巖土工程勘察中水文地質問題及解決方法論文
引言
水文地質是巖土工程勘察過程中一個不容忽視的重要環節。
但是一直以來，由于我國在水文地質方面的相關研究和經驗的缺乏，導致了在巖土工程勘察的過程中，水文地質問題經常會被勘察人員所忽略。因此，巖土工程勘察始終難以做到盡善盡美。然而，水文地質問題對巖土工程勘察以及后續的工程項目施工建設都可能產生極大的影響。嚴重時還可能造成經濟損失甚至人員傷亡。因此，在巖土工程勘察的過程中，一定要對水文地質問題給予充分的重視，充分認識到水文地質的重要性和影響，避免其對后續的工程施工帶來不必要的麻煩。
1 巖土工程地質勘察的概述
工程地質勘察是建筑方面的一門科學，它主要是為了對工程建筑的相關地質條件進行調查和研究，勘察施工場所的地質情況，對其中存在的各種地質問題進行綜合分析和評價。然后結合地質特點，推斷在工程建筑的作用之下，地質情況可能發生的變化。以此來尋找工程建筑的最佳建設地點，并采取相應的工程措施，解決可能出現的地質問題影響。這樣能夠充分的保障工程建筑的安全、順利的進行施工[1].
巖土工程地質勘察的主要研究內容是確定巖土的成分、結構、物理性質、化學性質及其對工程建筑穩定性的影響等，進而對工程地質的類別進行區分，以制定相應的工程方案。而巖土工程地質勘察的主要目的是利用地質學等相關知識，對工程地質情況進行調查和分析，查找工程地質中存在的問題，然后提出解決辦法，最終確保建筑工程的順利施工。
2 巖土水文勘察中存在的問題
1） 缺乏充分的勘察依據。
在巖土水文勘察工程中，勘察單位和技術人員沒有充分認識到重要性。在對施工現場進行勘察時，沒有考慮到工程項目的特點和性質與地形地貌的結合，也沒有考慮到水文情況的影響和條件。這就導致了巖土水文勘察工作達不到預定的效果。
2） 勘察報告質量較低。
一些勘察單位或勘察人員在編制勘察報告的時候，沒有對巖土水文勘察得出的數據資料進行充分的分析與總結，同時也無法保證勘察質量。這就使得勘察單位提供的勘察報告質量很低，有些甚至無法達到合格的標準，對于建筑施工的方案設計沒有任何幫助。
3） 無法實事求是的反映實際情況。
有很多勘察人員提供的勘察報告中，存在著大量的空話、套話，缺乏實際的勘察內容，也沒有實際的工程施工條件。同時，勘察報告中也體現不出必要的理論基礎知識與邏輯思維能力，對于實際地質的分析和研究內容也較為缺乏。
3 巖土水理性質
巖土的水理性質是通過與地下水的相互作用而體現出來的，因此地下水的賦存形式會對巖土的水理性質造成影響。如圖 1所示，地下水的賦存形式主要分為結合水、毛細管水和重力水這三種形式。而其中，結合水又可以分為強結合水和弱結合水這兩種類別[2].針對不同的地下水賦存形式，在對巖土的水理性質進行測試的時候，通常有五個方面，即脹縮性、給水性、透水性、軟化性和崩解性。
1） 脹縮性。
脹縮性指的是巖土在吸水和失水之后，體積發生變化的特性，這是由于巖土顆粒表面的結合水膜會因為吸水和失水而發生厚薄的變化。巖土的脹縮性是引起地表裂縫和基坑隆起的主要因素之一，因此會影響到地基的形變程度以及突破表層的穩定程度。而巖土脹縮性的表示方法有膨脹率、體縮率、脹縮系數等。
2） 給水性。
給水性指的是飽水巖土能夠在重力的作用下，從孔隙和裂隙中自動流出一部分水的特性[3].給水性通常用給水度來表示，這是一個十分重要的水文地質參數，能夠對場地的疏干時間產生一定的影響。采用實驗室的方法能夠對給水性進行測試。
3） 透水性。
透水性指的是在重力的作用下，水能夠透過巖土的特性。在松散巖土中，顆粒越細、分部越不均勻，其透水性就越弱。而堅硬的裂隙或巖溶越多，其透水性也就越強。透水性通常用滲透系數來表示，可以通過抽水試驗來進行測試。
4） 軟化性。
軟化性指的是巖土在浸水之后，力學強度發生降低的特性。
軟化性通常用軟化系數來表示，它能夠對巖石的抗風化、抗水浸的能力進行判斷。如果巖石層當中存在容易被軟化的巖石，那么地下水的影響就會使其形成軟弱夾層。
5） 崩解性。
崩解性指的是當巖土在浸水變濕之后，土粒之間的連接受到了削弱和破壞，導致巖土發生崩散和解體的特性。巖土的崩解性與其中的顆粒和礦物的成分，及其自身結構有著很大的關系。
除了以上這些之外，巖土的水理性質還有持水性、毛細管性、可塑性、溶水性等一些其他的特性，對此，在巖土工程勘察工作中，也應當加以重視[4].
4 水文地質的重要性
在巖土工程勘察工作當中，水文地質問題是一個不容忽視的重要問題，它與巖土工程勘察之間存在著十分深遠的影響。在實際工程建設中，如果建筑物周邊有地下水的存在，建筑物周邊地下的巖石和土壤將會受到地下水的侵襲和影響，從而使自身的耐久性和堅固性發生一定的變化，從而引起承載力和承載范圍的變化。
在這種情況下，建筑物的地基受力情況也會發生變化，從而影響到建筑物的穩定性和堅固程度，進而給建筑物的安全造成威脅。此外，由于地下水屬于巖土體中的一個重要組成部分，將會改變其他巖土體的性質和特征，這些都會對巖土工程勘察造成影響。
針對以上情況，在巖土工程勘察的過程中，要加深對水文地質問題的認識和重視程度[5].這樣，不但能夠對巖土工程勘察的效果產生積極的影響，還能夠為以后的工程項目開發建設中的質量安全提供前提保障。但是，在當前很多實際的巖土工程勘察當中，卻沒有對水文地質問題產生足夠的重視，很多勘察人員都是將其當作一種必要的工作流程，并沒有真正的認識到水文地質問題的重要性。這就往往會導致在工程項目正式施工建設的過程中，時常會因為水文地質所造成的不良影響，而引發一些嚴重的安全事故。由此可見，在巖土工程勘察工作當中，水文地質的重要性是絕對不容忽視的。
5 水文地質的影響
1） 地下水水位變化的影響。
地下水對巖土工程勘察的影響，除了水動壓力以外，還存在著水位升降變化所帶來的問題。地下水位的升降會引起巖土層結構穩定性的變化，可能造成地表開裂、地面沉降或地表塌陷等情況。
很多原因都可能會導致地下水水位的過度上升。其中地質方面的因素主要有總體巖性產狀、含水層的結構等。水文氣象方面的因素則主要有氣溫、降水量，或人為施工的影響。有時多種因素綜合可能會帶來更大的危害。一旦地下水位發生過度上升的現象，將有可能會加快建筑物地基的腐蝕，導致建筑物傾斜、滑坡甚至倒塌[6].地下水位的過度下降同樣具有十分嚴重的危害。當地下水位突然大幅度下降時，很可能會導致地表開裂、地面塌陷、地面沉降等情況。此外，還有可能導致地下水水質的惡化、水資源枯竭等生態環境方面的問題。這樣，不但會對巖土工程勘察造成不良影響，同時還會影響到人們的生活質量。如果地下水位在一段時間之內，頻繁的發生上升和下降的變化，將會導致巖土當中的膨脹性巖土發生不均勻的膨脹和收縮形變。地下水位升降變化頻率越快，巖土的膨脹和收縮形變的幅度就會越強，進而引起地面的形變或開裂，使巖土工程勘察無法順利進行，也會對整體工程項目的施工造成很大的影響。
2） 地下水動水壓力的影響。
在巖土工程勘察工作中，水文地質所帶來的首要影響就是地下水所產生的動水壓力的問題[7].在具體施工過程中，自然條件下的地下水不會主動對勘察工作造成影響。但是，一旦人們的施工行為對其產生影響，那么地下水的自然條件就會發生變化，出現失衡的現象。此時，地下水將會產生出很大的動水壓力，嚴重影響巖土工程勘察工作的順利進行。而且，如果動水壓力過大，將會對巖土工程造成一定的地質危害，如管涌等問題。這樣不但會影響到巖土工程勘察的進展，甚至影響到整個工程項目的正常施工。
6 水文地質勘察的注意事項
1） 了解水文地質條件。
在對水文地質進行勘察的過程中，要注意對水文地質條件進行了解。例如，需要對地下水的蒸發量、降水量、水位變化規律、年平均水位等信息進行勘測掌握，同時對地下水和地表水之間的關系進行了解。對地下含水層的厚度和深度信息進行了解和掌握，調查在不同地下含水層當中，地下水的流動方向、水位變化、水質種類等信息[8].結合巖土工程勘察的各項信息，對地下水的情況進行研究。同時，還要勘測地下水和地表水是否受到了污染，以及受到污染的嚴重程度。
2） 評價水文地質問題。
在工程項目施工建設之前的巖土工程勘察當中，一定要對水文地質問題進行嚴格、詳細的評價，將其可能對巖土體性質和建筑施工所造成的影響進行詳細的分析和預測，并對可能造成的安全危害和可能帶來的安全事故進行研究。之后，根據分析研究和預測的結果，有針對性的采取相應的解決或預防措施，以確保工程建設的安全。同時，在對水文地質問題進行多角度、全方位的調查和了解之后，結合實際情況，為建筑工程施工提供相關的水文資料信息，使建筑項目在進行地基施工的時候，能夠對相應的問題加以注意。此外，還應當對施工場地的地下水進行全面的了解，結合工程項目的施工計劃，推斷施工過程中可能會對地下水造成的影響，以及可能產生的安全問題，并且提前做好應對措施。
在對水文地質問題進行評價的時候，應當注意因地制宜，對不同巖土性質地區的勘察，應當選擇不同的評價內容和側重點。
如果當地是軟質巖石和強風化巖的地質條件，應當注重地下水對巖土體脹縮、崩解、軟化的影響。如果當地是粉細砂、粉土等松散地質條件，就要注重地下水可能引起的潛蝕、管涌等現象。
7 水文地質勘察的要求
由于現代科技和建筑工藝的不斷發展，建筑物越建越高，因此地基也越打越深。再加上生態環境的變化，導致地形、水位、巖土的水理性質等情況都發生了很大的變化，并帶來了十分嚴重的后果。因此，在巖土工程勘察工作中，應當充分重視對水文地質的勘測。這樣才能進一步確保工程建設的可靠性和安全性。雖然水文地質的勘測只是巖土工程勘測中一個很小的部分，但是其重要程度卻不亞于其他任何工程項目[9].做好水文地質的勘測能夠提高巖土工程勘察的效率和質量，同時減少勘察工作中的不利因素。
巖土工程勘察的主要過程如圖 2 所示。在水文地質的勘測工作中，涉及到地理條件、地質環境、地下水位等諸多方面。在具體勘測過程中，根據工程項目的具體要求，結合之前記載的水文地質情況的資料，可以采取鉆孔、測試等方法，來對該地的水文地質情況進行勘測和分析。在滿足規范文件中要求的同時，也要充分考慮到當地的地理位置、自然地形、地質特性、地質結構、地下水位以及水質特征等問題。通過對水文參數的測定，能夠明確當地的地質條件和巖土的水理性質，從而有針對性的制定工程建設方案。
8 水文地質問題的勘察措施
在巖土工程勘察對水文地質問題進行勘察之前，應當對擬施工地點相關的基礎水文地質資料進行收集和整理，利用這些資料與工程項目的施工方案進行對比，分析當地水文地質中可能存在的不安全因素，然后有針對性的對地下水和當地巖土體之間的相互作用進行分析，全面系統的了解當地的水文地質情況。
然后以所收集的水文地質資料為基礎，與工程項目施工的現實情況相結合，對可能存在安全隱患的區域進行認真的勘察。同時利用取樣等試驗方法，全面、系統的勘察和評價[10].通過現場勘察和評價，對地下水的水位變化幅度、變化規律以及地下水的類型等信息進行詳細的了解和掌握。之后與當地的巖土體的性質相結合，分析地下水在當地的滲透性，從而判斷管涌、流沙、突涌等安全事故的發生幾率。
最后，結合事先收集的當地水文地質資料、現場的勘察數據等資料信息，對工程項目建設施工區域巖土工程勘察中的水文地質問題進行綜合性的評價和分析，對其可能帶來的不良影響與安全問題進行總結和列舉。結合工程項目具體的施工方案和建筑用途，采取相應的預防或補救措施。針對不同的地質條件，可以采取地下水補充或地下水截留外排等措施。尤其是針對地表沉降、基坑安全、管涌、流沙、潛蝕以及持力層等方面，要進行適當的處理，從而確保巖土體的安全和穩定。
9 結語
隨著社會發展速度的不斷加快，工程建筑領域的發展也十分迅速。在進行工程項目施工建設之前，要進行巖土工程勘察，對施工地點的地質情況進行充分的了解。而在巖土工程勘察當中，水文地質問題是最為重要的問題之一，對于工程項目的施工質量和施工安全有著直接的影響，因此，要充分關注和重視巖土工程勘察中水文地質的問題，采取適當的措施，避免水文地質問題帶來的安全影響，從而確保工程項目的安全。
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