岩土工程勘察设计与施工中水文地质问题的研究

岩土工程勘察设计与施工中水文地质问题的研究

李嘉炎

中国电建集团河南省电力勘测设计院有限公司  河南郑州  450000

摘要：现如今岩土工程不仅数量在不断增多，规模也在不断扩大。面对当前岩土工程的现状，如何促进岩土工程的良性发展和进步是一个非常值得思考的问题，也是现阶段我国岩土工作专业研究的重点所在。对岩土施工工程来说，勘察工作和水文地质问题是一个值得深入研究的部分，勘查工作和水文地质状况会直接影响到岩土工程的正常推进，因此充分的把握勘察要点、掌握地质水文情况是保证后续施工工作顺利展开的关键。本文分析水文地质岩土勘察设计工作内涵及意义，对存在的水文地质问题类型进行了分析，在问题基础上提出了相应的解决措施，以期提高岩土工程施工质量。

关键词:岩土工程;勘察设计;施工;水文地质问题

1岩土工程勘察的内涵及意义

岩土工程勘察是在工程设计、施工前，运用特定的方法和手段，对工程下部的地基进行勘察，查明工程地质条件，准确提出地基承载力、地下水的类型及变化特征，分析存在的地质问题，为工程设计及施工提供基础依据。

岩土工程勘察的结果直接影响着设计方案的方向，若勘察工作不到位、不准确，没有查明不良工程地质问题，即使后续的设计、施工质量再好，也可能会导致后续的工程地质问题，给工程带来不同程度的影响，增加工程的维护成本，影响人员及工程的安全。

2岩土工程水文地质勘察设计的影响

水文地质勘察是岩土工程勘察中的一个重要环节，勘察人员需了解场地的水文地质条件，分析其对工程可能产生的影响，对地下水变化异常的工程需要制订有效的解决方案，进而保证岩土工程勘察工作的准确性，为设计及施工提供技术支持。一般来说，地下水位的变化对基坑的施工、地下室底板的托举作用等方面影响较大，如在设计时忽视地下水变化规律，可能会导致工程治理无法满足要求，但若过于考虑地下水变化，则可能导致施工成本大量增加。如何在保障工程安全的前提下，对水文地质问题进行研究分析，准确地提出地下水位变化对工程的影响，是岩土工作者急需解决的重要问题。

3岩土工程勘察设计与施工中水文地质问题

3.1地下水水位上升

地下水位上升的原因较多，其中降水是最为主要的影响因素。地下水在水循环系统中占有重要地位，当降水量突然增加，地表径流也会有所增加，这也会使得地下水位出现升高的问题。人为因素也会引起水位上升，在施工时对施工区域内的地质环境带来了一定影响，使土体出现变化，所以水位会有所上升。当水位上升会影响到建筑工程地基的承重能力，威胁到建筑地基的质量，增加地面沉降和建筑物倾斜出现的概率，降低建筑物稳定性。地下水位上升之后，还会出现地下水资源污染的问题，给地下水系的水源质量造成影响，影响到日常生产、生活用水。部分工程作业范围和灌溉区的距离较小，如果出现不合理灌溉的现象也会使个别区域地下水位出现上升的问题。

3.2地下水水位下降

从自然角度看，出现水位下降的问题主要在于降水总量有所降低，地表径流没有过多的水分渗入到地下，没有为地下水提供及时补充。从人为角度看，人们日常用水量不断增加，对于水资源的需求也有所提高，为了能够满足用水需求，往往会选择大量抽取地下水。水资源的浪费和短缺不仅会使地下水位下降，而且会给自然环境造成破坏，打破原有生态系统的平衡性，破坏植被系统。水位下降后水循环系统也会受到影响，使得海洋水出现营养化的问题，导致湖泊面积大幅度缩小，则地面降水会呈现为持续减少的现象。地下水水位持续下降会造成地基下沉的问题，这主要是由于工程顺序没有按照施工流程进行。例如在埋设井管之前没有抽水，在埋设完毕后才开始抽水作业，会使水位出现持续下降的现象。

3.3地下水水位反复上升和下降

地下水频繁上升和下降会使其出现波动的问题，无法保证建筑工程的稳定性，会导致地面塌陷问题的出现。这一现象会对岩土结构造成破坏，最终会由于多次膨胀和收缩而使岩土层出现变形的现象。岩土结构出现厚薄差异会直接影响其承载能力，稳定性能也会有所降低，并且在土层内部所包含的大量元素也会随着变化和波动不断流失，使土体出现解体或者松动的问题。

3.4动水压

当地下水处于平衡情况时，其不会出现较大的波动，如果周围附近的环境条件没有出现剧烈的波动，岩土工程建设也不会受到严重的影响。要想使地下水处于动态平衡的状态，必须重视对地下水压进行控制。地下水压会受到各种不同因素的影响，主要因素为地表压力波动和降水量变化。地表压力之所以会出现波动，是由于在施工过程中地表会出现一定变化。降水量会影响到地下水的水位情况，如果在较短的时间内出现大量降雨的现象，会给地下水压造成最为直接的影响。如果没有对地下水压进行合理分析，在施工过程中会增加基坑突涌的出现几率，在施工时会出现不透水层厚度不足的问题，从而使承压水将地基底板冲开，出现基坑突涌。

4岩土工程勘察设计与施工中水文地质问题处理措施

4.1明确勘察目标和勘察任务

岩土勘察的内容较多，在进行勘查之前必须要明确勘察目标，这样才能够保证勘察数据的全面性，为工程设计提供重要的数据支持。通过勘察目标的制定，工作人员也能够认识到自身的工作内容和职责。在制定目标时应当考虑到工程施工目标以及地质条件基本情况，确保勘察目标能够引导岩土工程施工工作的有序进行。还应对勘察任务进行明确，否则工作人员在勘查过程中容易出现数据遗漏的问题。通过目标和任务的明确可以保证勘察数据的精准度，避免在岩土工程设计过程中出现不合理的现象，从而为之后工程建设活动的开展打下重要的数据基础。

4.2加强对任务的分析

岩土工程勘察作业区域较为复杂，并且不同地区的地质条件有所差异，需要采取不同的勘察方式，因此必须对勘察任务实施重点分析，才能够更加合理地选择科学的勘察方法。在进行勘察作业之前，需要组织工作人员对勘察任务进行分析，明确水文地质问题的出现原因以及严重性。除此之外还应重视对历史条件下地下水的变化情况进行收集，明确地下含水层的具体分布信息，在充分了解地下水情况之后展开勘察作业。当前现代化技术发展速度不断加快，在对勘察任务进行分析时可以积极引用各种可视化技术，将地下水的变化情况直观展示出来，确保能够充分掌握水文地质的数据以及信息。

4.3提高工作评价效果

岩土工程勘察的目的在于了解地质水文数据，要想保证勘察质量需要合理应用数据信息，才能够充分发挥勘察数据的作用。因此需要相关工作人员能够对这些数据进行总结归纳分析，其对岩土工程建设所带来的影响，深化表层信息的处理效果，是勘察作业的基础任务。因此需要对岩土工程勘查实施准确评价，为了保证评价的效率和精准度，相关人员可以积极引进大数据技术，及时对勘查的数据信息进行分析，归纳出数据变化的规律，打造更加完善的勘察工作评价体系，为岩土工程施工活动开展提供重要技术支持。

4.4积极使用新型勘察技术

岩土工程施工过程中需要使用到较多的勘察技术才能够获得更加精准的工程数据。随着现代社会发展速度的不断加快，科技水平有所提高，勘察技术也开始向智能化和现代化的方向发展，勘察时使用的设备类型也变得更为先进，提高了勘察工作的精准度。因此，在后续的勘察工作中，应当积极使用新型设备和技术，常用的勘察技术包括以下三种:①钻探，钻探是使用钻机进行探查的技术类型，可以对地底的自然资源分布情况进行分析，获取地层剖面的具体情况，能够为实验提供实体样本，钻探的精度和深度都较高，能够对更为广泛的范围实施勘察，常用的钻探设备为全液压岩心钻机，这一类钻机能够钻透坚硬的地层，取样更为方便，可以获取岩石地层的具体参数，除此之外来选择设备时也需要考虑所取样品的形态，如土壤样品、气态样品或者水样等，都需要使用不同的设备进行勘察;②坑探，勘探技术在行业内也被称为掘进或者井巷工作在岩土工程勘察过程中起着重要的作用，和钻探工作进行比较该种方式的优点在于可以更加直接地对地质结构进行分析和观察，所获取的结果更加准确，方便相关人员进行素描，并且该方式不会受到其他因素的限制，能够直接获取原状的岩土样品，在大型原位测试工作中发挥着重要的作用，岩土工程施工过程中需要面临较为复杂的地质环境，岩土层可能存在着断层破碎带、软弱泥化夹层以及滑动面，但是该种方式也存在缺陷，需要使用的资金过多，时间过长;③物探，物探工作的全称是地球物理勘探，对地球物理场的变化进行研究，通过变化情况分析地层岩土的性质以及地质构造，岩层在各个方面均存在不同程度差异，包括岩层密度、岩层弹性、岩层磁性以及导热性能等，这会导致地球物理场出现一定的变化，通过对这些变化特征和原有地质资料实施综合分析，可以推断出地质的具体性状，此勘探方式和钻探相比较更加轻便，常用的方式为电法以及弹性波法。

4.5重点对水文地质问题采取预防措施

在施工前需要对基坑开挖范围内的水文地质条件进行分析，包括岩层性质、含水层以及隔水层各项参数，根据参数的归纳结果，制定合理的预防计划。第一，对基坑深度和基坑厚度采取有效的管理控制措施，防止因基坑底部隔水层较薄而导致建筑物受到水流的侵蚀作用，保证建筑地基的整体稳定性;第二，降低水头压力，在基坑附近安装相应的排水设备，对地下水位进行有效控制;第三，加强地面加固硬化处理效果，保证排水要求能够被有效落实，让基坑和基坑附近保持合理的落差。为了提高排水效率、减少下渗问题，应当将基坑附近的地下水位进行抬升处理，能够有效防止因下陷而引起的土质疏松问题;第四，针对建筑物周边做好排水补水。如果地下水被大量抽取，会导致其水位出现下降的现象，下降幅度过大会导致地面出现沉降问题，严重时地面甚至会塌陷，给工程施工带来了严重安全隐患和质量隐患。

4.6采取风险管理模式

在进行岩土工程勘察设计的过程中应当选择合理的管理手段，这样才能够保证勘察工作和施工活动的有序进行。根据岩土工程施工时水文地质问题的具体情况来看应当选择风险管理模式，可以准确预估出水文地质问题所带来的危害以及风险。风险管理是项目管理过程中的重点方式之一，能够针对风险因素进行识别和评估，风险管理措施的制定提供重要的数据基础。风险管理在实际应用过程中取得了良好的效果，有效降低了风险事件的发生几率，规避了风险因素。风险管理包括三个要点，分别为识别风险、风险控制和规避风险，相关管理人员需要正确认识风险管理的应用要点，合理应用风险控制措施，充分发挥风险管理的优势和作用。风险因素的识别也极其重要，是制定风险控制策略的关键方式，相关人员需要结合内部环境和外部环境，对风险因素进行明确。根据岩土工程勘察设计的内容进行分析，主要的风险因素为地下水，对地下水产生的影响进行归纳，按照严重程度大小排序，之后采取针对性的预防措施。

结束语

综上所述，水文地质勘察在岩土工程勘察中占有重要的地位，对工程的影响也是巨大的。在勘察过程中应十分重视水文地质勘察工作，要培养高素质的专业技术人才，强化人才对水文地质的科学研究，这样才能使其对场地的岩土工程地质条件、水文地质条件进行准确的勘察。同时还可以引进现代化科学技术，提高科技应用水平，使其更精准、更高效地服务于岩土工程勘察，进而推动岩土工程勘察行业的健康可持续发展。

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