水文条件对岩土工程勘察的影响及控制措施

水文条件对岩土工程勘察的影响及控制措施

珠海市建筑工程勘察设计院有限公司广东珠海519000

摘要:在岩土工程勘察阶段,水文条件对岩土勘察工作质量具有直接的影响。若岩土工程勘察人员没有及时审查水文条件,就会出现不可预估的地下水问题,对整体勘察工作开展造成严重威胁。因此,本文以岩土工程勘察中水文条件勘察内容为出发点,阐述了水文条件对岩土工程勘察的影响。并对岩土工程勘察中水文条件的控制进行了简单的分析。

关键词:地下水;岩土工程;勘察

前言

在岩土工程勘察中水文条件是一项非常精细的工作,占据着至关重要的地位。加强对岩土工程勘察中地下水水位、地下水流向、地下水类型、地下水水位变化幅度、隔水层埋藏条件、地质环境条件、自然地理条件等水文条件的评价及分析,不仅可以驱动岩土工程勘察工作的落实,而且可以降低岩土工程勘察阶段不良风险。因此,对岩土工程勘察中水文条件的控制进行适当分析非常必要。

1.岩土工程勘察中水文条件勘察内容

1.1自然地理条件勘察

岩土工程中水文地质自然地理条件勘察主要包括热量、季风气候与否、湿润程度等气象水文特征,及堆积情况、侵蚀情况、平原特征、地形平坦开阔程度等地形地貌特征。

1.2水文地质地下水水位及地质环境勘察

岩土工程勘察中水位地质地下水位及地质环境勘察主要指近两年到五年间最高地下水水位、地下水与地表水补排关系及其对地下水水位的影响、水位变化趋势等。

1.3水文地质隔水层及含水层勘察

岩土工程水文地质隔水层勘察内容主要为隔水层埋藏条件、地下水变化幅度及含水层埋藏条件、地下水流向、地下水水位等[1]。

2.水文条件对岩土工程勘察的影响

2.1水位升降对岩土工程勘察的影响

一方面,地下水位上升会促使土壤中含水量及土壤重量增加,进而促使部分河岸、斜坡位置出现滑坡、崩塌等不良地质问题,影响岩土工程勘察作业顺利进行。

另一方面,地下水过度抽取或者水资源浪费导致的地下水位下降,会改变地下水浮力对地表影响,加大地面裂缝、地面塌陷等地质灾害发生概率。进而阻碍岩土工程勘察作业正常开展。

2.2水压变化对岩土工程勘察的影响

人为触动导致的地下水动水压力变化过快,会促使地下水自然条件失衡,产生较强的动水压力。不仅会影响岩土勘察工作进度,而且会出现管涌等地质危害,对岩土勘察工作人员生命安全造成威胁。

2.3水腐蚀性对岩土工程勘察的影响

潮湿土壤中含有盐类物质、地下水中含有高浓度硫酸根离子、地下水中含有高浓度化学成分等因素,均会致使地下水具有较高的腐蚀性。地下水腐蚀性的上升,不仅会腐蚀岩土工程勘察设备,而且会影响岩土工程勘察结果准确性,对最终岩土工程勘察工作效益造成不利影响[2]。

3.岩土工程勘察中水文条件控制措施

3.1地下水水位升降控制

在岩土工程勘察作业开展过程中,若存在隔水层,岩土工程勘察作业人员可采用三次降深抽水试验,利用同样的仪器及实验方法,对地下水动态水位进行测量。以厘米为单位进行抽水孔观测,同时以毫米为单位对进行孔观测。在获得抽水孔、观测孔观测结果之后,进行动水位与时间关系曲线、涌水量与实践关系曲线的绘制。进行根据水位勘察结果,判定地下水水位持续上升或者持续下降情况。随后以降水井结构为重点,结合洗井效果,对抽水泵抽水能力、出水能力适应程度进行适当分析。同时在周边区域流截河流施工阶段,岩土工程勘察人员可以在地下底板完全封底前期,根据河流水位勘察结果变化,进行地基设计方案的合理改善。以避免地下水水位上升或下降对岩土工程地基破坏程度的影响。

另一方面,在岩土工程水文地质勘察阶段,若存在含水层,则岩土工程勘察人员需要对地下水静止水位进行勘测。即根据含水层渗透性质差异,岩土工程勘测人员可设定对应的静止水位测量稳定时间,在勘察工作结束后,对静止水位进行集中勘测。需要注意的是,若岩土工程中存在泥浆钻进模块,则岩土工程勘察人员可以在清洗钻进孔之后,将测水管深入含水层二十厘米位置,进行静止水位测量。而对于多层含水层静止水位测量情况,岩土工程勘察人员可在止水措施实施的基础上,将待测量含水层与其他含水层隔离后,进行分别测量。

3.2地下水水压变化控制

一方面,为避免岩土工程勘察中地下水水压急剧变化对岩土工程勘察工作的影响,岩土工程勘察工作人员可以岩土的空间为基本框架,以岩土工程水体空间位置为研究目标,采用基础岩土工程勘察方法,进行岩土工程地下水水害防治体系的构建。完善的岩土工程地下水水害防治体系主要包括水位变化幅度、地下水岩土层高度、水质情况、隔水层厚度、地下水含水层分布情况等因素。其中在地下水岩土层高度计算过程中,岩土工程勘察人员可依据=。

上述式子中,nk为岩土层垂直线,mn为岩土层水平线,h为岩土层高度、L为岩土层厚度,为导线倾斜角度,β为岩层倾斜角度。

在地下水岩层高度确定之后,岩土工程勘察人员可以岩土水理固态、气态、液态性质为入手点,对地下水水压进行全方位勘测。并在一定时期将获得的数据进行合理汇总,计算地下水流压力变化范围,以控制地下水压稳定变化为目标,在地下水流经区域设置一定的屏障或者疏导措施,以保证水压变化情况的及时发现处理。避免水压突增对岩土工程勘察及建设工作顺利进行的影响。

另一方面,由于水位调节勘察工作对时效性、精确度要求较高,因此,在实际岩土工程勘察过程中,岩土工程勘察人员应结合以往水文地质勘察内容,深入分析潜水层及含水层水位分布情况[3]。结合相关数据,与相关人员沟通,进行整体岩土工程建筑设计方案的调整。并预先制定潜水层或含水层风险防范机制。在这个基础上,岩土工程勘察人员可结合水文勘察结果及地基环境要求,进行岩土工程施工材料配比方案的设置。并与材料采购人员沟通,优先选择防腐性能强的混凝土材料,以增加岩土工程底板抗腐蚀能力及运行稳定性。

此外,针对岩土勘察基坑管涌问题,岩土工程勘察人员可结合基坑深度,综合考虑基坑内隔水层岩性、重量、厚度、含水层类型岩性等因素,预先评测基坑管涌形式、危害及可能性。若基坑具有较大的管涌风险,则岩土工程勘察人员可及时通知施工管理人员。在基坑周边开凿排布均衡的排水孔,以便在一定程度上降低承压水头压力及承压水位。同时控制基坑开挖深度,保证基坑水层厚度在管涌限度以内。

3.3地下水腐蚀性控制

为最大限度控制地下水腐蚀问题对岩土工程勘察作业的影响,岩土工程勘察作业人可根据地下水腐蚀性上升的因素,从源头入手,首先与周边生产企业协调,降低工业废料废水排放。同时优化污水净化处理工艺,保证常规生产生活中污水废料的无公害排放。

其次,在岩土工程混凝土施工段,岩土工程勘察人员可与施工人员协调,优先采用耐久性强的矿渣水泥、抗硫酸盐水泥。同时对区域桩基体表进行防腐处理。如利用高分子树脂+沥青进行涂膜保护,结合场地降水+排水换土的方式,可有效降低地下水腐蚀性[4]。

最后,针对腐蚀性较强的岩土工程地下水,岩土工程勘察作业人员可在防腐护理措施实施的基础上,综合考虑岩土工程土层透水性、崩解性、胀缩性、软化性等性质。结合岩土工程具体施工方案及基础条件,对水文地质条件进行深入研究。预先分析岩土工程施工阶段在一定期限内可能出现的崩塌、地陷等问题,以书面报告的形式进行汇总整合(表1),以便最大限度降低地下水腐蚀对岩土工程勘察的影响。

表1地下水化学检测试数据及水化学性质

4.总结

综上所述,地下水水位上升或下降、地下水腐蚀、地下水水压变化等因素,均会影响岩土工程勘察作业顺利开展。因此,岩土工程勘察作业人员应严格依据相关规定,对地下水自然地理条件、水文地质地下水水位及地质环境勘察、含水层及隔水层进行全面监测评价。并结合评价结果,制定对应的解决对策,降低地下水对岩土工程勘察工作的影响,保证岩土工程勘察工作顺利进行。

参考文献:

[1]朱文桥.岩土工程勘察中地下水问题研究[J].江西建材,2017(6):237-237.

[2]雷勇.地下水对岩土工程的影响问题分析[J].建材与装饰,2018,No.532(23):223-223.

[3]张跃超.探讨地下水问题在岩土工程勘察中的重要性[J].工程建设与设计,2018(8):71-72.

[4]秦娟.岩土工程勘察中地下水问题的简析[J].华北国土资源,2018,No.83(2):34-35.

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