水文地质勘查技术在岩土工程的应用

水文地质勘查技术在岩土工程的应用

摘要:水文地质勘查技术是岩土工程建设前期准备工作中不可或缺的一个重要环节。然而长期以来,我国在水文地质勘察领域缺乏具体研究以及经验匮乏,进而致使在岩土工程前期勘察过程中,对于岩土工程的水文地质问题常常被相关勘察人员所遗忘或者忽视。所以,目前大多数的岩土工程勘察总是难以达到完美,但是,缺乏对水文地质的勘察会对岩土工程勘察和后续工程建设产生重大影响。影响较大时轻则会造成经济损失重则会有生命损失。所以,在目前甚至以后建设岩土工程的过程中,必须充分注意水文地质问题,了解知晓水文地质可能产生的影响,避免影响后续的工程建设工作。

关键词:岩土工程;水文地质;应用

最近几年,随着我国对岩土工程前期勘察过程中的水文地质勘查技术研究逐渐加深,与过去相比,我国在地质勘探中发现存在的问题也日益增多。在传统工程建设的过程中,水文地质条件没有引起地质勘查工作的关注,还有勘察经费不足,会造成岩土工程建设过程中矛盾的加剧。地下水是岩土体中的组成成分之一,是岩土工程基础工程建设工作中必须考虑的环境因素之一。根据水文地质情况对岩土工程的影响,可以发现水文地质对整个工程建设具有重要意义。

1水文地质探察工作的意义

水文地质勘察是岩土工程勘察过程中一个不可缺少的部分,它与岩土工程相关联。基于此,水文地质对岩土工程的重要性是不言而喻的。以建筑为例,在建筑基地周围所存在的地下水可以影响到在建筑周围岩土建筑物的耐久性和使用寿命,还会影响建筑物的根本,同样,水文地质作为岩石和土壤资源的一部分,存在的地下水可以对岩土体的其余部分产生一定的影响,还会对岩土工程的其他勘察工程的顺利进行产生一定的阻碍。因此,对水文地质勘察工作力度加大,其不但可以使勘察的质量和效率得到保障,而且还可以对后续工程实施提供理论数据支持。然而在许多官方或非官方的岩土工程勘察过程中,经常会忽视甚至遗忘掉水文地质因素,只是单纯性的开展一下,进而会在岩土工程随后的施工建设中,因为缺乏水文地质资料及其分布状况,比较容易会给后续工程施工埋下巨大安全隐患问题。

2水文地质因素对岩土施工工作的影响

有许多因素会经常引起地下水水位的变化,但无论何种原因所引起地下水水位产生变化,都需要建设工程施工单位对此给予足够的重视,对于岩土工程建设来说,地下水水位发生变化所产生的影响是不容小觑的,本文列出以下几种可能发生的情况来解释说明。

2.1地下水上升

可以影响水位上升的诸多因素中,主要可以包括由于气候问题所带来的气温变化、强降雨、降雪等气候因素,还包括大坝建设过程中的人为因素或者水电站建设工程施工因素。所有这些问题都可能直接影响到岩石和土壤资源的结构,以及由于渗透作用而出现的软化效应致使地下水实际分布发生变化,比如短时强降雨可能导致造成泥石流或者道路出现坍塌等问题。岩土体本身具有渗透性,水位的上升也会导致地下水水位过高对挖矿、地铁或者隧道等工程项目的安全性产生直接影响,使这些工程项目进度阻滞。此外,过高的水位会导致岩土体自身强度降低,这样会大幅度降低桥梁和山体的承力能力,甚至会导致桥梁断裂和山体崩塌等工程意外。因此,地下水水位过高可以对岩土工程产生较大的影响。

2.2地下水下降

岩土工程的地下水位下降也可能会带来严重的危害,在一般情况下,地下水水位下降的主要原因是人为的,比如大规模开采地下水或在开采矿物的过程中,出现矿床疏干的情况或者在地下水的上游部分建设有筑坝、水库等都可能会引起地下水位的供应短缺情况。只要地下水水位下降太多,其可以成为诱发相关地质灾害的成因,可能会给岩土层带来地裂、地面坍塌或者沉降等安全问题的发生,也有可能导致地下水耗竭,出现水质恶化情况,进而使岩土工程和建筑的安全性和稳定性受到严重威胁。

2.3地下水升降的频率变快

如果地下水的迅速上升和下降频率较快的情况,也可以对岩土工程造成损害。原因为地下水水位迅速上升或者下降,岩土层由于能够产生不稳定且收缩或者膨胀不均匀,如果这种情况不断重复继续,会引起地下岩土层收缩幅度变大,这样就可能导致裂纹,破坏建筑物等情况出现和发生。同时,因为地下水升降的频繁变化,积累在地下水的铁、铝等化学物质会不断的丧失,将土塘逐渐变得贫瘠,水含量逐渐降低,承载能力降低,在地下水上的岩土层承载能力下降,建筑物的使用寿命也会缩短。

2.4地下水动水压力的影响

在对岩土工程进行勘察的过程中,水文地质所带来的重要影响首先为地下水产生的动水水压压力问题。在混凝土施工过程中,处于自然状态下的地下水不会主动对勘察动作的进行产生不利影响。然而,一旦人们的建筑施工行为对其产生了影响,地下水的自然条件就会得到破坏,发生变化,出现地下水压力失衡现象。在此基础上,地下水将产生大量的动水压,这将严重影响岩土工程勘察的顺利进行。还有一旦动水水压过高,就会对岩土工程造成一些地质灾害,比如管涌问题等。其结果不仅会对地质技术调查的进展产生影响,而且重则会影响整个工程的正常建设施工。

3岩土工程勘察中水文地质的应用

3.1地下水勘查

先确保对勘测地的蒸发量、日常地下水水位和地下水位变化规律,平均降水量、地下水和地表水彼此之间的相互排补关系查看清楚,再然后对勘测地含水层的厚度和深度勘察清楚,以及各个含水层中地下水的不同类型、流向、水位的变化等,最后需要根据不同的地质条件,深入了解地质条件对地下水渗流的状态所产生的不同程度的影响,还要清楚明白地表水和地下水是否已经被污染,受到污染程度如何。

3.2地质条件的勘察

对于岩土工程、建筑工程的施工来说,了解施工地的地质条件具有非常重要的作用,地质条件的好坏可以直接或间接对工程地基施工建设的质量产生不良影响,对于地表上层建筑物结构的安全性、耐久性等也可以产生影响,因此对地质条件进行勘测十分必要。而水文地质条件勘察在岩土工程施工中,其主要是针对工程建设所在区域的地质构造特征、构造运动、地层岩性、基底构造等进行勘测,这样做可以提供地质勘测数据支持给岩土工程的建设施工。

3.3对于岩土工程施工区域自然地理条件的勘察

在岩土工程、建筑工程建设前期进行地质工程勘察,可以提供良好的岩土工程资料;水文地质勘察结果,可以保障岩土工程和施工工程施工安全,还可以为工程施工提供可靠的水文测量资料和依据。因此,在岩土工程勘察中应用水文地质调查是必要的。水文地质调查包含了大量的内容,自然地理条件下水文地质勘察是其主要内容,自然地理条件勘察需要包含地下水文特征、地形地貌等内容。水文特征主要是指建设区域的气候、湿度、热度等,地形地貌勘察主要针对工程施工场地周围平原、水系等特征,建设区域地形是否开阔,地形地貌是否受侵蚀的等。

3.4隔水层、含水层的勘察

对于岩土工程勘察中的水文地质调查包含较多内容,除上述需要勘察等,还需要对建设区域的含水层和隔水层的情况进行调查。隔水层和含水层地下水类型和地下水流的流向变化、水位变化幅度等,都需要调查,其中着重勘察含水层厚度、深度分布进行勘察了解,还可以通过了解建筑区域的水文地质参数,进而勘察清楚岩土工程建设区域的地下隔水层和地下含水层,从而辨别适合水文地质的腐蚀程度所需要的建筑材料。在岩土工程建设过程中水文地质勘察所得出的结论发挥重要作用,准确具体地探测地下水文地质,提供一个有效的水文地质参数给岩土工程建设施工,其还可以保证岩土工程的安全性,建筑工程的稳定性,因此提高岩土工程的水文地质勘察对于提升建筑物的稳定性和安全性又十分重要的意义。

4结束语

随着经济的快速发展,建筑产业的发展取得了显著的成效,但在建筑业发展的过程中,出现了各种建筑问题,诸如沉降、下降、变形等问题,这些建筑工程问题的出现和岩土以及水文地质有着密切的关系。在现代建筑工程中水文地质的勘察越来越重要,水文地质勘察在岩土工程建设施工中发挥着关键作用,因此,在对岩土工程进行勘察时,需要对水文地质的勘察工作着重重视,从而使岩土工程稳定性、安全性提高。

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作者:李文坤 单位:广东省水文地质大队