工程地质勘察中水文地质问题研究

2021-11-29林培贞

中国金属通报 2021年9期

林培贞

（福建省闽东南地质大队，福建泉州 362000）

地下水作为岩土工程重要组成部分，对于建筑工程基岩土体工程特性有着至关重要的影响，同时还会影响到建筑工程整体稳定性与耐久性。因此在工程地质勘察工作当中，就必须要对水文地质问题给予充分重视，提高勘查技术水平，采取切实有效的措施应对水文地质问题，保证工程建设质量。

1 水文地质问题在工程地质勘察中的重要性

在工程勘察设计以及施工过程当中，水文地质问题一直以来都是一个十分重要的问题，但这一问题也是常常被忽略的一个问题。由于对水文地质问题缺乏足够的重视，导致地下水时常引发各类岩土工程危害。所以在开展工程地质勘察工作当中，工作人员应当详细查明岩土工程存在的有关水文地质问题，同时对岩土工程水文地质展开详细评估，了解和掌握这些水文地质问题对岩土工程和建筑物带来的不利影响，获取详实的水文地质勘察资料，指导工程设计与施工，并控制和减少岩土工程遭受地下水的危害[1]。

2 水文地质评价内容

在过去的工程地质勘察报告当中，很多都没有于基础设计以及施工需要充分结合，来研究分析岩土工程遭受地下水的作用与危害，导致一些地区由于地下水因素影响，引发基础发生下沉，导致建筑物开裂，出现严重的质量问题。对过去的经验教训进行总结分析，未来在开展工程地质勘察工作当中应当对水文地质问题给予充分的重视，具体的评价内容包括以下几个方面：

（1）研究分析岩土体和建筑物遭受地下水带来的影响，对可能出现的危害进行预测，采取有效措施进行防范。

（2）勘察工作实施过程当中应当充分考虑建筑物所采用的地基类型，对水文地质情况详细调查，提供相应的地质信息资料。

（3）结合工程实际研究分析工程受到地下水的作用和影响，指出不同条件情况下，应当对相应的地质问题展开详细评价，提高勘察结果数据精准性。

3 岩土水理性质的测试和研究

对于岩土水理性质而言，是地下水于岩土彼此作用时，体现出的各种性质，岩土具有的物理与水理性质，都属于工程的重要地质性质。岩土的强度以及变形会遭受岩土水理性质的影响，而且有的性质还会对建筑物持久性，稳定性造成不利影响，过去再对岩土勘查工作当中，比较重视岩土物理力学性质方面的测试，但是却常常忽视岩土水理性质，这就引发评价岩土工程地质性质缺乏全面性，既然水理性质是由于地下水作用因素影响下的岩土体现出的性质。对地下水的赋存形式进行分析和介绍，同时探讨给岩土水理性质造成的影响。之后再对岩土具有的水理性质和测试研究方法进行分析[2-5]。

地下水的赋存形式：由于岩土当中地下水存在不同特点的赋存形式，可以将其划分成重力水、毛细管水和结合水，结合水又有强弱结合水之分。在测试分析岩土水理性质性质方面主要包括的方法分别给水性、胀缩性、崩解性，透水性以及软化性等五种。对于软化性而言，主要是由于进水之后的土体，出现不断降低的力学性质，主要通过软化系数进行表示，对于岩土耐水浸和耐风化能力判断发挥着重要的作用。渗透系数是表示岩土透水性的重要指标，利用抽水试验便可以获取。对于崩解性而言是湿化浸水之后的岩土，削弱其土粒连接性，导致土体发生解体风扇的特性，土粒成分及其结构和矿物成分对岩土崩解性有着至关重要的影响。给水性是由于饱水岩土在重力因素影响下，有一定量的水从裂隙和孔隙当中制动流出的一种特性，主要通过给水度进行表示。含水层具有的一个重要的水文地质参数便是给水度，对于场地疏干时间有着很大影响，通常运用试验室方法便能测定出岩土的给水度；胀缩性主要是指吸水后的岩土体积不断增大，而湿水之后体积变小的性质，由于土颗粒表面吸水之后的结合水膜逐渐增厚，失水之后逐渐变薄所引发的。

4 工程地质勘察中水文地质问题

4.1 地下水具有一定的腐蚀性

4.1.1 腐蚀机理

地下水存在很多类型，水文地质条件会对水位产生很大的影响，实际出现相应的改变，不同季节，不同降雨量地下水位也会出现相应的改变。地表水存在相应的腐蚀性，这主要是由于水中存在各种矿物质。特别是地下水遭受污染之后，其中的一些化学成分不断增多，腐蚀性也会大幅提高，实施岩土工程勘察乙级设计建筑工程时，必须要充分分析地下水可能存在的腐蚀性，测量分析地下水，分布于下层的地下水有着更高的矿化度，相应的腐蚀性也会大大增强。

4.1.2 地下水腐蚀性评价

地下水当中都有一些化学成分的存在，当一些化学成分在地下水中达到相应含量时，便会腐蚀混凝土建筑材料，在腐蚀这些建筑材料强弱方面，《岩土工程勘察规范》当中都有着非常明确的标准，地质勘查工作实际都需要根据规范要求来科学合理的评价地下水具有的腐蚀性，评价地下水腐蚀性过程当中。除要对地下水各种离子分子含量进行评价之外，还应当对其ph值以及矿化度进行评价。

4.2 地下水位对岩土物理力学性质的影响

有些岩土属于膨胀性特点，在具体进行工程勘察过程当中，更应当充分的研究场地水文地质条件，尤其是地下水在进行升降变化时，其高度与变化规律会影响地基，所以选择地基深度时，应当对地下水位充分的进行参考。如果建筑工程地基当中，地下水位处于基础底面之下，压缩层范围出现相应改变，就会对建筑物的稳定性造成不良影响，如果在建筑地基压缩层水位不断的上升，地基就会遭受软化，引发强度不断下降，增加其压缩性，导致建筑物出现很大沉降，引发变形，如果水位在压缩范围呈下降时，受自身重力因素影响，岩土不断增加，会导致地基基础出现附加沉降，倘若存在不均匀的土质，地下水位突然改变，也会导致建筑物出现变形破坏。

地下水位，上下水位变动带与地下水位以下其变化规律非常明显，从上至下土体存在天然的含水层以及空隙比，并从小变大，模盆压缩，承载力表现为大一小一大的规律变化。这是因地下水位上不区域，在不断淋滤作用下，不断的富集铁铝物质，胶结土体颗粒起到充填作用，使得土体间的连接力增大，有硬壳层形成，所以含水孔隙比小而压缩模和承载力增高。对于处在地下水位变动带以下的土层，铁铝成分在土体当中不断淋失，土质变得更加松软，土层空隙含水量不断加大，压缩模量以及承载力出现不同程度的下降，使分布于地下水位下部的土层，因地下水缓慢交替，减弱其氧化水解作用，由于土层上扭自重压力因素影响，复制变得更加的密实，因此会增大压缩模、承载力，减小含水贫、孔隙比。由于成因不同的粘性土和风化残积土还有一些软质岩石，在物理力学性质方面，存在相应的变化规律，和地下水紧密结合，所以对岩土物理力学变化规律进行研究，应当对地下水位影响因素给予充分重视。

4.3 地下水升降变化引起的岩土工程危害

在实施工程勘察过程当中，要对地下水位条件给予充分调查，了解和掌握起升降改变，天然状态下，地下水位大都表现为季节性的改变，雨季来临时，其水位会出现明显的上升，干旱季节会出现不同程度的下降。地下水位的自然变化，具有明显的区域性特征，还有渐变性的特点，变幅都不是很大。然而人为因素影响下，会导致局部地下水出现较大的变幅，进而对岩土工程造成危害。

（1）对位上升因素导致的岩土工程危害，引发前水位上升的因素是各种各样的，岩土性质及其产状还有含水层的结构都是主要的地质影响因素，降雨、气温以及灌溉、施工等也会影响地下水位的改变，很多时候是各种原因综合产生的结果，因前水位不断上升，会影响岩土工程，导致土壤出现盐渍化与沼泽化，会对建筑物造成一定腐蚀，引发河岸斜坡岩土体出现位移崩塌。有些岩土体具有特殊的结构特点，产生较大的破坏影响其强度，使其发生软化，还会导致管涌流沙、液化等情况出现，导致建筑基础上浮，稳定性下降。

（2）地下水位降低造成的岩土工程危害主要是由人为因素所引发地下水位下降的，如对地下水过度的集中开展，采矿作业过程当中，疏干地下水，上游区域修建堤坝或者水库，下游地下水得不到及时补给。引发地下水出现下降，导致地面沉降裂隙，或者引发地面塌陷，还会污染地下水，导致水质恶化，影响建筑稳定性。

4.4 岩土工程遭受地下水动压力作用的影响

自然状态下的地下水，产生的动水压力常常都比较小，通常情况下不会形成相应的危害，而人为因素影响下，特别是工程建设施工，会对地下水的天然状态给打破，改变其动力平衡，一些动水压力作用较为严重的，就会危害岩土工程，如引发基坑、突涌、管涌流沙等灾害。所以在工程地质勘察过程当中，应当对上述问题给予充分的分析和研究，采取切实有效的措施进行应对。

5 解决工程地质勘察勘察中水文地质问题的策略

5.1 加强水理性质的研究

在工程地质勘察过程当中，应当对水文地质问题给予充分重视，详细的分析和研究水理性质，如分析地层具有的溶水性以及渗水性，了解和掌握地层具有的这些性质，并对地下水的改变充分掌握，结合不同工程场地，详细的展开水文地质问题方面的研究，抽取水样，认真检测，指导工程顺利建设，保证工程建设质量。

5.2 工程地质勘察中要强化水文地质勘测

工程地质勘察过程当中应当明确勘察目标，为了提高勘察效率和质量，还应当综合利用各种有效的勘察方法。特别是要将水文地质勘察工作作为重要的工作内容，对工程区域的地下水特征展开详细的调查和分析，了解与掌握地下分布的地质环境流向特点以及由于季节因素改变导致的频繁升降等，获取土壤渗透率相关信息，对渗透系数进行确定。在调查水文地质问题过程当中，还需要开展水压试验，这项试验发挥着非常重要的作用，能够有效确定各项压力值，如起始压力值以及最大压力值和压力基数等，基于这些信息基础上便可以对地下水的状态展开详细的分析和评价，了解是否会对建筑物造成不良影响，并对地下水的腐蚀性进行评价，保证建筑工程安全性。在工程地质勘察当中，测量水文地质问题时，还应当重视现代先进技术应用，保证获得数据精准性，为相关工作提供参考。

5.3 充分重视工程地质勘察中水文地质评价内容

工程地质调查应当详细的获取水文地质勘察信息数据，尤其是进行工程设计以及施工时，更需要全面了解和掌握水文地质资料，这在工程项目当中发挥的作用非常重要，直接影响工程的顺利开展及其安全性。所以要综合分析研究水文地质资料，提高勘察精度，详细了解和掌握工程建设区域环境水文地质条件。另外还应当详细评估这些数据，预测项目建设过程当中可能发生的各种问题，采取有效对策进行解决[6]。