水文地质在岩土工程勘察中的应用分析

2021-02-07鲍圣达大同煤矿集团设计研究有限责任公司

门窗 2021年11期

关键词：水文地质岩土建筑物

鲍圣达大同煤矿集团设计研究有限责任公司

1 前言

作为建筑工程最基础的环节，在岩土工程的实际勘察设计中发现，水文地质勘察往往没有得到应有的重视，有时甚至会导致地面开裂、下陷等一系列问题[1]。所以需要结合水文地质勘察的特性，制定合理的计划并采取有效的措施，保障岩土工程勘察的整体质量。

2 水文地质在岩土工程勘察中的内容与意义

2.1 水文地质勘察的内容

受制于科学技术水平、在勘察前缺乏合理设计、对勘察施工环境了解不够充分等因素的影响，在传统的岩土工程勘察中，往往没有重视地下水带来的影响与危害，所以在很长一段时间，我国建筑物经常会出现因水文地质导致的裂缝和下陷等问题[2]。我们要学会从中吸取经验教训，重视水文地质的勘察工作，了解水文地质对岩土工程的影响。

在实际的勘察施工环节，水文地质勘察的主要内容有四点：①要充分了解水文地质对周围环境，包括岩土和建筑物产生的影响，并合理全面的开展评价，分析容易出现的各种隐患和风险，及时采取有效措施预防；②由于建筑物的结构、用途存在一定差别，所以水文地质勘察也需要仔细了解相应情况，分析水文地质是否能满足建筑施工的具体需求；③关注岩土工程附近的环境和水文地质，准确开展勘察工作，做好分析与评估，找出给建筑工程带来的具体影响，尤其是要了解施工环节会对地下水产生怎样的影响，是否会阻碍正常施工开展，影响建筑工程整体质量等等；④结合勘察具体数据，分析建筑工程会受到哪些影响，结合实际情况分析水文地质问题，探索有效的解决方案。如：在建筑施工环节埋在地下的地基和钢筋，是否会受到地下水的影响而出现严重的腐蚀；使用残积土、膨胀土进行施工的建筑工程，也需要考虑地下水可能会导致岩石胀缩、软化等一系列问题，并做出合理评价。因为粪土和细砂存在于地基压缩层中，所以也要做好相应预案，防止出现管涌、流砂等一系列问题。部分建筑物地基下方存在含水层，需要结合实际情况，分析地基地板是否会受到强烈的冲击。在山区等地形较为复杂的地区，要仔细勘察当地的水文情况，观察泥石流、滑坡等自然灾害带来的影响，并且做好富水性和渗透性实验。多样化的水文地质勘察，才能为后续建筑施工打好基础，保障建筑物的安全性和使用寿命。

此外，想要正确评价岩土工程的水文地质勘察，还应当注意以下四点：①结合勘察信息数据，准确评价地下水工程的影响，分析可能出现的问题和情况，并制定出有效的预案和解决措施；②由于不同建筑工程的地基情况不同，需要仔细勘察建筑工程的水文地质，找出存在的隐藏问题，收集相关信息，为后续施工以及问题处理提供有效帮助；③要测量好建筑工程附近的地下水状态和变化趋势，分析由于人为原因给地下水带来的一系列影响，以及是否会对建筑工程带来危害等等；④针对超高层建筑，要分析好水文地质对抗震性和地基带来的影响，保障高层和超高层建筑的安全性[3]。

2.2 水文地质勘察的意义

水文地质勘察是岩土工程勘察无法分割的一环，水文地质勘察影响着整体岩土工程勘察的效果，所以有着极为重要的作用和意义。对建筑工程而言，地下水会逐渐影响建筑物附近的岩石寿命，影响建筑物的地基和质量。对地下水附近的岩土而言，也会产生一定的腐蚀和影响，为后续岩土工程的勘察产生阻碍。因此，水文地质勘察工作的开展，能够有效提升整体岩土工程勘察的效率，保障勘察的质量，后续施工以及其他工作的开展也能有序进行。但在实际的施工环节，岩土工程勘察往往忽视了对水文地质的勘察，整体勘察内容较为单一，勘察不够详细，而由于缺乏有力的水文地质信息做支撑，后续工作面临更大的阻碍与隐患。

3 水文地质的危害性分析

3.1 地下水位上升

地下水位的上升情况是多样的，人为因素、气候变化、降水量突增等等因素，都容易导致地下水位上升[4]。一般来说，地下水位上升都是受到多重因素共同影响导致的。在地下水上升到一定标准以上时，整体岩土工程都会收到严重的影响，甚至还会对建筑工程带来一定危害，需要我们加以重视。过度上升的地下水位会导致建筑物附近的土壤盐渍化，进而腐蚀建筑物周围的地基和岩石，导致建筑物的使用寿命受到损害；过高的地下水水位也会导致附近地区岩石崩塌等问题的出现，尤其是结构较为特殊的岩石，在受到地下水破坏后会严重损害建筑物；此外，地表细砂液化流失往往是地下水位上升导致的，并破坏建筑物的地基。所以，需要在施工前勘察好水文地质，防止地下水位上升对岩土工程以及整体建筑工程带来严重破坏。

3.2 地下水位下降

在实际施工中发现，人为因素是导致地下水位下降的主要原因。对地下水过度的使用和滥用、煤矿开采等等都会导致地下水位降低。堤坝的建设导致下游得不到足够的水供给，地下水位也会出现相应下降。地下水位降低到一定程度，就会导致地表缺水开裂、下陷等一系列问题，地下水资源的整体质量也会逐渐降低。对岩土工程来说，地下水位的下降也会严重影响稳定性和周围环境。所以，勘察水文地质能够有效避免地下水位下降，在出现下降趋势时采取措施进行控制。

3.3 地下水位反复升降

岩石结构变形主要就是由地下水位反复升降导致的。在地下水位不断升降的情况下，岩石结构也会不断膨胀和缩小，进而破坏岩土的整体结构，建筑物周围的岩石发生形变[5]。长时间的地下水位反复升降容易造成地陷等无法挽回的危害和损失，破坏建筑物的稳定性和寿命。土壤中富含的化学元素也会伴随地下水位的升降流失，导致土质下降，土壤的承受能力无法满足岩土工程勘察以及建筑工程施工的实际要求。

4 水文地质在岩土工程勘察中的应用措施

4.1 勘察自然地理条件

气候水文特征和地形特点是自然地理条件勘察的两个主要环节。建筑工程所处地区的气候（如热带雨林气候、亚热带季风气候等）、空气湿度等是建筑工程区域的气候水文特征；而周围的地形、水土流失情况则是建筑工程区域的地形特点。岩土工程勘察需要先从自然地理条件的勘察开始，在掌握一定信息和依据的基础上，才能保障后续工程勘察和施工的合理性、安全性。所以，相关工作人员要重视对自然地理条件的勘察，及时掌握气候、地形等重要信息，为后续岩土工程勘察做好准备[6]。

4.2 勘察地质情况

勘察好工程的地质构造和地层结构，了解建筑区域地下水位高低等信息。要结合往年数据分析出该地区地下水位的变化趋势，存在的具体问题，了解地表水和地下水的转化情况。作为水文地质勘察的主要环节，勘察地质情况能有效提高建筑物的使用寿命，推动建筑工程高质量施工，其作用是无可替代的。

4.3 勘察含水层、隔水层的分布情况

要勘察好建筑区域含水层和隔水层的分布情况，了解地下水水位和流动方向，通过实地勘察的方式，记录好含水层的厚度、渗透系数等具体信息，分析含水层是否会导致建筑基层的腐蚀与塌陷。含水层与隔水层的勘察与数据记录，能保障后续岩土工程勘察施工的质量。

图1 含水层、隔水层分布情况

4.4 勘察地下水位

施工安全性和建筑物整体的稳定性，都需要地下水位做支撑。地下水位的变化会导致建筑的性质和质量发生变化，也会进一步影响到实际施工。所以在勘察地下水位的过程中，不仅要搜集实时数据，更要调动相关数据系统，查询近年来该地区地下水位的具体情况，通过合理的分析排查出存在的问题。对岩土工程而言，地下水位的勘察意义特殊，所以也需要重点关注。

图2 水位计测量地下水位

4.5 确定水文特性

在实际的水文地质勘察环节，想要确定岩土工程的地质性质，首先就要明确岩土具体的水文性质。水文特性决定着整体岩土工程的强度和质量，也会影响后续施工的有效开展。所以，在具体的施工和勘察环节，就需要观察好岩土工程附近的水文性质，并结合岩土工程的实际情况做出准确判断。而地下水的类型是多种多样的，需要在实际勘察环节做好分类工作。首先，由于受到环境压力的影响较高，强结合水的主要特点就是密度较高。此外，吸附力会导致弱结合水的不断变化与移动。所以，结合水作为一种常见的水文特性，不会产生较大的影响，流动性相对较小；其次，岩土工程的水文性质中，在缝隙中存在的毛细水往往会起到较大的影响，由于重力和毛细力的影响，毛细水的水位会伴随着毛细力的升高而不断提升，在毛细力下降时水位也会下降。岩土在毛细水的影响下会变软，施工材料也容易受到毛细水的腐蚀；最后，在岩土层中存在着能够流动的重力水，重力水的性质非常活跃，在实际的勘察中发现，重力水对岩土层的影响是十分巨大的，整体建筑工程都会受到明显的影响。所以，水文地质勘察工作的开展，需要结合多重影响因素进行合理判断，根据水文性质做出有效分析，降低对工程的负面影响。