岩土工程勘察中的水文地质问题综述

岩土工程勘察中的水文地质问题综述

【摘要】水文地质条件是岩土工程勘察的重点和难点,对各类岩土工程的安全及稳定性有直接的影响,本文就岩土工程勘察中的水文地质问题进行分析。先阐述地下水对岩土工程的不利影响,然后针对岩土工程勘察中可能遇到水文地质问题提出几点建议,希望能够对岩土工程勘察质量的提高有所帮助。

【关键词】岩土工程;勘察;水文地质

水文地质条件对岩土工程有着直接影响,必须进行详细而准确的勘察,以对岩土工程施工提出客观的指导和建议。在实际情况中,我国地形地貌多种多样,地下水的分布也十分复杂,因此,勘察人员应当充分认识地下水对岩土工程的不利影响,采取合适的水文地质勘察手段,为岩土工程勘察的整体质量提供保障。

1地下水对岩土工程的不利影响

1.1地下水位升降对岩土工程的不利影响

地下水位上升的影响:地下水位上升的原因有很多,例如短期大量自然降水、喀斯特地区地下河流流向突变、人为大肆灌溉等,地下水位的上升容易引起岩土层的软化,导致地基承载力的下降、诱发边坡失稳滑坡。地下水位的过量上升还可能引起基坑工程坑底隆起、突涌,地下室上浮、底板开裂等事故,影响着建筑工程的安全。地下水位下降的影响:地下水位下降的原因多数是人为造成的,例如长期过量的开采地下水,部分地区长期干旱、降雨量减少也会引起地下水位的下降。地下水位下降改变了原地层的受力状态,导致土体中的有效应力增长,进而引起地面沉降,严重时可能发生地表沉陷、地裂缝等灾害。另外,地下水位下降还可能引起海水倒灌,咸水入侵污染淡水资源,导致水质恶化,影响人们居住和生活环境。地下水位频繁升降的影响:地下水位的频繁升降,使得岩土体中的水分发生增减变化时,会引发具有膨胀性质的岩土体产生出受力不均匀的变形,当地下水位发生升降变化的次数太频繁时,岩土的膨胀收缩幅度也会相应的增加,从而给建筑物发生破坏造成足够的可能性条件;地下水在建筑工程的基础持力层面发生变化时,将引起地基土的压缩性增加、强度降低,从而导致地基土的变形和附加沉降。此外,地下水的频繁升降还会引起岩土层中的铝、铁、胶结物等成分的流失,造成岩土体孔隙比变大、压缩性增高、抗剪强度下降等诸多不良影响,给各类岩土工程带来较大的安全隐患。

1.2地下水渗透作用对岩土工程的不利影响

地下水在岩土空隙中的运动称为渗流。地下水的渗透破坏主要表现为潜蚀、流砂和管涌。潜蚀是指渗透水流在一定水力坡度(即地下水水力坡度大于岩土产生潜蚀破坏的临界水力坡度)条件下产生较大的动水压力,冲刷、挟走细小颗粒或溶蚀岩土体,使岩土体中孔隙不断增大,甚至形成洞穴,导致岩土体结构松动或破坏,以致产生地表裂隙、塌陷,影响工程的稳定。流砂是指松散细小颗粒土被地下水饱和后,在动水压力即水头差的作用下,产生的悬浮流动现象。流砂多发生在颗粒级配均匀的粉细砂中,有时在粉土中也会产生流砂现象。管涌是指地基土在具有某种渗透速度的渗透水流作用下,其细小颗粒被冲走,岩土的孔隙逐渐增大,慢慢形成一种能穿越地基的细管状渗流通路,从而掏空地基或坝体,使地基或斜坡变形、失稳。

2对岩土工程勘察中水文地质问题的几点建议

2.1调查岩土工程地区的自然地理条件

要查明场地的水文地质条件,需要对工程所在地区的自然地理条件进行详细调查。重要的自然地理条件包括气候特征、地形地貌和附近地表水分布情况。气候特征主要调查工程地点不同季节的降雨情况、风向情况、环境温度、空气湿度等。地形地貌在一定程度上决定了地下水的赋存条件和形式。例如:冲积平原地貌一般在河流阶地中存在大量的第四系松散冲积土层,地下水的类型以孔隙潜水为主,分布较均匀;低山丘陵地区一般地质构造和风化剥蚀作用强烈,地下水的类型以岩石裂隙潜水和褶皱型承压水为主,部分区域还可能存在蓄水型断层破碎带;而在喀斯特地貌区,地下水主要赋存于可溶性岩层的溶蚀裂隙和溶洞中,分布极不均匀,可分为裸露型、覆盖型和埋藏型岩溶水。场地附近地表水分布情况则影响着地下水的补给和排泄条件,地表水体的范围、湖泊水量、河水流速,水位年变化幅度等都是岩土工程勘察中需调查的内容。

2.2详细勘察水文地质条件

在岩土工程勘察过程中,需要相关技术人员对建设地点周围的水文地质情况进行详细而全面的勘察,包括地下水的类型、含水层的岩性、初见水位和稳定水位的量测、地下水位的历史变化,地下水的补给和排泄条件、地下水的化学成分等。目前勘察水文地质条件的主要手段还是钻探,在野外钻探过程中,如果遇到了多层含水层,则需要使用适当的隔水措施来对各层地下水的水位分别进行测量。此外,当工程有需要时,还要对含水层的渗透性进行测试,一般利用钻孔进行抽水试验或注水试验。抽水试验可以获得含水层的综合渗透系数、涌水量、影响半径及下降漏斗的形态等水文地质参数,注水试验则可以分别测定含水层的垂直渗透系数和水平渗透系数。

2.3完善水文地质勘察管理和技术制度

为了提高勘察的效果,需要有严格的制度来对水文地质勘察及相关技术进行管理。在实际情况中,可以通过以下方式来完善水文地质勘察管理和技术制度:①为了提高勘察的精准度,应当要引进先进的技术以及计算机技术,一方面利用计算机对勘察得到的数据进行综合分析和整理,另一方面也可以通过先进的监测或物探技术来补充人工钻探的方式,提高勘察结果的准确度。②在勘察之前,严格按照相关制度来规范勘察的流程,对相关人员的勘察职责进行细致分配,详细编写勘察方案和计划,同时,根据实际情况来完善相关管理制度,约束勘察人员的勘察行为,将责任划分到个人,形成基于实际情况和全局情况的勘察管理制度、技术管理制度,为勘察质量奠定良好的基础。③在勘察过程中,若是遇到水文地质条件较为复杂的地区,技术人员可以将多种勘察手段有效结合到一起,形成多样化的勘察方案,获得更加全面的勘察数据,为后续的设计和施工提供更加客观的指导及建议。

2.4综合评价水文地质问题

对水文地质问题进行综合评价是岩土工程勘察过程中必不可少的环节,相关技术人员可以参考以下内容来综合评价水文地质问题:①评价水文地质问题对岩土工程的影响,并通过评价的结果来预测可能会出现的危害,进而建议合适的防治措施。②对建设地点地下水位的数据进行详细的分析,并将人为导致的地下水位变化和自然情况导致的地下水位变化分开评价,然后才能提出合理的应对策略来解决地下水位的变化问题,降低对岩土工程的影响。③相关技术人员应当要在众多的水文地质勘察成果中找出重点环节并进行侧重评价。例如:当建设地点的地层结构主要为软质岩石或是强风化岩石的时候,评价的重点应当放在地下水对岩层的软化、膨胀以及崩解的影响。

3结束语

综上所述,水文地质条件的调查对岩土工程勘察有着十分重要的意义,影响着整个工程建设的稳定性和安全性。在岩土工程勘察过程中,相关技术人员需要对地下水可能会产生的影响进行深入了解,采取合适的水文地质勘察手段,获取客观而准确的水文地质参数,并针对岩土工程的特点提出合理的指导及建议,为工程建设的质量奠定良好的基础。

参考文献

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作者:晏露超 单位:中国瑞林工程技术股份有限公司