徐立亮

(安徽六安工程勘察院，安徽 六安 237010)

在工程建設(shè)項(xiàng)目中，巖土工程勘察是工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)和施工的重要依據(jù)，高質(zhì)量的巖土工程勘察是保障建筑工程安全和質(zhì)量的前提。因此在建筑工程設(shè)計(jì)、施工前必須開(kāi)展專業(yè)的巖土工程勘察工作，查明擬建場(chǎng)地的巖土工程性質(zhì)、水文地質(zhì)條件等，以保障建筑物的安全穩(wěn)定。水文地質(zhì)與巖土工程關(guān)系密切，是巖土工程勘察中重要的組成部分，但在以往的巖土工程勘察中，對(duì)水文地質(zhì)工作的重視程度不夠，僅停留在地下水位、水質(zhì)等簡(jiǎn)單的勘察層面上，在水文地質(zhì)條件復(fù)雜地區(qū)易導(dǎo)致各種工程地質(zhì)問(wèn)題，對(duì)建筑工程的威脅較大[1]。因此，有必要在巖土工程勘察中加強(qiáng)對(duì)水文地質(zhì)條件的勘察和研究工作，對(duì)潛在的水文地質(zhì)問(wèn)題提出預(yù)防和處理措施，提高巖土工程勘察質(zhì)量，保證擬建建筑工程的安全穩(wěn)定，促進(jìn)巖土工程勘察行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

1 巖土工程及水文地質(zhì)勘察概述

1.1 巖土工程勘察

巖土工程勘察是根據(jù)擬建工程的實(shí)際需求，查明場(chǎng)地的巖土工程條件，分析評(píng)價(jià)場(chǎng)地的環(huán)境和地質(zhì)特征，最終編制巖土工程勘察報(bào)告的過(guò)程?？辈斓哪康氖峭ㄟ^(guò)現(xiàn)場(chǎng)鉆探、測(cè)試和取樣等工作，研究場(chǎng)地的地質(zhì)條件，分析建筑工程對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響，確定地基巖土體的承載力參數(shù)，為地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工提供依據(jù)[2]?？辈斓闹饕蝿?wù)是查明場(chǎng)地的地形地貌、氣象水文、場(chǎng)地構(gòu)造、巖土層時(shí)代成因、土質(zhì)類型及其埋藏分布情況和地下水類型、水質(zhì)及埋深、分布與變化情況等，給出巖土體的物理力學(xué)參數(shù)，研究擬建區(qū)的崩塌、滑坡、泥石流、巖溶塌陷等不良地質(zhì)體，綜合評(píng)價(jià)場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件。

1.2 水文地質(zhì)勘察

水文地質(zhì)勘察是為了查明擬建場(chǎng)地的水文地質(zhì)條件而進(jìn)行的水文地質(zhì)調(diào)查和研究工作，其目的主要是了解地下水的成因、埋藏分布條件及其徑流運(yùn)動(dòng)規(guī)律，主要研究地下水在全年不同時(shí)期的水位變化、地下水流動(dòng)方向、地下水化學(xué)成分變化等情況，研究地下水對(duì)巖土工程的作用及危害，分析地下水在建筑工程施工過(guò)程中和使用過(guò)程中對(duì)其產(chǎn)生的影響和變化，并提出科學(xué)可行的防治處理措施。因此，勘察人員加強(qiáng)對(duì)擬建場(chǎng)地水文地質(zhì)條件的研究，分析其對(duì)工程可能產(chǎn)生的影響，對(duì)不利于工程建設(shè)的情況提出科學(xué)有效的解決措施，提高巖土工程勘察質(zhì)量，為建筑工程設(shè)計(jì)和施工提供支撐。

1.3 水文地質(zhì)在巖土工程勘察中的重要性

水文地質(zhì)勘察是巖土工程勘察中重要的組成部分，具有十分關(guān)鍵的作用，若水文地質(zhì)勘察工作不到位，會(huì)嚴(yán)重影響巖土工程勘察質(zhì)量，為后續(xù)的工程設(shè)計(jì)和施工留下安全隱患，可能會(huì)造成擬建工程的整體質(zhì)量降低、部分建筑物開(kāi)裂、基坑失穩(wěn)及突涌水等不良地質(zhì)問(wèn)題。因此，在實(shí)際的巖土工程勘察中，必須要意識(shí)到水文地質(zhì)勘察的重要性，結(jié)合場(chǎng)地實(shí)際情況加強(qiáng)水文地質(zhì)勘察工作，研究地下水對(duì)擬建建筑物施工和使用中可能產(chǎn)生的影響，提出有效可行的解決措施，盡量避免地下水對(duì)建筑工程產(chǎn)生的不良影響，保障建筑工程設(shè)計(jì)和施工的順利進(jìn)行。

2 巖土工程中存在的水文地質(zhì)問(wèn)題

2.1 地下水對(duì)滲透變形的影響

地下水對(duì)土體的滲透變形主要分為流土、管涌、接觸沖刷和接觸流失等，流土和管涌在巖土層比較單一的地基中比較常見(jiàn)，接觸沖刷和接觸流失在多層巖土體的地基中比較常見(jiàn)。流土是巖土體在地下水向上滲流作用下，局部土體出現(xiàn)隆起、頂穿或流失的情況，流土破壞發(fā)生時(shí)間極短，對(duì)巖土工程的危害很大。管涌是土體中的細(xì)顆粒在地下水滲流作用下，沿著粗顆粒通道被地下水帶走，逐漸形成大的通道，導(dǎo)致地基、坡體等失穩(wěn)的現(xiàn)象(圖1)。管涌破壞是漸變過(guò)程，而且需要滿足一定的條件，在工程中可以破壞其形成條件來(lái)杜絕管涌破壞。接觸沖刷是地下水滲流在兩種不同土層的接觸面流動(dòng)時(shí)，沿層面帶走細(xì)顆粒的現(xiàn)象。接觸流失是地下水滲流方向垂直于滲透系數(shù)相差較大的兩相鄰?fù)翆恿鲃?dòng)時(shí)，將其中滲透系數(shù)較小的土顆粒帶入滲透系數(shù)較大的土層中的現(xiàn)象。另外基坑突涌也屬于地下水滲透變形的一種，是基坑在開(kāi)挖過(guò)程中承壓水頭頂裂基坑地板造成的突涌現(xiàn)象。地下水對(duì)巖土體的滲透變形是堤壩、基坑、邊坡失穩(wěn)的主要原因，在巖土工程勘察和設(shè)計(jì)中要引起足夠的重視，進(jìn)而采取科學(xué)有效的措施防止?jié)B透變形的發(fā)生。

圖1 管涌破壞示意圖

2.2 地下水對(duì)邊坡和基坑工程的影響

地下水對(duì)邊坡和基坑工程的穩(wěn)定性有一定的影響，例如地下水對(duì)基坑或邊坡的巖土體有軟化作用，會(huì)降低其巖土體的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)；使錨桿或土釘與土體的抗拔力降低；對(duì)施工可能造成困難，發(fā)生流土、管涌或基坑隆起等破壞，威脅支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全；降水施工可能造成周邊變形過(guò)大，對(duì)周邊建筑、道路和地下管線造成威脅等[3]。因此，在對(duì)邊坡和基坑工程進(jìn)行擋土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須根據(jù)其擋土結(jié)構(gòu)的高度、土的性質(zhì)和地下水的性質(zhì)等因素，考慮作用在結(jié)構(gòu)上的土壓力和水壓力，在相應(yīng)條件下按水土分算或水土合算的原則進(jìn)行計(jì)算，在可能發(fā)生滲流的區(qū)域還要考慮滲透力的作用。

2.3 地下水對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的上浮影響

地下水對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)具有浮托作用。在其巖土工程勘察中，要根據(jù)擬建場(chǎng)地內(nèi)區(qū)域氣象資料、水文地質(zhì)背景、地下水的賦存條件、補(bǔ)徑排關(guān)系、滲流規(guī)律、地下水長(zhǎng)期觀測(cè)資料等信息，來(lái)預(yù)測(cè)擬建建筑物運(yùn)營(yíng)期間內(nèi)的最高地下水位，作為抗浮設(shè)防水位，然后根據(jù)抗浮水位按照規(guī)范要求或地區(qū)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性驗(yàn)算。例如在巖土工程勘察規(guī)范中規(guī)定，對(duì)地基基礎(chǔ)、地下結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮最不利組合情況下，地下水對(duì)結(jié)構(gòu)物的上浮作用，原則上應(yīng)按設(shè)計(jì)水位計(jì)算浮力，對(duì)節(jié)理不發(fā)育的巖石和黏土在有地方經(jīng)驗(yàn)或?qū)崪y(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行確定；當(dāng)存在地下水滲透時(shí)，地下水的水頭和作用宜通過(guò)滲透計(jì)算進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。

2.4 工程降水對(duì)周邊環(huán)境的影響

對(duì)受地下水影響工程正常施工和使用的項(xiàng)目，需要對(duì)其進(jìn)行工程降水。工程降水要結(jié)合項(xiàng)目周邊環(huán)境情況，選擇最優(yōu)最佳的降水方案，合理布置降水井，選擇恰當(dāng)?shù)慕邓椒?，確保均勻出水，防止工程降水產(chǎn)生不良地質(zhì)問(wèn)題。當(dāng)工程降水可能對(duì)周邊引起較大的變形等不良情況時(shí)，應(yīng)在降水場(chǎng)地外圍設(shè)置隔水帷幕，視情況需要設(shè)置回灌系統(tǒng)，以減少降水影響范圍，保護(hù)場(chǎng)地周邊建筑物、道路和地下管線等。

3 應(yīng)對(duì)巖土工程中水文地質(zhì)問(wèn)題的策略

3.1 規(guī)范巖土工程勘察工作

在巖土工程勘察行業(yè)中，我國(guó)已建立完善的法律法規(guī)體系和相應(yīng)的工作制度，其對(duì)巖土工程勘察的目標(biāo)、任務(wù)、勘察及評(píng)價(jià)方法等都作出了明確的規(guī)定。在具體的操作過(guò)程中，勘察人員應(yīng)以高度的責(zé)任心和積極的工作態(tài)度對(duì)待自身巖土工程勘察工作，收集勘察場(chǎng)地的地形地質(zhì)資料，了解建筑物的分布特征及用途等，及時(shí)與設(shè)計(jì)人員充分溝通交流，結(jié)合擬建工程的實(shí)際情況，嚴(yán)格按照規(guī)范的要求進(jìn)行勘察、取樣和試驗(yàn)工作，編寫巖土工程勘察成果，以提高巖土工程勘察質(zhì)量，進(jìn)而保障巖土工程勘察的合理性及準(zhǔn)確性。

3.2 加強(qiáng)水文地質(zhì)勘察意識(shí)

在巖土工程勘察中，勘察人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)水文地質(zhì)勘察意識(shí)。在勘查前對(duì)場(chǎng)地區(qū)域的水文地質(zhì)資料進(jìn)行收集整理，在勘查過(guò)程中對(duì)場(chǎng)地實(shí)際水文地質(zhì)情況進(jìn)行對(duì)比分析，研究地下水水位、流向及分布范圍等問(wèn)題[4]，查明場(chǎng)地的地下水埋藏條件，掌握詳細(xì)、可靠的地下水變化幅度及規(guī)律，分析評(píng)估地下水對(duì)滲透變形、邊坡或基坑、基礎(chǔ)抗浮等方面的影響，根據(jù)實(shí)際情況提出可行的有效防治措施，以保證巖土體的穩(wěn)定性和工程設(shè)計(jì)方案的合理性。

3.3 加強(qiáng)對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題的分析評(píng)價(jià)

在巖土工程勘察中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題的分析評(píng)價(jià)，有針對(duì)性地提出相應(yīng)的科學(xué)有效的防治措施，減少水文地質(zhì)問(wèn)題對(duì)擬建工程的不利影響。例如地下水對(duì)巖土體物理力學(xué)性質(zhì)的不利影響；地下水對(duì)鋼筋混凝土的腐蝕性分析；加強(qiáng)對(duì)風(fēng)化巖、膨脹土、軟弱巖石等不良巖土體的評(píng)價(jià)和防治[5]；對(duì)有粉細(xì)砂、粉土的地區(qū)的流沙、管涌可能性進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施；評(píng)價(jià)承壓水對(duì)基坑的影響和破壞；分析在采取工程降水時(shí)可能引起基坑周邊建筑物、道路和地下管線等變形問(wèn)題和對(duì)基坑、邊坡的穩(wěn)定性的影響等。

3.4 提高勘察技術(shù)人員的技術(shù)水平

目前從業(yè)的巖土工程勘察人員的專業(yè)技術(shù)水平參差不齊，部分從業(yè)人員的綜合素質(zhì)較低，對(duì)巖土工程勘察、水文地質(zhì)勘察的認(rèn)識(shí)程度不夠，也缺乏相應(yīng)的理論支撐。因此，有必要加強(qiáng)和組織勘察人員對(duì)新規(guī)范、新知識(shí)、新技術(shù)的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，提高勘察技術(shù)人員的理論基礎(chǔ)、技術(shù)水平和責(zé)任意識(shí)。在實(shí)際勘察過(guò)程中嚴(yán)格按照規(guī)范要求操作，保障勘察工作的順利進(jìn)行，進(jìn)而提升巖土工程勘察的效率和質(zhì)量。

4 結(jié)束語(yǔ)

巖土工程勘察在建設(shè)工程中發(fā)揮著重要的作用，是工程建設(shè)的排頭兵。水文地質(zhì)勘察是巖土工程勘察的重要內(nèi)容，對(duì)建筑工程的安全和穩(wěn)定十分關(guān)鍵。在實(shí)際巖土工程勘察中，應(yīng)提高水文地質(zhì)勘察意識(shí)，加強(qiáng)水文地質(zhì)勘察工作，分析擬建工程區(qū)域地下水對(duì)工程的影響，提出科學(xué)有效的防治措施，減少水文地質(zhì)問(wèn)題對(duì)工程的不利影響，提高巖土工程勘察質(zhì)量，從而促進(jìn)巖土工程行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。