摘要:岩土工程本身具有着规模大、工期长、施工环境复杂等特点,因此需要着重注意工程安全。其中,水文地质是岩土工程勘察工作中的重中之重,与工程质量、施工进度等均有着密切关系。基于此,本文通过分析几点常见的水文地质问题,提出了几点改进建议,供参考。
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1、前言
在近几年来,岩土工程的勘察工作开展的愈发顺利,有关于水文地质的研究与分析工作也同样取得了长足进步。但随之而来的,也是不容忽视的各项问题。在整个岩土工程中,地下水不仅是主要的环境因素,同时还关乎到整个岩土体的性质,决定了岩土工程的安全性与稳定性。基于此,在日常的岩土工程勘察中,务必要进一步加强对各项地质环境与地质危害问题的分析与研究,从根本上发现问题、解决问题。
2、岩土工程勘察工作内容
岩土工程勘察应属于建筑科学的范畴,为了能够充分展示出其价值,同样需要做好相关的准备工作,从实际情况出发来合理制定勘察内容。首先,工程企业需要深入到工程现来掌握当地的地质条件,综合判断地质勘察所的出的结果,利用先进的技术手段来展开全面的分析与评价,准确判断出在后续的工程建设中可能会出现的问题,提前列举出地质情况可能发生的变化。其次,鉴于岩土工程的特殊性,地质勘察应分别对岩土成分、化学性质、地质结构以及环境稳定性等展开系统化分析,并采用不同的研究与分析方法。通过细化勘察工作来完善各个步骤的工程方案,以此来最大化保证岩土工程的安全运行。
3、岩土的水理特性
岩土的水理特性与地下水的存在方式与条件息息相关。通过分析以往的地质勘察经验,地下水的存在方式主要包括如下三种,即为重力水、毛细管水以及结合水。
在基本掌握了地下水的存在形式后,在后续进行岩土地质勘察工作时,则要着重注意对岩土水理特性加以区分,常见的测试性能有如下五点;首先,胀缩性。所指的是,当岩土出现失水、吸水现象后,其体积随之发生改变,形成这一特性的主要原因是岩土外层的结合水膜。因此一旦发生失水、吸水,则有可能会导致地基凸起与地表开裂;其次,给水性。所指的是,当岩土处于饱和状态下时,因重力变化,可能会将部分水从裂缝或空隙总挤出,这会导致工程施工现场的涂层过于湿润,增加疏干时间;再次,透水性。所指的是,在重力作用下,水会从岩土中透过,透水性的强弱主要取决于缝隙的大小;第四,软化性。所指的是,当岩土浸水后,其强度会有所下降,进而导致岩石层变软,在地下水的作用下,逐步形成软弱夹层;最后,崩解性。所指的是,岩土浸水后,随着湿润度越来越高,颗粒之间的连接能力会逐步减弱,随着时间的变化会导致土崩瓦解。
4、岩土工程勘察中常见的水文地质问题
4.1 地下水上升
地下水上升是岩土工程勘察中十分常见的水文地质问题,究其原因,导致地下水上升的因素有很多,例如水层结构发生变化、短期降雨量增多、自然条件变化、人为灌溉量大以及施工不当等,如果不能够及时发现问题并予以解决,潜水位会一直处于持续上升的状态。在岩土工程的建设过程中,务必要对这一现象给予应有的重视,笔者总结出了如下三点地下水上升可能引发的现象:首先,会在很大程度上弱化地基的承载能力,在地下水的上升过程中,岩土土体的物理与力学性质均会发生转变,随着时间的增加,土体会朝向饱和软化的方向所变化;其次,会造成工程结构主体的沉降。无论是何种类型的岩土工程地基,一旦出现了地下水上升,均会对其岩土结构的强度造成影响,同时导致沉降量升高;最后,会加土壤的沼泽化速度。随之地下水位的不断上升,工程建筑长时间处于被腐蚀状态,最终会引发各种自然灾害,例如山体滑坡、岩土崩塌等。
4.2 地下水下降
综合判断,地下水下降的主要因素是人为引起,具体表现为无节制的取用地下水、在不符合要求的河上游筑坝以及不按规定修建水库等。以上这些行为均会造成地下水短缺的情况,造成地下水下降。一旦出现地下水下降,会导致岩土工程的岩层与地层处于悬空状态,整个岩体工程的结构失去了有力支撑,随后引发各种程度上的地面下沉、土体崩塌等问题。除此之外,地下水下降还会引发更为严重的地面开裂与地基沉降,从而对岩土工程的结构安全带来直接威胁。
4.3 地下水升降频繁
通常情况下,地下水会遵循一定的轨迹和通道来流动,这就会造成工程建设过程中,地下水位会发生频繁的上升或下降。过于频繁的地下水升降会对岩土工程的稳定性造成危害,其原理是,随着地下水位的不断变化,膨胀性岩土也会一直处于不间断的收缩、膨胀过程中,随着收缩与膨胀幅度的不断变化,建筑的主体结构会受到危害。除此之外,地下水的来回流动还会带走土层中的胶结物质,大大降低土壤颗粒之间的连接性,导致涂层的承载能力大幅度下降,如果不能有效处理,将会为后续工程的顺利施工留下安全隐患。
5、岩土工程勘察中水文地质问题的解决建议
5.1 完善岩土工程地质勘察规范
截止到目前为止,国家政府已经开始注意到岩土工程的地质勘察工作,并针对以往工程项目所存在的问题,制定出了相对完善的规定体系与勘察方案。此外,在实际的岩土工程建设项目中,有关于地质勘察的目标、方法以及评价标准也都有了明确规定,这就意味着相关技术人员在工作中可以有章可循。通过研究分析可知,在以往所出现的勘察问题中,其中有一部分是来自于人为操作,技术人员因没有严格按照要求规范来开展工作,以至于在取样、试验等工作环节中出现了失误,为后续工程环节埋下了隐患。针对这一问题,管理部门与技术人员本身都要进一步强化规范意识,不断学习、完善专业能力,多多总结以往工程经验中所存在的问题,减少人为失误、提高技术水平。
5.2 加强对地下水状况的调查工作
通过上文中介绍可知,由于地下水文地质问题的形成原因比较复杂,为了能够一针见血的找到症结所在,在开展勘察工作时首先要做的是明确勘察重点,全面、准确的掌握地下水位的具体情况,其中包括水位变化、蒸发量、平均水位以及当地的降水规律等。此外,还要从工程实际出发,准确判断地下水与地表水之间的关系,计算出地下含水层的厚度与深度,将所测量到的所有数据信息整合到一起,针对勘察工作目标来给出相对应的分析方案。另外,技术人员还要深入研究地下水环境,判断出工程段的地下水是否受到污染,并给出解决方法。
5.3 细化勘察内容
通过分析不同形式地下水,将能够更高效率的发现问题并解决问题,从根本上提高岩土工程的建设质量。为此,笔者总结了常规岩土工程勘察中水文地质的工作内容:(1)详细填写勘察报告,明确记录好地下水的初见水位、高程水位。(2)掌握地下水的流向,水层的所处位置,了解地下水与地表水之间的补给与排泄关系。(3)全面分析工程建设区域内地表水体的形式以及未来可能发生的变化。(4)预测出未来一段时间可能出现的最高水位。(5)查找以往的历史记录,掌握岩土体的渗透系数。(6)通过分析已经掌握的数据信息,全面了解水质概况。(7)提供出准确的岩土体冻融情况,分析其日后可能会对地基产生怎样的影响。(8)给出具体的岩土工程地基开挖方案,并根据工程实际给出详细的降水措施,尽可能将对周边建设的负面影响控制到最低。(9)进一步预测与地下水对岩土工程基础所带来的影响,给出具体参数。(10)给出与地下水相关的参数,综合判断可能对地基所产生的影响,针对具体问题给出相对应的解决方法。
5.4 重视验槽工作
除去上文中所提及的步骤外,验槽工作是对整个岩土工程项目运作情况所做出的最终总结,是验收成果之前,把握工程质量的最后一道防线,具体工作内容有如下几点:(1)对岩土工程基坑的情况进行全面验收,判断原状土是否被浸泡,如果发现问题,要进一步分析浸泡水体,做到具体情况具体分析。(2)了解原状土的物理性能,准确判断其是否受到基坑下部含水现象的影响。(3)仔细检查开槽地基,观察是否存在各类人防工程项目的残留。(4)准确掌握开槽地基坑边坡的稳定性,并判断地下水是否会对其产生影响。(5)进一步研究开挖基坑的地下水情况,判断其是否会产生崩解、软化以及侵蚀现象等。(6)判断相应的隔水措施是否做到位,并预估是否会对周边的已有建筑带来负面影响。
6、总结
综上所述,当技术人员在进行勘察作业时,一定要首先掌握与工程建设地点有关的所有水文地质资料,根据资料内容来判断施工方案中是否存在问题,从而进一步了解水文地质条件会不会对岩土工程质量造成干扰。只有及时发现问题,并有针对性的予以解决,才能保证各项工程环节的顺利开展。此外,技术人员还要根据施工要求,全面且详细的掌握与地下水位有关的各项变化信息,提前做好预测,全面列举出详细的问题补救方法,将安全隐患扼杀在苗头中。
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期刊名称:岩土工程学报
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主管单位:中国科学技术协会
主办单位:中国水利学会,中国土木工程学会,中国力学学会,中国建筑学会,中国水力发电工程学会,中国振动工程学会
出版地方:江苏
专业分类:建筑
国际刊号:1000-4548
国内刊号:32-1124/TU
邮发代号:28-62
创刊时间:1979年
发行周期:月刊
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