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期刊导读

岩土工程勘察设计与施工中水文地质问题探析

Analysis of Hydrogeological Problems in Geotechnical Engineering Survey Design and Construction

伦忠强 LUN Zhong-qiang
(广西中化明达勘察设计有限公司,南宁 530001)
(Guangxi Zhonghua Mingda Survey and Design Co.,Ltd.,Nanning 530001,China)

摘要:随着我国经济建设的快速发展,建设施工项目也越来越多,因此就需要做好相关地质的勘查工作。由于水文地质与岩土勘查有着紧密的联系,在项目工程开工前,做好施工现场的勘查工作对于工程的顺利进行至关重要。对建设质量的安全性和可靠性也至关重要,因此对水文地质中有可能出现的问题进行科学化的解决,有助于促进我国相关工作的推进,为我国建筑工程的质量保驾护航。
Abstract: With the rapid development of China's economic construction, there are more and more construction projects, so it is necessary to do a good job in the exploration of relevant geology. Since hydrogeology is closely related to geotechnical exploration, it is essential for the smooth progress of the project before the project starts. It is also crucial to the safety and reliability of construction quality. Therefore, scientific solutions to possible problems in hydrogeology will help promote the advancement of related work in China and escort the quality of China's construction projects.
关键词:岩土工程;勘察设计;水文地质
Key words: geotechnical engineering;survey and design;hydrogeology
  中图分类号:TU195                                      文献标识码:A                                  文章编号:1006-4311(2019)35-0018-03

0  引言
对于建筑行业而言,岩土工程是一个绕不开的环节,因为大多数的工程项目都跟岩土工程挂钩,因此要做好建筑工程的设计施工工作,就需要做好岩土的勘查工作,这是保障建设工程设计施工安全合理的前期工作。岩土的勘查工作做得越仔细,越全面就越能保障建设工程后续的顺利进行,在岩土勘查过程中,要对有可能出现的问题进行整理分析并给出科学合理的解决方案,从而保障了项目工程的安全可靠。但是在实际的操作上,有很多企业对这块工作不重视,或者相关岗位的工作人员责任意识低,对水文地质问题的重视程度不高,认识不到水文地质问题的危害,对其造成的后果的严重性认识不足,从而敷衍了事得过且过,则就会为工程建设埋下极大的安全隐患,引起严重的人员、财产损失。因此,为了保证工程的安全可靠就必须要做好施工设计前的岩土勘查工作。
1  岩土工程勘察工作的概述
岩土工程勘查工作的本质其实就是对即将动工的施工现场的地质情况进行调查研究,对施工现场的地质水文情况进行综合了解,全面分析工地现场的地质问题,从而确定建筑工程施工的最佳位置。或者对有可能因为水文问题出现的各种情况给出解决措施,从而保障的建设工程施工环节的安全性以及工程完工后的使用可靠性。岩土勘查工作主要包括对岩土成分、结构的查看,对地质类型、土质的化学性质和物理性质进行确认,综合分析在该土质下的建筑运行稳定性,判断不同气候、自然灾害下的结构稳定性,并制定具体的施工方案等以此有效的发现并解决岩土工程勘察出中的问题,确保建筑施工工程的顺利进行。
2  我国建筑水文地质条件地基施工现状
随着我国经济水平的提高,各类建筑在我国大地上进行快速的建设,对保障我国居民的日常工作生活,提高他们的生活幸福感起到非常重要的作用。因此,建筑的安全问题成为我们关注的重点。虽然我国建筑施工技术不断完善,但还存在着很多不可忽视的问题。
2.1 水文地质条件对工程整体影响
对于岩土工程来说,水文地质情况对工程本身的设计与施工有着非常重要的影响,项目工程的设计与施工单位针对不同工程要求,不同的水文地质情况有着不同的设计与施工方案。水文地质情况的好坏对岩土工程的施工和后期运作有着跟多影响,比如说会导致建筑地下室的潮湿,盐碱土地会导致建筑物地下结构的腐蚀情况等,这些都会引起不同的事故,甚至是安全问题等。因此,在岩土工程设计施工前,一定要做好相关区域的水文地质勘查情况,对地质情况做一个全面的分析判断,以此才能更好的进行工程设计和施工工作。
2.2 水文地质条件对基础埋深的影响
不同的水文地质条件对于建筑物的基础埋深有着不同的影响,因此在进行岩土工程施工前,开展对水文地质条件的勘查工作能够有效的确定建筑基础埋深施工情况,能够有效的保障建设基础埋深工作的科学合理,并且保证基础埋深工作顺利进行。俗话说的好,万丈高楼平地起,如果基础埋深工作没有做到位,那么项目工程的质量肯定是要大打折扣的,对该项目工程的人员财产安全是不负责任的。
2.3 水文地质条件对支护方面的影响
随着我国社会的快速发展,在现代化的城市建设中,不同的建设要求,不用的功能要求,不要高度的建设被建设起来,而这些建筑的建设则给了设计和施工方更多的要求。目前我国建筑工程施工中,岩土挖掘工作大多数采用垂直开挖的方式,这种方式有着操作简单、经济性好的优点,在通过垂直开挖作业时针对地下水,通常会采用二次抽水的方式进行排水作业,从而对地下水位问题进行控制,保障垂直开挖坑洞的侧压问题。但是如果在实际开挖前,没有对水文地质情况做到充分的勘查分析,则有可能在进行二次抽水作业的时候,水位突然下降的情况发展,这就会引起沉降或者变形等问题的发展,这对于岩土工程的安全可靠是不利的。
3  岩土工程地质勘察中的水文地质应用分析
对于项目建设工程而言,勘查工作是设计与实际施工前的一项必要的工作,勘查设计对于建筑工程有着非常重要的作用和意义,是保障建设工程设计科学性,施工合理性的重要依据,勘查工作的好坏将会直接影响项目工程的施工进度、工程品质和人员财产安全。
3.1 对工程现场自然地理条件的勘察
在进行岩土工程的勘查工作时,对自然地理环境的勘查工作就首要且必须的。在对自然地理环境进行勘查作业时,首先,需要对工程施工现场的地表进行勘查,其次对当地气象环境和地下水文环境特点进行勘查,通过对天气气候环境,空气的温湿度、地下水系分布情况进行充分的分析后,这些数据就能够成为后期建筑工程施工的考证资料。
3.2 对工程现场地质条件的勘察
做好工程现场地质条件的勘查工作能够有效规避建设施工环节中有可能因为土质偏软等原因造成的安全事故。首先对工程现场的地质进行勘查,明确地质土壤情况。其次,对在该土质上进行施工有可能会出现的问题,与该土壤地质对施工的影响因素进行综合分析,并且给出预防方案和改进措施。最后,应当通过多种勘查方式与其他来源数据来复核勘查情况的有效期,考虑到人与自然的影响因素后针对不同的岩层地基,采用不同的施工方式。所以总的来说,对工程现场的地质勘查工作是必不可少的,严谨、科学、全面的勘查才能有效的保障建筑工程施工的顺利进行,为岩土工程打下一个坚实的基础。
3.3 对工程现场水文地质工程勘察
水文地质勘查工作是整个工程前期勘查工作中最重要的一个环节,进行水文地质勘查工作时,需要首先需要勘查现场的水文地质情况,主要对水文情况,渗透情况进行勘查,然后通过计算机技术对岩土工程勘查得出的资料进行数据分析,从而得出一个对水文地质问题的综合报告。需要注意的是,在对水文地质进行非饱和渗透的研究分析时,可以通过建立数据模型,设置相关参数来构建水文地质模型,以此能够更加直观的判断地下水的变化规律。
3.4 水文地质内容的评价
水文地质的勘查工作是一个非常重要的工作,因此需要引起相关领导和操作人员的重视,用高标准、严要求来做好水文地质的勘查工作,特别是对地下水的勘查工作。同时也需要相关人员做好相关资料的查阅工作,做好分析对比才能使得给出的水文地质报告更好可靠科学。在岩土工程施工过程中产生的废水和废料一定要进行清理工作,从而保障工程质量的安全可靠,并对一些重要的水文地质问题进行标注,以免对建筑物造成影响。
4  建筑水文地质条件下的地基施工技术问题
我国由于地大物博,建筑情况南北、东西的差距非常大,有时候经常需要在土质较软的地段进行建筑地基施工工作。在面对这类土质较软的地段时,就对建筑地基的施工技术有着更多的要求。如果不能保质施工质量同时按照施工计划完成建筑地基工作,将在后期影响整体建筑工程的质量,在建筑后期维护中,需要花费更多的成本和精力来操作,甚至会影响建筑日常的使用安全。
4.1 水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的,其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状;水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响,有时往往是几种因素的综合结果。
由于潜水面上升对岩土工程可能造成:
①土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。②斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象。③一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。④引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象。⑤地下洞室充水淹没,基础上浮,建筑物失稳。
4.2 地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形,当地下水升降频繁时,不仅使岩土的膨胀收缩变形往复,而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大,进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的积极交替,会将土层中的胶结物——铁、铝成分流失,土层失去胶结物将造成土质变松、含水量孔隙比增大,压缩模量、承载力降低,给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。
4.3 地下水位对岩土物理力学性质的影响
地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形,严重者形成地裂,引起建筑物特别是低层或轻型建筑物的破坏。当地下水升降频繁时或变化幅度大时,不仅使岩土的膨胀收缩变形往复,而且会导致岩土的膨胀收缩幅度加大。因此,在膨胀性岩土地区进行工程勘察时应特别注意对场地水文地质条件的研究,特别是地下水往往升降变化中高度和变化规律对地基基础深度的选择(宜选在地下水位以上或地下水位以下,不宜选在地下水位变动带内)有主要的参考价值。
4.4 由于水文条件下土质的特性,在该种土质路基上进行施工,因为其的结构强度较低,因此不利于建筑施工的工程品质,其使用质量和使用寿命无法的到保证,但是在建筑施工时,却又无法避免在该种土质上进行建筑施工。为保障在该种土质土质上建筑施工的工程安全性和可靠性,因此会在路基中通过添加硬质土的方式来加强该种土质的土质结构强度。同时运用这一方法也能降低该种土质的土质流失情况的发生,防止雨水的冲刷而导致的破坏,能够大幅度的提升建筑的稳定性。建筑的地基基础处理工程是建筑建筑的一个重要建设项目,是建筑施工质量的保障前提,是建筑工程按时完成的一个重要组成部分,因此对软体地基基础处理的施工需要高度重视,才能保障建筑整体工程的有序进行。
5  有效提升建筑工程施工管理的可行措施分析
5.1 增强对于工程施工技术人员的技术培训
施工人员是建筑工程工作开展的最主要人员,因此,施工人员的专业技术水平直接关系到建筑工程的整体质量水平。工程单位应当承担起对施工人员进行技术培训的责任,从而保证施工人员掌握建筑工程开展所必需的专业技术。对于地基施工设计这种重要的施工环节工程单位必须聘请专业的技术人员,切忌为了节约建设成本而忽略对于高级技术人才的聘用。除此之外,工程单位还应当制定详细可行的施工技术要求,从而保证施工人员在具体的工作过程中对施工规范有着充分的了解,严格按照施工要求开展工作,最大限度的避免建筑安全隐患的产生。
5.2 而且落实工程管理责任制度
落实工程管理责任制度一方面是为了在建筑工程出现问题时及时的寻找问题产生的根源,以及时的解决问题,最大限度的减少施工问题对建筑工程造成影响。另一方面,落实工程管理责任制度也可以让施工人员提升对于工程建设的重视,避免消极怠工对于建筑工程造成影响。工程单位可以把建筑施工的各个方面进行详细的划分,并依据每一位施工人员的专业技能所长对其进行安排,在安排好每位建筑工作人员的具体职责后采用实名制的原则对其进行记录,从而有效实现工程管理责任制度的落实。
5.3 有效开展工程建设实施计划
为了保证整体工程建设的有序性和效率,施工单位应当在施工合同中详细的制定工程实施的计划,对工程开展的工期、具体的技术要求、施工材料和施工设备的采购等作出明确的规范,以便在后期的工程开展中有据可依,确保整体工程建设的条理性。为此,工程单位首先应当对施工的具体环境进行考察,依据工程建设的现实环境制定有效的工程实施计划。其次要对施工过程中可能出现的问题进行提前的预警,并制定一套相关的应对措施,以便在工程问题出现时第一时间对问题作出反应。最后,施工单位还应当制定出一套行之有效的工程质量监督体系,在对工程施工开展的全过程进行监控,从而确保建筑工程的整体质量可以得到有效的保证。
5.4 增强对于施工技术和施工材料的管理
正如同上文中所提到的,现代建筑工程正向着大型化和高层化发展,因此对于施工技术和施工材料的要求将会进一步提高。面对这种变化,施工单位首先要对新型施工技术和新型材料有着充分的了解,并结合自身工程建设的现实需求选择质量达标、强度合格的施工材料。其次工程单位还应当考虑到工程建设的成本需求,在保证施工技术和施工材料达标的基础上最大限度的控制采购成本。
6  案例
以广东揭阳某工厂为例,该建筑地基具有填土疏松,地下水位较浅的特点。
①在主干道上有一段100米的回填土地基,其回填土最深处为20米,根据设计文件的要求,要求在对该路段进行碾压机碾压后回填30里面厚的石渣。问题是由于回填土的深度过大,即使经过了碾压机的碾压,也只是对表层的回填土进行了碾压处理,即使再回填30厘米厚的石渣,也只是在表明形成了饱和土,下方还是松软的回填土,这根本达不到后续施工的要求。后经过各方协商讨论及研究后给出方案:首先将饱和土层挖出,并在道路两侧每隔10米的地方挖出一个约5米深的洞,用抽水机将坑洞内的积水抽出,从而降低地基地面的水位,这种方式不仅方便而且经济省钱。之后再回填约50厘米厚的大石块再在石块上铺30厘米厚的石渣,让施工车辆在该路面上进行货物的搬运工作,起到较好的压实作用,半年后再进行路面的硬化工作。在其后的10多年中该路段状态良好,没有开裂及沉降等损坏现象发生。
②全厂要设置5000米长的混凝土排水管网,这些排水管网大部分在回填土上,按照设计文件要求,通过打预制桩的方式进行施工。这种方案由于要打很多预制桩,这将会极大地增加施工成本,而且由于回填土的深度不同,这就需要测量每个预制桩的深度,工作量也非常巨大。关键是由于填土疏松,只能运用大坡比的方式进行施工,但是这种方式下打桩机却无法靠近施工。因此使用临沂方案处理:先在开挖出来的基坑松土上回填一层大块石,用砂石找平基面,浇筑砼垫层,回填土时,在管道两侧回填砂石料。这样的处理方案,不仅简单、实用而且造价便宜的多。经过10多年的使用,排水系统运行正常。
7  结束语
通过上文对岩土工程勘察设计与施工中水文地质问题探析可以发现,在进行岩土工程施工设计前,做好水文地质的勘查工作能够有效的提高岩土工程的施工安全性以及工程完工后的运营可靠性。通过做好水文地质的勘查工作,为岩土工程的顺利进行打下坚实的基础,为工程设计的科学合理提供了必要的数据支持,对促进我国建设行业的发展起到举足轻重的作用,为建设社会主义美丽社会添砖加瓦。
参考文献:
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