工程地质勘察中岩土水文地质研究

冯燕

摘要 在各项人类社会工程项目的地质勘察过程中，岩土水文地质勘察具有重要的研究价值，它不仅直接决定了工程安全性和质量水平，同时也决定了工程的施工难度和造价成本，是工程建设前期规划的重要参考对象。但鉴于现代工程项目地址勘察的局限性，对于岩土水文地质评价的关注度并不高，在国内存在的研究历史也不长，随着我国经济发展和社会建设规模的不断扩大，如何加强地质勘察中岩土水文的认识成为人们关注的问题。本文主要结合岩土水文地质所造成的危害进行研究，并提出合理化建议。

关键词 地质勘察；岩土水文；地质研究；危害

中图分类号 P61 文献标识码 A 文章编号 2095—6363（2016）17—0044—01

地质勘察中的“岩土水文”地质研究主要是指岩土、地下水相互作用的过程中表现的各种性质、形态，主要涉及的是物理性质，如岩土在水分子作用下产生的强度变化、形态变化以及性质变化之后对地面工程设施的稳定性影响等。在以往的地质勘察过程中，岩土水文地质之所以被忽视，主要是由于它的结论形成需要较长的周期，因此，研究者侧重对岩土的物理性质展开测试，这是一个认识不全面的误区。事实上，向中国建筑史追溯可以发现，中国古代已经在开始利用岩土水文地质处理的方法进行工程处理，这对于建筑空间的进一步扩大具有重要的现实借鉴意义。

1工程地质勘察中岩土水文地质的内容构成

现代工程地质勘察中，基于管理的系统化需求对于岩土水文地质的研究形成一定的理解误区，一般来说研究对象只锁定在岩土水文地质存在的问题、潜在的危害等方面。相应的，对于如何有效地利用和优化岩土水文地质资源研究较少，大部分资源被集中在工程地质勘察规定的落实上。尽管这种管理模式下可以更好地实现管理的科学化、系统化，但未必能够得到最佳工程质量，难以保障工程经济效益和社会效益的平衡。因此，完善工程地质勘察工作就要全方位、全面性落实各方面影响因素的观测，这也是强调岩土水文地质勘察重要性的逻辑起点；通过不断总结地质勘察中岩土水文地质研究成果，可以在更大范围内找到岩土水文的应用方式。在進行岩土水文地质勘察工作中，主要包括以下几个方面的内容。

第一，科学分析地下水造成的影响。如果在进行工程地质勘察的过程中存在水文地质方面的影响，那么就要展开全面调查，分析地下水可能对岩土体造成什么样的影响，对地面建筑工程造成什么样的影响，在进行规划设计之前提供一些合理的、可预测的分析数据，为提供有效地解决方案奠定基础。

第二，科学分析地下水问题的原因。确认地质勘察中存在岩土水文地质影响因素，则应该深入探索地下水问题的成因，如地理环境、地质特征、气候原因等，并结合具体的建筑物地基属性展开科学、系统的分析，明确两者之间的直接影响、间接影响，也只有这样才能得到更全面的岩土水文地质资料。

第三，科学分析地下水的长期影响。一些工程项目为实现特殊功能，需要长期与地下水接触，如堤坝、水利工程等，这些建筑的地基本身也位于地表水之下，这时候要考虑的不仅仅是地下水对岩土体的影响，还应该考虑水对建筑本身的腐蚀性作用，只有这样才能确保建筑的质量和安全。

除此之外，岩土水文地质的一个特征是岩土层与地下水的相互作用下，不同构成主体的基础持力层存在很大物理性差异，如软质岩层、风化岩层、膨胀土层等，它们在地下水的影响下产生的软化、崩解、胀缩程度不同，单纯地依赖经验或人工观察是不能确保其安全性的，还应该对其挖开之后进行承压、浸透等测试，并通过计算、分析和评价来确定是否适合当前的工程需求。

2工程勘察中岩土水文地质的主要危害研究

简单地说，岩土水文地质危害主要是指地下水的动水压力造成的工程危害，但在不同形态下存在一定的差异，又各自表现出独特性。实践证明，如果在工程勘察中只针对岩土工程展开，而不去人为地对地下水环境进行改造，那么地下水的动水压力对于地面工程的稳定性影响很小，反之，一旦基于自然地理、地质、环境的地下水动水压力遭到了破坏，平衡性被打破，那么就会对勘探工程产生严重的影响，如管涌、流砂等现象。为了便于阐述，笔者结合地下水位的变化不同对所产生的危害进行分析研究。

第一，地下水位下降造成的危害。地下水与地表水不同的是，它基本不会受到空气流动带来的损失，因此在自然条件下地下水储量是相对稳定的，但随着城市化进程的加快、工业化发展，水资源短缺在国内大多数地区均有表现。水资源短缺直接刺激了地下水的开采加剧，如基于农业灌溉需求、工况生产需求、水利工程建设需求等，即人为影响因素下造成地下水位下降，它导致的直接危害是工程地面沉陷以及地质结构破坏，甚至造成地执行塌方、塌陷。

第二，地下水位上升造成的危害。地下水位上升的因素主要来源于自然环境，如一段时期内连续暴雨会造成城市所在区域内的地下水位快速上升，甚至达到地表水临界状态。尤其在城市“海绵效应”交叉的情况下，很多因素都可能造成地下水水位的上升，但总体制约因素主要是水源分配、岩层结构、总体岩性等；因此，在工程建设开始之前，有必要对水文和气象进行综合研究，如某一地区的年降雨量、温度、地质结构等，这样才能够更好地掌控最低限度的地下水位。地下水位上升之后造成的影响比较直接，原本暴露在空气中的工程部分会被水淹没，从而对建筑体形成腐蚀效应，长期浸泡之后会改变建筑材料的化学、物理特性，如软化、分解等，导致建筑的安全性和稳定性受损。这一类情况在河岸土体中十分常见，例如汛期来临之后软土结构的承载力会被破坏，土壤之间被水分子充满，甚至形成流砂、孔洞等现象，那么建立在这一空间位置的各种设施就会到来极大的破坏。

第三，地下水位频繁变化造成的危害。对于河坝、水库等一类特殊工程而言，地下水与地表水之间存在密切的关系，地表水会直接促使地表水发生频繁的变化，例如在枯水期地下水水位下降，而丰水期地表水水位上升，这种根据季节性、需求型的频繁变化会更大程度上的造成结构稳定性的破坏。例如，针对一些膨胀性岩土层来说，如果地下水频繁变化并且达到一定程度，那么岩土层就会在收缩和膨化之间反复进行，从而整个工程及空间所在的地质环境都呈现出一定的动态性变化，在缺乏外力稳定性补偿的情况下，就容易引发坍塌事故。因此在展开地质勘察的过程中，如果发现地面裂缝或岩土层反复性的加强、减弱，那么久必须考虑建筑体在后期的安全性。此外，地下水水位的频繁变化也会加剧岩土层中各类元素的流失或沉积，如铁元素、氯元素、镁元素等，这样一来岩土层自身的承载性也会发生相应的变化。

基于以上分析，岩土水文地质的勘察重要性不言而喻，不断地提高重视并进行研究，是促使地质勘探工程完善的重要策略。

3结论

总体而言，随着我国城镇化建设的速度越来越快，地面工程项目的数量和规模也在不断提升，例如城市空间中不断增加的高层建筑，由于自身存在较大的自重，那么在工程地质勘察中需要考虑的问题也就不断增加，除了岩土层自身的稳定性之外，水文因素的影响也不可或缺。所以，岩土水文地质的勘察工作必须进行转变和完善，从原有的粗放型模式转变为科学精细化模式，不断提高地质工程勘察人员的关注，并形成一定的规范性、标准型，以便于开展相关勘察成果的量化判断。