(huì)對(duì)混凝土產(chǎn)生腐蝕，降低工程建筑物的穩(wěn)定性。除此之外，如果地下水位上升，極易致使巖土工程施工區(qū)域周邊地區(qū)發(fā)生滑坡、泥石流等災(zāi)害，嚴(yán)重影響巖土工程施工進(jìn)程。

2.4 地下水動(dòng)力作用會(huì)對(duì)巖土工程產(chǎn)生影響

一般情況下，如果沒有受到人為原因的影響，地下水動(dòng)水壓力對(duì)于巖土工程的危害性比較小。但在巖土工程施工中，受到人為活動(dòng)的影響，導(dǎo)致地下水天然動(dòng)力平衡被打破，在地下水移動(dòng)壓力的影響下，通常會(huì)導(dǎo)致巖土工程危害的產(chǎn)生，包括突涌問題、基坑以及流砂管涌問題，嚴(yán)重影響巖土工程的施工質(zhì)量。

2.5 水文地質(zhì)會(huì)對(duì)建筑支護(hù)產(chǎn)生影響

隨著城市化進(jìn)程的發(fā)展，我國城市建設(shè)范圍持續(xù)縮小，由此，建筑開發(fā)單位只能轉(zhuǎn)向高層建筑的開發(fā)。雖然在一定程度上，高層建筑的發(fā)展推動(dòng)了城市的發(fā)展，成為城市的代表。但在建設(shè)高層建筑的時(shí)候，水文地質(zhì)會(huì)影響到建筑的支護(hù)結(jié)構(gòu)，降低建筑物的穩(wěn)定性。在高層建筑施工過程中，工程施工工藝及施工環(huán)境對(duì)于建筑質(zhì)量都有一定的影響，在實(shí)際施工中，一般采用垂直開挖和抽水的方式進(jìn)行施工。在利用抽水方式施工的過程中，對(duì)直接影響到建筑區(qū)域的地下水位，降低地下水位，進(jìn)而對(duì)于高層建筑的耐久性能與穩(wěn)定性能產(chǎn)生影響，甚至?xí)?dǎo)致地面沉降的發(fā)生。因此，在工程施工之前，要全面考慮到工程施工區(qū)域的水文地質(zhì)狀況，制定出可行合理的勘查方案，為后期施工創(chuàng)造便利條件。

3 巖土工程水文地質(zhì)勘查實(shí)例

3.1 巖土工程水文地質(zhì)勘查案例概述

該工程項(xiàng)目建設(shè)的規(guī)模為高層建筑4層，地下水4層。在負(fù)責(zé)實(shí)施本項(xiàng)目巖土工程勘查工作時(shí)，地質(zhì)勘查人員設(shè)置了46個(gè)鉆孔，其中，25個(gè)鑒別孔，21個(gè)控制性鉆孔，鉆孔編號(hào)為控1-控21，鑒1-鑒25。在具體的鉆孔深度設(shè)置上，勘查人員根據(jù)項(xiàng)目巖土所屬的風(fēng)化巖特性而定，其控制孔的深度要大于3m，鑒別孔的深度要大于6m，鉆孔和地面之間的高程大小為6.54～12.10m。

根據(jù)鉆孔的數(shù)據(jù)信息顯示，該項(xiàng)目的地下水類型主要為基巖裂隙水及孔隙水，在巖土的含水層分布上，以中砂及粉砂層為主，涌水量不大。在地下水的滲透補(bǔ)給上，主要依靠自然降水及地下徑流的補(bǔ)給，地下水在賦存及水位變化規(guī)律上較為頻繁，經(jīng)勘查得出：該項(xiàng)目巖土工程地下水水位為2.50～4.50m，地下水標(biāo)高數(shù)值為2.42～6.90m，地下水水位的年均升降幅度在2～3m之間。為進(jìn)一步對(duì)項(xiàng)目巖土工程水文地質(zhì)信息加以明確，勘查人員選取了位于中砂層的控8，進(jìn)行了抽水試驗(yàn)，對(duì)地下水的賦存情況、埋藏狀況、富水性及滲透性表現(xiàn)、含水層分布等進(jìn)行了數(shù)據(jù)收集。

表1 某項(xiàng)目巖土工程水文地質(zhì)勘查抽水試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

3.2 巖土工程水文地質(zhì)勘查的相關(guān)內(nèi)容

①從整體上勘查及檢測(cè)的巖土工程地下水給建筑物及巖土土體所施加的影響及作用，然后對(duì)可能出現(xiàn)的巖土工程危害進(jìn)行前瞻分析及預(yù)測(cè)，提出相應(yīng)的預(yù)防及治理措施。②結(jié)合勘查得出的水文地質(zhì)信息及當(dāng)?shù)貐^(qū)域的水文地質(zhì)資料，做好巖土工程施工建設(shè)的地基基礎(chǔ)選型工作。③要站在巖土工程施工建設(shè)的立場(chǎng)上，對(duì)可能出現(xiàn)的水文地質(zhì)問題進(jìn)行詳細(xì)分析：a.巖土工程施工建設(shè)要設(shè)置地下埋藏件時(shí)，要對(duì)埋藏鋼筋件及混凝土件的抗腐蝕性進(jìn)行分析。b.巖土工程的巖基屬性為膨脹土及殘積土的風(fēng)化巖等軟質(zhì)巖時(shí)，以其為地基基礎(chǔ)進(jìn)行施工建設(shè)時(shí)，要對(duì)巖土土體遭受地下水侵蝕及影響的概率進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，著重預(yù)防其中可以出現(xiàn)的管涌及流砂危害的發(fā)生。c.巖土工程的地基基礎(chǔ)下方部位有承壓含水層分布時(shí)，要對(duì)承壓水層的作用規(guī)律進(jìn)行分析及計(jì)算，避免承壓水對(duì)巖土工程的基坑底板產(chǎn)生水壓沖擊，增大巖土工程的失穩(wěn)幾率。d.巖土工程基坑開挖如在地下水位下部，為避免人為活動(dòng)給地下水水位施加過大影響，要及時(shí)開展富水性及滲水性試驗(yàn)，從而對(duì)巖土工程的地面沉降量，邊坡失穩(wěn)的概率進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，制定相應(yīng)的預(yù)防方案。

3.3 巖土工程水文地質(zhì)勘查的步驟及要點(diǎn)

以該巖土工程勘查項(xiàng)目為例，其在水文地質(zhì)勘查中主要遵循以下幾個(gè)步驟：①制定勘查規(guī)劃。這一階段的實(shí)施要點(diǎn)是對(duì)巖土工程區(qū)域的地質(zhì)及地形資料加以收集，結(jié)合巖土工程的巖土屬性對(duì)施工過程中可能出現(xiàn)的地質(zhì)問題進(jìn)行評(píng)估，然后確定巖土工程施工的設(shè)備及材料。②勘查研究水文因素。在這一階段，主要是對(duì)巖土工程周邊區(qū)域的涉水線路及相關(guān)涉水工程進(jìn)行研究，了解其對(duì)巖土工程施工造成的影響。③設(shè)計(jì)及制定巖土工程的基坑施工及支護(hù)施工方案。從該巖土工程勘查中的抽水試驗(yàn)數(shù)據(jù)表中可以看到，在巖土工程分段施工部位，如位于中砂層的控制孔區(qū)域，其地下水水位、降深深度、滲透系數(shù)數(shù)值較大，對(duì)后續(xù)的巖土基坑施工會(huì)產(chǎn)生不利影響，勘查人員在對(duì)地下水情況進(jìn)行全面細(xì)致分析后，在巖土工程基坑施工方案中，確定了沖孔灌注樁的樁基施工技術(shù)方案，并借助超前鉆探的方式，對(duì)巖土工程樁基的持力層進(jìn)行勘查。而在基坑開挖施工方案及邊坡支護(hù)施工方案中，著重對(duì)本巖土工程中存在的砂土、粉土、風(fēng)化巖等部位進(jìn)行地下連續(xù)墻及預(yù)應(yīng)力墻的支護(hù)施工，在基坑的開挖深度上設(shè)置為最佳的20m，為避免巖土工程發(fā)生土體蠕變及開裂，勘查人員在勘查報(bào)告中注明，應(yīng)在巖土工程樁墻的外圍設(shè)置止水樁，如高壓旋噴樁，使止水樁可以連接及貫通中砂層及粉砂層。在樁墻的設(shè)置深度、大小、錨桿支護(hù)的直徑、斜度、間距等數(shù)據(jù)的確定上，根據(jù)巖土深度大小及地下水水壓壓力等要素加以確定，從而使巖土工程的基坑施工做到了高效、安全。在該巖土工程的基坑開挖施工時(shí)，施工技術(shù)人員根據(jù)水文地質(zhì)勘查成果，設(shè)置了排水溝、集水井、降水井等，以做到對(duì)巖土土體含水量的實(shí)時(shí)控制。

4 結(jié)語

綜上所述，水文地質(zhì)在巖石工程勘查中的重要作用更是不可忽視。水文地質(zhì)條件會(huì)對(duì)巖土工程建設(shè)產(chǎn)生不良影響，因此必須結(jié)合工程實(shí)際情況選用勘查技術(shù)對(duì)水文地質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)勘查測(cè)量，并進(jìn)行認(rèn)真評(píng)價(jià)分析，提升巖土工程項(xiàng)目建設(shè)效果。

[1]楊峰.巖土工程勘查中關(guān)于水文地質(zhì)問題的相關(guān)研究[J].城市地理，2014（14）：39～40.

[2]郭勇軍.巖土工程勘查工作中水文地質(zhì)問題探析[J].科技傳播，2014（07）：288～289.

[3]王科以.論水文地質(zhì)巖土工程勘查設(shè)計(jì)與施工[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（09）：296.

TU42

A

1004-7344（2016）16-0164-02

2016-5-7

王靈玨（1990-），男，助理工程師，本科，主要從事水工環(huán)等工作。