基于工程地质勘察中水文地质的分析

基于工程地质勘察中水文地质的分析【摘要】岩土层结构和性质关系到工程地基基础的建设施工，但是岩土质与地下水存在密切的关联，两者之间相互影响制约，最终使岩土层形成不利于地基基础建设施工的特性。水文地质勘察作为工程地质勘察至关重要的工作，通过勘测岩土质的水文特性，以便设计针对性的施工措施，减轻或者避免地下水对地基基础的危害，增强工程建设的质量保障和安全性，对于工程地基基础建设具有决定性的作用和重大意义。【关键词】工程地质勘察；水文地质；岩土水理性质；危害1.前言工程地质勘察必须经过勘察、设计才能进行施工，勘察首当其冲是进行设计和施工的前提工作，其中勘查工作中关于水文地质的分析极为重要，因为地下水对地质构造的影响和破坏极其巨大。地下水作为岩土的一部分，极易影响岩土特性的一大关键因素，造成各种水文危害，影响勘察工作和设计工作，制约基础工程建设质量和建筑稳定性和耐久性。2.岩土水理性质和岩土工程总体危害2.1岩土水理性质地下水和岩土相互作用会形成岩土复杂的水理性质，水理性质是岩土一大重要的特性，属于岩土质的一种工程地质性质。比较强的水理性质特征会减弱岩土的刚度甚至破坏岩土的形态，一些水理性质会直接影响建设项目的稳定性。岩土水理性质主要表现在岩土中水含量差异形成的特性。岩土中的结合水、重力水和毛细管水三者的赋存含量差异，会使岩土表面形成不同的破坏特征。岩土的软化性、透水性、崩解性、给水性和胀缩性是五个主要的水理性质[1]。在重力水分可以从下饱水岩土的裂缝、空洞流出，这种特质叫做岩土的给水性。地下水侵入岩土体，降低岩土内部的力学强度，增强了土粒的粘性和柔软度，称之为软化性。由于粘性土、泥岩、页岩、泥质砂岩等易软化岩层在水的侵蚀下形成柔软的夹层，减弱土粒间的凝聚力和岩土层的支持力，使岩土难以抵抗风力和水冲击力的破坏，所以，软化性用于判断岩石抵御风化和水冲击的能力。由于液态水具有比较大的重力，致使岩土粒子间的空隙极易渗漏水分，岩土体的这种特性叫做透水性。松散岩土的颗粒越细其间的空隙越小，透水性越弱，相反地坚硬岩石具有较大的缝隙或者发育较强的岩溶，透水性越强。岩土湿化削弱、破坏土粒之间较好的连接性，使成块的岩土体开裂、崩散，这类性质叫做崩解性。岩土质的崩解性与土粒的矿物成分、土层结构等息息相关，由蒙脱石、水云母等刚度较大的岩石沙砾构成的残积土，其崩解方式呈粒块状散开，由石英等刚度巨大矿物构成的残积土其崩解方式以开裂为主。岩土被足量的水分侵蚀后其体积不断增大，以及其中的水分被抽离或者蒸发干燥后体积不断减小，这叫做岩土的胀缩性。胀缩性是产生基坑隆起、地面开裂的一大原因，严重影响土表面的稳定性，极易导致地基基础变形。工程地质勘察中水文地质针对工程基础设计和施工要求，观测地下水周围岩土的特性及其对基础的影响和危害，避免因地下水的水位升降造成基础沉降和建筑物裂开等建设质量问题。2.2岩土工程总体危害由于岩土的包气带稀薄，岩土颗粒及其细小，其间的渗透性比较弱，或者地下水流的梯度小，水的流动性差、排放不畅，使含水层积聚了大量的水；再则，岩土层的上表面的土粒松散，土饱和差小，容易通过接近地表的毛细带和巨大的间隙吸收地表积水，使地表积水下渗到深层岩土中并与地下水汇聚，曾大了地下水的囤积量。由于高矿物质的地下水水位上升，使岩土含水超出了极限，会造成平原土壤沼泽化和盐渍化、丘陵地区风化强烈的斜坡滑落和崩塌、强风化岩土地区岩土层软化和崩解、粉细砂和粉土泥石流等。由于地基岩土层水含量巨大，增强了土质的自重和压缩变化，降低了地基强度，使地基极易损坏和变形。地下水水位的剧烈升降严重破坏岩土层的稳定性，给建设工程地基基础带来很多危害，影响工程设计规划和施工进度。3.水文地质勘察地下水具有涨退变化和流动性，因此会形成有规律的水压变化和冲击力变化，极易破坏地基基础岩土的结构、刚度和稳定性，进而影响地基的稳定性，造成沉降、塌陷等危害。自然气候性的地下水水位变化具有较长的变化周期，对基础岩土的危害微乎其微，由地下水水位带来的岩土危害主要来自于各种排放设施能力，让人们生活、生产的排水排污量惊人，而且频率极高，周期短而无规律，形成巨大的水压力变化和冲击力变化，对岩土层造成巨大的破坏力和危害。因此，水文地质监测中应优先检测地下水位的变化，以获得岩土水文特性的基础资料。使用水位测定仪器分层测定地下水的上部潜水、下部承压水和各个含水层的水位；以每小时一次的测定方法测量静水水位，前后测定三次，保证水位差在2-3cm范围内即可确定为真实值，工程勘察完毕也要求测定一次静水位，以分析地下水补给或者排放的变化[2]。水文勘察的重点在于预测地下水给岩土层和建筑基础可能性的危害，以便防治建设施工中的质量问题。根据建筑物基础的施工类型，勘测地下岩层、土层的水文特点，分析基础中的水分腐蚀钢筋混凝土结构的程度、地下水破坏软质岩土体（软质岩、强风化岩、膨胀土等）的程度以及地下水作用下软质岩土体支持建筑工地的预应力，预测松散粉细砂、粉土产生流砂、潜蚀和管涌的几率，检测基础下部承压水对基坑底板的冲击力，以人工降水检测地基土质的渗水性、沉降度和边坡失衡度，进而获得地基基础岩土层的综合性水文资料，为基础设计、措施施工提供依据。4.结语岩土建设工程中存在地下水带来的严重的危害，在地基基础施工前，通过水文地质勘测检测岩土层的水文特质和估测其可能引发的地质灾害，减少或者消除地下水给岩土工程造成的危害，加强岩土质的检测和管理，提高工程地质勘察的整体质量，使岩土体的性能得到有效地改善以更好地利用内在潜能，确保工程建设施工的安全性。水文地质勘察提升了工程地质勘察的水平，是工程地基基础建设中极大的动力。【参考文献】[1]覃小丽.对工程地质灾害地下水问题的研讨[J].城市建设理论研究(电子版),2011,12(22):1212~1214.[2]唐明杰.水文地质在工程勘察中的技术探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2012,19(27):884~886.