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摘要:目前我国已经形成了科学的地下水数据采集与化学成分分析工作流程,借助先进的勘察设备和专业的工程技术人员的工作,可以根据具体的地下水情形制定正确的控制方法。文章结合地下水对于岩土工程的各种不利因素的分析,提出相应的具体解决办法。
关键词:地下水;岩土工程;勘察;影响;控制策略
地下水是决定岩土工程质量的重要因素之一,地下水过多会导致滑坡泥石流,地下水过少会产生地面沉降等问题,因此掌握地下水文特点是进行工程施工设计的前提,这取决于岩土工程师对地下水的认识和理解程度,只有准确查明工程所在位置地下水的流动规律对地下结构的影响,才能采取合理的控制措施来规避风险,保障工程的安全,同时地下水也决定着工程的施工方案和施工方法的选择。
1地下水对于岩土工程勘察的不利因素
1.1地下水水量的多少、水位升降的变化产生的危害
自然状态下地下水的水量会呈现出一定的规律,对地质的影响很小[1]。然而随着人类活动对地下水的人工开采力度的不断增强,使得地下水水位的高低变化比较频繁,研究显示地下水位上升会出现以下三点危害:一是让土质含水量上升,容易出现盐碱化、沼泽化现象;二是因水对地质结构平衡力的打破而出现山体滑坡、垮塌现象;三是地下水的流动作用会降低岩石的压缩规模和承载能力,出现土层松软、龟裂和土壤融淋作用下的水土流失现象[2]。如果地下水偏少或水位下降,会让地质结构因长期缺水,使岩石与土壤之间因缺乏水的粘合失去稳定的地面结构,从而出现地基不牢固、承载力不强、下陷等地质问题。
1.2地下水的水压波动会打破地质结构的稳定性和平衡力
通常情况下,地下水与岩土之间保持着力的平衡,不会产生很大的地质变化,然而一些大型的建筑工程需要挖基坑,在施工的过程中,会用水泥浇灌来让地基稳定牢固,这就打破了自然客观环境下的地质结构组成,加上工程建筑本身巨大的质量会给地基带来非常大的承重力,破坏了原有地下水的承压的平衡性,会让地下水更多地渗入岩石、土壤等空间之中,造成管涌、流砂等严重威胁工程安全的事故发生。
1.3水体的腐蚀性特征会让岩土地基遭受损害
地下水成分复杂,特别是受到人类工业废水排放的污染,使得地下水也会受到影响,含有一些化学物质或一些腐蚀性成分,比如硫酸盐、氯盐等成分容易和铁、铜、铝等金属物质发生化学中和作用,让工程建筑材料中的金属部件在侵蚀中使成份逐步流失,例如水中的硫酸成分可以与钢筋中的铁元素发生化学反应,发生锈蚀现象,让钢筋在地下水的长时间浸泡下,降低自身性能而失去强大的建筑支撑力,让工程建筑的地下结构变得脆弱,进而影响其稳定性[3]。
2地下水在岩土工程勘察中需要注意的事项
地下水勘察需要结合地质学、工程学、气象学等相关专业知识,结合工程所在地的水文数据并结合实地的勘探考察,科学分析地下水的特点与规律,因地制宜,统筹规划,方能制定与地质条件客观实际相符合的工程建设方案。其具体注意要点分以下三个方面。(1)做好工程所在地气水文数据资料的整理工作,比如通过降雨量、蒸发量、地下水和地表水之间的补给关系来全面掌握气候环境、地质环境带来的变化,在不同的时间段布置对应的能够解决问题的方法。(2)做好工程所在地水文地质目前已经存在的问题和潜在问题的调研工作。以具体问题具体分析的原则,弄清楚自然形态下地下水流动性、压力对地质结构的作用,分析地下水包含的物质对建筑材料的腐蚀性影响,以及通过模拟实验探究工程活动给地下水资源带来的变化。根据不同类型的岩土工程的建筑要求,来制定具体的解决方案。(3)在工程地基建筑作业时,要重视地下水测定工作。严格按照施工顺序进行严谨科学的作业,保证按照注意事项进行,比如在测定中要确保测水管伸入含水层中,而且管口不带任何杂质,让测定工作不受任何外来因素的干扰,从而精确判断地下水的水位高低,为岩土建筑地基的混凝土、钢筋等材料的使用在确保质量和安全的前提下节省工程成本支出。
3岩土工程勘察工作中地下水控制的具体方法
在岩土工程勘察中加强对地下水的检测,并采取科学合理的方法来控制地下水对工程建筑的影响,是保障其安全性、可靠性,维护其自身价值的重要方式。
3.1遵守勘测顺序,提高测量数据的准确性
要充分利用现代化的勘测设备,对地下水的勘测采取智能化、自动化的方式来进行持续稳定的数据采集,在通过云储存、大数据以及分析软件来对数据进行科学的分析,从而掌握工程所在地的地下水的流动规律,对地质环境带来的影响,从而根据不同的地下水带来的地质危害制定相对应的预防方案。地下水的勘测尤其要注重静水位的测量,要注意严格遵守工作流程,按照具体的标准来进行,比如每一次都要让测水管伸入含水层20cm处,方能获取精准有效的数据。
3.2注重岩土水理性质的分析
岩土的水理性质主要指由于地下水对岩土结构、空隙、地质的渗透和力的作用,岩土发生了性质变化的过程,比如岩土出现软化、崩解化、胀缩化等现象,这些情况会给岩土工程带来巨大的危害性,也是导致工程地基下陷、坑涌等问题的主要原因。因此,在工程施工前要采用抽样检测的方法,结合自然地理条件来分析实际地质情况,采取具体的方法来减少地下水对岩土工程的直接侵害与潜在威胁。
3.3采取对症下药的方式来治理地下水危害
不同地理环境下的岩土工程受当地区域气候、海拔、岩体性质等情况的影响,使得地下水情况不一样,对岩土工程的危害也不尽相同,因此对症下药,结合实际问题进行具体解决十分关键。比如地下水升降对工程结构稳定性的影响,可以通过人工抽取地下水或将地表水引入地下等形式来避免;地下水中的腐蚀因子对工程基底的危害,可以通过在基底建筑中融合抗腐蚀材料来抵抗。
4结束语
地下水对岩土工程的影响可以通过人工合理的干预扬长避短,关键是一定要在工程施工前就做好地质勘察工作,坚持用数据来阐述客观现实,用模拟实验来证实问题的真伪,让岩土工程的建设万无一失。
参考文献:
[1]代祥新.地下水对岩土工程勘察的影响及控制措施[J].中国金属通报,2019(7):215+217.
[2]张丽艳.工程地质勘察中的水文地质危害与相关方法研究[J].西部资源,2019(5):70-71.
[3]秦娟.岩土工程勘察中地下水问题的简析[J].华北国土资源,2018,83(2):34-35.
作者:许家东 单位:山东永固勘察施工工程有限公司