岩土工程勘察设计与施工中水文地质问题研究

王兴树

(中建材西南勘测设计有限公司，四川 成都 610000)

0 前 言

在自然界内地下水变化情况和运动情况被称之为水文地质，当前我国经常出现各种地质灾害，其主要原因在于水文地质条件变化，例如地面沉降或者沙土液化等。在岩土工程中主要对岩土和土体进行处理，具体的施工内容包括对地基、基础、边坡以及地下工程实施有效的处理措施。这些问题的出现和地下水有着紧密的联系，因此必须重视对水文地质条件实施分析和研究，才能够规避地质灾害的发生，保证岩土工程的有序推进。当前在岩土勘察工作中经常会出现各种水文地质问题，这需要勘察人员提高对工作内容的认识，及时对获取的勘察数据进行分析和处理。

1 水文地质岩土勘察设计工作内容及其重要性

通过各种手段对地下水的形成原因、地下水的分布进行分析，这是水文地质勘察的主要内容[1]。勘察工作的目的在于对地下水运动情况实施科学评价，包括对地下水总量以及性质实施评价。要想确保岩土工程的稳定开展，需要在勘察时从施工方的角度进行分析，对存在的问题隐患进行归纳，根据隐患严重程度采取预先处理措施。当前较多建筑物的地基处于地下水位的下方部位，因此建筑结构容易受到地下水的侵蚀和影响，使其出现腐蚀的问题，从而影响到建筑物的整体稳定性。如果在地基基础压缩层内存在粉细沙或者粉土，容易出现液化以及流沙的问题，需要对该种问题出现的可能性实施有效研究。如果地基下方有承压含水层，这就需要对基坑底板进行分析，观察承压水是否会对其造成不良影响。在对土壤覆水性和土壤渗透性实施检测后，才能够进行地下水位开挖，就能够满足岩土工程建设需求。从技术层面来讲，岩土工程勘察的内容较多，技术应用也具备较强的专业性，需要技术人员不断提升自身的能力，对水文地质信息实施精准分析。

2 岩土工程勘察设计与施工中水文地质问题

2.1 地下水水位上升

地下水位上升的原因较多，其中降水是最为主要的影响因素。地下水在水循环系统中占有重要地位，当降水量突然增加，地表径流也会有所增加，这也会使得地下水位出现升高的问题。人为因素也会引起水位上升，在施工时对施工区域内的地质环境带来了一定影响，使土体出现变化，所以水位会有所上升[2]。当水位上升会影响到建筑工程地基的承重能力，威胁到建筑地基的质量，增加地面沉降和建筑物倾斜出现的概率，降低建筑物稳定性。地下水位上升之后，还会出现地下水资源污染的问题，给地下水系的水源质量造成影响，影响到日常生产、生活用水。部分工程作业范围和灌溉区的距离较小，如果出现不合理灌溉的现象也会使个别区域地下水位出现上升的问题。

2.2 地下水水位下降

从自然角度看，出现水位下降的问题主要在于降水总量有所降低，地表径流没有过多的水分渗入到地下，没有为地下水提供及时补充[3]。从人为角度看，人们日常用水量不断增加，对于水资源的需求也有所提高，为了能够满足用水需求，往往会选择大量抽取地下水。水资源的浪费和短缺不仅会使地下水位下降，而且会给自然环境造成破坏，打破原有生态系统的平衡性，破坏植被系统。水位下降后水循环系统也会受到影响，使得海洋水出现营养化的问题，导致湖泊面积大幅度缩小，则地面降水会呈现为持续减少的现象。地下水水位持续下降会造成地基下沉的问题，这主要是由于工程顺序没有按照施工流程进行。例如在埋设井管之前没有抽水，在埋设完毕后才开始抽水作业，会使水位出现持续下降的现象。

2.3 地下水水位反复上升和下降

地下水频繁上升和下降会使其出现波动的问题，无法保证建筑工程的稳定性，会导致地面塌陷问题的出现。这一现象会对岩土结构造成破坏，最终会由于多次膨胀和收缩而使岩土层出现变形的现象。岩土结构出现厚薄差异会直接影响其承载能力，稳定性能也会有所降低，并且在土层内部所包含的大量元素也会随着变化和波动不断流失，使土体出现解体或者松动的问题。

2.4 动水压

当地下水处于平衡情况时，其不会出现较大的波动，如果周围附近的环境条件没有出现剧烈的波动，岩土工程建设也不会受到严重的影响。要想使地下水处于动态平衡的状态，必须重视对地下水压进行控制。地下水压会受到各种不同因素的影响，主要因素为地表压力波动和降水量变化。地表压力之所以会出现波动，是由于在施工过程中地表会出现一定变化[4]。降水量会影响到地下水的水位情况，如果在较短的时间内出现大量降雨的现象，会给地下水压造成最为直接的影响。如果没有对地下水压进行合理分析，在施工过程中会增加基坑突涌的出现几率，在施工时会出现不透水层厚度不足的问题，从而使承压水将地基底板冲开，出现基坑突涌。

3 岩土工程勘察设计与施工中水文地质问题处理措施

3.1 明确勘察目标和勘察任务

岩土勘察的内容较多，在进行勘查之前必须要明确勘察目标，这样才能够保证勘察数据的全面性，为工程设计提供重要的数据支持。通过勘察目标的制定，工作人员也能够认识到自身的工作内容和职责。在制定目标时应当考虑到工程施工目标以及地质条件基本情况，确保勘察目标能够引导岩土工程施工工作的有序进行。还应对勘察任务进行明确，否则工作人员在勘查过程中容易出现数据遗漏的问题。通过目标和任务的明确可以保证勘察数据的精准度，避免在岩土工程设计过程中出现不合理的现象，从而为之后工程建设活动的开展打下重要的数据基础[5]。

3.2 加强对任务的分析

岩土工程勘察作业区域较为复杂，并且不同地区的地质条件有所差异，需要采取不同的勘察方式，因此必须对勘察任务实施重点分析，才能够更加合理地选择科学的勘察方法。在进行勘察作业之前，需要组织工作人员对勘察任务进行分析，明确水文地质问题的出现原因以及严重性。除此之外还应重视对历史条件下地下水的变化情况进行收集，明确地下含水层的具体分布信息，在充分了解地下水情况之后展开勘察作业。当前现代化技术发展速度不断加快，在对勘察任务进行分析时可以积极引用各种可视化技术，将地下水的变化情况直观展示出来，确保能够充分掌握水文地质的数据以及信息。

3.3 提高工作评价效果

岩土工程勘察的目的在于了解地质水文数据，要想保证勘察质量需要合理应用数据信息，才能够充分发挥勘察数据的作用[6]。因此需要相关工作人员能够对这些数据进行总结归纳分析，其对岩土工程建设所带来的影响，深化表层信息的处理效果，是勘察作业的基础任务。因此需要对岩土工程勘查实施准确评价，为了保证评价的效率和精准度，相关人员可以积极引进大数据技术，及时对勘查的数据信息进行分析，归纳出数据变化的规律，打造更加完善的勘察工作评价体系，为岩土工程施工活动开展提供重要技术支持。

3.4 积极使用新型勘察技术

岩土工程施工过程中需要使用到较多的勘察技术才能够获得更加精准的工程数据。随着现代社会发展速度的不断加快，科技水平有所提高，勘察技术也开始向智能化和现代化的方向发展，勘察时使用的设备类型也变得更为先进，提高了勘察工作的精准度。因此，在后续的勘察工作中，应当积极使用新型设备和技术，常用的勘察技术包括以下三种：①钻探,钻探是使用钻机进行探查的技术类型，可以对地底的自然资源分布情况进行分析，获取地层剖面的具体情况，能够为实验提供实体样本[7],钻探的精度和深度都较高，能够对更为广泛的范围实施勘察,常用的钻探设备为全液压岩心钻机,这一类钻机能够钻透坚硬的地层，取样更为方便，可以获取岩石地层的具体参数,除此之外来选择设备时也需要考虑所取样品的形态，如土壤样品、气态样品或者水样等，都需要使用不同的设备进行勘察;②坑探,勘探技术在行业内也被称为掘进或者井巷工作在岩土工程勘察过程中起着重要的作用，和钻探工作进行比较该种方式的优点在于可以更加直接地对地质结构进行分析和观察，所获取的结果更加准确，方便相关人员进行素描,并且该方式不会受到其他因素的限制，能够直接获取原状的岩土样品，在大型原位测试工作中发挥着重要的作用,岩土工程施工过程中需要面临较为复杂的地质环境，岩土层可能存在着断层破碎带、软弱泥化夹层以及滑动面,但是该种方式也存在缺陷，需要使用的资金过多，时间过长;③物探,物探工作的全称是地球物理勘探，对地球物理场的变化进行研究，通过变化情况分析地层岩土的性质以及地质构造[8],岩层在各个方面均存在不同程度差异，包括岩层密度、岩层弹性、岩层磁性以及导热性能等，这会导致地球物理场出现一定的变化，通过对这些变化特征和原有地质资料实施综合分析，可以推断出地质的具体性状，此勘探方式和钻探相比较更加轻便，常用的方式为电法以及弹性波法。

3.5 重点对水文地质问题采取预防措施

在施工前需要对基坑开挖范围内的水文地质条件进行分析，包括岩层性质、含水层以及隔水层各项参数，根据参数的归纳结果，制定合理的预防计划。第一，对基坑深度和基坑厚度采取有效的管理控制措施，防止因基坑底部隔水层较薄而导致建筑物受到水流的侵蚀作用，保证建筑地基的整体稳定性；第二，降低水头压力，在基坑附近安装相应的排水设备，对地下水位进行有效控制；第三，加强地面加固硬化处理效果，保证排水要求能够被有效落实，让基坑和基坑附近保持合理的落差。为了提高排水效率、减少下渗问题，应当将基坑附近的地下水位进行抬升处理，能够有效防止因下陷而引起的土质疏松问题[9]；第四，针对建筑物周边做好排水补水。如果地下水被大量抽取，会导致其水位出现下降的现象，下降幅度过大会导致地面出现沉降问题，严重时地面甚至会塌陷，给工程施工带来了严重安全隐患和质量隐患。

3.6 采取风险管理模式

在进行岩土工程勘察设计的过程中应当选择合理的管理手段，这样才能够保证勘察工作和施工活动的有序进行。根据岩土工程施工时水文地质问题的具体情况来看应当选择风险管理模式，可以准确预估出水文地质问题所带来的危害以及风险。风险管理是项目管理过程中的重点方式之一，能够针对风险因素进行识别和评估，风险管理措施的制定提供重要的数据基础。风险管理在实际应用过程中取得了良好的效果，有效降低了风险事件的发生几率，规避了风险因素。风险管理包括三个要点，分别为识别风险、风险控制和规避风险，相关管理人员需要正确认识风险管理的应用要点，合理应用风险控制措施，充分发挥风险管理的优势和作用。风险因素的识别也极其重要，是制定风险控制策略的关键方式，相关人员需要结合内部环境和外部环境，对风险因素进行明确[10]。根据岩土工程勘察设计的内容进行分析，主要的风险因素为地下水，对地下水产生的影响进行归纳，按照严重程度大小排序，之后采取针对性的预防措施。

4 结束语

针对工程项目而言，水文地质岩土工程勘察设计以及施工具有系统性和综合性的特点，是工程设计之前的重点环节。工程建设规模较大，工程建设质量、进度会受到较多因素的影响，其中地形条件、水文条件以及地质条件是影响工程建设的基础因素。相关人员需要认识到水文地质岩土勘察设计工作和施工的重要性，并分析地下水水位上升、地下水水位下降、地下水水位反复上升下降以及动水压所带来的问题。要想保证岩土工程施工的有序性，应当明确勘察目标和勘察任务，加强对任务的分析，提高工作评价效果，积极使用新型勘察技术。在今后的工作中，施工企业也要加强对勘察人员的管理，打造高素质的勘察工作队伍，以此为水文地质岩土勘察设计与施工活动的开展提供重要的人力支持。

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