岩土工程勘察中的水文地质问题

赵晶晶 1 吴 晗 2

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　　摘要：在房屋建筑、公路、铁路、桥梁、隧道等工程项目的建设初期需要通过科学的岩土工程勘察来分析水文地质情况对施工质量的影响。通常情况下拟建工程项目甚至附近场地的既有建筑物的基础或者上层结构会因地下水的作用而产生一定的施工难度和质量缺陷。本文主要介绍了在岩土工程勘察中的水文地质条件对工程项目建设造成的潜在危害及影响。
　　关键词：岩土工程勘察;水文地质;问题分析
　　工程技术人员可以通过岩土工程勘察了解施工区域内的工程地质条件和水文地质条件，其中地下水与岩土层之间的相互联系会对拟建工程项目的基础施工及上层建筑结构稳定性产生非常大的负面作用。岩土工程勘察单位应该在相关行业规范的指导下做好勘察工作，将工程建设区域内的水文地质条件调查清楚，为设计单位提供有效准确的水文地质参数，从而更好的服务于工程项目的建设。
　　1 水文地质勘察的工程意义
　　在工程项目施工之前通过岩土工程勘察对作业区域的地质条件、地下水情况进行必要的掌握是确保其顺利施工的重要措施。如果不能准确的了解施工区域的水文地质条件并采取正确的措施处理地下水的不良影响，工程项目的基础施工与上层结构施工的质量都有可能受到或多或少的影响。
　　1.1 对建筑物基础的影响
　　第一，影响基础埋深。拟建工程项目的基础底面如果在地下水水位以下就有可能在其长期的侵蚀作用下产生裂缝、渗漏或者老化等问题，而且地下水的存在通常可以对封闭的建筑物基础产生比较大的浮力并导致其出现结构性破坏。如果基础施工区域的地下水类型为承压水，还应该注意采取有效措施防止地下水发生突涌从而造成地基失稳破坏。由此可见在工程项目基礎施工过程中应该通过控制基础结构的埋置深度来避免地下水对其产生破坏作用^[1]。
　　第二，影响桩基施工。房屋建筑、铁路、桥梁施工中经常采用桩基础来提升地基承载力。例如，在软土层厚度较大时就可利用桩基施工来提升工程项目基础结构的稳定性和可靠性。桩基础的强度和稳定性在很大程度上取决于其周围的土层结构是否可以保持长久的稳定性。但是那些原本稳定的土层结构在地下水的作用下会逐渐出现软化、松动甚至坍塌等情况，进而破坏桩基础的稳定性。另外，桩基础的主要材料为钢筋混凝土，其在地下水干湿交界处非常容易受到地下水的腐蚀，从而导致桩身强度减弱，桩体开裂，影响整个建筑物的工程质量。
　　第三，影响基坑开挖施工。工程项目的基坑施工、尤其是深基坑施工容易因为地下水的作用而产生较大的安全风险和施工难度。其核心原因在于基坑侧壁在地下水的作用下主动水土总压力增大，进而导致基坑侧壁变形加大，造成较大的基坑安全风险;基坑底部的土层在地下水的作用下会出现流土、管涌等一系列问题，增加了基础的施工难度及安全风险。在这种情况下就需要采取有效措施防止防止可能出现的基坑坍塌、流土、管涌等严重影响施工质量和安全的问题^[2]。
　　1.2 影响建筑物结构稳定性
　　第一，城市中的高层建筑通常会设置专门的地下室以拓展可用空间并提高上层建筑物的稳定性，而地下室结构一般采用相对封闭的钢筋混凝土结构，其对防水的要求也非常高。如果地下水的浮力高于建筑物基底压力，就会导致建筑物基础及上部结构的破坏，例如，地下水的浮力经过混凝土刚性结构的传导使某些荷载较小的建筑结构出现破损、开裂甚至坍塌。另外，地下水的浸泡作用有可能造成建筑物基础底板或者墙体出现腐蚀、冻胀等问题并进一步导致开裂和渗漏。地下水的存在使得工程项目的施工难度增加，工程项目的建设风险加大。
　　第二，现代社会，城市内的深基坑越来越多，建筑物基础底面很多位于地下水水位以下，对基坑进行降水是必不可少的。当采用开放式降水时，由于周边区域地下水急速下降，土体有效应力增加，从而导致周边建筑物基础发生不均匀沉降，对既有建筑物的结构安全性产生潜在危害。因而在工程项目的建设过程中需要通过岩土工程勘察来查明地下水的类型、分布范围、埋深、含水层厚度及渗透性等，保障建设工程项目安全顺利进行。
　　2 勘察方法
　　2.1 勘察方法及重点
　　第一，在开展勘察工作时应该按照《岩土工程勘察规范》等行业标准的要求严格控制勘察内容、勘察方法以及各种技术指标的具体要求。在开展相关工作之前可以收集拟建项目场地附近水文地质资料，并将其作为重要的参考依据，从而对该地区的地下水情况有一个大致的了解。然后在此基础上通过钻探、土工试验、水文试验等一系列活动来确定地下水的具体情况。第二，地下水的水位、补给情况以及径流情况等会随着地表水的渗透以及人类活动而产生动态变化，在勘察过程中除了要调查清楚当前的地下水状态外还需要根据其近年来的变化趋势进行有效的预测，确定其在未来的发展中可能会对工程项目基础及其上层建筑结构造成的危害。尤其要关注不同的地下水补给条件造成的地下水的分布变化、水位变化以及径流方向变化等等。第三，在地下水的危害分析中应该格外重视含水层的厚度、承压水头、隔水层的地层岩性、隔水层厚度等因素。这种调查工作的开展可以让工程人员及时了解隔水层的分布情况以及破坏条件，进而防止施工过程中出现突涌、地基失稳及浸泡等问题

^[3]。
　　2.2 分析水理性质
　　水理性质分析主要涉及以下几个层面的指标：1）稠度。土的稠度状态由于含水量的逐渐增加，而由固体状过渡至塑体状、流体状，指标包括液限、塑限、液性指数、塑性指数，分析土的稠度可以了解土的分类、状态及其承载能力。岩土的可塑性可以反映出岩土层的沉降性能、含水量、抗剪能力以及抵抗地下水作用的能力。2）渗透性。岩土层的渗透能力可以反映出其是否便于地下水系的发展以及为治理地下水提供一定的参考依据，在室内可以可以使用环刀切取原装土样进行室内渗透试验，在室外可通过抽水试验、注水试验、压水试验来确定土层渗透系数。3）软化性。土的软化性是指土体遇水后承载能力极速降低土体结构发生破坏出现软化的现象。工程上的湿陷性土就具有该特点，此类土的出现往往会对工程项目的地基施工造成比较大的处理难度和质量风险。4）崩解性。有些土如花岗岩残积土具有很强的结构性，很容易因各种扰动因素，导致结构性损伤，经浸水饱和后，承载能力降低，压缩性增大，在具有临空面的浸水条件下，这种土会因软化崩解而坍塌。5）膨胀性。土的膨胀性是指土体遇水后发生膨胀的特性。工程上的膨胀土就具有该特点，由于该类型土遇水产生体积膨胀并对工程项目基础造成较大的影响，因而在岩土工程勘察的过程中应该测量收缩系数或者膨胀系数等关键指标，防止由于地下水水位上升而导致的建筑物基础的破坏^[4]。
　　3 结语
　　岩土工程勘察中的水文地质问题即地下水情况对建筑工程项目的基础施工、基坑开挖以及基坑支护等都具有很大的影响，而且城市地区的基坑施工会因为降排水而对周边建筑物基础或者上层建筑结构的稳定性造成一定的威胁。在岩土工程勘察中应该重点对施工区域的地下水水位、补给情况以及地下水和岩土结构之间的水理性质进行科学的调研，并以此为依据采取有效地措施解决地下水对拟建工程项目及其附近区域不良影响的问题。
　　参考文献：
　　[1]刘志宽.岩土工程勘察中关于水文地质问题的相关研究[J].地球，2016， 000（001）：219-219，312.
　　[2]何焕行.岩土工程勘察中水文地质问题研究[J].住宅与房地产，2018， No.498（13）：284.
　　[3]梁厚景.岩土工程勘察工作中水文地质问题探析[J].城市地理， 2014（9X）：288-289.
　　[4]李欢.关于岩土工程勘察中水文地质问题的研究[J].大科技，2017， 000（028）：193.