艾力江·沙吾提

(新疆喀什地區(qū)水利水電勘測設(shè)計院，新疆喀什844000)

水文地質(zhì)是一門綜合性的地理科學(xué)，主要是深入性地研究地下水的形成、分布、規(guī)律等內(nèi)容，從多個角度反映某個地區(qū)的地質(zhì)狀況。由于水文地質(zhì)運動的不規(guī)律性，地下水常會給地面建筑物造成諸多病害，減弱了建筑結(jié)構(gòu)的耐久性。從工程地質(zhì)勘查中分析地下水運動，有助于施工作業(yè)的科學(xué)開展。

1 地下水研究的現(xiàn)狀

水文地質(zhì)指自然界中地下水的各種變化和運動的現(xiàn)象。水文地質(zhì)學(xué)是研究地下水的科學(xué)，主要研究地下水的分布和形成規(guī)律，地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分，地下水資源及其合理利用，地下水對工程建設(shè)和礦山開采的不利影響及其防治等。近年來，我國地質(zhì)專家充分考慮了新疆地區(qū)的特殊地理條件，對其水文地質(zhì)運動情況進(jìn)行了多方面的對比，最終以新疆地區(qū)的實際情況，分析出地下水運動的利弊特點:

1)優(yōu)點。①分布廣泛，便于就地開采使用;②潔凈、不易被污染，水質(zhì)普遍較優(yōu)，能夠循環(huán)供給，如圖1;③不占用地表空間，在地質(zhì)層結(jié)構(gòu)中能夠靈活地運轉(zhuǎn);④動態(tài)比較穩(wěn)定，極少受外界因素干擾;⑤供水量受氣候變化影響較小，具有較大到調(diào)蓄能力等［1］。

圖1 水循環(huán)示意圖

2)缺點。①不合理的灌溉可造成次生鹽堿化;②過量開采，可造成:在沿海地區(qū)，海水入侵，水質(zhì)惡化;地面沉降，使區(qū)內(nèi)建筑物失去穩(wěn)定;不同含水層之間誘發(fā)水力聯(lián)系，產(chǎn)生水的混合作用，使水質(zhì)惡化;巖溶區(qū)地面塌陷;③其它，如礦坑涌水、基礎(chǔ)及邊坡的穩(wěn)定問題等。

2 水文地質(zhì)運用對建筑工程危害

新城市及農(nóng)村建設(shè)活動中大量建筑工程正廣泛地實施，推動了新疆地區(qū)的改革發(fā)展。另一方面，長期地質(zhì)勘察發(fā)現(xiàn)水文地質(zhì)運動產(chǎn)生的不利危害，尤其是在劇烈性的地下水運動條件下，地面建筑施工常會處于不穩(wěn)定狀態(tài)，筑造物結(jié)構(gòu)的耐久性、穩(wěn)定性、抗壓性等綜合能力都有所減弱。就新疆地區(qū)近年來的工程建設(shè)情況看，以地下水為主要水文地質(zhì)運動造成的不利影響有如下4點:

1)耐久性。地下水是貯存于包氣帶以下地層空隙，包括巖石孔隙、裂隙和溶洞之中的水。特殊季節(jié)環(huán)境下，地下水運動會遇到強烈的水流沖蝕，巖石孔隙中水分含量持續(xù)增加，滲透于巖石層面。這種現(xiàn)象產(chǎn)生的結(jié)果:巖石層黏合度減小，空隙中開始出現(xiàn)裂縫且不斷地蔓延，最后造成地質(zhì)結(jié)構(gòu)失去足夠的耐久性，無法承受其它的力學(xué)荷載。這種水文地質(zhì)特點，直接對建筑物結(jié)構(gòu)的耐久性能造成破壞，建筑物難以抵抗地下水運動產(chǎn)生的沖擊力，由此出現(xiàn)了裂縫、沉降等病害。

2)穩(wěn)定性。地下水是水資源的重要組成部分，由于水量穩(wěn)定，水質(zhì)好，是農(nóng)業(yè)灌溉、工礦和城市的重要水源之一。新疆是畜牧業(yè)為主要產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的地區(qū)，無論是農(nóng)作物種植或者畜牧養(yǎng)殖都需要水資源。因人們未合理地開采利用水資源，在一定條件下，地下水的變化也會引起沼澤化、鹽漬化、滑坡、地面沉降等不利自然現(xiàn)象，此類水文地質(zhì)現(xiàn)象都會干擾到建建筑工程的穩(wěn)定性。如:地下水蓄積過多引起的沼澤化，地下土層以淤泥混合物為主，難以維持建筑物的承載要求。

3)持久性。水文地質(zhì)運動對建筑工程持久性危害的表現(xiàn)復(fù)雜，結(jié)合地質(zhì)勘察人員提供的數(shù)據(jù)資料，新疆地區(qū)約70%的工程項目均收水文運動影響。具體表現(xiàn)在2個參數(shù):①壽命參數(shù):實現(xiàn)較長的使用壽命是建筑物發(fā)揮其應(yīng)用價值的基本條件，但是在地下水運動不規(guī)律的情況下，建筑物使用壽命平均縮短2～5 a不等;②性能參數(shù):主要是針對建筑物的抗震、抗裂、抗沉降等性能而言，面對特殊水文地質(zhì)的影響，工程建筑物的性能指標(biāo)有所下降，不利于工程結(jié)構(gòu)的持續(xù)應(yīng)用。

4)污染性。從環(huán)保角度考慮，地下水異常運動也會給建筑工程造成不小的污染，影響了整個建筑區(qū)域的美觀性。如:工業(yè)廢水與生活污水的大量入滲，常常嚴(yán)重地污染地下水源，危及地下水資源。當(dāng)?shù)孛娼ㄖこ掏度胧褂闷冢廴舅磳ψ≌瑓^(qū)、商業(yè)區(qū)的綠化環(huán)境造成不利影響，既會損壞建筑內(nèi)外部結(jié)構(gòu)的組合性能，也阻礙了綠色建筑的構(gòu)建［2］。因而系統(tǒng)地研究地下水的形成和類型、地下水的運動以及與地表水、大氣水之間的相互轉(zhuǎn)換補給關(guān)系，具有重要意義。

3 根據(jù)地質(zhì)勘測處理水文病害

隨著地質(zhì)勘測技術(shù)的快速發(fā)展，建筑工程勘測、調(diào)查有了新科技方案，這些都為地下水病害處理提供了可靠的幫助。

3.1 勘測技術(shù)

計算機技術(shù)作為信息科技的典型代表，在建筑工程勘測中的應(yīng)用價值得到認(rèn)可。為計算機控制系統(tǒng)配備其它輔助技術(shù)，能從根本上解決傳統(tǒng)勘測系統(tǒng)存在的諸多問題。本次研究中，筆者提出將計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)等進(jìn)行有效組合，建立遠(yuǎn)程地質(zhì)勘測系統(tǒng)［3］。GPS定位技術(shù)具有覆蓋面廣、操作靈活、節(jié)約時間、準(zhǔn)確定位等多項優(yōu)點，將其與計算機平臺組合運用能夠提高水文地質(zhì)勘測及預(yù)報的準(zhǔn)確性，如圖2。考慮到新建筑物建造的需要，工程單位應(yīng)加強勘測系統(tǒng)及設(shè)備的更新升級，為水文地質(zhì)病害處理提供科學(xué)的引導(dǎo)。

圖2 公路邊坡地質(zhì)勘測的預(yù)報

3.2 病害處理

經(jīng)過地質(zhì)勘察環(huán)節(jié)，掌握足夠的水文地質(zhì)資料便可制定病害處理方案。必須強調(diào)，處理水文病害應(yīng)以地下水運動規(guī)律為總指導(dǎo)，嚴(yán)格遵循客觀地自然運動才能徹底解決建筑病害。現(xiàn)列舉2種常見病害的處理方式:

1)裂縫。上述介紹，地下水異常運動產(chǎn)生強烈的沖刷力，破壞建筑物基層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性而引起裂縫。裂縫處理并不能僅限于現(xiàn)有的開裂現(xiàn)象，還要根據(jù)地下水規(guī)律作出相應(yīng)的加固處理。施工單位可先用GPS技術(shù)對水文運動異常情況進(jìn)行定位，鎖定地下水頻繁活動的主要區(qū)域，由遠(yuǎn)程勘測系統(tǒng)提供地下水相關(guān)的參數(shù)指標(biāo)，再經(jīng)計算機平臺處理，綜合計算出地面建筑應(yīng)當(dāng)具備的抗沖能力 。通常，施工人員可選用高性能黏合劑對裂縫實施修補或填充，大型裂縫則要重新開鑿一小部分，再用高質(zhì)量混凝土修補處理。

2)沉降。沉降病害是建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一定幅度的下降，也是水文地質(zhì)破壞建筑工程的重要表現(xiàn)。水文地質(zhì)造成的沉降勘測，要借助使用相應(yīng)的勘測儀器，對沉降區(qū)域的病害程度進(jìn)行勘測。地質(zhì)勘測儀器先確定建筑物與地表平面的沉降量大小，從階層結(jié)構(gòu)開始設(shè)計地基加固方案。比較常見的處理方法:一是灌漿法，先抽出地下層過多聚集的水資源，再向建筑物基層灌入水泥砂漿，使其充分凝固以增強穩(wěn)定性;二是加固法，地基加固方法種類較多，不同沉降病害的加固措施也不同。一般可設(shè)置鋼筋網(wǎng)或鋼筋混凝土作為支撐結(jié)構(gòu)，對建筑基層實施加固。

總之，建筑工程本質(zhì)上是對地質(zhì)環(huán)境的改造利用，選擇合適的工程材料筑造出建筑物體，為工業(yè)生產(chǎn)及個人居住創(chuàng)造足夠的空間?；诠こ痰刭|(zhì)勘察結(jié)果，應(yīng)綜合性地分析水文地質(zhì)變化規(guī)律，設(shè)計切實可行的地質(zhì)病害處理方案，以確保建筑工程結(jié)構(gòu)的全面發(fā)揮。

［1］宋靜文.常見水文地質(zhì)病害及處理方法［J］.安徽地質(zhì)，2011，24(10):32-34.

［2］張克柱.建筑工程地質(zhì)勘測中水文運動規(guī)律的分析［J］.地質(zhì)科學(xué)，2011，30(16):54-56.

［3］候在平.基于計算機平臺的工程勘測結(jié)果研究［J］.山西建筑科技，2010，16(12):19-21.

［4］王軍.新時期建筑工程裂縫病害處理的措施［J］.中國科技信息，2009，27(15):22-24.