王妮妮

（山東海岳環(huán)境科技股份有限公司 山東煙臺 264000）

巖土工程在建筑物持力層、基礎(chǔ)設(shè)計等方面具有重要價值，需對其高度重視。伴隨工程地質(zhì)勘查不斷發(fā)展及進步，人類活動范圍不斷擴大，地下水處于動態(tài)化變更中，其多方面變化對工程建設(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)評價內(nèi)容

開展地質(zhì)工程勘查，核心目的在于對工程施工造成影響因素進行排除，即對地質(zhì)構(gòu)造等全方位勘查，結(jié)合建筑特征，估測地質(zhì)環(huán)境與建筑物作用方式規(guī)模等，進一步保證建筑物后續(xù)運營可靠性。在地質(zhì)工程勘察中，水文地質(zhì)勘查是一項綜合性、復(fù)雜性工作，在實際工作開展過程中，需做好以下內(nèi)容評價。

（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施工造成干擾，進行精準(zhǔn)性判定，該過程中勘查數(shù)據(jù)完整性及可靠性對后續(xù)工程施工安全十分關(guān)鍵。施工中會產(chǎn)生大量廢水、廢渣，對地下水質(zhì)量造成干擾，進一步削弱工程基礎(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)巖土地層實際構(gòu)成，對其易產(chǎn)生的施工影響因素進行分析，水文地質(zhì)勘查人員需明確其帶來各方面的危害，有目的性地采取解決措施。分析巖土底層實際核心構(gòu)成時，綜合性考量地下水特征規(guī)律、活動范圍等，掌握地下水對巖土實際干擾狀況，保證水文地質(zhì)不會對工程施工質(zhì)量造成干擾。

（3）為確保工程施工可靠性，需對工程地下水不良影響進行分析，且需基于各類地質(zhì)條件制訂施工方案。選取軟質(zhì)巖石、強風(fēng)化巖等為持力層工程，需將地下水活動對巖土土體造成軟化等影響做好評估重點。地基范圍內(nèi)存在粉細砂，需精準(zhǔn)估測其形成的各類不良影響風(fēng)險，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，其自身強度降低，尤其針對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，其實際吸收水分能力一般評定指標(biāo)包含吸水率、飽水系數(shù)。吸水率主要是指處于特定試驗條件下，巖石吸入水實際質(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，其自身強度降低，便稱為軟化性。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)與干抗壓強度成反比，與飽和抗壓強度呈正相關(guān)。軟化實際系數(shù)較小，巖石軟化性較強，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，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，水處于巖石中流動與其在土體中流動相同，滿足相應(yīng)的規(guī)律，其實際滲透系數(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。部分巖石遇見水分之后具有一定的膨脹性，尤其針對含有黏土量較高的黏土巖等，其實際膨脹性不盡相同，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)地下實際埋設(shè)條件的不同，地下水主要可劃分為3種類型，即包氣帶水、潛水、承壓水，不同類型地下水其自身特征不一。地下水受多種因素影響會出現(xiàn)升降波動，超出標(biāo)準(zhǔn)范圍上限或低于下限數(shù)值，對巖土工程造成不利影響。地下水生降變化對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)處于動態(tài)化變更中，以及受外界自然降水量、人為活動干擾等，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，如地下抽取水，此種人為操作實施過程中忽視對環(huán)境影響，造成地下水下降幅度超過最低限值，增加地面塌陷等風(fēng)險，同時會造成水枯竭等環(huán)境問題。

第三，地下水頻繁升降對工程影響。地下水頻繁升降對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，其會引發(fā)巖土層中大量有機分子流失、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 地下水位對巖土物理力學(xué)性質(zhì)影響

在工程實際勘查過程中，為掌握地下水位實際條件，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、幅度較小，為精準(zhǔn)性獲知地下水位實際位置，為后續(xù)判定其對巖土物理力學(xué)性質(zhì)干擾，需獲取其實際潛水等水位線圖，其主要是結(jié)合巖土工程區(qū)域內(nèi)個水文地質(zhì)點，處于特定時間區(qū)間內(nèi)測定潛水面實際標(biāo)高形成。通過其可明晰潛水實際流動方向，呈現(xiàn)其與地表水相關(guān)性，確定埋藏實際深度。處于地下水以上、地下水位變動帶和地下水位以下，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態(tài)化變更中，核心因素為地下水以上部位長期處于淋濾作用，其對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 地下水動水壓力引起危害

動水壓力也稱為滲透力，水處于土體中進行流動，受土體一定的阻力，促使水土逐步損失，多個巖土工程中，滲透力實際數(shù)值作為影響工程可靠性核心因素。實際工程中，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際坡度超過邊界坡度，一般易產(chǎn)生該不良質(zhì)量的土層條件是黏結(jié)實際含量不超過10%～15%，級配不均勻系數(shù)小于5。

4 解決水文地質(zhì)問題對策及建議

4.1 保證水文地質(zhì)勘查計劃落實

為保證巖土工程建設(shè)可靠性，需在正式實施地質(zhì)勘查工程之前，立足水文地質(zhì)層面，分析各類勘查問題，制訂可行性較高的施工計劃方案，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)計劃，明確實際貫徹中存在的不足，進一步高效解決各類實際問題。落實勘查計劃時，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，對其開展綜合性調(diào)查，為巖土工程開展提供保證。計劃中，各類數(shù)據(jù)信息需保證完整性、可靠性，制訂的計劃具有較強的可行性。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)問題加劇［3］。

4.2 加強水文地質(zhì)勘查技術(shù)應(yīng)用

水文地質(zhì)勘查過程中，合理選取技術(shù)，可為勘查成效質(zhì)量做以支撐。工程勘察過程中，需立足項目實際狀況，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展工作，如地質(zhì)方法、化學(xué)測量方法、地球物理測量等方式，其中，地質(zhì)方法中重砂找礦法應(yīng)用優(yōu)勢凸顯，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)程實施。人員作為技術(shù)應(yīng)用操作者，其自身專業(yè)素養(yǎng)與技術(shù)應(yīng)用有效性密切相關(guān)，需加強技術(shù)人員培訓(xùn)工作，增強人員技術(shù)水平，高水平應(yīng)用勘查技術(shù)開展水位地質(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，解決常見瓶頸，緩解水文地質(zhì)為工程帶來的不良影響［4］。

4.3 加大水文地質(zhì)勘查監(jiān)督力度

水文地質(zhì)勘查工作開展過程中，需進一步加大對其工作管理及監(jiān)督力度，由于其作為一項綜合性、專業(yè)性工作，對技術(shù)人員要求較高，對水文地質(zhì)勘查工作做以指導(dǎo)。針對區(qū)域內(nèi)地質(zhì)勘查監(jiān)督，監(jiān)管人員需立足實際狀況，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，動態(tài)化監(jiān)測水文勘查各環(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，不利于工程順利實施。施工單位需積極觀測地下水位動態(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)對工程施工造成的影響。同時，對地下水抽取也應(yīng)加以嚴(yán)控，以免造成地下水位過低，造成地面塌陷風(fēng)險。積極應(yīng)用測試專業(yè)用具，保證地下水處于穩(wěn)定狀況，以免對水資源造成污染，為工程有序?qū)嵤┑於己没A(chǔ)［5］。

5 實踐案例分析

5.1 項目概況

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

場地區(qū)域內(nèi)I級階地傾向于前沿實際部位，整體地形較為平坦，內(nèi)部實際相對高差為2.72m，場地內(nèi)并無分布坡坎，其現(xiàn)下及未來不會產(chǎn)生各類質(zhì)量缺陷，如崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。東側(cè)場地高度處于安全范圍內(nèi)，并設(shè)計相應(yīng)的防洪堤，可阻擋相應(yīng)的洪流，但針對特大洪水仍對建筑工程構(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，對工程施工不會造成嚴(yán)重影響。

5.3 基礎(chǔ)方案評價

一方面，持力層及下臥層評價。該區(qū)域內(nèi)東側(cè)布設(shè)相應(yīng)的防洪區(qū)域，但針對特大洪水仍存在一定的危險，此外并無其他河流影響。根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)特征、承載力等，對其進行評價如下：素填土自身厚度較小，埋藏深度淺，無法作為工程持力層，細砂、中砂緊密度不佳，自身強度無法滿足要求，圓礫、卵石等強度優(yōu)良，密實度滿足相關(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，該項目樁基礎(chǔ)選型過程中，由于持力層結(jié)構(gòu)強度高、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)濟性優(yōu)良。該區(qū)域內(nèi)部持力層優(yōu)良，整體施工較為便捷，無需對地基進行處理［6-7］。

6 結(jié)語

工程地質(zhì)勘查中，水文地質(zhì)勘查十分關(guān)鍵，其對保證工程建設(shè)安全及質(zhì)量具有重要作用，需對其高度重視。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，采取針對性解決措施，做好水文地質(zhì)勘查。