水利水电栏目水文地质在工程地质勘察环节的重要性

摘 要：地质勘察是是建筑工程,水利工程等项目工程的重要基础,是确保工程质量的关键.在工程勘察中不仅需要做到实地调研、科学研究、数据客观更需要勘察者在此基础之上充分做好相关的综合分析以得到科学有效的数据,科学预测被勘察地的地表水、岩石、土壤等实际情况,评估其对地表建筑可能带来的负面影响,并及时提出相关的预防和处理措施确保安全.本文就工程地址勘察中如何把握水文、岩石、土壤特性对工程质量影响进行分析以得出其在工程勘察中的意义.

关 键 词：水文地质工程地质勘察重要性

引言：

在任何项目的工程勘察、设计、施工等环节中,水文地质情况历来就是一个不可忽视的重要影响因素,而实际中却往往不被相关人员所重视,忽视了水文地质对建筑工程的影响.从众多的危房建筑、豆腐渣工程中都可以发现导致危害结果的因素中因水文地质导致岩土发生灾害的工程不在少数.因而在工程勘察中要明确和评估地下水水文地质的实际情况,收集相关数据,预测地下水对工程和建筑物的影响,降低和消除因地下水文对建筑物引起的危害.

一、正确认识岩土的水理性质

对岩石与土壤的水分物理性质和物理性质勘察的准确与否将对地表建筑物的稳定产生较大影响.由于岩土具有水理性质,其与地下水发生相互作用产生一定的反应,可造成岩土强度与形状的变化,超过保持内部质量不变的度时极可能造成地面建筑物的损坏,严重者甚至引起房屋的倒坍等.当今诸多工程勘察中不如以往重视对岩土的物理力学性质的评估,为全面评估工程的地质属性.

土的水理性质指土中所含的水在量和质上的变化引起土呈现出的各种各样的性质,包括稠度、塑性、膨胀、收缩、崩解等,通常采用软化性、胀缩性、透水性、给水性、崩解性等方法测试岩土的水理性质.软化性指的是当岩土浸水软化后,其力学上表现出的强度也相应发生降低,一般通过计算其软化系数来测量岩土以及岩石抗风化以及耐水的指数.在含有较易软化岩层的岩土层中,岩土与地下水发生作用进而产生软弱夹层,胀缩性指的是当岩土充分吸水后体积扩张变大,水分流失后体积缩小的特性,大多数地裂与基坑隆的产生就来源于岩土的胀缩性.在胀缩性较强的岩土工程当中,地基发生变形的概率较大,对建筑物的产生安全隐患,透水性是通过重力作用使水透过岩土的特性,质地坚硬,缝隙较小的岩石其透水性较强,反正质地松软,颗粒越细的岩石其透水性越弱.通过对岩土透水性的勘察,即可初步判断该地是否适宜进行工程的施工,给水性是指在重力作用下水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水量的性能,以给水度表示.给水度是含水层的一个重要水文地质参数,也影响场地疏干时间.给水度一般采用实验室方法测定,崩解性指的是岩土遇水软化后,内部颗粒粘性降低,造成土体崩散、解体的特性,通常是造成山体滑坡和泥石流的重要因素之一,因而在工程勘察过程中,对岩土的崩解性的测试是一个绝对不可忽视的环节,其对建筑物的安全影响深远.

二、水文地质评价的重点

从当前国内为众多的工程事故中,大多因对水文地质情况缺乏正确评估和预测的而导致引起岩土性质的发生改变所致.在以往的工程勘察报告中不难发现,工程项目在设计以及施工环节中为对地下水做出可选客观的评估,在收集和整合过往成败得失的基础上,笔者认为在勘察水文地质情况时可从以下方面进行入手：

其一、在工程地址勘察中应充分考虑到地表建筑物地基的实际需求,科学客观的研究场地水文实际情况,为地基范围的选择与修建提供有参考价值的水文地质资料；其二、在勘察过程中,应将地下水与岩土之间的相互作用对建筑物的影响进行预测,得出可靠的数据,进而评估是否可进行建筑的修建以降低出现危害的可能；其三、本着确保工程质量的角度出发,根据地下水对建筑的作用和影响,制定应对可能存在的不同地质问题的措施,降低和消除可能出现的危害.尤其是在地基的选择和修建中,对于存在松散的粉细砂与粉土时,科学计算是否有出现潜蚀、流砂、管涌的可能,以科学设定地基的修建区,提升地基的安全系数,如地基层范围内存在承压性含水层时,就应及时计算和预测基坑开挖后承压地下水冲毁基坑底板的概率,条件允许的情况下应进行相应的渗透和富水性试验；为保护埋在地下水位以下的建筑物混凝土及钢筋混凝土,应重点评测地下水活动对岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用,尤其是地基岩土质地较为松软的情况下.

三、地下水位对工程建筑物的影响

地表低层建筑物往往受到来自地下水波动与膨胀性岩土发生相互作用的影响,当地下水位或者水量发生波动时可导致膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形,引发地裂缝进而导致地表低层建筑物以及轻型建筑物的重大损坏.其次,当地下水位波动频繁,水量巨增或巨降时,往往导致岩土的膨胀收缩变形往复以及增加岩土的膨胀收缩幅度,影响着地表建筑的稳定性.因而,在膨胀岩土工程勘察中应提高对现场水文地质条件的研究,尤其是要及时掌握地下水常常升降高度的变化及其变化规律.在适当选择的水平高于或低于地下水位修建地基,而不应选择在地下水位变化带,对提升地基的承载力有着重要作用.

在修建工程建筑地基过程中,建筑物的稳定性经常会受到地下水位的影响,如当地下水位在基础底面以下压缩层范围内发生变化时就将对地表建筑构成较大危害,如果水位在压缩层范围上涨,可引起土体软化,从而降低了建筑物地基的强度,其压缩性增加,可导致该建筑物较大的变形,反之如果水位在压缩层范围发生下降时,会提高岩土的自重应力可能引起的地基沉降.另外,如果土壤不均匀或地下水位突然下降可能也使得建筑变形破坏.如在2012年7月5日凌晨,湖南省长沙市湘江大道保利国际广场门前路面突然塌陷,坑口面积约30平方米,当时从此路经过的轿车被吞,事故已造成一人死亡.据事故处理专家介绍,“地陷”按形成的类型分成自然塌陷和人为塌陷两大类,前者是地表岩、土体受地下岩溶发育的影响向下陷落而成；后者是由于地下水超采、不合理开矿及工程建设等人为作用导致的.

地下水位承载力有着其相对稳定的规律,由大向小梯次变化的特性,从地表土壤到地下水之间具有天然含水量,孔隙率从大到小,降低了地面的稳定性,导致这一现象的原因在于地下水以上的部分在经过长期的淋滤作用之后,铁和铝就积攒在一起,与土壤颗粒胶结充填效果,增加图拉连接力,也就形成了一层“硬壳层”.因而含水、孔隙比小而压缩模和承载力增高而位于地下水位变动带的土层,加上地下水的循环交替,土中的铁铝成分淋失,土质变松,因而含水量、孔隙比增大,压缩模量、承载力降低位于地下水位以下的土层,因为地下水是缓慢的氧化,水解和削弱和扭曲,和土的重力压力,土壤密度,因此缺水,孔隙比减小,压缩成型,容量增加进而提升了承载力.在分析岩土物理力学的变化规律时,应注意的重要影响因素也即地下水位.因在经历自然力的作用下,岩石与土壤其内在特性发展悄然变化,尤其是一些质地较为松软的岩石影响,内在的物理力学性质变化速度快,与地下水位的变化有着极其密切的关系.

此外,地下水动水压力作用可引起的岩土工程危害.在自然条件下的地下水动水压力作用相对较弱,对地表建筑的影响力相对较小,而在经过人类工程改造或变动的情况下,地下水的自然结构会发生转变进而可能引起一些严重的地质灾害.如我们常见的沙流,如管道,基坑管涌等.如2008年11月15日下午15时20分左右,浙江杭州市风情大道地铁一号线施工现场发生坍塌事故,风情大道塌下去100多米长,塌陷深度20米左右,导致河水倒灌,多名工人被压在坍塌的坑道中.事后专家组调查发现导致这一严重后果的为施工单位轻视地下水文变化对建筑工程的影响,冒险作业,严重超挖基坑所致.

四、结语

在岩土工程当中,如何确保其工程质量提升使用寿命降低损害,地下水文问题起着较大的影响.在工程的勘察、设计、施工环节中及时准确的查明地下水文,做好精确的勘察报告,收集客观有效的数据将利于最大限度的利用和发挥岩土的潜力,提升整个工程抗风险的能力.因而,在工程勘察观察中,应转变认识,提高对地下水文重要性的认识,切实做好水文地质勘察工作水平,保障工程质量以及人们安全.