水文地质岩土工程勘察设计及施工实践分析

易刚云

(中建材西南勘测设计有限公司，四川 成都 610000)

0 前 言

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。在进行工程建设之前需要对这些因素和条件进行勘察，根据具体的勘察情况做好工程建设评估，掌握工程建设的基础资料，保证工程设计方案的合理性能够符合工程建设需求。负责岩土工程勘察的人员需要对岩土分布进行分析，对勘察数据实施有效整理，为岩土工程施工提供重要的参考数据，因此，必须明确不同情况下水文地质条件改变所带来的危害，及时制定相应的处理措施。

1 水文地质岩土工程勘察设计及施工要点

1.1 水文地质岩土工程勘察设计要点

我国科技水平的不断提高促进建筑施工技术进入了不断创新的阶段，促进了建设工程整体规模的扩大，而岩土工程作为工程建设的基础项目，所需要进行的工作量也有所增加。为了保证工程能够得到有序推进，需要加强勘察设计的管理力度。作为施工单位，在开始进行施工时应当安排专门的管理人员以及勘察人员对施工范围进行全面勘察和测量，对影响施工的因素进行综合分析。勘察内容包括地质条件、地质结构构成、地下水水位、地层厚度水平、水位波动情况等，其中最为重要的勘察内容为和水文有关的数据[1]。在获取勘察数据之后，作为设计人员需要对勘察数据实施分析和细致化处理，从而评估出在具体施工过程中会出现的施工风险现象，对风险因素可能引起的风险事件进行严重程度评估。根据具体的风险权重制定相应的应对方案，保证在出现风险事件后也能够稳步推进施工，防止延误施工进度。

1.2 水文地质岩土工程施工要点

在进行施工之前需要对整体施工方案进行评估和分析，明确施工要点，将施工要点作为基础实施相应的施工活动，能够有效保障工程施工质量。首先，施工企业要了解施工范围内岩土层所具备的物理性质，例如岩土层类型、岩土层厚度水平以及力学性质等[2]。在对该类数据进行检测时，通常会使用到水文地质物探技术，借用各种技术手段获取全面的施工数据，例如超声波技术以及地震勘探技术均是勘测工作中常用的技术类型。地震勘探法在勘察工作中较为常见，其主要是指利用地下介质的弹性、密度等方面的差异，通过人工激发地震波的方式来观测和分析地下岩层的性质、状态等，从而达到勘察的目的。在实际应用的过程中，地震勘探方法主要可以分为反射法、折射法等，充分了解深部位置岩土层情况，避免对地质构造造成破坏[3]。其次，需要保证地质钻探工作质量，了解地下复杂的地质结构情况和环境，通过对数据进行评估，保证施工活动能够有序开展。当前常用的钻探方法为回转钻进法，使用设备在勘测位置持续进行回转钻进，并在钻机上配置相应的传感器，利用传输技术及时获取地下信息。

2 水文地质岩土工程勘察设计及施工存在的问题

2.1 地下水位过高，软土地基下沉

软土路基水分含量高，变形几率较大，因此在对软土路基进行处理时，应当选择合适的施工技术，否则会影响到后续工程的正常使用，降低基础工程的稳定性。地下水水位是影响软土层施工质量的关键因素，需要对地下水水位进行调整，降低当前过高的地下水位，才能够避免土体流失、地基下降及裂缝等问题的出现[4]。但是如果地下水水位持续下降也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而是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，当地基下沉后会存在不对称水漏斗的问题，导致地下水管道线路或者工程附近的建筑物均出现地基下沉的问题，会影响到之后工程建筑的使用安全，带来严重的安全隐患。

2.2 地下水位上升引起危害

地下水位和水文地质岩土工程之间有着紧密的联系，地下水位下降会引起地基下沉的问题，如果地下水位上升也同样会带来岩土变形和岩土滑移的隐患。地下水位上升会使土层以及岩体之间长时间存有水分，在水分的长期侵蚀作用下，会使土层以及岩体出现浸润软化的现象，降低了抗压强度。地下水位上升，地基承载能力也会受到影响，岩土层自身强度会降低，增加地基出现塌陷问题的几率。地下水位上升的原因较多，地下水是水循环中的重要环节，如果突然降雨会使地面径流有所增加，从而也会导致地下水位出现上升的现象[5]。并且部分工程作业范围和灌溉区的距离较小，如果出现不合理的灌溉现象也会使个别区域地下水位出现上升的问题。而这也会给建筑物的使用埋下安全隐患，如果该问题较为严重，会耽误企业施工进度，导致施工企业无法在预期的时间内完成施工。施工进度的延误会延长建筑交付时间，会给企业的经济效益带来不良影响。因此，在实际的勘察设计过程中需要重视地下水位上升的危害性，采取合理的措施对地下水位进行调整和控制。

2.3 地下水位下降引起危害

地下水位下降的危害程度也较大，导致这一现象的因素较多，其中人为因素是引起这一问题的主要原因。当前地下水资源使用需求较大，为了满足日常生产生活用水，人们开始大量抽取地下水，这使地下水出现了严重流失的问题，导致地下水位下降。这一现象会给岩土层的结构造成破坏，导致岩土层会出现沉降以及崩塌的问题。地下水位下降还会给水源质量带来影响，使其逐渐出现恶化的问题，并且地下水补给和流失量之间相差过多，会增加水污染现象的出现几率[6]。如果海水和地下水之间交汇，海水中的成分会影响到地下水原有的酸碱值水平，导致地下水也出现盐碱度增加的问题，造成水污染现象。在工程建筑施工过程中，会选择钢筋水泥作为建筑物的结构，如果地下水盐碱度水平较高，会和钢筋水泥产生一定反应，从而出现碳酸钙以及铝酸钙等物质，影响建筑物地基的整体稳定性。

2.4 地下水位反复上升下降引起危害

在岩土工程施工过程中会受到多种因素的影响，从而会使地下水位出现反复上升和下降的现象，这会对岩土层造成破坏。根据地下水位上升下降频率不同，对岩土层造成的破坏程度也会有所差异，但是最终会由于多次膨胀和收缩而使岩土层出现变形的现象。一旦岩土层变形，将难以在较短的时间内恢复正常从而导致恶性循环问题的出现，给建筑地基造成严重的不良影响。并且随着施工深度不断增加，岩土层内部应力也会有所改变，此时压力会传递给地下水，增加了动水压，从而使深基坑内部渗水现象的出现几率有所上升，导致地下水出现水位波动的问题[6]。当地下水位处于一种较为平衡的状态时，不会产生过多的波动，也不会给建筑地基带来较大的危害。

3 水文地质岩土工程勘察设计及施工方法

3.1 合理选择勘测方式

在勘察工作中需要经历多个环节，并且不同环节的工作重点有所差异，需要根据工作重点和工作环节对勘测方式进行挑选。挑选勘测方式的主要因素为地下水成因和地下水动态活动特征，同时还需要对地下水类型实施区分，归纳出地下水的波动情况以及危害，从而根据归纳结果制定合理的解决措施。科学的探测方式能够保证数据获取的精准性，保证空间上能够做到点面结合，区分出地下水所具备的性质，具体包括特殊性、普遍性以及永久性[7]。在现代社会中，科学技术水平不断提高，在选择勘测方式时也需要注重勘测手段的信息化水平和智能化水平，以此提高信息数据获取的及时性。

3.2 查阅工程相关资料

在勘察设计以及具体施工过程中需要积极查阅和工程相关的资料，需要对历史环境下水文条件变化情况进行分析，详细记录水文地质条件，了解当地降水量、地下水水位以及地下水和地表水两者的循环关系。通过对水文地质条件资料进行查找和整体分析，能够提升水文地质评价的合理性，从而确保施工活动能够得到有效开展。相关人员在查找历史水文地质资料时，应当从多个渠道进行获取，可以了解在不同阶段内地下水位出现的波动情况。对查找到的资料进行分析，总结出建筑环境和地下水之间的关系。

3.3 重视地下水的腐蚀作用

地下水虽然可以作为生产生活用水，但是也同样具备腐蚀性，会给岩土工程造成不同程度的危害。以往的岩土工程施工过程中没有重视到这一问题，因此，在今后的工程建设中应当重视防治地下水腐蚀问题，通过不同的措施来减少地下水腐蚀性所带来的影响。建筑企业需要对地下污水处理系统进行优化，引进新型的处理工艺，提高污水处理效果，使水资源能够形成循环利用的模式[8]。在日常生活中不能随便丢弃废料，这可以有效预防水污染的问题。为了能够避免地下水腐蚀性给建筑工程的稳定性带来影响，应当选择优质材料进行施工，保证材料具有较强的防腐能力，以此延长建筑的使用寿命。

3.4 对岩层和断层特性实施分析

在水文地质岩土工程勘察过程中需要对岩层以及断层进行特性分析，这是勘察工作较为明显的特征。特性分析主要是指对岩层以及断层的含水性实施勘察，分析岩层结构内部含水量，根据具体的含水性能评估稳定性从而为后期工程建设提供数据基础。岩层包括石英砂岩层、页岩、夹板页岩、块状白云岩，这一类岩石化学性质较为稳定，但是不同岩石的结构有所差异，如果结构密集，则抗风化和储水能力均较强[9]。地质断层的含水量也有着较大差异，黏土含水量较少，溶洞则较多，因此，在勘察工作中需要区分岩层干湿水平，避免出现管涌和流沙的问题，提高水力评估准确度。

3.5 加强勘察人员培训力度

岩土勘察工作会受到工作人员综合素质的影响，打造高素质工作队伍才能够保证岩土勘察工作有序开展。首先，应当对岩土勘察人员进行培训，使其能够正确认识新时代下岩土勘察的创新理念，应用新型理念和手段对工作模式进行改进。在培训时应当改变培训形式，如利用线上平台实施培训，要求岩土勘察人员在规定时间内自主完成培训课程和课程考核，以保证管理人员通过培训考核，能够通过培训活动加强自身的能力。其次，在管理队伍中树立典型榜样，充分发挥榜样的带头作用，使得其他人员能够向榜样进行学习，打造良好的工作氛围。在该种模式下可以形成以骨干人员为核心的工作队伍，促使整体工作质量的提高。最后，积极吸收新型人才前往企业岩土勘察岗位中，充实工作队伍，使工作队伍能够焕发出新的活力。最后，丰富培训内容。在进行培训过程中，需要对理论知识以及实践操作要点进行培训，除此之外还需要对其实施安全操作培训以及责任意识的渗透，使开发人员能够在具体的工作过程中严格遵守安全操作标准。仪器设备培训也是主要的培训内容之一，可以提高岩土工程的勘察效率，保证勘察人员能够合理利用各种先进设备完成工作。

3.6 完善综合评价服务体系

通过综合评价服务体系的建设，可以提升勘察数据的有效性，为施工计划的调整和制定打下良好的数据基础。在勘察工作前期阶段，作为技术人员需要对数据分析目标进行明确，以该目标作为核心进行数据采集[10]。与此同时，还需要利用各类先进的计算机技术，对施工范围内水文地质条件实施评估，积极预测存在的问题、隐患，根据问题制定合理的处理措施。为了保证综合评价服务体系应用的有效性，需要打造信息化的评价系统，引进大数据技术作为技术支持，保证能够对数据进行更加合理的分析。

4 结束语

水文条件与水文岩土工程建设过程有着较为紧密的联系，在传统的勘察设计以及施工过程中，会由于多种不同的因素导致地质条件危害无法被发现，从而给工程建设带来了一定的隐患。在水文地质岩土工程勘察过程中应当注意勘察设计以及施工的要点，地下水位过高、地下水位上升、地下水位下降以及地下水位反复上升下降，都会给岩土工程建设带来不良影响。为此需要合理选择勘测方式，查阅工程相关资料，重视地下水的腐蚀作用，对岩层和断层特性实施分析，加强勘察人员培训力度，完善综合评价体系。

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