水文地质调查在岩土工程勘察中的应用

王晓光

（安徽省地质矿产勘查局313地质队, 安徽六安 237010）

岩土工程勘察是现代化城市建设、道路桥梁等工程施工的重要参考依据, 是确定拟建区域地基适宜性的重要评价指标, 也是确保拟建工程安全可靠的主要参数。因此, 确保岩土工程勘察的有效性和精准性是提高拟建工程质量的前提和保障[1]。岩土工程勘察包括水文地质调查、工程地质调查和环境地质调查等方面, 研究拟建区域的水文地质条件对提高岩土工程勘察质量意义重大。鉴于此, 本文结合自身工作经历, 分析水文地质调查在岩土工程勘察中的应用。

1 水文地质调查及存在的问题

岩土工程勘察是水文地质、工程地质和环境地质等的综合, 故水文地质调查与工程地质和环境地质调查是相辅相成的。但是, 早期阶段对拟建工程区域的水文地质调查不够重视, 认为采用防水设施等就可实现隔水目的。随着各类工程地下水对建筑物的破坏案例越来越多以及建筑工程规模的扩大化以及对水文地质调查重视程度逐渐提高, 加强了岩土工程勘察中水文地质的调查研究工作[2]。拟建区域内的水文地质条件是随着季节而略有变化的, 在干旱季节和暴雨季节的水文地质条件是存在较大差异的, 这就要求在水文地质调查中充分考虑不同时段下的水文地质条件, 为工程设计提供基础依据。此外, 地下水位的变化与一定范围内的水量密切相关, 导致水体中的酸碱度产生较大的变化, 进而对建筑材料产生不同程度的腐蚀。因此, 在拟建区域岩土地质调查中, 必须加强地下水的酸碱度等研究, 才能制定出合理的防治方案。

虽然现阶段岩土工程勘察中加强了水文地质调查工作, 但是仍然存在明显的缺陷, 主要包括：①调查范围的片面性, 拟建区域的面积相对水文地质单元是小的, 现阶段普遍存在水文地质调查范围偏小的现象, 这是由于地下水的循环是以水文地质单元为主的；②区域调查内容的缺失, 如地下水的补径排条件调查不清楚等, 导致对拟建区域水文地质条件的认识存在片面化, 进而导致岩土工程勘察出现偏差[3]；③水文地质调查结果的客观性不够, 大多数水文地质调查报告仅是泛泛而谈, 对于拟建工程所需的信息未能明确给出相应的结论, 使得对拟建区域的水文地质条件认识不足。

2 水文地质调查在岩土工程勘察中的应用

2.1 在水文地质条件评价中的应用

岩土工程勘察中水文地质调查的最终目的就是评价拟建区域的水文地质条件, 其调查内容主要包含：①根据拟建工程规模以及工程地理位置等, 查明拟建区域周边的地下水分布规律以及对拟建区域的腐蚀特征等, 并根据调查结果提出防治检疫, 并评价地下水变化对建筑物的影响, 如腐蚀程度等；②评价拟建区域的岩土结构, 地下水的变化对拟建区域的岩土结构影响程度是岩土工程勘察的主要内容, 对可能产生的影响进行总结；③评价复杂水文地质条件对施工材料的影响, 主要从酸碱度等方面论述, 并对材料进行地下水腐蚀试验, 进而提出治理措施。如某建设场地为分析地下水的腐蚀特征, 对该区域的地下水进行了成分测试, 结果见表1。由表1可知：拟建区域内的地下水对混凝土结构具微腐蚀性, 对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。

表1 拟建场地地下水成分统计表（单位：mg/kg）

2.2 在地下水位调查中的应用

拟建区域的地下水位变化调查是岩土工程勘察中的重要内容, 这是由于一个区域的地下水水位是处于动态变化过程中的, 不同季节地下水位是存在较大差异的（图1）, 而岩土工程条件受地下水影响较大。因此, 查明拟建区域地下水位变化和最大地下水水位是提高岩土工程勘察质量的基础。岩土工程勘察中地下水位的变化对拟建工程的影响主要体现在：①若地下水位变化较明显, 则在基坑开挖过程中可引起突水、涌水等事故, 主要原因在于地下水位的突然增高使得上覆岩土层的静压力降低[4]；②对岩土层结构的影响, 若岩土层一直处于饱水状态, 当地下水位下降明显时, 则容易造成原来饱水状态的岩土层逐渐失水, 进而降低了岩土层的物理力学性能, 极易引起拟建区域的不稳定沉降。

图1 地下水变化示意图

2.3 在水文特征分析中的应用

水文地质调查中水文特征分析是岩土工程勘察的重要组成部分。水文特征分析的意义主要在于地下水位的变化可能导致岩土层的物理力学性能改变, 即影响岩土体的强度, 进而影响拟建工程的安全性能。因此, 在岩土工程勘察过程中应加强水文特征方面的研究工作, 具体内容包括：①随着拟建工程施工的推进, 在拟建区域内的上覆压力明显增加, 此时该区域的地下水处于强烈的环境压力条件下, 极易使得下伏岩土体中的结合水具有更高的密度, 导致岩土体中的粘稠水体增加, 该部分水体的结合能力较强, 可使得岩土体中的水文特征更加稳定, 对拟建工程的安全性具有一定的促进作用[5]；②岩土体中含有较多的毛细水, 该部分水体是赋存在岩土体内部窄缝中, 受重力以及毛细力的影响较大, 当毛细力影响较大时, 则可导致地下水水位明显上升, 反之则导致地下水水位下降；若地下水水位上升时, 则可能造成地下水对建筑材料的腐蚀增强；若地下水水位明显下降, 则可能影响含水岩土体的物理力学性能, 进而引起拟建区域不均匀沉降问题（图2）。综上论述, 水文地质调查是岩土工程勘察的重要组成部分, 其过程是复杂的, 也是极其重要的。当水文地质条件识别不精准时, 后续涉及的施工设计就是不合理的, 容易出现不均匀地面沉降等问题。

图2 不均匀沉降引起的墙面裂缝

3 结束语

综上所述, 水文地质调查与环境地质调查和工程地质调查一致, 是岩土工程勘察中的重要组成部分, 三者是相辅相成的, 是不可分割的整体。因此, 在岩土工程勘察中应综合考虑, 不能孤立的分析某一个环节, 即水文地质条件可影响工程地质条件, 而工程施工可影响拟建区域的水文地质条件。因此, 只有加强水文地质调查的综合研究, 才能有效地将各种安全隐患消除。此外, 应加强水文地质调查的监管力度, 使得水文地质调查不再是一纸空谈, 为岩土工程勘察提供详实的数据支撑。