岩土工程勘察中的水文地质问题分析

郝杰

（山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队,山东 济南 250014）

岩土工程勘察是运用岩土工程的观点、技术和方法，查明、分析和评价工程建设现场的地质环境特征和岩土工程条件。岩土工程勘察结果的好坏，不仅直接影响到建筑基础设计的正确性，而且关系到整个建筑工程的安全与造价。因此，在工程建设过程中，岩土工程勘察方法是非常重要的。

一、岩土工程中水文地质的勘察目的及要求

（一）勘察目的

随着我国社会主义工程建设的发展。越来越多的施工要求和复杂的施工现场对工程勘察提出了更高的要求。岩土工程勘察是工程建设的前提和基础，是工程建设的灵魂。岩土工程勘察的质量直接影响到建筑物的使用功能和使用寿命、环境保护、服务安全和工程造价。

（二）勘察要求

1.项目场地的地质环境。地质环境是指整个地质构造、基底构造、厚度控制、地层岩性、新构造运动等特征。

2.项目场地的自然地理环境。这包括区域地貌和水文气象学的特点。地形是工程测量区周围的地形和环境，水文气象特征是工程区域内的气候、温度和湿度的变化。

3.工程场地地下水位。地下水位状况是整个岩土工程研究中一个非常重要的内容。内容包括分析近年来地下水位的变化和发展趋势;地下水回灌和排水对整个地下水位的影响。

4.各含水层及含水层地下水类型，水位变化程度及流向变化程度，主要含水层分布位置及含水层厚度。现场测量地层渗透系数，判断地下水渗流对岩土工程的影响，判断各建筑材料的腐蚀性。

二、岩土工程所在地的自然地理概况

（一）地形地貌

1#罐位于场地北侧的荒地上，地势较高，地形较开阔、平坦。罐的西侧边缘处位于冲沟1 的东侧岸坡处，呈缓坡状，坡度约为20 度，地形稍有起伏，相对高差约3.0m；2#罐紧靠场地西北侧冲沟1 的沟头处，地势较低，地形起伏较大；5#罐、6#罐分别位于原场站的后院内，勘察期间场地内的建筑物已拆除，场地已基本整平地形较为平坦；3#罐、4#罐、7#罐、8#罐位于场地东侧的荒地或耕地内，地形较平坦、开阔。

（二）地质构造

勘察场地处鄂尔多斯台地西缘，北邻毛乌素沙漠，南接黄土高原，在祁（连山）-吕（梁山）-贺（兰山）山字形构造的脊柱部位，是天池-环县大向斜与贺兰山-青龙山的褶皱带的两个互带，天池-环县大向斜，轴向自北而南，过双井子、青山等地，岩层倾角小于20°，西冀陡，东冀缓，平均约7°-8°。

（三）水文

盐池县境内有山水河、苦水河，均属黄河流域。

1.山水河

发源于甘肃省环县，流经境内西南边缘萌城乡、惠安堡镇，转入境外同心县、灵武市、吴忠市，从吴忠市利通区新华桥处流入黄河，境内长45km，最宽水面处50m 左右，属环江水系，山洪爆发时流量较大，平时水小或干涸。山洪倾泻时，流速3m/s-4m/s，水深3.0m-4.0m，洪水中含沙量较大。

2.苦水河

发源于大水坑镇贺坊沟，至盐池、同心县交界的小泉村与山水河汇入黄河，苦水河的矿化度高，一般在4g/L 左右，最高可达7g/L，不宜灌溉与饮用。

三、岩土工程水文地质勘察

（一）勘探点测放

该工程的场地宽阔，勘察面积约140500 平米，为确保钻探点位的准确，采用莱卡702 全站仪放点，坐标采用北京1954 坐标系，高程采用1956 年黄海高程系，共放点255 个，布点情况为：

1.储罐区：本次勘察在储罐中心、以储罐中心为基点的同心圆上及储罐周边呈环型布置勘探点，勘探点间距16.00m-22.00m，每个储罐布置勘探点21 个，在局部地形起伏较大、地层变化较大地段适当加密勘探点，总计布置勘探点188 个，其中zk76 为利用初步勘察的勘探点，深度为16.80m。

2.辅助区：本次勘察按拟建建筑物周边线和角点呈方格网布置勘探点，勘探点间距20.0m-30.0m，勘探深度在8.0m-15.0m，总计布置勘探点67，其中zk209 为利用初步勘察的勘探点，因泡沫泵房、泡沫液间在原站内，不具备钻探条件，故该处的zk232、zk233 为利用原来油站的岩土工程勘察报告中的钻孔资料。

（二）岩土及水取样

为测得地下岩土和水的各项指标，在钻探的过程中，对岩土和水进行取样，用以在室内试验中各种试验的标本，本次钻探共取四类样品：

1.扰动样:在标贯器中取扰动砂样，或直接从钻头提取的土样中采取。

2.原状样:钻孔原状样采用薄壁取土器采取或在探井井壁刻槽取样，试样规格为120×150mm 的圆柱状，置于相应规格的铁皮样筒中，并封存。

3.岩石样：岩石样自钻孔岩芯中选取，各种风化程度的每类岩石都取代表性岩样，泥岩易干裂，岩芯取出后，立即用胶带封包。

4.水样：水样自探井中提取，待终孔24小时后，提取水样并测稳定水位；每组水样取两瓶，每瓶不少于1 升，其中1 瓶加大理石粉作稳定剂。

（三）地层综合描述

根据现场钻探揭露，拟建场地地层岩性自上而下可分为以下6 层3 个亚层，地层示意如图4.3 所示，分层描述如下：

1.杂填土（Q4ml）：杂色，由粉土、粉砂组成，稍湿，松散，含较多砖块及混凝土块，属建筑垃圾，局部含卵砾石，该层主要分布2#罐、5#罐、6#罐处，在场地整平时部分已经清除。

2.粉土（Q4eol）：褐黄色，稍密，稍湿，系风积形成，摇震反应迅速，无光泽反应，干强度低，韧性低，表层含较多植物根系，含少量砾石，局部地段为粉砂。

3.残积土（K）：粘土，棕红色或灰绿色，稍湿，可塑，为泥岩的风化产物，呈碎屑状，无摇震反应，有光泽反应，干强度中等，韧性高，局部夹米黄色氧化铁团块。

4.含砾砂岩(K)：杂色，泥质胶结，局部为硅质胶结或钙质胶结，胶结物为石灰岩、石英岩等，呈亚圆状，级配良好，一般粒径2.0mm-20.0mm，最大粒径可达50mm，全-强风化，钻探时岩芯不易成形，取芯率较低，现场测定RQD<25%，岩石质量指标极差，钻进较困难。

5.砂岩(K)：极软岩，褐黄色-棕红色，内陆河湖相沉积形成，矿物成分以长石、石英为主，为全-强风化，泥质胶结，水平层理，该层局部地段含有少量卵砾石，钻探所取岩芯呈短柱状，钻进较容易，现场测定RQD<50%，岩石质量指标较差。

6.砂岩(K)：极软岩，棕红色，内陆河湖相沉积形成，矿物成分以长石、石英为主，属中等风化，泥质胶结，水平层理，钻探所取岩芯呈柱状，钻进较容易，在埋深12.0m-15.0m 处钻进更容易，岩芯较为破碎，现场测定75%

四、综合评价及地基处理方案

（一）场地的适宜性评价

拟建场地的地貌单元为白玉山山前冲积平原。地势东南高，西北低。场地内有两条沟分布，局部地形相对破碎;第四纪①杂填土、②粉砂、白垩纪③残积土、③1 残积土、④含砾砂岩、⑤砂岩、⑤1 泥岩、⑥砂岩和⑥1 泥岩分布于遗址地层中。地层分布随地形和微地貌变化较大;②场地局部地段粉土存在轻微严重的地震液化问题，③残积土在局部地段存在弱-中等膨胀潜力，地基级配变形的胀缩级为一级，局部地段存在盐渍土；④含砾砂岩、⑤砂岩、⑤1 泥岩、⑥1 砂岩、⑥1 泥岩为极软岩，易软化;据调查，场地内地下水局部分布，上层为滞水，水量很小，水位埋深随地形起伏而变化。

（二）不良地质状况的评价

1.冲沟

拟建场地地貌单元属白于山山前冲积平原，地势东南高西北低。储罐区除2#罐处位于冲沟1 的沟头，地势较低，地形较破碎，其它地段地形相对较平坦开阔；厂区内北侧分布有2 条冲沟，使该处地形破碎，地势较低，厂区南侧地势较高，地形相对较平坦，场地东北侧的雨水池区和位于原站内泡沫泵房、液间的地形都较平坦；拟建场地北侧场地边缘处发育有一条冲沟，长约25m，沟深约1.0m，宽约2.5m，该冲沟还在发育中，未来将影响到拟建场地，建议对该冲沟回填夯实，同时做好排水措施。

2.引黄渠

拟建场地东、南两侧有引黄渠环绕，引黄渠渠水位高于拟建站场，且离场地较近，这为地表水下渗提供了条件。经分析场地内局部钻孔分布的上层滞水主要是该渠水渗入，若继续发展，对拟建站场的施工、站场建成后的生产运营以及建筑物基础构成影响。工程物探自然电位法揭示的自然电位异常区，是引黄灌溉渠流动水体的长期作用下，使松散层富含地表水，同时该区的地层有利于地下水下渗，长期的渗流和溶蚀容易引起场地内砂岩变软，强度降低，对拟建工程造成危害，建议设计时慎重考虑，采取措施防止地下水继续渗入。

3.地震异常点

根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）4.1.7 条规定，拟建场地地震烈度小于VIII 度，可忽略发震断裂错动对地面建筑物的影响。场地属可进行建设的一般场地，场地土层的等效剪切波速在297.00m/s-365.93m/s之间，覆盖层厚度为9.0m-15.0m，建筑场地类别为II 类，场地的设计基本地震动峰值加速度值为0.15g，对应地震烈度为VII 度。地震动反应谱特征周期为0.45s 但考虑到本工程的重要性，进行了浅层反射波地震，拟建场地分布有17 个地震异常点，其分布深度在15m～70m。又经钻探验证因地层岩性不均或非地质因素引起的，排除存在小断层、裂缝等地质构造的可能。

4.自然电位异常区域

根据工程物探自然势法资料，该场地存在一个自然势渗流异常区，推测该异常区是由垂直裂隙破碎带或隐伏凹陷形成的漏斗状异常渗流通道造成的。该区域位于黄河引水渠由北向南、由东向西转弯处50 米内。在引黄引水渠道流动水体长期作用下，自然势异常负区疏松层地表水丰富。根据钻探验证资料，本区砂岩孔隙裂缝物性良好，地层局部凹陷，形成潜水局部会聚的地层环境，为地表水和潜水的渗透提供了有利条件。黄河灌溉水的长期渗流和溶蚀，容易使场地内的砂岩软化，降低其强度，对拟建工程产生不利影响。建议采取措施，防止引黄灌溉水连续入渗。

（三）岩土勘察结果

综合上述各类评价及试验资料的分析，本次岩土勘察的结果为：

1.拟建场地地基土不具有湿陷性，场地的地下水对混凝土结构具有弱腐蚀性，对钢结构有中等腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋具有较强的腐蚀性。

拟建场地4#罐、5#罐、8#罐局部地段存在盐渍土，为亚氯盐渍土、亚硫酸盐渍土，不具溶陷性、岩胀性，对钢筋混凝土、素混凝土、砖砌体具有强腐蚀性。

2.场地地形起伏较大，场地整平时对填方段应分层碾压，压实系数不小于0.93；地基处理时，应先对灰土石的配比进行配合比试验，验算其强度后再施工；场地内基岩的软化系数均小于0.75，属软化岩，遇水易软化，必须做好排水、防水措施。

3.场地内分布的①杂填土不宜作为地基土使用，建议清除；②粉土局部为粉砂，②粉土在2#罐和辅助区的局部地段存在液化，2#罐靠近冲沟1沟头的局部地段存在轻微液化，液化土层分布深度为0.0m～1.9m，液化土层厚度1.5m～1.9m；辅助区内的冲沟处的局部地段存在严重液化，液化土层分布深度为0.0m～8.0m，液化土层厚度2.0m～8.0m；液化土层存在地段地下水为地表水入渗形成的上层滞水，且②粉土分布厚度较大，建议对该地段先采用复合桩基处理至现有地面标高，然后再采用垫层法；③残积土为膨胀土，均不宜作为回填土使用。

4.场区内近地表强风化面和基岩剥蚀面虽有波动状起伏，但整体上呈亚平行整合接触关系，地表以下至60 余米深度段内未发现具有确凿证据的断层构造；场区内基岩构造层所表现出的波状形态，应是基岩构造层曾被严重剥蚀的遗迹。

五、结论

本文以大型储罐工程岩土勘察为研究对象，认为岩土勘察工程是一个综合性工程。为了在调查过程中获得准确的调查数据，不仅可以通过一种或两种调查方法来完成，还需要调查人员对环境、气象、综合确定了勘探过程中的形成条件和异常问题。通过对勘察过程的跟踪研究，认为该岩土工程勘察项目在质量、安全、工期等方面都达到了预期目标，取得了良好的经济效益，为类似大型储罐工程及其他重要场所的施工提供了宝贵的岩土测量经验。