岩土工程勘察中关于水文地质问题的研究

陶金丽，张 俊，涂英军

（浙江中林地质勘测设计有限公司，浙江丽水 323000）

0 引言

岩土工程勘察是依照建设要求，对场地地质、工程条件、环境特征进行分析、勘测与评价，并将相关数据制成文件的活动，而水文地质状况则属于勘察重点，不仅能直接决定地下水资源是否能够得到合理运用，还能切实反映地下水活动状况，以此帮助施工团队更好地分析地下水的埋深与腐蚀性。为了保证工程勘察的顺利开展，首先要对可能存在的水文地质问题进行深入了解。

1 岩土工程勘察中水文地质存在的问题与造成的影响

1.1 水文地质问题类型

1.1.1 地下水位下降

地下水位下降的主要原因可分为：①人为因素，通常是施工团队为了缩短施工周期，降低成本支出，过度开采地下水资源，造成水土流失现象。或是基坑工程为了疏干坑内土体、改善土方施工条件进行人工地下水位降低，但如果在工程开展过程中没有进行基坑底土体的固结，便会使地下水位失去控制，从而产生基坑破坏状况；②自然因素，例如地震、干旱等，会使岩土地势抬高、地下河道干涸下沉，进而导致地下水位下降。一旦出现此类问题，会使土体下的水资源严重匮乏，水流分布不够均匀，造成部分区域地面干裂、土壤条件恶化，甚至出现地面沉降以及坍塌现象，阻碍工程的有序开展。

1.1.2 地下水位上升

地下水位上升的原因同样分为人为因素与自然因素，人为原因通常是由于不合理的农业灌溉方法，许多人员为了节省劳动时间，选择以漫灌的形式进行农田种植，这不仅会导致大量的水资源浪费，还会使水资源得不到有效排放，进而渗透到岩土下层，引起水位高速上升，甚至引发次生盐渍化的现象。此外部分岩土工程地下水位上升的原因是因为地区景观需要定期补水，保持其较高的观赏度，因此不得不进行地下水位的抬高。而自然因素大多是由于降雨量的剧烈变化、地下河流流向的改变以及地震活动引起的水资源分布不均，导致地下水位急速上升。如果地下水位在短时间内上升幅度较高，会降低土层的结构承载力，使地下水浮力上升，进而加大后期岩土工程勘察工作的开展难度。

1.1.3 地下水动水压力过大

除了上述地下水位线变化会对岩土工程造成危害，动水压力的变化同样会影响岩土工程勘察的有序进行，动水压力即是水资源的渗透力，产生于流动过程中土体的阻力，能够对土骨架产生拖拽力，导致岩层应力与形状发生变化。通常其压力大小由排水量大小决定，比如在进行大坝建设的过程中，为了提高结构的支护结构的安全度，施工人员可以会加高地表水位高度，这就导致岩土层的渗水率大大增加，地下水动水会在强烈的重力作用下产生极大的压力，从而破坏岩土结构的平衡，使地质灾害形成的概率大幅提高，甚至出现基坑涌水现象。

1.1.4 地下水性质变化

地下水性质变化的主要原因在于污染物的大量排放，工业生产企业缺少对有害物质的有效把控，许多工业废水在未经严格检测的状况下便被排入地表中，造成污染水质下渗，破坏正常的地下水酸碱平衡，导致水体产生极强的腐蚀性，含水层较浅的混凝土地基结构长时间浸泡在酸碱性环境中，对建筑物的稳定性、安全性带来巨大的隐患[1]。

1.2 水文地质问题对岩土工程造成的影响

1.2.1 对土体的影响

水文地质问题对土体的影响主要体现在渗透变形方面，其中包括：流土，即是岩土层在地下水上流的作用下产生局部凸起、顶穿或流失的情况，其成型时间较短，破坏性较强；管涌，是指土体颗粒在水流的带动下，沿管道进行流动，并逐渐汇聚成大型土体通道，导致地基、坡体出现失稳现象，管涌不同于流土，其破坏方式是循序渐进的，而且需要满足一定条件才能发生，因此该危害的治理难度较低，只需要消除生产条件即可；接触流失，是指地下水渗流方向与相邻土层呈垂直关系，且渗透系数相差较大时，能够将系数较小的土体颗粒带入系数较大的岩土层中，从而降低岩土层结构稳定性，容易产生土方塌陷的情况；基坑突涌，即是岩体工程在进行基坑开挖时，承压水头由于较大的地表压力顶裂上层基坑底板，从而产生水流突涌的现象[2]。

1.2.2 对边坡、基坑的影响

地下水对边坡、基坑的影响主要体现在稳定性的变化，由于地下水本身具有一定的岩土体软化作用，在长时间与地基建筑物接触的过程中，会大量降低其抗剪强度，使锚杆和土钉的抗拔力达不到工程安全标准值，从而使基坑隆起、水土流失等问题反复发生，造成支护结构的安全性下降，并威胁到周边道路、建筑、地下管线等设施，图1 即地下水对施工道路产生的破坏。

图1 地下水对周边道路的破坏

1.2.3 对基础结构的影响

水文地质本身能够对基础结构起到浮托的作用，如果地下水量较高，会使这一现象进一步加剧。因此在进行岩土工程勘察时，要根据实际现场环境进行气象资料的收集、水位地质背景的调查、地下水补径关系的判断以及渗流规律的分析，从而准确预测工程开展时地下水位能够达到的最高位置，并在此设置抗浮防水位，之后按照相关规范要求，结合区域工程经验，进行基础结构稳定值的准确验算，避免地下水的上浮作用影响基础结构的稳定性。

2 岩土工程勘察中水文地质问题的解决对策

首先，勘测人员要做好勘察任务的设计工作，明确具体的勘测项目与测量内容，保证工程地质的调查测绘、岩土试样的采集、原位测试、室内试验、现场检验等勘测步骤得到完整实施，并对地质条件和定量分析做出客观评价。其次要提高相关数据的精确性，通常来说勘察工作的精度要求为1:50000，勘察方可根据实际作业情况和水文环境进行适当的调整，并对地下水的流向情况采用十字交叉法布置多个监测点，以此提高勘察的全面性和有效性。最后，要对制成的地质勘察报告进行复核审查，工程方可聘请专业的第三方机构人员进行水文信息与岩土层信息参数的校检，判断勘察结论是否合理有效，如果出现数据不准确或测量项目有遗漏的情况时，需及时进行勘测信息的更正与核实，确保理论的准确性[3]。

3 实例分析

3.1 工程概况

丽江水上运动中心拟建场地总用地面积约为39053m3，地下建筑面积为19534m2，底板高程为50m，建筑结构为框架结构，场地地点坐落在岩泉街道，周边交通较为便利，由浙江设计研究院负责勘察任务书的设计工作，需要工程队伍切实查明工程用地的水文地质状况以及土质特征，以为施工图设计提供参考数据。

3.2 水文地质勘察

根据项目实际需求与勘察规定制定水文地质勘察的观测路线与基准观测点，并完成相应水文点的准确观察，利用穿越构造的调查方法，由工程人员携带定位装置对水文点进行精准定位，同时要及时填写水流量、水位线等水文地质数据。确保地下水分布状况、径流、地下水类型等信息被完全掌握。之后要进行抽水实验，计算地层的渗透系数，并保证实验过程中设计的四个钻孔中有三个需要分布在回填区域，剩余一个则布置在场区阶地。最后，当抽水实验完成时，还要进行压水实验，用以明确不同岩性的渗水率。此外，为了进一步了解地下水流速与具体流向，还要使用示踪法进行流速大小、流速方向的检测。

3.3 水文地质评价

根据测量结果完成水文地质的综合评价，其具体内容可分为以下三点：①水腐蚀性评价，丽江水上运动中心工程对地下水的混凝土结构具有轻微腐蚀性，大部分结构中的钢筋都处在干湿状态；②项目对地下水的影响评价，地下水流向受地形影响，在场区内沿裂隙与溶蚀节理形成径流，一同流向孔隙水区，最终排入河流湖泊，而场区周边河水则会对地下水进行适当补充。当进行场地平整工作后，周边地势会略微上升，地下掩体呈现弱风化岩特性，此时压水实验测试结果表明地下水为弱透水层，证明该工程对地下水流向影响较小；③地下水对项目影响评价，地下水大多为岩裂隙水，岩土透水率均小于4.5Lu，能够在降雨时形成基岩裂隙水，并在开挖过程中出现渗水现象，但渗水量相对较低，可采用明排的方法全部除净，并且工程后期也不会出现管涌状况，证明基坑排水不会对地基稳定性造成影响。

4 结论

综上所述，通过对岩土工程勘查中水文地质存在的问题进行分析，阐述其对土体、边坡以及基坑基础结构造成的影响，提出一系列具有针对性的解决措施，并以实际工程案例加以论证相关观点，从而帮助工程企业提高勘察效率，做好相关危害防范措施，切实降低水文地质变化对项目工程产生的不利影响，保证岩土行业能够维持可持续发展模式。