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(wěn)定性和耐久性的基礎(chǔ)[1]。 因此，為了保證工程服務(wù)質(zhì)量，要在工程勘察中進(jìn)行詳細(xì)正確的工程水文地質(zhì)評(píng)估，為工程勘察的設(shè)計(jì)和實(shí)施提供參考資料。

1 由地下水引發(fā)的巖土工程危害

地下水可能對(duì)巖土工程造成威脅的兩個(gè)主要原因是地下水位的不斷變化和地下水動(dòng)態(tài)水壓的影響。

1.1 地下水波動(dòng)引起的巖土工程風(fēng)險(xiǎn)

改變地下水位有自然和人為兩個(gè)因素。 前者引起的地下水位變化是該區(qū)域的逐漸變化， 根據(jù)季節(jié)變化而發(fā)生，變化的規(guī)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(duì)巖土工程的破壞也更為嚴(yán)重[2]。

1.2 水位上升引起的巖土工程風(fēng)險(xiǎn)

導(dǎo)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(shù)水位上升是因?yàn)槎喾N因素共同作用導(dǎo)致的。水位上升會(huì)對(duì)巖土工程產(chǎn)生以下影響:特殊的巖土和土壤體的結(jié)構(gòu) （例如巖土和巖石分解）發(fā)生破裂，從而導(dǎo)致上層建筑傾倒、破裂和不穩(wěn)定[3]。

1.3 水位下降引起的巖土工程風(fēng)險(xiǎn)

人為因素是降低地下水位的主要因素。 在采礦活動(dòng)中，大量的地下水密集排水，礦物質(zhì)沉積物排水，上游水壩、修建水庫(kù)切斷下游地下水供應(yīng)等，都降低了地下水位。 如果地下水迅速下降，則可能發(fā)生地面沉降和地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害，導(dǎo)致出現(xiàn)地下水枯竭和水質(zhì)惡化等環(huán)境問(wèn)題，從而對(duì)巖土、土壤和建筑物的穩(wěn)定性以及對(duì)人類(lèi)居住環(huán)境造成極大危害。

1.4 地下水位頻繁變化對(duì)巖土工程的影響

水文條件是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)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(huì)相應(yīng)增加，從而對(duì)建筑物造成嚴(yán)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(duì)巖土的危害

如果沒(méi)有人為原因， 只是自然狀態(tài)的地下水對(duì)于巖土工程的危害并不嚴(yán)重。 相反，當(dāng)?shù)叵滤淖匀涣τ捎谌祟?lèi)活動(dòng)而變得不平衡， 并且動(dòng)水壓力作用在巖土工程上時(shí)， 會(huì)在基坑中發(fā)生諸如管道破裂的危害。

2 巖土的水理特性和測(cè)試方法

巖土的水理特性主要是指巖土與地下水接觸發(fā)生反應(yīng)時(shí)的不同特性。 針對(duì)工程項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，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(huì)導(dǎo)致巖土的自身強(qiáng)度發(fā)生改變， 或是導(dǎo)致巖土發(fā)生形變， 嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致地面建筑發(fā)生結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定現(xiàn)象[5]。

1）巖土具有軟化特性，浸入水中后會(huì)削弱巖土和土體的機(jī)械強(qiáng)度。 一般來(lái)說(shuō)，含水的巖土最大抗壓強(qiáng)度與風(fēng)干狀態(tài)下的巖土最大抗壓強(qiáng)度之比稱(chēng)為軟化系數(shù)。 軟化系數(shù)是衡量巖土抗沉和耐候性的重要指標(biāo)。 由于地下水的影響，巖層的軟夾層經(jīng)常形成薄弱的夾層。 軟化特性通常發(fā)生在黏土、泥巖、頁(yè)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(guò)巖土。

3）巖土具有崩解性，在遇水變濕時(shí)，顆粒與顆粒之間的連接減弱或破裂，導(dǎo)致土壤塌陷。 崩解所需的時(shí)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(nèi)容。 影響巖土和土壤分解的因素包括顆粒組成、礦物質(zhì)組成、巖土和土壤的結(jié)構(gòu)。 圖1是某庫(kù)區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境檢測(cè)技術(shù)路線(xiàn)圖。

圖1 技術(shù)路線(xiàn)圖

3 巖土工程中的水文地質(zhì)評(píng)估

地下水是建設(shè)項(xiàng)目基本環(huán)境中非常重要的一部分。 在傳統(tǒng)的建筑工程中，地下水對(duì)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(fù)面影響，對(duì)建設(shè)項(xiàng)目造成了一定損害，導(dǎo)致不斷發(fā)生安全事故，如異常倒塌和建筑物基礎(chǔ)倒塌等。 相關(guān)部門(mén)應(yīng)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，為建筑企業(yè)發(fā)展提供幫助[6]。

水文地質(zhì)工作主要包括以下幾個(gè)方面:

1）評(píng)估對(duì)巖土測(cè)量和施工可能產(chǎn)生的負(fù)面影響，預(yù)測(cè)對(duì)巖土測(cè)量工程的潛在危害，并作出準(zhǔn)確的判斷和采取有效的預(yù)防措施。

2）根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目，對(duì)地基類(lèi)型和與水文地質(zhì)有關(guān)的條件進(jìn)行調(diào)查和審查，并為選擇建筑地基提供有用的數(shù)據(jù)支持。

3）根據(jù)地質(zhì)和水文對(duì)建筑工程的影響，列出各種條件下巖土工程評(píng)估的要點(diǎn)。 如建筑物的地基低于地下水位，則應(yīng)評(píng)估地下增強(qiáng)水泥腐蝕程度的方向和臨界程度。 此外，建設(shè)項(xiàng)目是基于巖土、特殊黏土和軟特性的嚴(yán)重風(fēng)化。 如果巖土或殘留的土壤是建筑物的基礎(chǔ)，則應(yīng)評(píng)估上述巖土的軟化、坍塌、地下水活動(dòng)引起的土壤熱膨脹及收縮所造成的破壞。壓實(shí)層包含過(guò)飽和的松散粉狀土壤和細(xì)砂。 進(jìn)行評(píng)估時(shí)，應(yīng)作出有效的預(yù)測(cè)和實(shí)施，并應(yīng)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(yù)防措施。 如果建筑物的基坑低于地下水位，可以通過(guò)豐度和滲透性進(jìn)行測(cè)試。 同時(shí)，由人工降雨、土壤滑坡等引起的不平衡坡度可能會(huì)對(duì)周?chē)ㄖ锂a(chǎn)生很大影響。

4 水文地質(zhì)在地質(zhì)工程、地質(zhì)勘察中的應(yīng)用分析

4.1 自然地理?xiàng)l件的調(diào)查

在巖土工程研究中，自然地理環(huán)境的調(diào)查是至關(guān)重要的，可以為將來(lái)的施工提供有利的數(shù)據(jù)支持。此外，分析施工的表面形狀、當(dāng)?shù)貧庀蟓h(huán)境、巖土和水文特征、水系統(tǒng)的地形和地形分布是對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)水文特征的全面調(diào)查。 適當(dāng)了解當(dāng)?shù)氐臏囟?、季?jié)性變化、降雨和氣候變化，為后續(xù)的工程建設(shè)提供保障。

4.2 地質(zhì)條件勘察

在短期內(nèi)，水文地質(zhì)條件相對(duì)穩(wěn)定，但外部環(huán)境和人為因素會(huì)不斷變化。 因此，需要“實(shí)時(shí)評(píng)估”，不可以復(fù)制和提取現(xiàn)有信息，需要對(duì)數(shù)據(jù)更新進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查和評(píng)估。①必須分析各種現(xiàn)有因素可能產(chǎn)生的影響， 并預(yù)測(cè)影響的同時(shí)提供有效的預(yù)防措施；②搜索多方數(shù)據(jù)，為調(diào)查結(jié)果的準(zhǔn)確性提供保障； ③針對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的各種巖土進(jìn)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(dāng)?shù)厍闆r。 如在研究、評(píng)估建筑工地下部土壤層的松動(dòng)情況時(shí)，發(fā)現(xiàn)土壤層松動(dòng)是由于地下水管腐蝕引起的。

總的來(lái)說(shuō)，應(yīng)該對(duì)建筑施工的巖土進(jìn)行認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)、全面、深入的研究，以便為巖土工程項(xiàng)目創(chuàng)造良好的施工基礎(chǔ)和環(huán)境。

4.3 地下水位調(diào)查

由于現(xiàn)代工業(yè)的迅猛發(fā)展，亂砍亂伐現(xiàn)象逐漸加重，對(duì)自然生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重危害，破壞了環(huán)境生態(tài)平衡，工業(yè)發(fā)展產(chǎn)生的污水和廢水為地下水帶來(lái)極其嚴(yán)重的危害，也出現(xiàn)了建筑物下沉或使整個(gè)建筑物變形的問(wèn)題。 因此，有必要在測(cè)量過(guò)程中對(duì)地下水的實(shí)際情況進(jìn)行綜合分析，以盡量減少對(duì)建筑物質(zhì)量的影響，這對(duì)建筑物的施工具有重要意義。

4.4 含水層和隔水層調(diào)查

水文勘測(cè)是巖土勘測(cè)工程復(fù)雜而系統(tǒng)的工程。除了以上三個(gè)方面，還考慮了地下水的類(lèi)型、水位、地下水流向和地下水變化。 在測(cè)量含水層和隔水層時(shí)，不應(yīng)忽略測(cè)量點(diǎn)。 根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的有關(guān)水文地質(zhì)參數(shù)，調(diào)查含水層的厚度、深度和分布，可以準(zhǔn)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(zhǔn)確的預(yù)防措施。

5 結(jié)語(yǔ)

巖土工程研究是工程建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)，水文地質(zhì)是工程建設(shè)的核心，直接關(guān)系到工程建設(shè)的安全性和質(zhì)量。 因此，水文地質(zhì)問(wèn)題在施工過(guò)程中的影響和作用不容忽視，并且應(yīng)該制定科學(xué)合理的指導(dǎo)方針和政策，以防止項(xiàng)目出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，降低巖土工程建設(shè)的安全性。