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地下水变化引起的岩土工程问题探究

2020-12-19兰自亭

中国金属通报 2020年11期
关键词:水文地质岩土性质

兰自亭

(河南省地矿局环境一院,河南 郑州 450045)

在岩土工程勘察工作当中,常常忽视水文地质方面的勘察,很多时候都是将水文地质勘察工作作为一项象征性的工作,只是在勘察报告当中简单的对其进行评价。然而,有些岩土工程,具有非常复杂的水文地质条件,会严重影响岩土工程勘察质量,对建筑工程的安全性,稳定性造成很大影响,所以必须要充分重视岩土工程水文地质勘察。尤其要对岩土工程勘察过程当中,地下水位升降变化给岩土工程造成的不利影响及引发的岩土工程问题给予充分重视,提高岩土工程勘察质量,避免由于地下水位升降改变,影响到建筑工程的施工质量、安全和进度等,为保证建筑工程整体质量奠定坚实的基础[1]。

1 岩土工程水文地质勘察要求

岩土工程勘察在建筑工程施工过程当中占据十分重要的地位,实际勘察过程当中,应当充分考虑工程设计要求,详细的勘察研究,工程施工区域的具体水文地质条件,保证勘察效率和质量,具体勘察工作当中,应当将以下工作充分做好。

1.1 自然条件勘察

在勘察自然条件过程当中,应当对当地的气象水文特征展开详细的勘察,同时勘察当地的地质环境以及地形地貌特征。实际勘察过程当中主要针对施工区域,气候条件展开详细的勘查与研究工作,掌握其热量情况与湿润度等有关参数。了解工程施工区域地形地貌特征,主要勘察施工区域的水系特点,掌握其地貌堆积和侵蚀情况。勘察施工区域地质环境时,应当详细的勘察地层结构特征,了解和掌握地下水的最高水位,对其补给以及排泄条件基于详细勘察。岩土工程会受到地下水位升降改变,导致不利影响,主要勘察地下水的隔水层和含水层实际埋藏条件,了解和掌握含水层的厚度和地下水的分布流动状况。

1.2 岩土水理性质勘察

勘察岩土水理性质过程当中,要对地下水和岩土之间的彼此作用特点有一个更加充分的了解,掌握其水理性质,如岩土工程具有的透水性、给水性以及转化性的。软化性会导致岩土的力学强度发生明显下降,为了有效衡量岩土的力学强度,可以利用软岩系数进行衡量。倘若岩石层当中,岩层容易软化,受地下水因素影响,软弱夹层形成,而且粘土层和泥浆都具有软化性的特点。

1.3 岩土体土粒间连接破坏的勘察

破坏了沿途体土粒间的连接性,就会引发土体发生解体情况,岩土具有的崩解性和土质当中具有的矿物成分有着非常密切的关联性。对于岩土具有的透水性,主要是指在重力因素下,水具有的性能,岩石具有较好的岩溶性,透水性就会更好,特别是比较松散的岩土,透水性就会变差[2]。

1.4 渗透系数的勘察

为了有效衡量岩土的透水性,可以通过沿途的渗透系数来进行衡量,勘察岩土渗透系数过程当中,可以利用抽水试验来完成。如岩土具有的胀缩性,会影响土坡表层的稳定性,引发地面发生基坑隆起问题。同时在勘察岩土给水性方面,主要是指重力因素下饱和水岩土,水能够从裂缝当中留出一定量。地下含水土层具有给水性的特点,在测定岩土这一特性过程当中,需要开展试验测定工作[3]。

2 地下水升降变化对岩土工程危害

对于岩土工程建设而言,受地下水因素影响,会造成地下水和岩土之间,有各种物理化学因素影响,地下水性质会改变岩土的性质,同时,矿物质会使地下水化学成分出现改变,倘若地下水具有腐蚀性问题存在,就会腐蚀掉岩土,对岩土性质形成较大影响。

2.1 地下水水位上升对岩土工程的危害

对于岩土工程当中,地下水位的不断上升而言,最为重要的是指潜水位上升,而引发这种情况的因素非常多,特别是水文气象以及地质条件,都会导致地下水位上升,如施工区的地质构造以及盐性特征。气温、降水以及人为因素灌溉等水文气象因素,会对潜水位造成很大影响,同时地表水补给也会影响潜水位。通常情况下,岩土工程受到地下水位上升造成的影响主要体现在:倘若地下水水位上升,会引发地下水和岩土之间出现明显的相互作用,同时由于地下水不断的侵蚀,导致岩土的承载能力出现明显下降,给地基稳定性影响极大,倘若施工区域主要是细沙和粉土,由于空隙水压力因素影响,导致沙土颗粒存在的接触压力和摩擦力出现明显下降,进而降低其抗剪切能力,引发砂土液化现象。而且受这一因素影响,会引发建筑工程出现震陷, 同时会引发土壤发生沼泽化,严重影响岩土工程安全性。倘若地下水水位不断上升,还会导致不良地质问题的发生,在一些岸边斜坡以及河谷阶地区域上,由于不断上升的地下水水位,会加重岩土的浸润范围,逐渐发生饱和,导致软化问题出现,影响其抗剪切性,导致岩土性质出现改变,发生滑移和坍塌。倘若和建筑物基础底面相比,地下水位明显较低时,会引发压缩层不断上升,地基强度也会随之降低,另外还会使其压缩性不断加剧,这样一来就会引发建筑工程发生变性以及沉降等。倘若粉土细砂是施工区的主要土质特点,便会导致坍塌,侧壁变形、流沙、管涌等问题发生。另外,如果不断上升的地下水水位,影响膨胀性的岩土,会使其出现变形,通常而言,膨胀性岩土是施工区域的主要土质,一般分布于浅层的地下水主要为裂隙水以及上层滞水,地下水位有着非常大的差异性,而且时常会由于季节因素造成不利影响,改变地下水水位时,就会改变膨胀性岩土当中的水分。因此伴随季节不断改变以及人为原因造成的影响,会导致地下水位不断上升,引发膨胀性岩土出现膨胀变形等。

2.2 地下水水位下降对岩土工程的危害

通常而言,地下水位下降很多都是由于人为因素所导致,导致水量出现明显减少,由于人为因素过量的抽采地下水,导致水位不断下降。水库地下水补给都是通过下游地下水来实现,很多都是通过节流措施来进行补给,这些都会引发地下水位出现明显降低,面对这种问题,岩土工程会发生地面塌陷以及沉降裂缝等,严重威胁到岩土工程的安全性与稳定性,同时还会改变水质,使水质发生恶化,导致水资源明显减少,引发严重的生态环境问题。

3 地下水升降变化问题解决措施

为了有效控制和减少地下水位升降改变给岩土工程带来的不利影响,岩土工程质量,保证建筑工程顺利施工,提高建筑工程整体安全性与稳定性,必须要采取有效的措施进行应对:

3.1 重视水文地质问题

为了全面的掌握建筑施工区域地下水位升降改变,保证岩土工程勘察效率和质量,在实际勘察过程当中,应当对建筑工程施工区域水文地质问题展开详细的勘查和研究。在具体勘察工作实际,应当对岩土工程水文地质有关问题给予充分的了解与掌握,还必须要采取有效的措施,科学合理的评价岩土工程受到地下水的影响,做出科学详细的评价。通常需要将下面几个方面工作充分做好: 首先对岩土工程,地下水因素影响,和地下水升降给建筑工程带来的相映作用和影响进行详细的勘察,并开展科学系统的评价,采取有效措施预测地下水改变给岩土工程带来的各种影响,并以此为参考构建科学的防治措施。同时,在岩土工程地质勘察过程当中,应当充分考虑建筑工程基础所具有的类型,对建筑工程有关的水文地质问题给予充分的明确,为科学的选择建筑工程基础类型提供详实的水文地质信息参考。另外,在开展岩土工程地质勘察过程当中,应当对地下水位以上部位和以下部位做出科学合理的区分,并分别采取相应的措施进行应对,依照岩土工程勘察角度,充分考虑岩土工程受到地下水的不利影响,详细的评价和研究各种地质问题。

3.2 重视岩土水理性质

岩土水理性质是地质学研究当中的重要工作内容,主要研究岩土和地下水在彼此作用因素下体现出的各种性质。主要研究的内容包括,透水性、给水性、持水性以及溶水性。由于固态岩土、气态岩土和液态岩土等不同性质因素影响,由于形成的不同地下水,在水理性质上面也存在很大不同,通常而言,岩土工程的强度会受到岩土水理性质造成不利影响,使其发生形变,最终影响到建筑工程的强度及其稳定性。在过去的地质勘察工作实际,通常没有详细科学的评价岩土工程具有的地质性质,所以在评价岩土工程地质性质过程当中,应当充分重视岩土水理性质勘察工作,只有对水理性质充分了解之后,才能采取更加科学有效的措施进行应对。

岩土工程当中存在非常多的水文地质类型,这些不同类型的水文地质因素,会严重影响岩土工程和建筑工程。特别是地下水位不断发生的升降改变,或者地下水具有不同的隔水层含水层分布,这些都会影响到岩土工程。同时,土层岩层具有的渗透参数和渗透强度,都会影响到建筑工程具有的稳定性,因此,为了更好的保证建筑工程整体质量,应当对岩土工程勘察工作给予充分重视,特别要加强水文地质勘察工作,了解和掌握水文地质因素给岩土工程造成的不利影响,同时还应当对可能发生的危害,采取针对性的措施进行预防,提供充足的水文地质参考信息,避免水文地质因素给建筑工程质量造成不利影响。

4 结语

综上所述,水文地质条件和岩土工程有着非常紧密的联系性,尤其是不断升降改变的地下水位,直接影响到岩土工程质量,同时对建筑工程的整体安全性和稳定性造成的影响巨大。过去在岩土工程勘察过程当中,很多时候都没有充分重视到水文地质条件勘察的重要性,致使地下水位升降改变,给岩土工程带来了很大的影响,所以应当对地下水位发生的升降改变给岩土工程带来的不利影响展开详细的分析和研究,加强勘察工作,并采取有效的措施进行应对,控制和减少地下水位升降改变给岩土工程质量带来的。不利影响,保证建筑工程整体稳定性。

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