探析岩土工程勘察中的水文地质问题获奖科研报告

探析岩土工程勘察中的水文地质问题获奖科研报告摘

要：通常在建筑项目施工前，都需要对其周围的岩土进行科学的勘察，在进行岩土工程勘察时，其结果主要受水文地质因素的影响，即地下水的变化，如果勘察时对水文问题考虑不充分，在后期的项目施工上将存在许多安全隐患。针对此情况，本文对岩土工程勘察中水文地质问题进行了详细的分析，重点在于找到水文地质情况与岩土勘察工程的内在联系，并且提出了相应的应对措施，旨在提高我国岩土工程的勘察水平，促进我国建筑工程事业的可持续发展。

关键词：岩土工程勘察;水文地质;问题;分析

岩土工程勘察在我国现代化建筑行业中起到了至关重要的作用，科学的、合理的施工方案都需要根据岩土工程勘察结果进行设计。水文地质与岩土工程有着紧密的联系，其直接影响到工程的安全与质量。因此，在进行岩土工程勘察工作时，相关工作人员必须认识到，水文地质问题在岩土工程勘察、设计中的重要性，进行勘察时，要将水文地质问题考虑进去，并在岩土工程的设计、施工中对工程区域内的水文地质进行详细分析，但在现实操作中，因为受各种因素的影响，导致岩土工程勘察工作不到位，进而为日后的建设埋下安全隐患。因此，做好岩土工程勘察中水文地質问题的分析极具现实意义。

1.岩土的水理性质

1.1胀缩性

顾名思义，岩土水理的胀缩性主要表现为水分流失体积减小，吸收水分体积增大。当膨胀的岩土水分流失时，岩土间颗粒间距缩小，从而引起土体的收缩。当膨胀的岩土浸水时，岩土间颗粒间的间距增大，水膜增厚，从而导致土体的膨胀。如果在某段时间内，岩土经历了反复的膨胀、缩小，那么岩土表面上的建筑物将发生开裂，甚至被破坏。标定岩土的胀缩性的指标主要为：膨胀率、体缩率、自由膨胀率、收缩系数等。

1.2给水性

给水性是指在重力或者压力的作用下，岩土体中的部分水分能够从其裂隙或者间隙中流出的特性，一般用给水度来表示给水性能的大小，而给水度通常由实验的方法进行测量。

1.3崩解性

崩解性是岩土体浸水后发生的吸水后湿化现象，岩土体内部浸水后，其土体结构将被改变，并且使得土体中部分胶结构物发生溶解，同时，岩土体通过对水分子的吸附，土块表面极易形成水化膜，这样颗粒间的连接将被削弱，在水膜的接入下，岩土体将出现崩解现象。

2.水文地质问题分析的相关内容

在岩土工程勘察过程中，需要掌握水文地质学的相关知识，以此来保证勘察的准确性。进行岩土工程中水文地质问题的分析，首先应当针对地下水对周边岩土层以及建筑工程的影响进行分析，提前预测可能发生的危害，并且提供针对性的预防手段。其次，针对建筑工程的地基或者建筑项目前期的基础工程进行分析，了解深层次的表征要求，结合水文地质问题有效结合，进一步确定满足建筑施工要求的水文地质材料。再次，是根据施工现场环境的具体情况进行分析，如果是位于地下水位的基础建筑，如地基、混凝土，则应该充分考虑地下水带来的腐蚀性影响，并根据实际情况提出高耐久的方案。如果地基的主要承载结构长时间位于强风层或者残余岩土中，则应该更重视地下水位的活动、升降等作用的影响。

3.水文地质对岩土工程造成的影响

3.1水位上涨带来的影响

在实际水文地质勘察中，由于勘察环境复杂多变，地下水的分布区域、水量以及水位受到多因素的影响，而且在多数情况下，例如长时间降雨、人工灌溉等都会导致地下水位出现不同程度的上涨，极易导致部分土壤区域沼泽化，从而影响岩土体结构的稳定性，且容易发生水土流失、岩土地面崩塌等现象的发生，如此，将给建筑工程的施工带来严重的干扰。在岩土工程的勘察与施工的过程中，若某区域发生地下水位上涨的现象，将会严重腐蚀地基、地下的混凝土等建筑结构，另一方面，由于土质结构的松动，还将降低了建筑地基的稳定性，从而加大了建筑物局部崩塌的安全隐患。

3.2地下水位下降的危害

地下水位下降将直接影响建筑物的稳定性，造成地下水位下降的原因很多，分为地震、干旱等自然因素，以及修建大坝、频繁抽取地下水等人为因素，其中人为因素是影响地下水位下降的主要因素，如果地下水位大幅度下降，最终将引起地面塌陷、沉降等一系列问题。

3.3动水压力对岩土工程带来的影响

动水压力即为渗透力，主要是指岩土体中大量水分子在自由流动的过程中，由于土壤阻力的影响，对土壤结构产生拖拽的作用，从而使得岩土体土壤应力发生变化。渗透力的大小直接影响到建筑施工的安全性。先实际施工中，人为因素是改变土壤渗透力的主要因素，由于人类的活动，岩石结构被瓦解、损坏，导致地下水天然动力失衡，地下水天然动力失衡将引起流土、基坑等常见现象，其真实的反映出了人类的生产活动。

3.4地下水位频繁升降带来的影响

如前文所述，岩土工程中，如果地下水位出现频繁的上升现象，将极易造成岩土体的膨胀变形等安全隐患，若长时间出现此现象，将形成恶性循环，导致较大程度上降低了岩土工程自身的稳定性。在地下水涨幅波动下，如果地下水波动处于平衡状态，则不会造成较大的危害，影响也不是很大，但是如果地下水位升降过于频繁，动水的形成将直接打破地下水平衡状态，使得整个岩土工程将面临流沙等一系列自然灾害。

3.5地下水腐蚀问题

地下水位的变化主要受人为因素，自然环境的影响。地下水中含有大量的矿物质，一些带有阴极的矿物质离子使得地下水具有一定的腐蚀性。在进行岩土工程勘察的工作中，应该充分考虑地面腐蚀。通常情况下，地下水的盐度高于地表水，则具有更强的腐蚀性。

通常情况下，海水与淡水之间始终处于相对平衡的状态，由于降雨作用，地下水的淡水在含水层流动，最后排入大海，尽管地下水中的淡水与海水的位置随着补水量的变化，而产生进退运动，但从整体上看，还是保持平衡状态。在人们的日常生活中，由于过度的开采地下水会，导致排入大海的淡水量减少，从而打破平衡，而大量的海水进入地下，地下水的腐蚀性则显著增加。

4.岩土工程勘察中对水文地质参数的勘测

首先，要对岩土工程中的地下水位进行勘察，因为地基的建设与地下水位的深浅有着紧密的联系。根据以往经验，一般渗透性较差的岩土层，其水流比较稳定，渗透性强的岩土层，其水流速度相对较快，不利于建筑工程的施工。测量地下水位的方法主要包括：物理探测法、化学探测法、遥感探测法、地震波探测法以及类比法等，目前通过泥浆钻探技术勘测水位方法较为广泛，若非特殊情况，都需要将水层一层一层的区分开来进行检测，使用测量水位的管子插入至含水层约20厘米左右的位置，从而对含水层的层次结构进行详细的计算分析，之后再对地下水位的深浅进行测量。其次，要对地下水的流动方向进行勘测，几何法为最佳的勘测方法，根据前面计算分析得到的水位高低，根据水位的高低判断出地下水流动的反向。通常情况下，流向是垂直于等潜水位线的，并且经高水位的地方流向地水位的地方。再次，利用抽水试验对地下水的水量以及水位的稳定性做定性分析，实验次数应不少于三次，三次以下的试验结果缺少一定的准确性和对比性，没有说服力。在岩石工程的勘察过程中，勘察方法、仪器设备应与水位勘测时的标准是一致的，在所有试验中，应当保证一次试验勘测接近岩土工程建设的需求，并且勘测的结果是观察水量、水位以及波动情况，如果该波动保持在一个合理的范围内，那么基本可断定地下水的水量与水位是满足建筑工程施工需求的，反之，则不满足。最后，就是对水压的勘测，水压的勘测工作受岩层与建筑施工要求的影响，不同岩层结构或者不同的建筑施工要求，所表现出的水压是不同的，在进行水压测量时，首先要进行打井，如果测量指定深度的水压，就要保证井的密封性，一般采用钢管井，以此来避免上层水带来的影响。

5.岩土工程水文地质的勘察要求

勘察人员在对岩土工程的水文地质进行勘察前，要全面的掌握并熟悉建筑工程相关的勘察资料。资料包括施工现场的自然环境、地质条件、初步了解的地下水位情况、每个含水层与隔水层的埋藏要求、地下水流向以及水压等信息。其次，要了解施工现场当地的气候变化与地形特点，不同的自然条件对岩土建设工程的要求不同，例如，地形为山地地形且降雨量较多的自然场景的建设要求要比气候适宜的建设要求多，在复杂多变的自然场景下应当更加注意岩土工程的稳定性。

在进行岩土工程勘察时，技术人员必须遵循各类施工原则，提高自身的工作质量。应当做到以下几点：第一，如果利用物理探测法进行勘测，那么在勘测期间，工作人员需要全面了解勘察岩层的物理特性，科学使用各类的勘测仪器，例如地震波探测技术、电探测技术等，从而得出较为准确的岩土层物理参数，这是深入了解岩土工程水文地质的前提，从根本上保证了工作效率。此外，技术人员要对声波、超声波等技术进行科学使用，加大勘测工程范围，提高工作效率，保证勘测数据的准确性。第二，在进行钻探工作时，技术人员势必要利用物力对其进行切割处理，可以采用旋转的切割方式对岩层进行开槽，保证成型的钻孔直径具备一定的深度，在去除岩土中的岩芯时，工作人员需要对其进行试验处理。第三，在进行坑探工作时，技术人员也需要科学使用此类技术，对岩土工程勘察的施工成本进行有效的控制，尽可能提升经济效益。

6.岩土工程勘察过程中降低水文地质问题危害有效措施

6.1提高水文地质评价的准确性

尽管在现实中，岩土工程勘察与施工的侧重点不同，但是各环节之间的落实与执行，都应该根据地下水位的变化情况与水体活动特征位前提下开展工作，能够准确辨别各种类型的地下水资源，对勘察到的地下水运动信息进行分析，提出相应的科学施工方案，有效防止地下水位变化对岩土工程带来的危害，同时运用科学的手段对水文地质情况进行勘察，确保获取到的数据完整无误，针对地下水地特性展开重点研究，为相关工作人员更好的进行勘察与设计工作。此外，在进行岩土工程勘察工作前，要确保岩土工程的水文特征与地质环境的资料信息完整无误，首先根据资料记录，客观地分析地下水的基本特征，掌握其水活动的规律，参考资料，并从结合多方面的因素对水文地质进行评价。

6.2对地下水埋藏情况进行全面调查

在对水文地质问题进行勘察时，首先要明确勘察重点，要对岩土工程中地下水位的变化、排水等情况进行深入研究，同时，以此为依据，对岩土工程的水文地质进行客观的评价，全面了解地下水位对建筑工程带来的影响，在基坑工程方面，可以根据抽水试验的结果，掌握其渗透能力，再结合对地下水的实际勘察结果，主观分析在此水文地质条件下，可能存在的隐患，并制定出相应的应急方案，保证工程项目的顺利建设。

6.3强化水文地质材料收集整理

为了保证岩土工程勘察工作的顺利进行，势必要加强对水文地质情况的数据收集，充分利用所收集的数据信息，分析地下水对岩土工程可能带来的影响，使用科学方法多角度，多方位的进行地下水数据信息收集，并对工程区域内水文地质情况进行客观评价。根据勘察得到的数据信息，综合考虑地下水的类型、变化趋势以及渗透性，全面了解地下水对岩土工程的影响。在已有的数据信息基础上，制定出针对性的施工方案及应急方案，避免各种问题的发生，为基坑施工提供安全性保障，确保了岩土层结构的稳定性，保证高效施工。

6.4强化岩土水理性质测试

对水文地质参数的测定，在实际勘察过程中同样重要，前文提到，岩土的结构主要受水理性质的影响，尤其是在建筑工程的稳定性方面。为了防止此类问题的发生，就需要加强对岩