试论岩土工程勘察设计及施工过程的水文地质问题

2018-01-29 14:03
世界有色金属 2018年1期
关键词:水文地质岩土勘探

(辽宁有色勘察研究院,辽宁 沈阳 110013)

地下水是构成岩土体的重要组成部分,同时也是影响水文地质环境,改变岩土体特征的重要因素,另外还会对该区域的建筑物的稳定性和安全性造成很大的影响。传统的岩土工程勘探只是对一般的水文系数进行勘探,但是没有针对具体的施工环境、建筑物性质、施工和使用需要进行详细的水文地质问题勘探,尤其是在一些地质环境和水文结构复杂的地质环境中由于水文地质勘探问题导致的岩土工程安全事故时有发生,不得不引起工程建设部门的高度重视。

1 岩土工程地质勘探中水文地质评价的基本内容

基于建筑土层结构的复杂性和高要求性,在岩土工程勘探中水文地质评价应该注重勘探因素的全面性和准确性,避免由于缺少结合基础设计和施工需要评价对地下水文地质综合质量而造成的施工安全问题。笔者结合多年的工作经验,并查阅大量的相关资料,总结出水文地质环境勘探中的几项主要内容,现表述如下:

(1)重点通过测定相应的水文系数并结合专业的测量和评价软件对地下水的分布、含水量、水位等基本性质进行评测,并对其在影响岩土体和建筑物中的稳定性中发挥的作用进行全面评价,针对具体情况提出对应的策略。

(2)地基作为建筑物的根基其建设质量关乎着建筑物的整体稳定性和安全性,因此工程勘探中的水文勘探必须结合地基的基础类型和建设需要,查明相关的基本水文参数和地质环境,然后根据实际需求检测水文地质结构,为工程建设提供必备的资料支持。

(3)水文勘测中不仅要分析其在自然条件下的基本信息,还需要检测其在人为因素下地下水对土质结构以及地上建筑物的影响,如对建筑物的地基结构的稳定性等造成的反作用等。

(4)从工程学的角度出发,探讨不同水文条件和建筑条件下水文地质问题评价的着眼点和关注点,从而有针对性的对地下水对地上建筑的影响进行评价,总结来说,主要分以下几个方面:一是深埋于地下水位以下的钢筋混凝土来说,应该重点评测地下水对于该结构的腐蚀性和破坏性,建立强度随时间变化曲线;二是当选用软质岩石、风化岩、残积土以及膨胀土等作为基本的持力层的建筑物来说,应该重点评价地下水对这些结构带来的软化、胀缩以及崩解等影响;三是对于建筑物地基下部存在承压含水层的情况,应该对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的概率进行模拟与计算;四是对于在地下水位开挖基坑的情况,应该重点评价开挖部位地下水的渗透性和富水性,并对地基层下沉、边坡不稳等事故发生的概率进行系统性评价,同时对其可能给建筑物的稳定性带来的影响进行分析。

2 水文地质条件对建筑物带来的实际影响分析

2.1 水位上升带来的影响

由于实际地质环境复杂多变,地下水的含水量、水位以及分布区域受多方面的影响,且在很多情况下,诸如降水量增多、人工灌溉等会导致地下水位出现不同程度的上升,由此极容易导致土壤局域沼泽化,影响土质结构的稳定性,从而导致水土流失、土壤塌方的情况时有发生,并给土层上方的建筑物的勘探和施工带来严重的影响。在岩土工程的勘探和施工过程中一旦出现地下水位上升的情况,一方面对地下的建筑结构如钢筋、混凝土、筑基岩等造成严重的腐蚀,另一方面还会由于土质结构的固性弱化而造成建筑物地基的稳定性下降,最终造成建筑物的局部塌方现象。

另外,地下水位的上升还有可能破坏建筑物中的一些特殊的岩体结构导致岩土体的结构稳定性降低,从而引发流沙、管涌等一系列的问题,给施工单位和相关机构的经济利益和社会效益造成严重影响。

2.2 水位下降带来的影响

地下水水位的下降是由多种因素导致的,其中人为因素占决定性因素。目前随着人类经济社会的不断发展,人类生产和建设活动对地下水的含水量和分布带来绝对性影响,如过度开采地下水、修建水库、在地下水的上游修建水坝等活动都会造成区域内的地下水水位严重下降,进而使得塌方、塌陷等事故的发生率明显上升,如我国河北沧州地区的地下漏斗的形成就与地下水的过度开采有关,且该地区地面下降的问题也验证了这一结论。

岩土工程勘探过程中如果没有重视地下水位下降的问题,建筑物在建设和使用过程中很有可能在建筑物本身巨大的重量作用下而出现土地龟裂、地面下沉等事故的发生,甚至可能严重破坏建筑物的地基稳定性和整体结构,给人身安全带来巨大隐患。

2.3 水位频繁上升和下降带来的影响

前文中已经提及,地下水位受多种因素的影响,而现实情况总是复杂多变的,多种影响因素的交织作用极易导致地下水位出现频繁上升和下降的问题,而这一问题对于岩土工程的稳定性和安全性来说是致命的。

究其原因,主要是地下水位的频发上升和下降引发的地面高度的上升和下降会造成岩土体的不规则膨胀和压缩,而这种不规律性的变化会对岩土工程中建筑物的结构稳定性带来无法修复的破坏,很可能在很短的时间内建筑物的主体结构就会出现龟裂、坍塌、倾斜以及扭曲等现象,从而破坏了建筑物的整体结构。

另外,水位的频繁上升和下降还有可能造成土质疏松,降低了土质结构的承载能力,继而引起的滑坡和泥石流等问题也会对建筑物造成致命性的影响。

3 结语

综上所述,水文地质问题在岩土工程的勘探设计和建设过程中起着至关重要的作用,其勘探和评价质量在很大程度上决定着岩土工程的开发和建设质量,因此在实际建设工作中需要充分重视水文地质勘探问题,对地下水的水位、分布、含水量以及变化趋势等基本性质进行重点勘查,针对具体问题出具详细的应对策略,并评估建筑物的稳定性和安全性,从经济性和安全性的角度出发合理指导岩土工程建设,从而保证岩土工程的施工质量。

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