■刘志宽(云南南方地勘工程总公司云南大理671000)
岩土工程勘察中关于水文地质问题的相关研究
■刘志宽
(云南南方地勘工程总公司云南大理671000)
本文以岩土工程勘察中关于水文地质问题的相关研究为题展开相关论述。首先,对它做了简要的介绍,着重讨论了岩土工程的影响因素,其中需要勘察的内容,以及相关的注意事项。希望通过本文的初步探析,可以为岩土工程勘察中的水文地质问题研究提供一些有价值的信息。
岩土工程勘察水文地质问题
实践证明,在工程勘察、设计和施工过程中,水文地质问题始终是一个极为重要但也是一个易于被忽视的问题。之所以重要,是因为水文地质和工程地质二者关系极为密切,互相联系和互相作用,地下水既是岩土体的组成部分,直接影响岩土体工程特性,又是基础工程的环境,影响建筑物的稳定性和耐久性。至于容易被忽视,是在实际的勘察工作中,在勘探成果内因为很少直接涉及水文参数的利用,水文地质问题往往只被认为是象征性的工作,在勘察中大多只是简单地对天然状态下的水文地质条件作一般性评价。在一些水文地质条件较复杂的地区,由于工程勘察中对水文地质问题研究不深入,设计中又忽视了水文地质问题,经常发生由地下水引发的各种岩土工程危害问题,令勘察和设计处于难堪的境地。为提高工程勘察质量,在勘察中加强水文地质问题的研究是十分必要的,在工程勘察中不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题,评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响,更要提出预防及治理措施的建议,为设计和施工提供必要的水文地质资料,以消除或减少地下水对岩土工程的危害。
地下水引起的岩土工程危害,主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,但不管什么原因,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成危害。
1.1地下水升降作用产生的危害
(1)地下水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的,其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状;水文气象因素如降雨量增多、气温上升等及人为因素如灌溉、施工等的影响,有时往往是几种因素的综合结果。例如:土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强;斜坡、河岸等岩土产生滑移、崩塌等不良地质现象;一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化;引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象;地下洞室充水淹没,基础上浮、建筑物失稳。
(2)地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水下降的原因较多,但最为主要的是由人为因素造成的。如集中大量抽取地下水、采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝、修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水位的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。
(3)地下水位频繁升降引起的岩土工程危害。地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形,当地下水升降频繁时,不仅使岩土的膨胀收缩变形往复,而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大,进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。由于这种不断更迭,给土层本身带来变异或松弛,引发土质变化,从而降低承载能力等。
1.2地下水动力作用所带来的影响
地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,一般不会造成什么危害,但在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件,在移动的动水压力作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。
2.1工程所在地的地理环境
岩土工程需要具备一定的自然条件,因而对于岩土工程水文地质问题进行勘察,首先应该针对自然地理环境展开,对具体的地形地貌、气象水文等特征加以分析;其次,应该综合考察,把地形地貌和地形特点与水系分布搞清楚,将它们做成平面图与立体模型,从而直观的把它们表现出来;第三,对于当地的施工环境的认知,也就是通过对常年的气温,季节的更替,气候变化,以及降雨量等情况做具体观测与细致把握,从而增加后期施工的精准性与目的性。
2.2地质情况分析
地质构造影响着工程所在地的安全性能与稳定性能,所以对地层岩性的研究,对地质构造特点的分析都非常重要,而且随着现代测绘技术与分析技术的进步,也应该对第四系厚度控制状态加以认知,弄清楚基底构造形状,对新生层的各种构造运动进行调查。
2.3地下水位方面的情况
近代工业的发展给人类带来了普遍化的物质需求的满足,但是由于这些过渡开采、烂伐、乱建等大大破坏了自然生态;工业所排放的污水以及污染的河流;所以,应该弄清楚这些地上、地下水之间的关系,把其中的排泄条件、补给方法、水位变化等详细记录,保证施工安全与质量。在这方面,一是利用全球定位系统和地理测绘技术以及摇感技术等进行定位分析,二是利用所得数据与所测数据进行互相比对,从中找到真实的能代表实际情况的数据参数,以此为基础,展开设计标准的设置。
2.4地下水对岩土工程带来的影响
这一点也属于勘察内容的范围。上面已经提及,不再重复。
岩土工程勘察中应该注重对水文地质问题的探究,应该把握不同的地下水作用所造成的结果,对地表水与地下水,对自然地理环境,地质条件等应该加以分类,对号采样、分析。
3.1了解相关水文地质条件
主要有四点需要提及。一是对所勘测地区,地下水的水位变化加以细化,比如,应该测量日常水位变化,从中找出一些近似于规律的东西,把降水量与蒸发量进行记录与比较,绘制当地各种数据图表,正确的理解地表水与地下水间的关系;二是对地下水的渗流状况进行分析;三是对其含水层,从各个维度进行分析,掌握其中的数据,而且对于所属的类型、流动方向等进行认真比对,使其明确化;四是把相关的污染程度加以明确化,记录数据并呈现为图表形式。
3.2正确评价水文地质问题的内容
水文地质在短时期内是比较稳定的,但也会随着时间的变化,外在客观条件的影响与人为因素的干预,不断发生变化。因此应该正确去评估、评价水文地质问题,不能以书本或教条去框、去套取,因为这些做法都是违反科学,与事实不相符的。所以,应该进行大量实践与实地考察:一是在施工前,对各种可能因水文地质条件引发的影响等进行数据分析评估,提前预测,并提出预防措施;二是对其中的问题进行全面调查,多方面查找资料,互相比对,确保准确性;三是对地下水的天然状态与人为干扰所造成的状态,进行区分,并对其中的问题加以研究,提出处理意见;四是坚持原则,因地制宜,应该对不同的岩层地基选用不同的方法进行处理。例如:对于强风化岩、软质岩石,应该考虑地下水升降活动或者动力作用带来的影响(注意区分,因为具体原因的发现,才是解决问题的根源);总之,应该细致、全面,注重区分,认真调研,做好比对工作,从而为岩土工程的建设提供一个良好的保障。
总而言之,通过以上分析,笔者认为应该加强对水文地质问题的重视,正确、全面的认识水文地质问题中需要注重的内容,针对不同情况做出详细的数据统计。由于岩土工程的落角点在于实践应用,所以,应该以实际情况为主,结合以往实践经验,从中分离出需要注意的主要事项,有效实施对岩土工程中关于水文地质的问题的分析,把问题明确化,清晰化,才能找到针对性的解决措施,才能更好的推动这项工程更好的向前发展。水文地质工作在建筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用,随着工程勘察的发展,其必将受到越来越广泛的重视,切实做好水文地质工作将对勘察水平的提高起着极大的推动作用。
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P5[文献码]B
1000-405X(2016)-1-219-2