岩土工程勘查中关于水文地质问题的相关分析_张帅.pdf

201管理及其他Management and other岩土工程勘查中关于水文地质问题的相关分析张帅摘要：当前岩土工程的勘查工作正在飞速进行，而水文地质在岩土工程勘查中占据着至关重要的地位，直接影响着工程建设的稳定性与安全性。通过水文地质能够判断地层的承载力，为工程施工提供科学依据，基于此本文将对岩土工程勘查中关于水文地质问题开展深入探讨。关键词：岩土工程勘查；水文地质；重要性；问题与对策水文地质勘查是岩土工程勘查工作中的重要环节，在工程建设时可能会受诸多因素的干扰，影响工程质量。因此在施工前做好勘查工作尤为重要。要想提高岩土工程勘查工作质量，就必须重视水文地质的勘查，准确判断出地质的水文情况，为整体工程施工奠定基础，通过水文地质的勘查，及时发现潜在的安全隐患，并做好控制处理，充分发挥出岩土工程勘查的作用，确保工程建设质量。1 岩土工程勘查概述1.1岩土工程勘查的定义及内容岩土工程勘查属于一项复杂性的系统工程，主要针对建筑工程的相关地质条件开展调研，对存在的地质问题进行评价分析，归纳总结后判断在建筑的作用之下，地质可能会产生的变化。从而明确工程建设的最佳地点，确保施工顺利开展。岩土工程勘查的主要内容包括地质勘探、地质测绘、采取土样试验、原位测试、室内测试、现场检测等，对施工场地进行地质条件的判定，最终编制成报告文件。岩土工程勘查是一门综合性和边缘性强的工程技术，涉及工程地质、水文地质、岩土力学、支护结构、锚固技术、施工及监测等多门学科，同时强调借鉴地区经验因地制宜结合施工方式、施工工艺及岩土参数、岩土特性、地质情况等做具体补充。该规范以动态设计法为基本设计原则，采用动态设计应提出对施工方案的特殊要求和监测要求，应掌握施工现场的地质状况、施工情况和变形、应力监测的反馈信息，并根据实际地质状况和监测信息对原设计做校核、修改和补充。当地质勘查参数难以准确确定、设计理论和方法带有经验性和类比性时，根据岩土工程施工中的反馈和监测信息完善设计可以达到以下效果：第一，避免勘查结论失误，山区地质情况复杂、多变，受多因素制约，地质勘查资料准确性难以保证，所以在施工开挖中补充施工勘查工作查对核实原地质勘查结论可以有效避免勘查失误造成工程事故；第二，设计者掌握施工开挖反应的真实地质特征、施工区域变形量、应力值等，可以更大程度确保工程安全和设计合理；第三，施工区域变形和应力监测资料是加快施工或排危抢险、确保安全施工的重要依据；第四，有利于积累工程经验。1.2岩土工程勘查阶段的划分岩土工程勘查阶段一般分为可行性研究勘查、初步勘查、详细勘查以及施工勘查。可行性勘查主要为工程的选址方案来做的，初步勘查是为了初步设计来做的，详细勘查是为了施工图设计来做的，对施工场地地质条件极为复杂或者有特殊要求的要进行施工勘查。一般来讲如果建筑物平面布置图已经设计完成的话，可直接进行详细勘查，由于可行性勘查和初步勘查不经过审图单位进行审图，只有详细勘查才进行审图，所以目前详细勘查做的是最多的。而施工勘查是因为场地的地质条件特别复杂，详细勘查完成后仍不能完全查明地质情况，比如经常遇到的岩溶地区，由于岩溶地区的溶洞发育不规律，仅依靠详细勘查很难查清楚地下溶洞的分布情况，所以必须要开展施工勘查。四个勘查阶段的勘查精度也是不同的，可行性勘查主要是搜集一些资料，大致了解一下场地的地质条件，初步勘查主要是钻孔的布置，详细勘查是控制整个场地，为施工图设计做好前期工作，施工勘查则是更加准确的勘探地质情况。2 水文地质与岩土工程勘查之间的联系2.1水文地质在岩土工程勘查中的重要性水文地质能够直接影响整体工程的建设质量，在岩土工程勘查中可通过水文地质情况判断出地层的承载能力，为工程建设提供有效的参数信息，通过对水文地质情况的了解，进一步完善岩土工程的施工方案，优化施工设计，确保岩土工程顺利开展。此外如果在岩土工程施工时，没有重视水文地质的勘查，若遇地下水就会对周边的地质环境造成不利影响，地下水容易产生动力变化，存在一定的安全隐患，因此必须要加强重视水文地质的勘查，才能确保岩土工程的施工安全。2.2水文地质对岩土工程产生的影响分析全球各地经历的地质灾害都与水文地质存在紧密联系，岩土结构与地下水文产生相互作用，进而对岩土工程具有严202管理及其他Management and other重影响。（1）岩土工程基础埋深的影响：在岩土工程中，基础埋深是一项重要环节，它直接影响着后续的施工质量，如果受水文地质的影响，基础埋深的位置存在地下水，就会使开挖基坑的底土出现形变，不利于基础埋深工作的开展。因此在岩土工程勘查过程中，必须要对地下水位的变化规律和升降幅度开展深入分析，从而促进相关方案的制定，保障基础埋深工作顺利开展，为后续的施工奠定基础。岩土工程勘查中，若地基是砂质或粘土土质，加之勘查区周围地下水位发生变化都会对岩土工程勘查工作质量造成影响，如岩土强度持续下降，地基出现震陷。（2）建筑工程施工的影响：任何建筑工程施工最主要的核心就是地基，地基的稳定性决定着整体建筑的稳定性，如果地基受到水文地质的影响，则一定会影响建筑的稳定性。此外如果地下水产生动力变化，比如水位上升，一旦建筑物受到地下水的浸泡就会变得潮湿，逐渐腐蚀建筑物，对建筑物的整体施工质量具有不利影响，无法保障建筑物的安全性和稳定性。因此在施工前期要对水文地质情况掌握了解，分析可能产生的影响。（3）施工支护的影响：伴随着社会经济的快速发展，现代的城市建筑越建越高，很多的高层建筑采用垂直开挖法进行施工，在施工过程中最主要的就是基坑的开挖，通过降低水位来减缓土侧的压力影响。然而若地下水位突然下降，则会导致周边建筑物出现沉降，影响其他建筑物的稳定性。因此在岩土勘察工作中重视水文地质的勘查极为必要。2.3岩土水理性质岩土的水理性质主要是通过与地下水的相互作用而产生的，常见的岩土水理性质包括给水性、胀缩性、透水性、软化性、崩解性。第一给水性的体现主要是由于饱水岩土在重力作用下，从孔隙当中流出了一部分的水，这在水文地质勘查中是一个极其重要的参数，给水性可直接影响到场地的疏干时间。第二胀缩性是由于岩土在失水和吸水后，体积发生了一定变化，胀缩性是引起地表裂缝的主要原因之一，会导致地基出现形变。第三透水性是在重力作用下，水流透过了岩土，如果岩土较为松散，且分布不均匀，透水性就相对较弱，如果岩土较为坚硬，且岩溶较多，则透水性就较强。第四软化性是由于岩土经过浸水，力学强度逐渐下降，若岩石层中存在软化的岩石，受地下水影响，会使其形成软弱的夹层。第五崩解性是由于岩土经过浸水后变的湿润，土粒结构不稳定，致使岩土崩解。3 水文地质在岩土工程勘查中的具体应用（1）针对地理环境的勘查：自然地理环境是一个开放性系统，具有整体的特征、功能和发展规律，总体可划分为水文与地形，水文地质极容易受到气候因素的影响形成水文特征。而地形受到土壤的分布影响或周边的水系影响形成地质特征。因此在岩土工程勘查工作中针对地理条件进行勘查也是极为重要的，为岩土工程施工提供科学的水文地质勘查依据。（2）针对地质条件的勘查：地质条件直接影响着地基的施工质量，如果地基不稳固，则整体建筑的施工质量也无法得到保障。因此针对施工所在区域进行地质条件的勘查具有重要意义，勘查的主要内容包括地下水情况、地质构造、地层承载力等等，为岩土工程施工提供有效的参数信息。（3）针对地下水位的勘查：在地质条件的勘查中已经包含了地下水位情况，但要进一步针对地下水位的动力变化进行勘测，地下水位产生的变化会导致建筑物沉降或变形，因此要针对近几年地下水位的变化情况进行勘测对比，对可能产生的影响进行深入研究。（4）针对隔水层与含水层的勘查：在薄水的岩层中根据岩层给水和透水的能力分为含水层与隔水层。含水层能够传输并给出一定数量的水，而隔水层与之相反，不能传输并给出相当数量的水，基于此要针对隔水层与含水层地下水的流向、类型、水位进行勘查，尤其是含水层。从而准确的判断出水文地质情况，为岩土工程施工提供科学的水文地质信息参考。4 岩土工程勘查中水文地质问题分析4.1水文地质勘查现状（1）缺乏科学依据：目前在水文地质勘查中，大多数相关人员并没有认识到其重要性，未根据岩土工程项目的实际情况开展勘查工作，没有综合分析水文地质情况以及可能产生的影响，导致水文地质勘查达不到预期效果，无法发挥出岩土工程前期勘查的作用。（2）勘查质量较低：相关人员在水文地质勘查过后，没有对所得出的数据进行有效分析，勘查报告达不到标准，无法对施工方案提供有效参考。此外在勘查报告中缺乏实际勘查内容，体现了大量不符合施工方案设计的理论点，不能真实的反映勘查情况，使得水文地质勘查发挥不出任何作用。（3）缺乏设备维护：现阶段虽然部分建筑单位逐渐意识到岩土工程勘查中水文地质的重要性，针对勘查工作也开展了相关培训，但在勘查设备方面缺乏维护意识，导致设备的使用精准度受到影响，安全性也难以得到保障。在勘查过程中，容易对工作人员的人身安全产生威胁。还有部分建筑单位使用的勘查设备过于落后，在复杂地形的勘查中，会涉及到许多危险操作，若设备质量不过关，则极容易造成安全事故。4.2岩土工程勘查中水文地质问题的危害（1）地下水位上升：在岩土工程勘查中，地下水位上升是最为常见的水文地质问题，造成地下水位上升的原因有很多，比如203管理及其他Management and other降雨量过于集中、施工不当或者水层结构发生了变化等，都会造成地下水位上升。如果地下水位持续上升，地基受地下水影响，承载力就会随之下降，任何岩土材料都难以避免。据相关数据显示，在岩土工程勘查中，若地下水位持续上升，地基承载力的下降频率可达到60%左右。其次还会直接影响到工程结构主体，随着地下水的上升，岩土结构的强度也会随之降低，并且加快土壤沼泽化。在工程施工中，如果采用的是砂性土，受地下水位上升的影响，岩石会吸收大量的水分，经长时间的浸润，岩石结构不稳定，导致建筑物出现沉降。尤其是河边、湖边的工程建设，地下水位的变化更容易对建筑物产生影响，甚至发生岩土崩塌或滑坡等现象。（2）地下水位下降：通常造成地下水位下降的主要因素是人为原因，比如不合理修建水库、无节制开采地下水等都会造成地下水位下降。地下水位下降最大的危害就是使地面产生沉降，在工程施工中，部分岩层是处于松散状态的，若针对松散的岩层没有进行加固，在施工过程中过度开采地下水，随着地下水位的下降，地面的承载力也会随之下降，所以在抽取地下水时应严格遵循适度的原则。其次过度开采地下水会加剧水资源的消耗，如果施工地区的水资源短缺，就会提高水资源中的矿化程度，因此在抽取地下水时抽取量应小于补给量。另外如果地下水被过度抽取，原本要流入大海的淡水也会随之减少，如此一来就会破坏地下水与大海之间的行进路径，从而增加淡水资源的腐蚀性。（3）地下水位升降频繁：在岩土工程勘查中，地下水位升降频繁也是极为常见的水文地质问题，由于地下水有一定的流动轨迹，会导致地下水位发生频繁的升降。若地下水位升降频繁，会导致岩土体积发生变化，处于不间断的膨胀和收缩状态，岩土的稳定性难以得到保障，与此同时建筑物的主体结构就会受到影响。其次由于地下水位的频繁升降会破坏土壤颗粒之间的连接性，土层结构的承载力就会随之降低，不利于工程的顺利开展。5 岩土工程勘查中水文地质问题的解决对策（1）加强重视水文地质勘查工作：勘查单位与相关人员要加强对水文地质勘查的重视程度，充分认识到其重要性，根据岩土工程项目的实际情况结合水文地质进行勘查，对所勘查的内容及可能产生的影响进行深入研究，为岩土工程施工方案提供有效的水文地质参数信息，充分发挥出岩土工程勘查工作的作用。（2）提高水文地质的勘查质量：要想确保勘查报告符合标准，能够为岩土工程施工方案提供有效依据，就要对勘查的内容进行评估，根据施工所在区域的地理条件和施工标准制定预防措施。在施工现场有很多废弃物也会对周围的水文地质产生影响，基于此要对其进行妥善处理。此外要针对岩土结构进行深入分析，判断出其影响因素，最后制定整体施工规划。（3）确定周围的水文特性：在水文地质勘查中要针对岩土工程周围的水文特性进行分析与判断。地下水的形态种类较多，而且易发生动力变化。主要包括强结合水、毛细水、和重力水三大类，需要先判断出地下水的类型，然后再进行严格的勘查与分析，确定水文特性。（4）全面勘查施工位置的地下水位：一旦施工位置的地下水位产生变化，就会严重影响施工进程、增加施工难度，在岩土工程勘查工作中，要对施工位置的地下水情况进行全面勘查，将各项勘查结果详细记录并分析。此外针对施工位置周边的地下水位同样要进行勘查，以便掌握整个工程区域的地下水位情况。其次要掌握水文地质勘查要求，确保勘查质量达标，并能够对水文地质可能引发的风险进行评估，制定出科学合理的防范措施。（5）重视探究水理性质：要想提高水文地质勘查的准确性，注重水理性质的探究是极为必要的。掌握了岩土的水理性质不仅能够助力岩土工程的勘查，而且能够了解地下水的变化状态，在不同时期，地下水位会呈现出不同的高度，同时也会发生不同的水质问题，所以针对岩土的水理性质要随时采取水样进行检测。（6）做好水文地质勘查报告的复核工作：首先相关人员要在勘查前期开展专题工作会议，分析勘查的重难点，严格要求参与人员按照标准规范开展勘查作业。其次在勘查过程中要结合场地的地质特点有针对性地进行勘查。在勘查结束后对获取的结果进行分析讨论。要想确保勘查结果的精准性，就要特别重视水文地质勘查报告的复核，可通过邀请此方面的专业人士对勘查的水文数据和信息进行分析来判定结论。若在复核过程中发现漏勘或者某方面的数据不准确，要立刻采取措施进行更正。水文地质勘查报告的复核工作可以帮助勘查人员查缺补漏，从而保障勘查结果的可靠性。6 结语岩土工程是土木工程的分支，具有社会性、综合性、实践性和统一性等四个方面的属性，在所有建筑工程中占据着至关重要的地位。因此要想确保岩土工程的施工质量就要对水文地质进行勘查分析。本文对岩土工程勘查进行了简要概述，分析了水文地质与岩土工程勘查之间的联系，对水文地质在岩土勘查中的具体应用进行了说明，针对岩土工程勘查中水文地质问题开展了深入分析，并提出了相关的解决对策。（作者单位：江西省地质局能源地质大队）