工程地質(zhì)勘查中水文地質(zhì)若干問(wèn)題的探討

趙建華

【摘要】在所有的地質(zhì)勘察中，水文地質(zhì)問(wèn)題一直是一個(gè)容易被工程界所忽視的問(wèn)題，由于缺乏足夠的認(rèn)知，導(dǎo)致地下水引起的各種建筑物安全事故時(shí)有發(fā)生，因此水文地質(zhì)勘察對(duì)于評(píng)估建筑物地基基礎(chǔ)有著重要的作用，本文就工程地質(zhì)勘察中的若干水文地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行探討，對(duì)水文勘察的要點(diǎn)，水文地質(zhì)的評(píng)價(jià)內(nèi)容進(jìn)行分析，為工程建設(shè)設(shè)計(jì)和施工提供準(zhǔn)確的水文資料，從而避免地下水帶來(lái)的工程隱患。

【關(guān)鍵詞】地質(zhì)勘查水文條件地下水安全

在工程勘察設(shè)計(jì)中，對(duì)地質(zhì)條件的勘察評(píng)價(jià)是必不可少的環(huán)節(jié)，不僅要求對(duì)相關(guān)巖土地質(zhì)進(jìn)行研究，還要查明與巖土相關(guān)的水文條件，評(píng)價(jià)地下水可能帶來(lái)的影響，提出對(duì)不良水文地質(zhì)條件的預(yù)防措施，從而為工程建設(shè)設(shè)計(jì)和施工提供準(zhǔn)確的水文資料，避免地下水帶來(lái)的工程隱患。本文主要分析工程地質(zhì)勘察中的水文地質(zhì)評(píng)價(jià)內(nèi)容、巖土的水理性質(zhì)以及地質(zhì)勘查中水文地質(zhì)問(wèn)題應(yīng)注意的事項(xiàng)。

1.水文地質(zhì)的評(píng)價(jià)內(nèi)容

在大量的工程實(shí)踐當(dāng)中，時(shí)常發(fā)生因水文地質(zhì)勘查問(wèn)題而造成的建筑物開(kāi)裂和基礎(chǔ)沉降問(wèn)題，可見(jiàn)水文地質(zhì)問(wèn)題對(duì)于保障工程建設(shè)安全具有重要的意義。因而地質(zhì)勘查中需要對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行有效的評(píng)價(jià)，主要的內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：

第一，水文地質(zhì)的評(píng)價(jià)需要結(jié)合場(chǎng)地條件和建筑物的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)內(nèi)容，綜合判斷地基條件，為地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和地基處理提供相應(yīng)的水文資料。

第二，應(yīng)從地下水條件對(duì)建筑物可能帶來(lái)的影響和損害著重進(jìn)行評(píng)價(jià)，形成地質(zhì)條件報(bào)告，對(duì)預(yù)測(cè)的水文地質(zhì)造成的安全隱患條件采取措施防治。

第三，水文地質(zhì)條件除了勘查原有的地質(zhì)條件下的地下水情況之外，還要考慮到后期的人為活動(dòng)、工程施工導(dǎo)致的地下水環(huán)境的變化，從動(dòng)態(tài)角度判斷水文條件對(duì)工程的具體作用和影響。

第四，從建設(shè)工程施工的角度出發(fā)，需要結(jié)合地下水的主要影響，重點(diǎn)找出在不同的水文地質(zhì)環(huán)境下的重點(diǎn)評(píng)價(jià)內(nèi)容，例如對(duì)于長(zhǎng)期埋置在地下水位以下的基礎(chǔ)部分，要重點(diǎn)評(píng)價(jià)建筑物基礎(chǔ)的耐久性。地基條件為巖土體時(shí)，對(duì)以這一類(lèi)土體為地基的工程項(xiàng)目要重點(diǎn)評(píng)價(jià)由于水位條件造成的巖土體的軟化、崩解、脹縮等變化，對(duì)于軟土地基下的建筑物，要重點(diǎn)評(píng)價(jià)可能發(fā)生的流砂以及管涌問(wèn)題。當(dāng)工程建設(shè)地基有著明顯的承壓含水層，則需要在基坑施工中考慮到承壓水的沖壓作用，對(duì)基礎(chǔ)的底板要進(jìn)行抗承壓水沖壓能力的評(píng)價(jià)。如果基坑施工在地下水以下，則要考慮到土體的沉降問(wèn)題以及基坑的變形問(wèn)題，需要針對(duì)性的進(jìn)行滲透性和富水性試驗(yàn)，評(píng)價(jià)邊坡穩(wěn)定、基坑穩(wěn)定等問(wèn)題。

2.巖土體的水理性質(zhì)

水理性質(zhì)主要包括了透水性、崩解性、軟化性、給水性、脹縮性等，本質(zhì)上水理性質(zhì)是巖土體在地下水作用下產(chǎn)生的具有水理特征的性質(zhì)，當(dāng)巖土體在地下水侵蝕的環(huán)境下，容易發(fā)生強(qiáng)度和剛度上的變化，從而對(duì)地上部分的建筑物和構(gòu)筑物產(chǎn)生影響，嚴(yán)重的將引發(fā)工程安全問(wèn)題。下面對(duì)巖土體的水理性質(zhì)的測(cè)試進(jìn)行描述，通常由以下方法：

第一，透水性是指水透過(guò)巖土的性能，透水性和巖土體的松散程度、顆粒級(jí)配條件有關(guān)，巖土體越松散、顆粒越大，透水性越好，反之巖土體越緊密，顆粒較小，縫隙較小，則透水性較差。工程實(shí)踐中透水性主要由滲透系數(shù)來(lái)反映，而滲透系數(shù)則需要依靠土體的抽水試驗(yàn)獲取。根據(jù)透水性的條件，巖土可分為透水巖土、半透水巖土和不透水巖土。透水性越大，給建筑帶來(lái)的影響就越大。

第二，崩解性。通常巖土體在靜水條件下，由于水的浸入，土體之間的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，土體的剛度和強(qiáng)度發(fā)生了變化使得土體發(fā)生崩散解體。崩解性的影響因素較多，巖土體的顆粒大小、巖土體結(jié)構(gòu)以及巖土體主要的成分都會(huì)影響到崩解性，例如石英石崩解呈裂開(kāi)的方式，殘積土崩解呈散開(kāi)的方式。巖土體的崩解會(huì)對(duì)建筑物地基產(chǎn)生較大的不良影響。

第三，巖土體長(zhǎng)期在地下水環(huán)境中，強(qiáng)度明顯下降，這就是軟化性的表現(xiàn)。軟化性主要通過(guò)軟化系數(shù)來(lái)量化，主要反映出巖土體耐水和耐壓性，一般頁(yè)巖和泥巖以及粘性土層容易發(fā)生軟化性。軟化性是引發(fā)地基沉降的因素之一，土體的強(qiáng)度降低，地基基礎(chǔ)則發(fā)生豎向沉降，土體軟化不均勻引發(fā)不均勻沉降還會(huì)引發(fā)建筑物的開(kāi)裂。

第四，脹縮性。所謂巖土的脹縮性是指巖土在受到地下水的作用后，其體積會(huì)逐漸增大，而當(dāng)巖土的水分流失時(shí)，其體積又會(huì)變小的能力。

3.地質(zhì)勘查中水文地質(zhì)問(wèn)題的注意事項(xiàng)

第一，地下水位情況，對(duì)地下水的分析應(yīng)考慮到如下問(wèn)題：地下水位的變化趨勢(shì)，地下水的補(bǔ)給條件，地下水位的最高位表現(xiàn)，地下水和地表水之間的補(bǔ)給關(guān)系。地下水位的變化對(duì)建筑物的影響巨大，若在壓縮層范圍內(nèi)，會(huì)造成地基條件惡化，地基基礎(chǔ)強(qiáng)度降低，引發(fā)建筑物的沉降和開(kāi)裂。而地下水位的變化較大時(shí)，會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的地裂問(wèn)題，進(jìn)而對(duì)建筑物產(chǎn)生損傷，甚至發(fā)生坍塌問(wèn)題，近年來(lái)時(shí)常有地面地陷問(wèn)題，都是由于地下水位變化引起的。

第二，含隔水層的情況。研究含水層的深度、厚度，以及含水層的實(shí)際分布情況。分析該區(qū)域的地下水賦存及滲透的影響；分析該區(qū)域的地層滲透系數(shù)；分析對(duì)建筑材料的腐蝕情況等等。

第三，水文地質(zhì)測(cè)定參數(shù)的準(zhǔn)確性。采用幾何法來(lái)測(cè)定地下水的流向。地下水的水位測(cè)量要精確，判定是多層含水層還是靜止的水位，兩者要有區(qū)別，靜止水位下，需要在穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行測(cè)量，而多層含水層需要隔離后進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于壓水實(shí)驗(yàn)要結(jié)合地質(zhì)鉆孔資料進(jìn)行，結(jié)合實(shí)際的地質(zhì)條件確定試驗(yàn)段的劃分和試驗(yàn)孔的確定。其他參數(shù)如最大壓力、起始?jí)毫?、試?yàn)壓力基數(shù)也要結(jié)合工程需求測(cè)定，計(jì)算試驗(yàn)段的透水率，最終確定反映壓力與流量關(guān)系的p-Q曲線(xiàn)類(lèi)型。

4.結(jié)語(yǔ)

水文地質(zhì)勘察是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，為保證工程建設(shè)順利開(kāi)展提供了準(zhǔn)確的水位地質(zhì)資料，對(duì)建筑物的潛在問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè)和判斷，提前采取預(yù)防措施?？偠灾?，水文地質(zhì)工作在建筑物持力層選擇、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、工程地質(zhì)災(zāi)害防治等方面都起著重要的作用，因此在工程實(shí)踐中應(yīng)當(dāng)重視水文地質(zhì)勘查工作。

參考文獻(xiàn)：

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