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摘要 :因水文地质具有较强的复杂性,给岩土工程的施工增 加了许多难度,所以,在岩土工程地质勘察工作中,有必要加大对 水文地质危害的分析与研究。由此,论文以岩土工程勘察的必要 性和岩土的水理性质为切入点,对水文地质危害从多个方面展开 了分析,并提出相应的优化策略,以期促进岩土工程水文地质勘 察工作质量和效率提升,确保岩土工程建设能够实现正常和稳定开展, 希望能够为相关工作人员提供一定的借鉴作用。
经研究表明,不少地质灾害形成与地下水有紧密联系。在地 下水与岩土体间的相互作用下极易发生水文地质危害问题,且 危害发生具分布广、复杂且不可控等特点。在一些地形复杂区 域,未能对水文地质问题足够重视, 很可能因地下水引发各种岩 土工程危害问题,严重影响勘察和施工。因此,要保证岩土工程 勘察工作质量和效率, 需要深入研究水文地质危害, 保证分析准 确,采取有效措施防治,尽量减少危害发生,确保岩土工程的安 全和稳定。
1 岩土工程勘察的必要性
对于工程建设,了解工程现场内的地质和水文条件是十分 必要的。如果未能了解水文地质情况, 就可能给工程建设和施工 带来极大危险。岩土的构建对岩土设计属性有直接影响, 同时也 对建筑的安全稳定性有较大影响。在岩土工程中, 地下水是十分 重要的组成部分,所以需要深入调查和分析岩土工程中的水文 地质情况, 正确评定地下水可能对岩石属性所造成的影响, 并针 对性地寻求防治措施,以保证岩土工程建设过程中有效降低地 下水对工程的影响, 保证工程的安全稳定。
2 岩土的水理性质分析
在岩土工程地质勘察工作中,岩土的水理性质是一项较为 重要的内容,其可能对岩土的强度、塑性等造成影响,甚至某些 特殊的水理性质还可能影响到岩土工程的整体稳定性。通常, 地下水还会对岩土的水理性质造成影响如下。
(1) 给水性。岩土体在受到重力作用的影响下,会有一定量的地下水从岩土孔隙中流出,一般可以使用给水深度进行表示。 给水度会对岩土体的疏干时间造成影响,进而影响到岩土工程的勘察工作。
(2) 透水性。通常松散的岩土体内部的透水性能比较小,而 坚硬的岩土体往往有着较强的透水性。可以通过承压水试验获得其渗透系数。
(3) 胀缩性。岩土表层的稳定性及其变化往往会受到岩土的 胀缩的影响, 如基坑隆起、岩土体裂缝等大多是因岩土胀缩而引 发的。
3 岩土工程勘察中水文地质的危害
3.1 地下水对于工程造成的危害
3.1.1 易引发软土地基沉降
一般来讲,为了保证建筑基础的整体稳定性,在对软土区域 进行施工时, 通常需要以人工作业的方式做好降水, 但如果所采 用的施工方式缺乏科学合理性, 就极易致使土基废弃的情况, 进 而极可能引发周边建筑物、地下水管道等下沉的问题, 从而导致 建筑物地基受到严格破坏, 甚至可能出现建筑物开裂的情况。当 井管埋设完成后,可以通过抽水的措施来对井内的水位进行控 制,长期的地下水流向过滤管会形成降雨漏斗。此外,因不对称 落差因素的影响可能会致使周边建筑物、地下管线等出现不同 程度的下沉, 甚至发生断裂。
3.1.2 地下水动水压力对岩土工程的危害
一般来讲,当地下水无外部因素影响的情况下动力压力并 不大, 也不具有危害性。但如果受到施工等外部因素的影响极可 能致使地下水自然平衡受到变化而致使云水压力增大,严重的 还有可能会致使岩土工程出现管涌、流水等危害。
3.2 地下水腐蚀对于岩土工程的危害
(1) 腐蚀原理。对地下水腐蚀性进行评定时,通常需要测量 地下水内主体离子和颗粒,并对水体的总体盐度、pH 等等做必 要的测定。总坡度其实是指地下水的总体含盐量,其pH 呈酸碱 性,当pH 值小于 5 时呈强酸性,pH 值在 5~7 之间时呈弱酸性, pH 值为 7 时呈中性,pH 值在 7~9之间时呈弱碱性,pH 值大于 9 时则呈强碱性。通常水平的高低变化直接影响到水文条件, 且季节不同其降水量也各不相同。不管是地表水还是地下水都具有 一定的腐蚀性,而具有腐蚀性是因为在地下水中含有大量的矿 物质,当地下水受到污染就极易造成其化学成分含量发生变化, 所以,在对岩土工程进行研究时需对地下水的腐蚀性进行研究。 所以,这就需要对地下水展开认真、详细的测量与分析,并从中 获取在各个水位中的水所具有的腐蚀性。一般来讲,15 米以下 的地下水的水体的腐蚀性比较弱,处于 15 米以上的地下水具有较强的腐蚀性, 且水质偏咸。
(2) 对建筑物的危害。地下水的腐蚀性会影响建筑物。当水 体中腐蚀化学成分含量过高时, 容易腐蚀建筑中的混凝土、管道 和钢构件等。同时,地下水中含盐对建筑也会造成一定腐蚀,使 混凝土在腐蚀介质中的腐蚀程度加大,影响建筑物的整体使用 寿命。地下水中 SO2 的含量过高时,也会腐蚀建筑物,严重时可 能对建筑物造成破坏。地下水位在高位时,SO2 的含量也相对较 高,可能会导致建筑物受到腐蚀, 从而影响其稳定性。
3.3 地下水位变化对于岩土工程的危害
(1) 对于土地的危害。一般来讲,建筑工程施工区域中的土 质发生变化时, 往往需要满足一定的变化规律, 而严格遵循相应 的变化可以使其能够满足工程建设的实际需要。随着地下水位 的上涨,土壤中的含水量和孔隙率也随着不断增大,与此同时, 承载力和压缩变形模量也会增大, 因此, 在具体的施工过程中需 要对地下水水位的变化给予重视的重视,并时刻关注其对土壤的影响, 切实有效地运用科学方法减少危害的出现。
(2) 对建筑物稳定性的危害。地下水位的持续性与间歇性变 化也会影响岩土内部结构, 特别是当水位降低时, 还会对环境造 成影响。地下水位上升会影响岩体结构的张力, 可能引发土体坍 塌等情况。建筑项目处于高盐土层时,随着岩层的溶蚀,建筑物 可能发生移动,引发土壤裂缝等问题,甚至破坏建筑结构。地下 水位变化也会使岩土膨胀率和收缩率增大,从而影响岩土结构 的稳定性, 使地下水压缩层内部结构遭到破坏, 导致建筑物的稳 定性不足。
4 岩土工程勘察中水文地质危害的优化策略
4.1 完善工程勘察机制和作业流程
为了提高岩土工程勘察质量和效率,需要有相应的勘察机 制和规范的作业流程作为支持,以确保各项作业目标、任务及 评价内容等的完整性,使工程勘察效果得到提高。岩土工程勘 察通常从水文地质对建筑物的影响着手展开,因此需要对工程 区域内的地质资料进行收集和整理, 以提高水文地质评价质量。 如果在工程设计和水文地质调查中出现二者不统一的问题,则需要进一步深入分析和评定,并结合实际制定具有针对性的解决措施。
4.2 重视地质勘察计划的制定
在实施地质勘察作业前,需要做好充足的准备工作,如建立 专业的勘察队伍,并正确认识勘察工作的重要性。在准备过程 中,需要制定合理完善的勘察计划, 尽可能避免在具体作业过程 中出现水文地质危害问题。施工人员到达现场后需及时了解水 文地质情况,如地下水的种类、水位等,并找准调查方向,对所 收集的数据资料进行综合,为后续工程建设做准备。同时,需要 收集和处理有关信息数据, 并制定科学合理的应急预案, 以免在 具体施工过程中扩大水文地质危害。
4.3 提高水文地质勘察的质量
水文地质勘察的质量直接对岩土工程勘察的效果造成影响, 所以, 有关部门需全面做好水文地质勘查的监测工作, 尽可能保 证水文地质资料的准确性。笔者认为可以从以下两个方面展开 : ①在具体的调查过程中, 需对地下水的种类、赋存条件及动态特 征等加以重视。在进行决策过程中, 需要由监管部门委派专门的 人员到现场展开监管, 对含水层有关数据加以关注, 如地下水位 变化及流向等进行记录和分析。②科学测定地下水水位, 一旦在 进行岩土工程勘察过程中遇到含水地层,均需对其地下水位实 施测量。其中在测量静止水位时需要保持一定的稳定时间, 该时 间应当要根据含水层的渗透性来进行确定。如若采取泥浆钻进, 则需要往含水层内打入深度为20cm 的测水管或是洗孔后进行测 量。如若要测量多层含水层水位的情况下, 务必要使用止水措施 和气体含水层分隔开来。③对地下水流向进行准确测定。通常 可以采取几何法来进行, 并且需要对每一孔内水位进行测量, 将 地下水流向测量出来。④做好抽水试验工作, 工作人员能够结合 渗透系数的运用范围来确定相应的试验方法,并且在此过程中 应当要三次降深,其中最大降深需与工程设计需要达到的地下 水位降深标高相接近。⑤在水文地质勘察工作中, 还需对渗透率 加以重视, 通常只可以对其进行水压测试来确定。在进行透水性 进行试验时, 需要确保操作的正确性, 以免出现数据误差而致使 测试结果的准确性受到影响。
4.4 提高水文地质评价的准确性
在对水文地质进行勘察过程中,需对工程的重点进行把握, 不断提高水文地质评价的准确性。高质量的水文地质评价有利 于预防地质灾害, 且有利于工程建设稳定性的提高。现阶段水文 地质评价工作中较为常用的方法有 :①对工程建设区域内的地 下水位变化进行实时有效的监控,正确认识地下水位变化对工 程地基可能造成的影响,及时有效的采取有效措施做好防控工 作,切实保证工程建设的整体安全稳定性。②在具体的勘察过程中,需要对工程的实际建设情况进行掌握并做全面有效的分析,并从中获取相应的数据信息, 以为水文地质评价提供支持。只有 这样才能更好地提高水文地质评价的准确性,进而具有针对性 地落实好防控工作, 最大限度地减少地质灾害的出现, 确保工程 建设能够顺利开展。③在具体的评价过程中, 需从工程的整体着 手,对地下水位可能影响工程的因素作出明确, 一旦地基压缩层 中潜在流砂时, 需要借助勘察数据落实好评价工作, 确保工程施 工的安全性。
4.5 把握基础现场的水位地质情况
在具体的勘察过程中,需要对现场区域内水文地质的变化 情况进行了解和掌握, 如对地下水的种类、稳定水位数据及以往 变化等进行掌握。现阶段, 许多施工企业在对其进行观测时大多 采取钻探的方法来进行, 如果在具体的钻探时出现多层水层, 则 需要及时采取相应的隔水措施,并对地下水的水位变化情况进 行认真检查和分析。此外, 在施工的初期需对水层的渗透性做全 面的检测,如有必要还可以做相应的流水、抽水等试验,从而对 水层的渗透性和有关数据信息进行确定。
4.6 提高勘查人员技术水平
对于水文地质分析来讲,需要利用综合性知识对工程资料 的实施展开科学合理的分析, 并以分析结果为依据加以设计。在 这一过程中需要对施工区域内地质情况展开全面、细致的分析, 严格审查该区域的地质地貌及水文历史,进而在此基础上制定 科学完善的解决措施。水文地质资料的审查具有极强的专业性, 需要具备丰富的专业知识和经验, 所以, 在这一过程中需要加强 技术人员的学习与培训,切实从根本上增强技术人员的整体知 识水平和技能。另外, 还可以借助现代先进的设备使地质研究工 作质量和效率得到进一步提升, 同时, 还需要借助合理完善的奖 罚机制激发和调动工作人员工作的积极主动性,强化监督管理, 努力创设良好的作业环境。
4.7 地下水的引排以及阻隔
以人工降水的方式可以使上层滞水和承压水的水位有所下 降,这是因为当抽取地下水时极易发生含水层土体压缩沉降和 位移等情况的变化,进而可能致使周围地面发生沉降、位移等, 因此,在引排时需对降水幅度、密度等因素进行综合考虑,且在 降水完成后还需做好水资料的保护工作。
4.8 强化监督与管理
地质勘探具有较强的专业性和技术性,这就要求监管人员 应具备良好的专业知识和丰富的工作经验,只有这样才能有效 保证地质勘察工作的质量和效率。因此, 地质勘探监管部门应结合实际工作情况对监管流程加以完善,并加强监管工作力度以促进监管工作效率和质量的提升。只有这样才能从根本上提高 地质勘察的监管质量,最大限度降低地质灾害的发生。因此,在 具体的监督管理工作过程中,需要积极引进先进技术并加大对 地下水位的监管, 提供及时或准确的地下水位信息, 从而确保工 程建设的安全。地下水的水位变化无论是上升还是下降都会对 工程地基土壤的密度造成不同程度的影响, 因此, 这就需要对其 作为重点进行监管,积极引入现代先进且专业的设施设备并组 织专人监管, 以获取及时准确有效的地下水位信息, 真正保证地 质水文勘察工作质量, 使其能够满足后续各项作业的实际需求。 4.9 积极引进先进的地质勘察技术各行业、各领域的发展都需要科学技术的支持。地质勘察工 作同样需要技术手段来支撑,且地质勘察技术对勘察质量有着 直接的影响。因此,在实施地质勘察工作过程中,作业人员应正 确认识科学技术应用的价值和意义,并积极引进现代先进的技 术,确保地质勘察的质量。科学有效地应用好现代先进的地质勘 察技术, 可以在一定程度上提高勘察结果的精准性, 为后续的工 程建设提供良好的信息支撑。通过引进先进工作理念和技术, 发 挥其应有的指导价值和作用,各部门能正确认识到做好地质勘 察工作的意义和价值。只有将先进的设施设备真正应用到具体 的勘察作业中, 才能为地质勘察工作提供必要的技术支撑, 保障 勘察工作能够顺利完成。引进现代先进设施设备的同时, 还需要 积极组织人员落实新设备及技术的培训,提升相关作业人员的 专业知识和技能,确保能正确掌握各项设施设备的操作方法和 流程, 从而保证地质勘察工作能够正常有序进行。引入先进的设 施设备用于地质勘察工作后,当然也需要对设施设备进行维护 与保养, 只有这样才能确保各项设施设备得到良好的养护, 保证 勘察工作质量和效率。可见,地质勘察单位不仅要注重设施设 备、技术及人才的引进事宜,而且还需强化与各部门间的协作, 切实从根本上确保相关人员能够学习和掌握新技术,能够正常 操作各项设备。
5 结论
综上所述,在岩土工程建设中,水文地质问题给工程建设造 成了极大的影响。所以, 工程管理有关部门需正确认识到水文地 质问题的重要性, 在具体的勘察工作中, 应当积极采取科学有效 的措施解决实际困难,切实从根本上提高地质勘察质量和效率, 为工程建设提供有力的数据支撑, 确保工程的整体稳定性.
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