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【摘 要】 在工程勘察中,首先要研究地下水文环境对建筑物基桩及岩土工程作业所产生的影响,并提出相应的应对措施。地下水文勘探工作中,要根据各个建筑物桩基的具体情况来进行分析,结合其实际需要确定相关的地质内容,只有这样,才能够保证水文地质材料的真实性、科学性,同实际状况相符合。本文根据笔者工作实践,对工程勘察水文地质分析的内容、工程地质勘察中的岩土水理性质以及工程地质勘察地下水引起的工程危害进行了分析和探讨。
【关键词】 工程;地质勘察;水文地质
1.工程勘察水文地质分析内容
为了保障工程地质勘察质量,在工程地质评价中,必须重视地下水对工程的影响。根据水文地质条件,评价地下水对工程的危害,对工程提出具体的解决方法。在地质勘察中,通过明确建筑物地基类型,在调查类型相关的水文条件时,根据水文地质调查结果,对地下水自然状态以及变化发展情况进行分析;通过分析工程实施过程以及地下水情况,进行科学预防。在传统工程勘察报告中,由于设计基础不足和施工需要对地下水岩土工程的危害与评价,造成很多地区发生建筑物开裂以及基础下沉的质量问题。因此,在工程勘察中必须结合水文地质评价,在重点评价地下水对建筑物和岩土体影响时,根据勘察结果预测岩土工程可能发生的危害;在整合防治措施时,根据建筑物地基类型,掌握工程地质水文地质情况,为水文地质工作提供所需的材料。在建筑物地下水位下基坑开挖中,通过富水性以及渗透性试验,在评价人工降水造成的边坡失稳以及土体沉降过程中,掌握建筑物稳定性。
要根据地下水文环境对岩土工程的影响提出具体的应对措施。①地下水水位线以下的建筑物基桩中水对砼及砼内钢筋的腐蚀性。②对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的建筑场地,地表下含水层中持续的水源活动会导致地下岩土层硬度下降、开裂、体积变大或缩小,所以地下水活动对地质的应该被着重记录。据研究可知,当建筑物基桩所在的地层深度含有松散、饱和的粉细砂、粉上时,应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性。③如果勘探地区的地层结构中存在承压含水层,应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价。④在地下水水位下建设建筑物深基坑,应进行渗透和富水试验,要充分分析人为降低地下水水位导致的地下环境改变对附近建筑物结构带来的危害。
2.工程地质勘察中的岩土水理性质
岩土水理性质说的是在地下水互相作用的同时表现的物理特性,岩土水理性质在地下水文勘探中主要用于研究岩土强度变化和脱水或吸水后岩土层物理形变产生的对附近建筑物结构安全造成隐患。以前的勘探工作中,对其水理性质的研究就不够充分。岩土的水理性质是岩土和地下水互相作用展现的结果。岩土水理性质对岩土变形、强度具有重要影响,某些性质由于特定环境,甚至还会影响建筑物稳定性能。
2.1软化性
在地下水赋存形式中,工程地质勘察包括毛细管水、结合水以及重力水三种情况,结合水又分弱结合水和强结合水两种情况。在测试方法中,软化性主要岩土浸水后,力学性能减小,通过软化系数,从而正确判定岩土工程耐水浸、耐风化能力。由于岩层容易软化的特性,在地下水作用时,经常发生夹层软弱的现象,不同类型的泥岩、粘性土层、泥质砂岩、叶岩存在不同程度的软化特性。
2.2透水性
工程地质勘察岩土水理透水性,主要是在重力作用下,透过岩土的性能。在这个过程中,发育越良好的岩溶以及坚硬的岩石裂隙,透水性越好;相反松散的岩土颗粒,由于特性不均匀,性能越差。通过抽水试验获得岩土体渗透系数,再用渗透系数表示透水性。
2.3崩解性
在岩土水理性质中,崩解性主要指岩土湿化后,由于岩土连接遭到破坏、削弱,逐渐让土体解体、崩散的特性,它和岩土颗粒成分、结构体系以及矿物成分具有直接关系。例如:东北地区的残积土,崩解量一般为1.79~34,崩解时间一般为5~24h,通过水云母、蒙脱石、高岭土的形式进行崩解,在石英为主的残积土中,主要以崩解裂开为主。
2.4给水性、胀缩性
给水性主要是在重力作用下,岩土从建筑物的裂隙、空隙流出的水量性能,通过给水度进行标示。在这个过程中,给水度作为水文参数的重要影响因素,对场地疏干时间具有重要影响,一般采用试验的方式进行测定。水理胀缩性,在岩土工程勘察中,主要指岩土吸水后,体积变化的特性,由于颗粒表层结合水膜变化情况,引起建筑物变薄失水。在胀缩性指标测定中,胀缩指标主要有:自由膨胀率、膨胀率以及收缩系数等。
3.工程地质勘察地下水引起的工程危害
由于地下水位动水压力以及地下水升降情况影响,当地下水位变化到达一定限度时,对工程地质勘察就会有影响,主要有以下三种情况:
3.1潜水位造成的工程危害
在工程地质勘察中,在建筑物附近修筑河流、水库、湖泊以及水位升高都会造成潜水位上升。在这个过程中,灌溉工程主要包括水浇地渗漏、引水渠道、工业废水以及各种排水管道工程。当潜水位上升后,它不仅会软化地基,降低岩土压缩性,让粘性土含水量增高,同时还会造成建筑物不同程度的变形沉降,让地基逐步隆起或者位移,在建筑物上浮过程中,对建筑物稳定造成影响。
3.2地下水位下降的岩土工程危害
在工程地质勘查中,由于人为因素造成很多地下水位降低;例如:集中抽取采矿活动以及地下水的疏干矿床、上游筑坝、下游补给等。当地下水位下降过大时,则会产生地面沉降、地裂、塌陷等相关地质灾害以及水质污染、水源枯竭等环境问题。另外,部分地区由于海水倒灌以及沙漠化情况,都会对建筑物稳定性以及自身环境造成影响。
3.3地下水位上升对工程地质勘察造成的危害
在自然环境中,造成地下水位变动的因素主要有:季节更替、气候变化、月球与地球引力变化、湖泊河流水位变化、气压变化以及潮汐变化等。由于土体卸载后,密度会直接增大,从而岩土压密,对建筑工程材料造成腐蚀;在木桩干湿交替中,由于腐烂现象,在钠盐层以及膨胀性岩土溶解过程中,造成建筑物位移。当地下水频繁变化时,岩土收缩变形,从而造成岩土收缩膨胀不断增强,在地裂过程中,对轻型建筑物造成破坏。在天然状态下,地下水动水压力很薄弱,但是一旦改变地下水动力平衡条件时,例如在管涌、流砂以及突涌基坑中,都会对工程地质勘察造成不利影响。
3.4地下水水位变化会妨碍勘探活动。
地下水水位上升与下降,地下岩土会不均匀的膨胀,导致地下环境变化。地下水水位如果变化幅度多大,地下岩土环境的形变量也随之增长,再有一些小型的建筑也会因此产生地裂的现象。地下水升降的变化会受到多方面原因的影响,包括地下水渗透在内的多种原因会淋失土壤当中的铁铝成分,这样一些胶结物的流失会引起土层的松散,另一方面其水分的含量也会有所增加,同时压缩模量和土壤的承受力也不如从前,对于基础性的工程内容和后续处理有一定的影响。
3.5地下水动压力给与岩土工程的压力损害
在自然环境下地下水的压力的作用不大,这样就会形成一定的岩土工程损害,包括流砂、管涌、基坑突涌等。这些内容的构成和预防都已经具备了详细的记录,有关人员可以独立搜集查阅。
4.结束语
对水文地质的勘查以及对所得数据进行科学的分析,将影响着工程的基础设计方案与施工方案。尤其是地下水的分布与流动特性尤为重要。因此在地质勘查过程中,应充分的认识到水文地质问题对工程的影响,从而对水文地质问题进行有效的评价,为工程设计和施工提供准确的地质勘查水文地质情况资料。
参考文献:
[1]杜雄进.浅谈工程地质勘察中水文地质问题[J].大众科技,2009(12):78~79.
[2]夏泽军,李刚.工程地质勘察中水文地质问题浅析[J].华章,2011(29):363~364.
[3]郭岐山.工程地质勘察中水文地质问题的探讨[J].科技风,2010(16):117.
[4]付存禄.工程地质勘察中水文地质问题的重要性分析[J].科技与生活,2012(3):141.
【关键词】 工程;地质勘察;水文地质
1.工程勘察水文地质分析内容
为了保障工程地质勘察质量,在工程地质评价中,必须重视地下水对工程的影响。根据水文地质条件,评价地下水对工程的危害,对工程提出具体的解决方法。在地质勘察中,通过明确建筑物地基类型,在调查类型相关的水文条件时,根据水文地质调查结果,对地下水自然状态以及变化发展情况进行分析;通过分析工程实施过程以及地下水情况,进行科学预防。在传统工程勘察报告中,由于设计基础不足和施工需要对地下水岩土工程的危害与评价,造成很多地区发生建筑物开裂以及基础下沉的质量问题。因此,在工程勘察中必须结合水文地质评价,在重点评价地下水对建筑物和岩土体影响时,根据勘察结果预测岩土工程可能发生的危害;在整合防治措施时,根据建筑物地基类型,掌握工程地质水文地质情况,为水文地质工作提供所需的材料。在建筑物地下水位下基坑开挖中,通过富水性以及渗透性试验,在评价人工降水造成的边坡失稳以及土体沉降过程中,掌握建筑物稳定性。
要根据地下水文环境对岩土工程的影响提出具体的应对措施。①地下水水位线以下的建筑物基桩中水对砼及砼内钢筋的腐蚀性。②对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的建筑场地,地表下含水层中持续的水源活动会导致地下岩土层硬度下降、开裂、体积变大或缩小,所以地下水活动对地质的应该被着重记录。据研究可知,当建筑物基桩所在的地层深度含有松散、饱和的粉细砂、粉上时,应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性。③如果勘探地区的地层结构中存在承压含水层,应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价。④在地下水水位下建设建筑物深基坑,应进行渗透和富水试验,要充分分析人为降低地下水水位导致的地下环境改变对附近建筑物结构带来的危害。
2.工程地质勘察中的岩土水理性质
岩土水理性质说的是在地下水互相作用的同时表现的物理特性,岩土水理性质在地下水文勘探中主要用于研究岩土强度变化和脱水或吸水后岩土层物理形变产生的对附近建筑物结构安全造成隐患。以前的勘探工作中,对其水理性质的研究就不够充分。岩土的水理性质是岩土和地下水互相作用展现的结果。岩土水理性质对岩土变形、强度具有重要影响,某些性质由于特定环境,甚至还会影响建筑物稳定性能。
2.1软化性
在地下水赋存形式中,工程地质勘察包括毛细管水、结合水以及重力水三种情况,结合水又分弱结合水和强结合水两种情况。在测试方法中,软化性主要岩土浸水后,力学性能减小,通过软化系数,从而正确判定岩土工程耐水浸、耐风化能力。由于岩层容易软化的特性,在地下水作用时,经常发生夹层软弱的现象,不同类型的泥岩、粘性土层、泥质砂岩、叶岩存在不同程度的软化特性。
2.2透水性
工程地质勘察岩土水理透水性,主要是在重力作用下,透过岩土的性能。在这个过程中,发育越良好的岩溶以及坚硬的岩石裂隙,透水性越好;相反松散的岩土颗粒,由于特性不均匀,性能越差。通过抽水试验获得岩土体渗透系数,再用渗透系数表示透水性。
2.3崩解性
在岩土水理性质中,崩解性主要指岩土湿化后,由于岩土连接遭到破坏、削弱,逐渐让土体解体、崩散的特性,它和岩土颗粒成分、结构体系以及矿物成分具有直接关系。例如:东北地区的残积土,崩解量一般为1.79~34,崩解时间一般为5~24h,通过水云母、蒙脱石、高岭土的形式进行崩解,在石英为主的残积土中,主要以崩解裂开为主。
2.4给水性、胀缩性
给水性主要是在重力作用下,岩土从建筑物的裂隙、空隙流出的水量性能,通过给水度进行标示。在这个过程中,给水度作为水文参数的重要影响因素,对场地疏干时间具有重要影响,一般采用试验的方式进行测定。水理胀缩性,在岩土工程勘察中,主要指岩土吸水后,体积变化的特性,由于颗粒表层结合水膜变化情况,引起建筑物变薄失水。在胀缩性指标测定中,胀缩指标主要有:自由膨胀率、膨胀率以及收缩系数等。
3.工程地质勘察地下水引起的工程危害
由于地下水位动水压力以及地下水升降情况影响,当地下水位变化到达一定限度时,对工程地质勘察就会有影响,主要有以下三种情况:
3.1潜水位造成的工程危害
在工程地质勘察中,在建筑物附近修筑河流、水库、湖泊以及水位升高都会造成潜水位上升。在这个过程中,灌溉工程主要包括水浇地渗漏、引水渠道、工业废水以及各种排水管道工程。当潜水位上升后,它不仅会软化地基,降低岩土压缩性,让粘性土含水量增高,同时还会造成建筑物不同程度的变形沉降,让地基逐步隆起或者位移,在建筑物上浮过程中,对建筑物稳定造成影响。
3.2地下水位下降的岩土工程危害
在工程地质勘查中,由于人为因素造成很多地下水位降低;例如:集中抽取采矿活动以及地下水的疏干矿床、上游筑坝、下游补给等。当地下水位下降过大时,则会产生地面沉降、地裂、塌陷等相关地质灾害以及水质污染、水源枯竭等环境问题。另外,部分地区由于海水倒灌以及沙漠化情况,都会对建筑物稳定性以及自身环境造成影响。
3.3地下水位上升对工程地质勘察造成的危害
在自然环境中,造成地下水位变动的因素主要有:季节更替、气候变化、月球与地球引力变化、湖泊河流水位变化、气压变化以及潮汐变化等。由于土体卸载后,密度会直接增大,从而岩土压密,对建筑工程材料造成腐蚀;在木桩干湿交替中,由于腐烂现象,在钠盐层以及膨胀性岩土溶解过程中,造成建筑物位移。当地下水频繁变化时,岩土收缩变形,从而造成岩土收缩膨胀不断增强,在地裂过程中,对轻型建筑物造成破坏。在天然状态下,地下水动水压力很薄弱,但是一旦改变地下水动力平衡条件时,例如在管涌、流砂以及突涌基坑中,都会对工程地质勘察造成不利影响。
3.4地下水水位变化会妨碍勘探活动。
地下水水位上升与下降,地下岩土会不均匀的膨胀,导致地下环境变化。地下水水位如果变化幅度多大,地下岩土环境的形变量也随之增长,再有一些小型的建筑也会因此产生地裂的现象。地下水升降的变化会受到多方面原因的影响,包括地下水渗透在内的多种原因会淋失土壤当中的铁铝成分,这样一些胶结物的流失会引起土层的松散,另一方面其水分的含量也会有所增加,同时压缩模量和土壤的承受力也不如从前,对于基础性的工程内容和后续处理有一定的影响。
3.5地下水动压力给与岩土工程的压力损害
在自然环境下地下水的压力的作用不大,这样就会形成一定的岩土工程损害,包括流砂、管涌、基坑突涌等。这些内容的构成和预防都已经具备了详细的记录,有关人员可以独立搜集查阅。
4.结束语
对水文地质的勘查以及对所得数据进行科学的分析,将影响着工程的基础设计方案与施工方案。尤其是地下水的分布与流动特性尤为重要。因此在地质勘查过程中,应充分的认识到水文地质问题对工程的影响,从而对水文地质问题进行有效的评价,为工程设计和施工提供准确的地质勘查水文地质情况资料。
参考文献:
[1]杜雄进.浅谈工程地质勘察中水文地质问题[J].大众科技,2009(12):78~79.
[2]夏泽军,李刚.工程地质勘察中水文地质问题浅析[J].华章,2011(29):363~364.
[3]郭岐山.工程地质勘察中水文地质问题的探讨[J].科技风,2010(16):117.
[4]付存禄.工程地质勘察中水文地质问题的重要性分析[J].科技与生活,2012(3):141.