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岩土工程勘察中水文地质问题研究

2021-12-05刘宇轩

世界有色金属 2021年10期
关键词:水文水文地质岩土

刘宇轩

(广东有色工程勘察设计院,广东 广州 510000)

伴随经济发展,工程建设进程也不断加快,岩土工程项目数量不断增加,对应工程规模也越来越大。地质勘察属于工程建设重要环节,然而,在勘察阶段可能受到水文地质相关问题的影响,导致勘察结果精度不高。为了解决这一问题,需要相关人员明确水文地质的影响特点,优化勘察工作思路,使用高度可行的勘察方法,做好质量控制工作,提高勘察质量。

1 岩土工程勘察和水文地质勘察介绍

(1)岩土勘察。所谓岩土工程勘察,就是按照拟建工程具体建设需求,对于建设场地周围岩土条件展开全面分析,并对场地环境特点展开评价,明确地质结构特点,最终完成勘察报告的编制,勘察目的是利用现场钻探、取样和测试多项流程,全面分析场地内部地质条件,掌握其对工程建设可能发生的影响,判断岩石土体实际承载力,为后期项目基础结构设计提供有力依据。岩土勘察重点在于地形、水文、岩土层成因、土层分布、地下水类型、地下水埋深、地下水水质、地下水变化等内容综合分析,进而判断岩土力学参数,之后对拟建区域是否存在滑坡、塌陷或者泥石流等地质进行判断,并对场地地质条件进行评价[1]。

(2)水文勘察。利用水文勘察可确认拟建场地水文条件,以此展开水文研究,了解地下水形成的原因,掌握其分布特点,明确地下水径流规律。与此同时,通过水文勘察,还可分析地下水在全年不同时期发生的水位变化,明确其流动方向,掌握地下水内部化学成分的变化规律。基于上述信息,分析地下水对于岩土工程建设是否存在危害,明确地下水能否影响建筑施工,对于建筑使用是否存在影响等。按照勘察信息,制定地下水的防治方案。需要勘察人员加强对拟建区域水文条件的分析,保证解决措施制定的科学性,为岩土工程设计、施工等提供依据。

2 水文地质勘察重要性分析

在岩土工程地质勘察工作开展阶段,水文地质的勘察为重要内容,其地位也十分显著。如果水文勘察存在问题,那么就会直接影响岩土勘察整体质量,还会为工程建设埋下隐患,对于项目设计、施工等极为不利,还会导致设计和施工方案不合理,造成工程质量缺陷。通常表现为地基失稳,还可能出现涌水问题,或者是建筑开裂问题,上述问题都是由于地下水导致的不良地质而引起。因此,可以看出岩土勘察当中,对于水文地质进行勘察重要性。具体来讲,应该按照项目场地具体情况,展开水文勘察有关工作,并分析地下水可能对拟建项目的设计施工产生哪些方面影响,提前制定出解决策略,防止项目建设阶段由于地下水问题影响工程进度,为项目施工顺利进行提供坚实保障[2]。

3 岩土工程勘察时水文地质的问题分析

(1)影响土体稳定性。在地质勘察当中,地下水能够影响土体稳定性,主要表现为渗透能力、变形特点等,还会受到地下水的影响,产生流土和管涌等问题,还会出现接触性冲刷和流失多种现象。由于管涌、流土大多存在于单一的岩土地基当中,而接触流失、冲刷等主要存在于多层土体地基当中。流土是由于地下水出现向上渗流而产生的,可能导致岩体出现局部隆起现象,还会出现岩体流失或者穿顶多种问题,且流土产生的破坏力发生时间相对较短,能够严重威胁岩土工程质量。管涌问题主要是受到地下水的渗流影响,土体内部细小颗粒可沿着通道跟着水流运动,逐渐成大范围通道,严重威胁地基和坡体结构稳定性。且管涌产生的破坏力处于逐渐变化的过程,应该满足特定条件。所以,在岩土工程建设之前,可采取措施将管涌形成条件破坏,进而规避上述问题发生。接触流失主要指的是由于地下水的流动方向和渗透系数存在差异相邻土层相垂直,使得渗透系数相对较小土体颗粒向渗透系数相对较大的土层当中流入。基坑突涌也属于地下水出现渗透和变形问题的表现,主要是基坑开挖阶段,出现承压水头将基坑底板被顶裂的问题,进而产生突涌现象。导致地下水对于岩土产生渗透,使其发生变形,可导致基坑或边坡等结构失稳。所以在工程勘察阶段应该高度重视,预防地下水对土体产生渗透,使其最终发生变形问题。

(2)导致基础上浮。地下水可能对于岩土工程基础结构产生浮托的作用,在实际勘察阶段,应该按照拟建区域水文特点、气象资料、渗流规律、长期观测信息,对于拟建项目施工阶段地下水位最高情况进行预测,作为抗浮设防设计重要依据,并按照规范的要求和同类工程建设经验,对于拟建区域基础结构稳定性展开验算。比如:在岩土工程的勘察规范当中要求“针对工程地基和地下结构设计,应该以最不利组合这一情况之下,对于地下水产生的上浮作用进行分析,明确其对地上结构影响,通常来讲,应该按照设计水位完成浮力计算,针对黏土地质、不发育岩石等地质,可按照实测数据或者原有经验综合确认。如果含有地下水渗透这一情况,对于地下水作用和水头计算,应该按照渗透计算这一方法,完成评价与分析[3]。”

(3)影响周边环境。由于地下水对于岩土工程的施工和项目使用都可产生严重影响,因此需要结合施工需求采取降水措施。根据项目周边环境,对于降水方案合理选择,科学设计降水井,选择降水工艺,保证降水阶段出水均匀,以免工程由于降水方案不合理出现不良地质这一问题。若工程降水可能引发严重变形问题,需要设置隔水帷幕,使其处于降水场的外围,还需按照具体情况对回灌系统合理设计,以控制降水对于周边环境产生的影响,最大限度保护周围道路、管线或者建筑等。

4 岩土工程勘察水文问题的解决措施

(1)明确勘察目标和具体要求,确保质量。为保证岩土工程得以顺利完成建设,解决由于水文地质等问题对于项目建设产生的影响,需要在项目实施以前,对于水文勘察具体工作要求加以明确,才能从本质上保证勘察质量。在勘察工作实施前,需要组织勘察部门结合项目勘察工作召开会议,通过专题讨论,对于工作开展必要性加以分析,选择高度可行勘察方法。勘察期间,还需对建设区地质、水文等信息应该了解,通过积累信息和历史数据,将上述内容进行整合,保证勘察期间人员对于建设区地下水位具体变化情况有深入理解,待人员全面掌握水文勘察工作重点以后,需要对新勘察信息、原有信息及时整合,综合对比,进而获得较为准确地勘察数据,保证勘察质量。同时,勘察人员还需明确水文勘察的重要性,能够按照项目实际特点,结合水文勘察目标,对于勘察流程进行优化,做好前期规划和设计,明确勘察重点,把握常见风险,制定工作方案及风险应对策略。这样才能更好地应对常见问题,获取详细的水文、地质等信息。可见,只有充分掌握勘察工作要求,对工作方法科学制定,将具体措施有效落实,高效完成水文勘察。

(2)健全勘察制度,明确人员权责。在岩土工程的建设阶段,为了高效解决水文地质面临的各类问题,需要建设期对于勘察工作建立管理制度,明确人员权责,只有人员工作责任明确,才能保证勘察工作有序开展。具体而言,建筑企业在岩土项目建设之前,可与勘察部门签署合作协议,对于其行为加以规范,保证与地质有关勘察工作的顺利进行奠定基础。通过签署协议有助于岩土项目勘察质量的保证,控制水文地质存在问题对于工程整体质量造成影响。与此同时,勘察机构还需按照水文勘察实际需求,制定有效地监管制度,划分责任小组,将各勘察人员工作责任有效落实,提高人员工作责任感,使其能够全面分析水文地质产生的影响。在人员管理方面,还需健全考核机制,重点对于勘察人员实施考核,制定奖惩机制,针对未通过考核的人员给予适当处罚。以完善的制度激励人员不断提高自身工作能力,掌握先进的勘察技术。通过上述措施,完善管理机制,明确人员职责,为勘察质量的保证奠定人才基础。

(3)培训技术人才,提高其素养。地质勘查领域,水文勘察质量和人才工作能力有直接关联。为保证水文勘察的顺利进行,需要建设企业注意勘察人才的培养,提高其技术水平。人才培养阶段,可制定培训方案,让人才能够接触和学习勘察领域先进的工艺和技术,积极学习前沿知识,提高其理论知识水平和勘察技能水平,让人才对于勘察工作,特别是水文勘察重要性又明确认知。在培训期间,还可邀请业内专家深入现场为勘察人员展开技术指导,提高其技术实践应用能力。还可采取“走出去”的方式,选择学习能力强的人才到国外进修,使其掌握勘察领域更多技术内容。从多个方向出发,重点提升人才综合素养,使其更好地适应水文勘察工作。

(4)注意水文参数测量,把握工作重点。勘察阶段可以用现代化勘察手段,保证水文地质参数获取高效精准,严格按照勘察要求,采集水样,完成检验。第一,地下水位监测方面,一旦确认工程区域地下存在含水层,需要及时测量水位信息,若属于静水,那么需要待水层稳定以后展开测量,保证精准度;若待测区域含有多个含水层,可利用止水措施,分割测量区域;第二,地下水流向、水位等可使用几何法完成测定,以保证能够精准获知地下水流向和水位情况,测量期间需要对测水管展开全面清洗;测量多层水位,需要先止水,后分离含水层;测量水流速,可利用批试剂或者充电法[4]。

5 结语

综上所述,当前岩土工程的勘察工作开展,水文地质产生的影响问题不容忽视,需要相关人员结合实际,深入分析问题,寻找解决之策,明确勘察方向,制定完善制度,提高人才素养,全方位控制勘察工作流程,才能科学评价,保证勘察结果准确性,为岩土工程顺利实施提供坚实保障。

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