岩土工程勘察设计与施工中水文地质问题研究

白俊本

（中冶地勘岩土工程有限责任公司，河北 廊坊 065201）

改革开放以来，我国经济飞速发展，国家基础建设大规模增长，各种大型工程建设项目日益增多。我国的行业规范规定，各项工程建设之前都必须进行岩土工程勘察及设计。我国国土辽阔，涵盖多种地形地貌，地质条件也不尽相同，岩土种类众多，在进行岩土工程勘察时，需要综合考虑其区域性，在勘察过程中，水文地质问题是重点也是难点，岩土工程设计及施工均受其影响。若在勘察过程中不重视水文地质问题，则可能导致工程无法顺利推进，使工程造价大幅提高，甚至还会遗留下工程安全隐患。为了有效解决此类问题，需要岩土工程勘察人员充分认识到水文地质问题的重要性，加大对水文地质问题的研究力度，结合工程实际情况，深入探索，有针对性地对水文地质设计、处理措施提出建议，在保障建筑工程安全质量的前提下，降低工程造价，避免工程地质问题。

1 岩土工程勘察概述

1.1 岩土工程勘察的内涵及意义

岩土工程勘察是在工程设计、施工前，运用特定的方法和手段，对工程下部的地基进行勘察，查明工程地质条件，准确提出地基承载力、地下水的类型及变化特征，分析存在的地质问题，为工程设计及施工提供基础依据。

岩土工程勘察的结果直接影响着设计方案的方向，若勘察工作不到位、不准确，没有查明不良工程地质问题，即使后续的设计、施工质量再好，也可能会导致后续的工程地质问题，给工程带来不同程度的影响，增加工程的维护成本，影响人员及工程的安全。

1.2 岩土工程水文地质勘察设计的影响

水文地质勘察是岩土工程勘察中的一个重要环节，勘察人员需了解场地的水文地质条件，分析其对工程可能产生的影响，对地下水变化异常的工程需要制订有效的解决方案，进而保证岩土工程勘察工作的准确性，为设计及施工提供技术支持。一般来说，地下水位的变化对基坑的施工、地下室底板的托举作用等方面影响较大，如在设计时忽视地下水变化规律，可能会导致工程治理无法满足要求，但若过于考虑地下水变化，则可能导致施工成本大量增加。如何在保障工程安全的前提下，对水文地质问题进行研究分析，准确地提出地下水位变化对工程的影响，是岩土工作者急需解决的重要问题。

1.3 岩土工程勘察设计的重要性

岩土工程勘察人员需要明确认识岩土勘察工作的重点及具体要求，完善施工制度，不仅可以有效提高勘察人员的工作效率，还可以加强自身责任意识。勘察结果是否准确详尽，可能影响设计方案的可行性及安全性，对基础工程的造价影响较大，工程质量安全直接受其影响，因此必须高度重视勘察工作成果的准确性。水文地质勘察是岩土工程勘察的重要环节，若勘察过程中未查明地下水基本特征，可能会造成工程质量下降、建筑物开裂等问题。因此，要严格把控岩土工程勘察、水文地质勘察质量，对工程地质条件、水文地质条件进行全面而深入的分析，就水文地质条件提出针对性的预防处理方案，为岩土工程设计提供准确依据，同时有效预防施工过程中可能出现的水文地质问题，进而推动我国岩土工程勘察设计的健康可持续发展。

2 岩土工程中水文地质问题分析

地下水存在于岩土中，是岩土的重要组成部分，可直接影响工程的基础建设，关系工程的稳定和安全。水文地质问题需引起勘察人员的重视，勘察人员要不断提高勘察技能，加强勘察中的水文地质研究工作，提升岩土工程勘察质量。

2.1 地下水位上升对岩土工程的影响

工程建设过程中，降雨量增加时，建筑场地周边河湖水位会升高，对地下水位补给导致地下水位上升；其他途径的大量排水也会导致周边地下水位的上升。而地下水位上升，对建筑工程的施工和安全非常不利，可能会导致其基础位置及形态的变化，造成建筑物开裂或整体上浮。地下水位上升还会导致黏土层含水量增大，强度降低，使建筑物发生不均匀沉降等问题。另外，地下水位上升也会导致已有建筑物地下结构所受浮力增大。若设计时一味追求成本，降低抗浮水位，可能会导致地下结构开裂、漏水等工程地质问题，提高建筑工程的使用和维护成本，甚至会影响建筑物的正常使用。

2.2 地下水位下降对岩土工程的影响

极端干旱天气、大量抽取地下水、矿床疏干排水等都会导致地下水位下降，地下水位下降可能诱发地裂、不均匀沉降、地面塌陷等一系列工程地质问题，还会造成地下水质恶化、地下水资源枯竭等地质环境问题。总之，地下水位下降会对建筑工程造成比较严重的危害，威胁建筑工程的安全及稳定。

2.3 地下水位上升、下降反复交替对岩土工程的影响

若施工场地区域地下水位随季节变化明显，如地下水水位上升、下降交替变化频繁（见图1），则容易造成岩土体不规则收缩和膨胀，进而影响各类岩土体的物理力学性质，造成拟建区域不均匀沉降或者产生地裂缝，对建筑物造成严重的破坏。地下水位上升、下降反复交替对岩土工程的影响主要表现在以下两方面：（1）原来充水的岩土体不充水，导致地下水水位下降，使得岩土体结构因失水发生改变，容易出现岩土体收缩现象，进而诱发上部岩土体下沉或产生地裂缝；（2）原来不充水的岩土体充水后，导致地下水水位上升，使得岩土体结构因充水发生改变，容易引起岩土体的膨胀，对上部岩土体的应力增加，最终造成地面不均匀凸起现象。因此，地下水位上升、下降反复交替对岩土工程的影响较大，必须加强拟建区域地下水的调查研究工作，将地下水对岩土工程的影响降到最低。

图1 岩土工程地下水位升降示意图

2.4 地下水压力对岩土工程的影响

工程施工过程中，地下水位变化较大会导致地下水的压力变化，对基坑、隧道等的安全施工造成不利影响，例如水压过高时会造成基坑管涌、突涌等工程地质问题。对此，应在施工时密切监测地下水的变化，就工程可能产生的危害提出应急处置建议。

2.5 地下水位变化对特殊性岩土的影响

膨胀性岩土属于特殊岩土，其对地下水的变化异常敏感，水位的升降变化会导致其产生不均匀的涨缩变形。无论是地下水位下降导致的收缩变形、还是地下水位上升导致的膨胀变形，都可能导致地面裂缝变形，引起建筑工程变形或破坏。故而在膨胀岩土地区进行岩土工程勘察时，应特别考虑场地水文地质条件的勘察及研究，建筑工程的基础埋深不应设置在地下水位变化范围内，需要对基础持力层进行专门的研究，提出可供设计参考的合理的基础处理方案。

3 针对水文地质问题的应对措施

3.1 制定完善的工作制度

在岩土工程勘察过程中，需要制定并严格遵守相应的规章及工作制度，提高水文地质勘察的效率及准确性。对岩土工程勘察人员的专业性要有一定的要求，重视培养专业技术人才，提高岩土工程勘察的质量及准确率，以此规避水文地质问题带来的风险。

3.2 强化勘察人员的专业素养

从目前情况来看，岩土工程勘察门槛较低，勘察人员素质参差不齐，部分人员的专业技术水平较低，对水文地质工作的认识不够，缺乏理论支撑。勘察工作人员需要不断学习新规范、新知识、新技术，努力提高自身专业技术水平；协调好自身与单位的联系，遵守行业规范要求及单位管理制度，意识到水文地质勘察工作的重要性；不断学习有关的水文地质规范规程，提高对水文地质工作的认识，能对不同工程的水文地质情况做出快速、准确的判断，提高勘察工作效率。同时勘察单位需要定期做好从业人员的技能培训工作，可从操作理论、安全规范、责任意识、实践操作及仪器设备的使用等多方面对勘察从业人员进行培训，保障勘察工作的顺利进行。

3.3 加强地下水埋藏条件和岩土水理性质的研究

勘察工作人员需要从地下水水位、地下水的流向、分布范围等方面，对工程区域进行水文地质勘察，进而查明地下水的埋藏条件。同时，研究岩土体的水理性质对水文地质勘察工作意义重大，从对岩土层的可溶性、渗透性以及持水性等水理性质研究，来支撑水文地质勘察工作的认识，针对可能存在的水文地质问题提出可行有效的建议措施，进而有效提高建筑工程的质量及安全性。

3.4 明确勘察目标与任务

岩土工程勘察中，需结合实际工程情况确定符合该工程需要的勘察目标与任务。岩土工程勘察人员应对勘察目的与任务有客观的认识，明确工程质量安全的重要性，制定科学合理的勘察要求，以高度的责任心、积极的工作心态，约束自身的工作行为，进而提升整体的岩土工程勘察质量，保障岩土工程勘察的合理性及准确性。

3.5 统一水文地质勘察标准

要使岩土工程勘察、水文地质勘察工作有序、高效地开展，制定统一的水文地质勘察标准就十分必要。勘察标准可由地方行业协会制定或企业制定，内容需包含勘察内容和具体的勘察方法，对勘察内容应有明确的界定和解释，这样才能使岩土工程勘察人员更快、更准确地了解相关工作的目的和作用。还可以利用现有的科学技术，引进现代化信息技术，同时更科学、有效地运用各种勘察软件，使勘察信息大数据化、透明化，从而推动勘察技术的发展。

4 结束语

综上所述，水文地质勘察在岩土工程勘察中占有重要的地位，对工程的影响也是巨大的。在勘察过程中应十分重视水文地质勘察工作，要培养高素质的专业技术人才，强化人才对水文地质的科学研究，这样才能使其对场地的岩土工程地质条件、水文地质条件进行准确的勘察。同时还可以引进现代化科学技术，提高科技应用水平，使其更精准、更高效地服务于岩土工程勘察，进而推动岩土工程勘察行业的健康可持续发展。