浅析水文地质问题在工程勘察中的重要性

王妮妮

（山东海岳环境科技股份有限公司 山东烟台 264000）

岩土工程在建筑物持力层、基础设计等方面具有重要价值，需对其高度重视。伴随工程地质勘查不断发展及进步，人类活动范围不断扩大，地下水处于动态化变更中，其多方面变化对工程建设造成影响，需积极掌握其相关资料，作为工程勘查的核心内容，为工程建设提供保证。

1 水文地质评价内容

开展地质工程勘查，核心目的在于对工程施工造成影响因素进行排除，即对地质构造等全方位勘查，结合建筑特征，估测地质环境与建筑物作用方式规模等，进一步保证建筑物后续运营可靠性。在地质工程勘察中，水文地质勘查是一项综合性、复杂性工作，在实际工作开展过程中，需做好以下内容评价。

（1）掌握施工区域内周边地下水含量相关资料，并以此为基础，全方位分析地下水是否对施工造成干扰，进行精准性判定，该过程中勘查数据完整性及可靠性对后续工程施工安全十分关键。施工中会产生大量废水、废渣，对地下水质量造成干扰，进一步削弱工程基础结构稳定性，降低工程质量安全性。

（2）应掌握施工区域内岩土地层实际构成，对其易产生的施工影响因素进行分析，水文地质勘查人员需明确其带来各方面的危害，有目的性地采取解决措施。分析岩土底层实际核心构成时，综合性考量地下水特征规律、活动范围等，掌握地下水对岩土实际干扰状况，保证水文地质不会对工程施工质量造成干扰。

（3）为确保工程施工可靠性，需对工程地下水不良影响进行分析，且需基于各类地质条件制订施工方案。选取软质岩石、强风化岩等为持力层工程，需将地下水活动对岩土土体造成软化等影响做好评估重点。地基范围内存在粉细砂，需精准估测其形成的各类不良影响风险，如管涌等。

2 岩土水理性质

岩土与地下水相互发生的作用便为岩土水理性质，其主要包含含水性、吸水性、软化性等多个性质指标，不同指标所呈现的意义不同，反映岩石实际性质不尽相同，其主要内涵如下。

（1）含水性。岩石的含水率主要与多个因素密切相关，与含水质量呈正相关，与固体质量成反比。含水率自身意义在于岩石在水作用下，其自身强度降低，尤其针对含有粘土矿物较多的岩石，在水作用下造成岩土出现变形。

（2）吸水性。岩土处于一定条件下，其实际吸收水分能力一般评定指标包含吸水率、饱水系数。吸水率主要是指处于特定试验条件下，岩石吸入水实际质量与岩石固体质量比值。吸水率主要包含自由吸水率、饱和吸水率等，其与吸入水质量呈正相关，与岩样干质量成反比，表1为常见岩石吸水率。饱和吸水率主要是指岩石处于高压抑或真空条件下吸入水质量与岩样干质量比值。

表1 常见岩石吸水率

（3）岩石的软化性。岩石持续性在水浸泡作用下，其自身强度降低，便称为软化性。一般衡量其自身软化性的核心指标为软化系数，软化系数与干抗压强度成反比，与饱和抗压强度呈正相关。软化实际系数较小，岩石软化性较强，岩土中包含大量亲水和可溶性矿物。岩石软化性与其系数成反比，一般系数超过75%，岩石软化性较弱，工程地质性质优良；软化系数低于75%，岩石软化性较强，工程地质不佳。

（4）崩解性。岩石崩解性主要是指岩石与水相互影响下，其自身丧失一定的黏结性，最终形成彻底失去强度的松散物质的性能。此种性质产生主要源于可溶盐与黏土质胶结沉积岩，处于水化作用下进一步促使岩石内部结构弱化。通常建议其表示指标为耐崩解指数，相关规范中建议将第二次干湿循环数据作为耐崩解指数参考依据。

（5）透水性。处于特定水力差值作用下，岩石被水透过性质，通常以渗透系数予以衡量。通常，水处于岩石中流动与其在土体中流动相同，满足相应的规律，其实际渗透系数、流速及水力梯度间关系如下：

U=KJ

式中：U为实际渗透流速，cm/s；K为渗透系数，cm/s；J为水力梯度。

（6）膨胀性。部分岩石遇见水分之后具有一定的膨胀性，尤其针对含有黏土量较高的黏土岩等，其实际膨胀性不尽相同，以自由膨胀率、膨胀力等为核心指标。其中，膨胀力即膨胀压力，主要是指岩石在水作用下浸湿，原有岩石所持有体积可施加的最大压力数值；膨胀率主要是指膨胀变形量与岩石原有尺寸比值。

3 地下水引起的岩土工程危害

3.1 地下水升降变化危害

根据地下实际埋设条件的不同，地下水主要可划分为3种类型，即包气带水、潜水、承压水，不同类型地下水其自身特征不一。地下水受多种因素影响会出现升降波动，超出标准范围上限或低于下限数值，对岩土工程造成不利影响。地下水生降变化对工程造成的危害包含以下几种方式。

第一，地下水水位上升。含水层结构、岩石性质处于动态化变更中，以及受外界自然降水量、人为活动干扰等，促使地下水水位上升，岩土工程中岩土土壤趋于沼泽化，以及部分岩石结构被损伤，自身强度大幅度降低，从而产生软化现象。由于上述现象形成，易出现管涌、流砂等质量缺陷，在一定程度上影响工程结构稳定性。

第二，地下水水位下降危害。造成地下水水位下降的核心因素源于人为活动，如地下抽取水，此种人为操作实施过程中忽视对环境影响，造成地下水下降幅度超过最低限值，增加地面塌陷等风险，同时会造成水枯竭等环境问题。

第三，地下水频繁升降对工程影响。地下水频繁升降对岩土工程造成不良影响，主要体现在岩土自身膨胀收缩严重，损害岩土工程。此外，其会引发岩土层中大量有机分子流失、含水孔隙变大、土质结构稳定削弱、岩土自身承载力不足，影响岩土工程基础处理［1］。

3.2 地下水位对岩土物理力学性质影响

在工程实际勘查过程中，为掌握地下水位实际条件，其与季节呈周期性变更，降水量较多季节，水位上升；旱季，水位下降。地下水位天然变化自身特征为循序渐进、幅度较小，为精准性获知地下水位实际位置，为后续判定其对岩土物理力学性质干扰，需获取其实际潜水等水位线图，其主要是结合岩土工程区域内个水文地质点，处于特定时间区间内测定潜水面实际标高形成。通过其可明晰潜水实际流动方向，呈现其与地表水相关性，确定埋藏实际深度。处于地下水以上、地下水位变动带和地下水位以下，具有特殊的变化规律自上而下，含水量、孔隙及承载力均处于动态化变更中，核心因素为地下水以上部位长期处于淋滤作用，其对土体颗粒造成一定的充填作用，形成完整的“硬壳层”，土体中大量有机物含量较低，土质逐步趋于松散，结构承载力削弱［2］。

3.3 地下水动水压力引起危害

动水压力也称为渗透力，水处于土体中进行流动，受土体一定的阻力，促使水土逐步损失，多个岩土工程中，渗透力实际数值作为影响工程可靠性核心因素。实际工程中，出流土、管涌等不良事件较多，影响工程施工安全性。若土颗粒间实际应力为零，土颗粒悬浮在水中，其产生流砂核心条件为渗流水力实际坡度超过边界坡度，一般易产生该不良质量的土层条件是黏结实际含量不超过10%～15%，级配不均匀系数小于5。

4 解决水文地质问题对策及建议

4.1 保证水文地质勘查计划落实

为保证岩土工程建设可靠性，需在正式实施地质勘查工程之前，立足水文地质层面，分析各类勘查问题，制订可行性较高的施工计划方案，并完成各方面准备工作。施工单位高度重视水文地质勘查特征及其重要性，才可制订相关计划，明确实际贯彻中存在的不足，进一步高效解决各类实际问题。落实勘查计划时，需严格依照相关要求掌握施工区域内地质状况，预先了解地下水位特征，对其开展综合性调查，为岩土工程开展提供保证。计划中，各类数据信息需保证完整性、可靠性，制订的计划具有较强的可行性。相关技术人员完成数据整理后，为避免出现不良现象造成损失，需建立完善的应预案，防止水文地质问题加剧［3］。

4.2 加强水文地质勘查技术应用

水文地质勘查过程中，合理选取技术，可为勘查成效质量做以支撑。工程勘察过程中，需立足项目实际状况，选取合适的勘查技术，严格依照相关规程实施，保证技术应用规范化、标准化。地质勘查方式较多，各阶段中均需选取合理方式开展工作，如地质方法、化学测量方法、地球物理测量等方式，其中，地质方法中重砂找矿法应用优势凸显，其最为核心的环节便是取样工作，需严格依照相关规程实施。人员作为技术应用操作者，其自身专业素养与技术应用有效性密切相关，需加强技术人员培训工作，增强人员技术水平，高水平应用勘查技术开展水位地质勘查工作，保证勘查质量和效率。此外，随着信息技术的高速发展，需积极将新勘查技术引入，为水文地质勘查突破性研究提供助力，解决常见瓶颈，缓解水文地质为工程带来的不良影响［4］。

4.3 加大水文地质勘查监督力度

水文地质勘查工作开展过程中，需进一步加大对其工作管理及监督力度，由于其作为一项综合性、专业性工作，对技术人员要求较高，对水文地质勘查工作做以指导。针对区域内地质勘查监督，监管人员需立足实际状况，优化完善其监督工作流程，保证其勘查效率及质量。此外，可联合应用信息化监督技术，提高其监督有效性及精准性，动态化监测水文勘查各环节，掌握水文地质相关信息，保证工程施工可靠性。

4.4 保证地下水位正常

地下水位处于正常范围内，可保证工程建设质量，若受外界因素干扰，其超过最上限值或低于下限值，均可能造成严重质量缺陷，不利于工程顺利实施。施工单位需积极观测地下水位动态变化信息，分析其是否处于合理范围内，汇总其变化核心特征规律，掌握影响其变化的核心因素，制定针对性解决措施，有效将地下水位处于合理范围内，降低水文地质对工程施工造成的影响。同时，对地下水抽取也应加以严控，以免造成地下水位过低，造成地面塌陷风险。积极应用测试专业用具，保证地下水处于稳定状况，以免对水资源造成污染，为工程有序实施奠定良好基础［5］。

5 实践案例分析

5.1 项目概况

该项目场地实际长度为120m，最大宽度为62m，拟建场地现存在建筑物，拟建实际楼共计5栋。中间布设长、宽分别为55m、18m 的主体结构，实际形态为长方形，高度初步计划为8～10层；主楼东侧布设两幢建筑，其边长相等均为15m；门厅长度、宽度分别为30m、17m；办公楼长度、宽度分别为50m、15m，高度为4层。

5.2 岩土工程勘察、地基土工程性能及地下水

场地区域内I级阶地倾向于前沿实际部位，整体地形较为平坦，内部实际相对高差为2.72m，场地内并无分布坡坎，其现下及未来不会产生各类质量缺陷，如崩塌、滑坡等地质灾害。东侧场地高度处于安全范围内，并设计相应的防洪堤，可阻挡相应的洪流，但针对特大洪水仍对建筑工程构成威胁，此外并未存在其他河流。整体层面分析其地质环境优良，适合工程建设。场地内结构主要为第四系内粉土、砂土等构成，上方0.4～1.5m 均充盈为素填土。区域内地下水以孔隙潜水为主，在地下水影响下，圆砾为核心含水层，勘查季节正避开雨季，其地下水埋设深度为8.8～11.1m，基本与江水水位保持一致，对工程施工不会造成严重影响。

5.3 基础方案评价

一方面，持力层及下卧层评价。该区域内东侧布设相应的防洪区域，但针对特大洪水仍存在一定的危险，此外并无其他河流影响。根据建筑物结构特征、承载力等，对其进行评价如下：素填土自身厚度较小，埋藏深度浅，无法作为工程持力层，细砂、中砂紧密度不佳，自身强度无法满足要求，圆砾、卵石等强度优良，密实度满足相关要求，其中，圆砾作为最理想的地基基础持力层。

另一方面，该项目桩基础选型过程中，由于持力层结构强度高、厚度较大，且处于地下水位上方，最终选取沉管灌注桩或人工挖孔桩，其自身经济性优良。该区域内部持力层优良，整体施工较为便捷，无需对地基进行处理［6-7］。

6 结语

工程地质勘查中，水文地质勘查十分关键，其对保证工程建设安全及质量具有重要作用，需对其高度重视。受外界因素影响下，水文地质发生变化，易造成工程质量难以保证，需明确其自身重要性，采取针对性解决措施，做好水文地质勘查。