论水文地质勘查对岩土工程的重要性

张超

摘要：水文地质勘查主要是对地下水与岩土体的相互作用关系进行观测。地下水与岩土体之间的相互作用具有复杂的多样性和严重的灾害性，在岩土工程建设中，水文地质勘查相对较为薄弱，主要是由于重视程度低和勘察投入少等原因所导致。本文首先分析地下水对岩土工程带来的危害性，提出岩土工程中地质勘查的具体要求，探讨水文地质勘查的内容，旨在为提高人们在岩土工程建设中对水文地质勘查的认识程度，为岩土工程水文地质勘查内容提供借鉴参考。

在建筑工程建设前期，对施工岩土的勘察是保证工程施工的可行性和建筑完成后的质量安全性。在地质研究中，地表水给人类生活活动带来水源，同时也给岩土体造成了严重的损害。地下水与岩土体之间的相互作用形式多样、机理复杂、分布广泛，水文地质勘查工作量非常的大。然而，就目前而言，我国诸多岩土工程建设中，在水文地质勘查方面工作，仍存在诸多的问题，包括项目开发者对水文地质勘查的重视程度不高，水文地质勘查技术水平低，缺乏专业人才等。为提高岩土工程施工质量和对土地资源的合理开发利用，加强岩土工程中地下水文地质勘查是非常必要的。本文从地下水对岩土工程的危害、水文地质勘查、水文地质条件评价三方面进行简要概述。

1.地下水对岩土工程的危害

地下水是岩土的重要组成部分，水文地质勘查是岩土工程中不可缺少的勘察内容，其直接关系到岩土工程的建设可行性、施工质量和工程的耐用性。因此，在土岩工程勘察中，要对该地区的地下水情况查出准确的数据，依此可对地下水对岩土工程的作用及影响做出科学的评价，同时也是在建设地表建筑中，为建筑提供合理规划和岩土治理及防治的有效依据。地下水对岩土工程的危害主要包括地下水的上升、地下水的下降和地下水的流动。

1.1地下水上升带来的危害。地下水上升主要是由于降雨量、人为灌溉、施工等因素加剧土壤沼泽化，使岩土地质结构软化，水下部分土壤天然重度变为浮重度，地基承载能力降低。地下水上升，虽然不会增加自重应力，但会增大压缩原有地下水位和变动后地下水位之间的土壤，附加沉降量。如果地下水具有腐蚀性易导致地面建筑物地基预埋件造成腐蚀，并容易诱发山体滑坡等地质灾害。

1.2地下水下降带来的危害。地下水下降主要是由于抽水灌溉、矿产开采、人工修建水库等因素所导致。地下水下降会引起原有地下水位和变动后地下水位之间的土壤有效自重应力增大，引发地质灾害，严重影响地面建筑物的稳定性。

1.3地下水流动带来的危害。地下水频繁升降主要是由于地下水流动性所造成的岩土结构不规则膨胀或者收缩，地下水的流动还会造成岩土层出现流沙、基坑、管涌、胶结物流失等现象，使地表土层承载力下降、工程建筑地基出现不稳定问题。地下水流动会对建筑物地基填料进行冲刷，长期作用后易导致地基内部出现空洞，造成安全隐患。

2.岩土工程中水文地质勘查

2.1勘察要求。岩土工程中，水文地质勘查要依据勘察要求，选择合理的、科学的方法进行勘察，岩土工程勘察中关于水文地质勘查的工作要求包括：

（1）自然地理条件勘察：对工程施工地区的水文特征、地形地貌、气候特征进行勘察；

（2）地下水位情况勘察：对工程施工地区近5年内的水位变化进行勘察，给出水位变化趋势、地下水补给径流水排泄条件等相关的准确数据；

（3）水层施工条件勘察：对工程施工地区的含水层分布、厚度、流向、类型、水位等进行勘察，记录水文地质参数，给出地下水质对建筑施工预埋件的腐蚀评估。

2.2勘察内容。岩土工程通常是以岩石力学、土力学、地质学和基础工程为研究内容，在工程基础建设中，岩土工程勘察工作是保证地面工程顺利施工，施工后保障工程质量和防止地质灾害的发生。水文地质勘查和岩土工程两者关系密切，是岩土工程中不可被忽视的内容。在勘察中的工作内容包括：水文地质测绘、地球物理勘探、水文地质钻探、地下水动态观测等。

（1）水文地质测绘。水文地质测绘是水文地质调查的基础，为地区规划提供水文地质依据，以地面调查为主，对地下水与岩土层结构进行勘察，提交水文地质图、测绘报告等。测绘方法通常采用布置观测点、观测线；测定井、泉等。所得测绘数据包括地下水形成原因，地下水分布情况，岩土层含水水性等。主要任务为：

①测绘区域内地下水的分布状态、相互联系情况以及基本类型；

②测绘区域内隔水层的分布和特征；含水带、含水层及埋藏条件；

③测绘区域内地下水的补给、径流及排泄条件；

④评价测绘区域内地下水含量、特征及变化规律；

⑤测绘区域内各种构造的水文地质特征；

⑥论证与地下水有关的环境问题。

水文地质测绘的优点在于覆盖面广，缺点为工作量大，针对性较差。

（2）地球物理勘探。地球物理勘探是对地下水的含水层位置进行定位，采用遥感技术、电测探、电剖面、浅层地震、自然电场、a-径迹等进行地面物探，采用电测井、放射性测井等方法进行钻井，确定含水层的水位、水量等，划分出咸水体和淡水体界线。通过分析、研究所得的物理勘探资料，推断地质构造情况。地球物理勘探的优点为速度快、效率高、针对性强，缺点为只能作为辅助勘探，须配合其他方法使用。

（3）水文地质钻探。采用地质钻探的方法确定含水层的位置和分布是水文地质勘查的主要方法，水文地质钻探能够查明地下水的赋予条件，通过取样测试判断地下水水质等，进一步了解含水层的水文地质条件和特征。水文地质钻探优点为直观、准确，缺点为成本高、技术复杂。

（4）地下水动态观测。地下水动态观测采用钻探试验的方法，定期对地下水的水位、水质、水温、流速等进行观测，科学做出地下水的动态资料库，绘制地下水动态曲线图，并进行相关研究。不仅为地面建筑的建设方式、建设内容提供凭证，而且能够为该地区的建设规划提供可靠依据。

水文地质勘查注意要点：无论岩土工程的设计还是施工环节都离不开水文地质勘查。加强水文地质勘查，并对其进行精确分析，制定地下水影响预防方案，可以有效地降低地下水对岩土工程的危害。为了方便分析地下水对岩土工程的影响，故经常采用单独测量静水位。静水位勘察时采用分层勘测原则，将测水管插入含水层20cm处，按时间变化，制定勘察时间表，勘察结束后对静水位重新测量，只有这样，才能保证所测数据准确。

3.水文地质条件评价。在岩土工程勘察前期，应对工程区域进行水文地质资料收集和水文地质勘查，要做到全面、准确，避免造成由此引发的工程事故。因此，科学评价工程水文地质条件是非常必要的。岩土工程勘察时，评价水文地质条件有以下三方面内容：

3.1建筑物地基持力层是否为特殊岩土，如膨胀土、残积土、软质岩或风化岩等，地下水的活动会给这些岩土造成胀缩或崩解等问题。

3.2工程所在区域自然条件，如气象水文、地形地貌等。气象水文包括所在区域环境温度及湿度，是否受季风气候影响等。地形地貌是指所在区域水系分布，地形开阔平坦与否，冲沟发育程度等。之所以要了解自然条件，是为了探明岩土的湿度情况及岩土中含有的热量等指标。

3.3水在岩土中的存在形式。勘察地下水的水位留存情况以及含水层、潜水层的厚度、位置及分布，地下水的类型和地下水如何流动，只有详细了解含水层的埋深、分布、厚度及水质情况，才能正确评价地下水对工程地基材料的腐蚀性。

岩土工程中的水文地质勘查应确保岩土水理状况与自然地理条件并重。岩土工程中的自然地理勘察重点分析水理性质，并将自然地理条件与岩土水理性质勘察统一起来。所谓水理性质，是指岩土在地下水相互作用下表现出的土层性质，包括给水性、透水性、软化性、崩解性及胀缩性。给水性，是指饱水岩土在重力的作用下，能够自由排出一定的水量的性质。透水性是指岩土允许水透过本身的能力，它的强弱取决于岩土中空隙和裂隙的大小，透水性的强弱以渗透系数来表示。在透水性强的岩土中钻进，容易发生渗透、漏失或管涌。软化性是指岩土浸水后强度降低的特性，取决于岩土自身的成分及空隙，软化性的强弱以软化系数来表示，软化系数越小，软化性越高，其中软化系数小于0.75的岩土称为软化岩。软化性是岩石耐水浸和耐风化的重要标准。崩解性是指岩土受浸水湿化，土粒连接能力差，易解体崩散。在岩土水理性质勘察中使用抽检进行检测，可细化岩层水理性质的分析，对水文地质条件做出准确评价，并由此来指导设计岩土工程，降低地下水对工程地基的侵蚀。

4.结语

地下水的升降变化，促使岩土产生不均匀的膨胀或者缩变，进而导致地面建筑的沉降和开裂，严重影响地面建筑的工程质量。因此，在岩土工程勘察中，水文地质勘查内容非常关键，尤其是具有胀缩性质的岩土层。在实际工程勘察中，我们在岩土工程勘察中，水文地质勘查一定要引以为重，为工程勘察提供精准水文数据，保证工程的顺利完成和工程投入使用后的工程耐用性。