王妮妮

（山東海岳環(huán)境科技股份有限公司 山東煙臺(tái) 264000）

巖土工程在建筑物持力層、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等方面具有重要價(jià)值，需對(duì)其高度重視。伴隨工程地質(zhì)勘查不斷發(fā)展及進(jìn)步，人類(lèi)活動(dòng)范圍不斷擴(kuò)大，地下水處于動(dòng)態(tài)化變更中，其多方面變化對(duì)工程建設(shè)造成影響，需積極掌握其相關(guān)資料，作為工程勘查的核心內(nèi)容，為工程建設(shè)提供保證。

1 水文地質(zhì)評(píng)價(jià)內(nèi)容

開(kāi)展地質(zhì)工程勘查，核心目的在于對(duì)工程施工造成影響因素進(jìn)行排除，即對(duì)地質(zhì)構(gòu)造等全方位勘查，結(jié)合建筑特征，估測(cè)地質(zhì)環(huán)境與建筑物作用方式規(guī)模等，進(jìn)一步保證建筑物后續(xù)運(yùn)營(yíng)可靠性。在地質(zhì)工程勘察中，水文地質(zhì)勘查是一項(xiàng)綜合性、復(fù)雜性工作，在實(shí)際工作開(kāi)展過(guò)程中，需做好以下內(nèi)容評(píng)價(jià)。

（1）掌握施工區(qū)域內(nèi)周邊地下水含量相關(guān)資料，并以此為基礎(chǔ)，全方位分析地下水是否對(duì)施工造成干擾，進(jìn)行精準(zhǔn)性判定，該過(guò)程中勘查數(shù)據(jù)完整性及可靠性對(duì)后續(xù)工程施工安全十分關(guān)鍵。施工中會(huì)產(chǎn)生大量廢水、廢渣，對(duì)地下水質(zhì)量造成干擾，進(jìn)一步削弱工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，降低工程質(zhì)量安全性。

（2）應(yīng)掌握施工區(qū)域內(nèi)巖土地層實(shí)際構(gòu)成，對(duì)其易產(chǎn)生的施工影響因素進(jìn)行分析，水文地質(zhì)勘查人員需明確其帶來(lái)各方面的危害，有目的性地采取解決措施。分析巖土底層實(shí)際核心構(gòu)成時(shí)，綜合性考量地下水特征規(guī)律、活動(dòng)范圍等，掌握地下水對(duì)巖土實(shí)際干擾狀況，保證水文地質(zhì)不會(huì)對(duì)工程施工質(zhì)量造成干擾。

（3）為確保工程施工可靠性，需對(duì)工程地下水不良影響進(jìn)行分析，且需基于各類(lèi)地質(zhì)條件制訂施工方案。選取軟質(zhì)巖石、強(qiáng)風(fēng)化巖等為持力層工程，需將地下水活動(dòng)對(duì)巖土土體造成軟化等影響做好評(píng)估重點(diǎn)。地基范圍內(nèi)存在粉細(xì)砂，需精準(zhǔn)估測(cè)其形成的各類(lèi)不良影響風(fēng)險(xiǎn)，如管涌等。

2 巖土水理性質(zhì)

巖土與地下水相互發(fā)生的作用便為巖土水理性質(zhì)，其主要包含含水性、吸水性、軟化性等多個(gè)性質(zhì)指標(biāo)，不同指標(biāo)所呈現(xiàn)的意義不同，反映巖石實(shí)際性質(zhì)不盡相同，其主要內(nèi)涵如下。

（1）含水性。巖石的含水率主要與多個(gè)因素密切相關(guān)，與含水質(zhì)量呈正相關(guān)，與固體質(zhì)量成反比。含水率自身意義在于巖石在水作用下，其自身強(qiáng)度降低，尤其針對(duì)含有粘土礦物較多的巖石，在水作用下造成巖土出現(xiàn)變形。

（2）吸水性。巖土處于一定條件下，其實(shí)際吸收水分能力一般評(píng)定指標(biāo)包含吸水率、飽水系數(shù)。吸水率主要是指處于特定試驗(yàn)條件下，巖石吸入水實(shí)際質(zhì)量與巖石固體質(zhì)量比值。吸水率主要包含自由吸水率、飽和吸水率等，其與吸入水質(zhì)量呈正相關(guān)，與巖樣干質(zhì)量成反比，表1為常見(jiàn)巖石吸水率。飽和吸水率主要是指巖石處于高壓抑或真空條件下吸入水質(zhì)量與巖樣干質(zhì)量比值。

表1 常見(jiàn)巖石吸水率

（3）巖石的軟化性。巖石持續(xù)性在水浸泡作用下，其自身強(qiáng)度降低，便稱(chēng)為軟化性。一般衡量其自身軟化性的核心指標(biāo)為軟化系數(shù)，軟化系數(shù)與干抗壓強(qiáng)度成反比，與飽和抗壓強(qiáng)度呈正相關(guān)。軟化實(shí)際系數(shù)較小，巖石軟化性較強(qiáng)，巖土中包含大量親水和可溶性礦物。巖石軟化性與其系數(shù)成反比，一般系數(shù)超過(guò)75%，巖石軟化性較弱，工程地質(zhì)性質(zhì)優(yōu)良；軟化系數(shù)低于75%，巖石軟化性較強(qiáng)，工程地質(zhì)不佳。

（4）崩解性。巖石崩解性主要是指巖石與水相互影響下，其自身喪失一定的黏結(jié)性，最終形成徹底失去強(qiáng)度的松散物質(zhì)的性能。此種性質(zhì)產(chǎn)生主要源于可溶鹽與黏土質(zhì)膠結(jié)沉積巖，處于水化作用下進(jìn)一步促使巖石內(nèi)部結(jié)構(gòu)弱化。通常建議其表示指標(biāo)為耐崩解指數(shù)，相關(guān)規(guī)范中建議將第二次干濕循環(huán)數(shù)據(jù)作為耐崩解指數(shù)參考依據(jù)。

（5）透水性。處于特定水力差值作用下，巖石被水透過(guò)性質(zhì)，通常以滲透系數(shù)予以衡量。通常，水處于巖石中流動(dòng)與其在土體中流動(dòng)相同，滿(mǎn)足相應(yīng)的規(guī)律，其實(shí)際滲透系數(shù)、流速及水力梯度間關(guān)系如下：

U=KJ

式中：U為實(shí)際滲透流速，cm/s；K為滲透系數(shù)，cm/s；J為水力梯度。

（6）膨脹性。部分巖石遇見(jiàn)水分之后具有一定的膨脹性，尤其針對(duì)含有黏土量較高的黏土巖等，其實(shí)際膨脹性不盡相同，以自由膨脹率、膨脹力等為核心指標(biāo)。其中，膨脹力即膨脹壓力，主要是指巖石在水作用下浸濕，原有巖石所持有體積可施加的最大壓力數(shù)值；膨脹率主要是指膨脹變形量與巖石原有尺寸比值。

3 地下水引起的巖土工程危害

3.1 地下水升降變化危害

根據(jù)地下實(shí)際埋設(shè)條件的不同，地下水主要可劃分為3種類(lèi)型，即包氣帶水、潛水、承壓水，不同類(lèi)型地下水其自身特征不一。地下水受多種因素影響會(huì)出現(xiàn)升降波動(dòng)，超出標(biāo)準(zhǔn)范圍上限或低于下限數(shù)值，對(duì)巖土工程造成不利影響。地下水生降變化對(duì)工程造成的危害包含以下幾種方式。

第一，地下水水位上升。含水層結(jié)構(gòu)、巖石性質(zhì)處于動(dòng)態(tài)化變更中，以及受外界自然降水量、人為活動(dòng)干擾等，促使地下水水位上升，巖土工程中巖土土壤趨于沼澤化，以及部分巖石結(jié)構(gòu)被損傷，自身強(qiáng)度大幅度降低，從而產(chǎn)生軟化現(xiàn)象。由于上述現(xiàn)象形成，易出現(xiàn)管涌、流砂等質(zhì)量缺陷，在一定程度上影響工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

第二，地下水水位下降危害。造成地下水水位下降的核心因素源于人為活動(dòng)，如地下抽取水，此種人為操作實(shí)施過(guò)程中忽視對(duì)環(huán)境影響，造成地下水下降幅度超過(guò)最低限值，增加地面塌陷等風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)會(huì)造成水枯竭等環(huán)境問(wèn)題。

第三，地下水頻繁升降對(duì)工程影響。地下水頻繁升降對(duì)巖土工程造成不良影響，主要體現(xiàn)在巖土自身膨脹收縮嚴(yán)重，損害巖土工程。此外，其會(huì)引發(fā)巖土層中大量有機(jī)分子流失、含水孔隙變大、土質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定削弱、巖土自身承載力不足，影響巖土工程基礎(chǔ)處理［1］。

3.2 地下水位對(duì)巖土物理力學(xué)性質(zhì)影響

在工程實(shí)際勘查過(guò)程中，為掌握地下水位實(shí)際條件，其與季節(jié)呈周期性變更，降水量較多季節(jié)，水位上升；旱季，水位下降。地下水位天然變化自身特征為循序漸進(jìn)、幅度較小，為精準(zhǔn)性獲知地下水位實(shí)際位置，為后續(xù)判定其對(duì)巖土物理力學(xué)性質(zhì)干擾，需獲取其實(shí)際潛水等水位線(xiàn)圖，其主要是結(jié)合巖土工程區(qū)域內(nèi)個(gè)水文地質(zhì)點(diǎn)，處于特定時(shí)間區(qū)間內(nèi)測(cè)定潛水面實(shí)際標(biāo)高形成。通過(guò)其可明晰潛水實(shí)際流動(dòng)方向，呈現(xiàn)其與地表水相關(guān)性，確定埋藏實(shí)際深度。處于地下水以上、地下水位變動(dòng)帶和地下水位以下，具有特殊的變化規(guī)律自上而下，含水量、孔隙及承載力均處于動(dòng)態(tài)化變更中，核心因素為地下水以上部位長(zhǎng)期處于淋濾作用，其對(duì)土體顆粒造成一定的充填作用，形成完整的“硬殼層”，土體中大量有機(jī)物含量較低，土質(zhì)逐步趨于松散，結(jié)構(gòu)承載力削弱［2］。

3.3 地下水動(dòng)水壓力引起危害

動(dòng)水壓力也稱(chēng)為滲透力，水處于土體中進(jìn)行流動(dòng)，受土體一定的阻力，促使水土逐步損失，多個(gè)巖土工程中，滲透力實(shí)際數(shù)值作為影響工程可靠性核心因素。實(shí)際工程中，出流土、管涌等不良事件較多，影響工程施工安全性。若土顆粒間實(shí)際應(yīng)力為零，土顆粒懸浮在水中，其產(chǎn)生流砂核心條件為滲流水力實(shí)際坡度超過(guò)邊界坡度，一般易產(chǎn)生該不良質(zhì)量的土層條件是黏結(jié)實(shí)際含量不超過(guò)10%～15%，級(jí)配不均勻系數(shù)小于5。

4 解決水文地質(zhì)問(wèn)題對(duì)策及建議

4.1 保證水文地質(zhì)勘查計(jì)劃落實(shí)

為保證巖土工程建設(shè)可靠性，需在正式實(shí)施地質(zhì)勘查工程之前，立足水文地質(zhì)層面，分析各類(lèi)勘查問(wèn)題，制訂可行性較高的施工計(jì)劃方案，并完成各方面準(zhǔn)備工作。施工單位高度重視水文地質(zhì)勘查特征及其重要性，才可制訂相關(guān)計(jì)劃，明確實(shí)際貫徹中存在的不足，進(jìn)一步高效解決各類(lèi)實(shí)際問(wèn)題。落實(shí)勘查計(jì)劃時(shí)，需嚴(yán)格依照相關(guān)要求掌握施工區(qū)域內(nèi)地質(zhì)狀況，預(yù)先了解地下水位特征，對(duì)其開(kāi)展綜合性調(diào)查，為巖土工程開(kāi)展提供保證。計(jì)劃中，各類(lèi)數(shù)據(jù)信息需保證完整性、可靠性，制訂的計(jì)劃具有較強(qiáng)的可行性。相關(guān)技術(shù)人員完成數(shù)據(jù)整理后，為避免出現(xiàn)不良現(xiàn)象造成損失，需建立完善的應(yīng)預(yù)案，防止水文地質(zhì)問(wèn)題加?。?］。

4.2 加強(qiáng)水文地質(zhì)勘查技術(shù)應(yīng)用

水文地質(zhì)勘查過(guò)程中，合理選取技術(shù)，可為勘查成效質(zhì)量做以支撐。工程勘察過(guò)程中，需立足項(xiàng)目實(shí)際狀況，選取合適的勘查技術(shù)，嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)程實(shí)施，保證技術(shù)應(yīng)用規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。地質(zhì)勘查方式較多，各階段中均需選取合理方式開(kāi)展工作，如地質(zhì)方法、化學(xué)測(cè)量方法、地球物理測(cè)量等方式，其中，地質(zhì)方法中重砂找礦法應(yīng)用優(yōu)勢(shì)凸顯，其最為核心的環(huán)節(jié)便是取樣工作，需嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)程實(shí)施。人員作為技術(shù)應(yīng)用操作者，其自身專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)與技術(shù)應(yīng)用有效性密切相關(guān)，需加強(qiáng)技術(shù)人員培訓(xùn)工作，增強(qiáng)人員技術(shù)水平，高水平應(yīng)用勘查技術(shù)開(kāi)展水位地質(zhì)勘查工作，保證勘查質(zhì)量和效率。此外，隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，需積極將新勘查技術(shù)引入，為水文地質(zhì)勘查突破性研究提供助力，解決常見(jiàn)瓶頸，緩解水文地質(zhì)為工程帶來(lái)的不良影響［4］。

4.3 加大水文地質(zhì)勘查監(jiān)督力度

水文地質(zhì)勘查工作開(kāi)展過(guò)程中，需進(jìn)一步加大對(duì)其工作管理及監(jiān)督力度，由于其作為一項(xiàng)綜合性、專(zhuān)業(yè)性工作，對(duì)技術(shù)人員要求較高，對(duì)水文地質(zhì)勘查工作做以指導(dǎo)。針對(duì)區(qū)域內(nèi)地質(zhì)勘查監(jiān)督，監(jiān)管人員需立足實(shí)際狀況，優(yōu)化完善其監(jiān)督工作流程，保證其勘查效率及質(zhì)量。此外，可聯(lián)合應(yīng)用信息化監(jiān)督技術(shù)，提高其監(jiān)督有效性及精準(zhǔn)性，動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)水文勘查各環(huán)節(jié)，掌握水文地質(zhì)相關(guān)信息，保證工程施工可靠性。

4.4 保證地下水位正常

地下水位處于正常范圍內(nèi)，可保證工程建設(shè)質(zhì)量，若受外界因素干擾，其超過(guò)最上限值或低于下限值，均可能造成嚴(yán)重質(zhì)量缺陷，不利于工程順利實(shí)施。施工單位需積極觀測(cè)地下水位動(dòng)態(tài)變化信息，分析其是否處于合理范圍內(nèi)，匯總其變化核心特征規(guī)律，掌握影響其變化的核心因素，制定針對(duì)性解決措施，有效將地下水位處于合理范圍內(nèi)，降低水文地質(zhì)對(duì)工程施工造成的影響。同時(shí)，對(duì)地下水抽取也應(yīng)加以嚴(yán)控，以免造成地下水位過(guò)低，造成地面塌陷風(fēng)險(xiǎn)。積極應(yīng)用測(cè)試專(zhuān)業(yè)用具，保證地下水處于穩(wěn)定狀況，以免對(duì)水資源造成污染，為工程有序?qū)嵤┑於己没A(chǔ)［5］。

5 實(shí)踐案例分析

5.1 項(xiàng)目概況

該項(xiàng)目場(chǎng)地實(shí)際長(zhǎng)度為120m，最大寬度為62m，擬建場(chǎng)地現(xiàn)存在建筑物，擬建實(shí)際樓共計(jì)5棟。中間布設(shè)長(zhǎng)、寬分別為55m、18m 的主體結(jié)構(gòu)，實(shí)際形態(tài)為長(zhǎng)方形，高度初步計(jì)劃為8～10層；主樓東側(cè)布設(shè)兩幢建筑，其邊長(zhǎng)相等均為15m；門(mén)廳長(zhǎng)度、寬度分別為30m、17m；辦公樓長(zhǎng)度、寬度分別為50m、15m，高度為4層。

5.2 巖土工程勘察、地基土工程性能及地下水

場(chǎng)地區(qū)域內(nèi)I級(jí)階地傾向于前沿實(shí)際部位，整體地形較為平坦，內(nèi)部實(shí)際相對(duì)高差為2.72m，場(chǎng)地內(nèi)并無(wú)分布坡坎，其現(xiàn)下及未來(lái)不會(huì)產(chǎn)生各類(lèi)質(zhì)量缺陷，如崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。東側(cè)場(chǎng)地高度處于安全范圍內(nèi)，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的防洪堤，可阻擋相應(yīng)的洪流，但針對(duì)特大洪水仍對(duì)建筑工程構(gòu)成威脅，此外并未存在其他河流。整體層面分析其地質(zhì)環(huán)境優(yōu)良，適合工程建設(shè)。場(chǎng)地內(nèi)結(jié)構(gòu)主要為第四系內(nèi)粉土、砂土等構(gòu)成，上方0.4～1.5m 均充盈為素填土。區(qū)域內(nèi)地下水以孔隙潛水為主，在地下水影響下，圓礫為核心含水層，勘查季節(jié)正避開(kāi)雨季，其地下水埋設(shè)深度為8.8～11.1m，基本與江水水位保持一致，對(duì)工程施工不會(huì)造成嚴(yán)重影響。

5.3 基礎(chǔ)方案評(píng)價(jià)

一方面，持力層及下臥層評(píng)價(jià)。該區(qū)域內(nèi)東側(cè)布設(shè)相應(yīng)的防洪區(qū)域，但針對(duì)特大洪水仍存在一定的危險(xiǎn)，此外并無(wú)其他河流影響。根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)特征、承載力等，對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)如下：素填土自身厚度較小，埋藏深度淺，無(wú)法作為工程持力層，細(xì)砂、中砂緊密度不佳，自身強(qiáng)度無(wú)法滿(mǎn)足要求，圓礫、卵石等強(qiáng)度優(yōu)良，密實(shí)度滿(mǎn)足相關(guān)要求，其中，圓礫作為最理想的地基基礎(chǔ)持力層。

另一方面，該項(xiàng)目樁基礎(chǔ)選型過(guò)程中，由于持力層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、厚度較大，且處于地下水位上方，最終選取沉管灌注樁或人工挖孔樁，其自身經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)良。該區(qū)域內(nèi)部持力層優(yōu)良，整體施工較為便捷，無(wú)需對(duì)地基進(jìn)行處理［6-7］。

6 結(jié)語(yǔ)

工程地質(zhì)勘查中，水文地質(zhì)勘查十分關(guān)鍵，其對(duì)保證工程建設(shè)安全及質(zhì)量具有重要作用，需對(duì)其高度重視。受外界因素影響下，水文地質(zhì)發(fā)生變化，易造成工程質(zhì)量難以保證，需明確其自身重要性，采取針對(duì)性解決措施，做好水文地質(zhì)勘查。