工程地质勘察中水文地质问题的必要性分析

发表时间:2021/4/28   来源:《城镇建设》2021年1月3期   作者:李限山
[导读] 在工程地质勘察中,地下水是十分重要的勘察内容,同时也是被容易忽视的环
        李限山
        四川省冶金地质勘查局水文工程大队  四川成都  611730
        摘要:在工程地质勘察中,地下水是十分重要的勘察内容,同时也是被容易忽视的环节,因水文地质勘查不彻底而导致的岩土工程事故屡禁不止,极大的降低了建筑工程的施工质量,同时也会造成严重的经济财产损失。鉴于此,本文将对工程地质勘察中水文地质问题进行深入分析,最大程度的降低地下水对岩土工程带来的危害,希望可以促使技术人员在地质勘查过程中引起对水文地质的足够关注,能够对水文地质问题进行必要分析。
        关键词:工程地质勘查;水文地质;地下水;影响
        工程地质勘查是在建筑工程施工之前,对施工现场的地质环境进行综合调查,并具体评估建筑物在后续使用过程中与地质情况之间的相互作用,促使施工现场的选择更加合理。在具体勘察时,需要对岩土的物理性质、组织成分、具体结构等进行全面勘查,并站在力学与地质学的角度综合判断地质情况是否能够为建筑工程施工提供稳定支撑。
一、工程地质勘查中水文地质的常见问题
(一)工程地质勘察中水文地质的评价内容
        首先,技术人员科学评价地下水对建筑物与岩土结构产生的影响,并合理预测这种影响可能带来的危害;
        其次,技术人员要查明地下水在未受任何人为干扰的实际状态,并科学分析与预测建筑在施工与使用过程中,人为因素会导致地下水的变化趋势,以及这种趋势对建筑物与岩土结构的反作用;
        最后,要结合地下水对工程的实际影响,并站在不同角度,对不同条件下的地质问题进行有针对性的评价。例如,如果建筑物低于地下水位,就要着重勘测地下水对建筑物主体、特别是钢筋混凝土结构的腐蚀性;如果建筑场地选择强化风岩、软质岩石作为基础持力层,那么就需要将评价重点放在地下水对岩土体的崩解、软化与胀缩上来;如果在基础压缩层存在粉细砂以及松散粉土时,要科学预测地下水存在管涌、流沙以及液化潜蚀的可能性;如果有承压含水层在建筑结构的基础下部,就一定要科学计算和评价在开挖基坑时,承压水是否会对基础底板造成损毁等。
(二)选择科学方法测试岩土的水理性质
        在过去的工程地质勘察中,通常将测试重心放在勘察岩土的物理力学性质上,而忽略了对岩土水理性质的测试,这也导致工程地质勘查存在一定片面性。所谓岩土的水理性质,就是地下水与岩土在相互作用的情况下产生出来的性质,由于岩土中地下水的赋存方式各不相同,对岩土造成的影响也就不尽相同。测试岩土水理性质的主要内容大体包括以下几类:
        一是,测试岩土的软化性。软化性是指岩土体经过地下水的浸泡,力学强度会相应降低。通常情况用软化系数来具体表示,也就是岩石在浸水状态与风干状态的最大抗压强度比;
        二是,测试岩土的崩解性。岩土经过地下水的浸泡,会在一定程度上降低土粒之间的连接性,从而使得岩土容易崩解。技术人员需要具体计算岩土的崩解量、崩解时间、崩解方式等;
        三是,测试岩土的透水性。

在重力作用下,地下水会在一定程度上穿透岩土,通常情况用渗透系数来具体表示,渗透系数的计算可利用相应的实验获得;
        四是,测试岩土的给水性。同样在重力作用下,如果岩土在饱和浸水状态下,那么可通过岩土的裂隙与孔隙流出适量的水,通常用给水度表示,同样可利用实验的方法获取相应数据。
        五是,测试岩土的胀缩性。胀缩性是指岩土在地下水的持续浸润下,体积会相应增大,反之变小的特性。岩土胀缩性的判断标准有:自由膨胀率、、收缩系数与体缩率等。膨胀性是导致基坑隆起、地基裂缝的重要原因,因此在地质勘查中的水文地质勘察一定要对岩土的胀缩性进行科学计算。
二、工程地质勘察中水文地质对岩土工程的影响分析
        地下水是造成岩土工程危害的重要因素。地下水位的频繁升降与动水压力能够对岩土工程带来严重影响。例如,土壤的盐渍化与沼泽化,岩土结构崩解与软化,地下结构渗水等,这都是因地下水位上升而带来的危害。以某公路工程为例,在使用过程中出现了全线的纵向裂缝,工作人员通过利用RTM自动化检测技术,查明产生纵向裂缝的主要原因,就是因较丰沛的降水量而导致地下水位上升,破坏了路基横向承载力的均匀性,使得两侧路基承载力变小,中间路基承载力变大,同时受寒冷天气影响,反复胀冻也降低了岩土壤强度,进而导致纵向裂缝的产生。
        因地下水位下降而带来的岩土工程影响也不容小觑。一旦地下水位突然下降,会引发地面沉降、塌陷与断裂,会对地面建筑物的稳定性带来巨大的影响。而且因为地下水位的频繁波动,对于膨胀性岩土来说,会加大岩土的膨胀变形,并且变形呈现不均匀性。与此同时,如果在建筑物的地基压缩层,地下水位上升很容易导致地基土壤软化,就会极大程度的削弱地基强度,使得地基具有更大的压缩空间,那么将会直接导致建筑物沉降变形;如果地下水位下降,那么就会增加岩土的自重应力,使得地基基础发生沉降,这也会对建筑物带来严重破坏。
        地下水动水压力对岩土结构产生影响,大多是因人为因素而造成的。在未受人力作用影响之前,地下水的动水压力处于平衡状态,对外界的作用相当微弱,但是如果人力行为破坏了这种平衡,那么被增大的动水压力就会造成流沙、基坑突涌等。以基坑突涌为例,如果基坑的承压水水头压力与坑底不透水层厚度处于平衡状态,且满足平衡条件,其中是坑底的不透水层厚度,是岩土的重量,是水的重量,是承压水头与含水板顶层的高度差,由公式我们可得出,也就是说如果,那么就会产生突涌。
        除此之外,根据水的物理性质,地下水又可以分为结合水、重力水以及毛细管水,在人为因素与重力的影响下,重力水可以在岩土结构中随意流动,是水理性质研究的最主要研究内容,也是水文地质的主要分析对象,因此技术人员必须要加大对重力水水理性质的研究力度,科学测量其各项参数,进而综合分析出水文地质有可能存在的潜在危害。
        综上所述,地质勘察中的水文地质勘察,能够对建筑物的基础设计、持力层选择、地质灾害预防等起到至关重要的作用。科学准确的水文地质勘查结果是建筑工程稳定性的直接保障,这也就要求相关技术人员必须要重视地质勘察中的水文地质勘察,不断提高勘察质量,最大程度的降低地下水对岩土工程带来影响。技术人员可以从以下几方面入手:首先,在建筑项目设计之初,就要系统全面的收集施工现场的水文地质资料,并对地质情况进行科学预判;其次,要熟练掌握水文地质的计算方法、实验操作流程与勘查知识等;最后,在野外工作时一定要严格执行勘察标准,确保勘察数据的最大准确性。
参考文献:
[1]杨长烜. 工程地质勘察中重视水文地质问题的必要性分析[J]. 黑龙江水利科技,2014,42(05):196-197.
[2]胡冲. 污染场地环境水文地质勘察技术的应用研究[J]. 华北自然资源,2020(04):46-47.
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