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《摘要》随着现代化的进程不断加快,建筑行业同时也不断进步,而岩土工程勘察也得到了普遍的重视,要坚持严格对待水文地质工作,能极大地帮助建筑工程的顺利进行,本文对岩土工程勘察中的水文地质问题进行研究。
《关键词》岩土工程;勘察;水文地质问题
中图分类号: P641.6 文献标识码: A
前言
岩土工程勘察工作中,水文地质问题是一个容易被忽视的问题。水文地质工作在岩土工程勘察、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用。
一、地下水对岩土工程的危害
1、地下水水位上升造成的岩土工程危害
导致地下水水位上升的因素有很多,其中主要就是受到地质因素的作用,比如,含水层结构、总体岩性、气温、降雨量、人为施工、水文气象以及灌溉等因素,有时候会受到很多因素的共同作用。当出现地下水水位上升的时候,可能会造成的岩土工程危害包括:土壤盐泽化、岩土体岩出现崩塌等不良情况、产生管涌等情况、降低特殊性岩土体的强度、破坏特殊性岩土体的结构、腐蚀岩土建筑物、造成建筑物失稳等。
2、地下水位降低造成的岩土工程危害
多数是人为因素导致地下水位的下降,大量的抽取地下水;在采矿活动中,矿床疏干;上游进行筑坝,建造水库,影响下游地下水补给。当地下水沉降较为严重时,会出现地裂、地面塌陷和沉降的问题,并且引发地下水源的枯竭,水质恶化,影响到岩土体,对人类生存环境以及建筑物稳定性造成影响。
3、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。
二、水文地质勘察的决定因素
1、土的孔隙性
土是一种散体材料,存在孔隙。对于饱和土是固、液两相;对于非饱和土是固、液、气三相。于是产生了有效压力和孔隙压力;孔隙压力又有孔隙水压力和孔隙气压力。在饱和土中,由于孔隙水压力的增长和消散,不同的加荷速率导致地基承载力不同;是否及时支撑,对软土基坑稳定有不同的表现;渗透系数和地层组合的差别,导致基础沉降速率的差别;饱和土中的超静水压力可导致挤土效应,使桩被挤断、挤歪和上浮;地震时的超静水压力可导致砂土和粉土液化等情况的出现。非饱和土的孔隙气压力形成基质吸力,基质吸力随着土中含水量的增加而降低,因而是不稳定的。膨胀土和黄土随湿度的增加而强度显著降低,非饱和土基坑雨季容易发生事故,花岗岩残积土边坡在暴雨时容易发生浅层滑坡,都和基质吸力降低有关。弄清了土的孔隙性情况,把握好有效压力及孔隙压力是岩土工程的重要关键。
2、岩石的裂隙性
裂隙的成因多种多样,岩石和裂隙合在一起统称为“岩体”,并将其中的裂隙概化为“结构面”。显然,结构面是岩体中最薄弱的环节。搞清结构面的产状、参数和分布,是水文地质勘察设计的重点,也是难点。岩体中的地下水是沿着岩体中的裂隙和洞穴流动的,随着裂隙和洞穴的形态和分布的不同,有脉状裂隙水、网状裂隙水、层状裂隙水、洞穴水等不同的地下水类型,这些不同类型的裂隙地下水对岩土工程勘察的影响是各不相同的。
三、岩土工程勘察中水文地质问题的注意事项
1、加大对水文地质问题的重视程度
为了保证地质勘查的质量,在地质勘查过程中,除了要对水文地质问题进行深入的研究外,还要将与岩土有关的水文地质问题放在重点的位置进行分析,地质勘查中需要重点勘查的水文地质内容一般可以从以下三个方面进行考虑。首先,自然地理条件。水文地质勘察中的自然地理条件应该包括气象水文特征和地形地貌等内容,其中前者主要应该包括工程所在区域的季风情况以及气候的湿润程度等;而后者主要包括工程所在区域的水系、平原、高原的基本特征,以及地形的平坦开阔程度、地貌的侵蚀情况以及地表堆积物情况等;其次,地质环境。工程区域的地质环境应该包括该地区的地质构造、基底构造、底层岩性以及新构造运动等等内容;再次,地下水位情况。水文地质勘察中的地下水位情况应该主要对近些年地下水位的最高值以及其变化趋势、地下水的补给排泄条件、地下水与地表水之间的补给关系等内容进行科学有效的分析;最后,含隔水层的情况这一部分内容应该对这两个水层的埋藏条件、地下水类型、流向、水位等内容进行勘察。另外对含水层的实际分布情况以及其厚度和深度等进行研究。对该区域的地层渗透系数、地下水赋存以及渗透的影响以及地下水对建筑材料的腐蚀情况等等。
2、加强对工程地质勘察规范或规程学习
经过几十年的发展,当前我国工程地质勘察工作已经拥有了完备的规范、规程体系,这些规范性文件对勘察工作的目的、任务、评价都做了具体的、切实可行的规,是工程地质技术人员开展工作的主要依据。工程地质技术人员必须要高度重视规范、规程,了解和熟悉其要求,这样才能在开展工程地质勘察时做足工作量布置,设置足够的原状土样测试数据、及时划分抗震地段。通过研读规范、规程,工程地质管理者和技术人员在吸收文件的相关规定后,能不断地充实和提高理论水平和实践操作能力;
3、加强工程地质勘察中对水文地质评价
在以往的工程勘察报告中,由于缺少结合基础设计和施工需要评价地下水对岩土工程的作用和危害,在很多地区已发生多起因地下水造成基础下沉和建筑物开裂的质量事故,总结以往的经验和教训,我们认为今后在工程勘察中,对水文地质问题的评价,主要应考虑以下内容。首先,应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响,预测可能产生的岩土工程危害,提出防治措施。其次,工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要,查明有关水文地质问题,提供选型所需的水文地质资料。第三,应从工程角度,按地下水对工程的作用与影响,提出不同条件下应当着重评价的地质问题,如:对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对混凝土及混凝土内钢筋的腐蚀性;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,应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用;在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉土时,应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性;当基础下部存在承压含水层,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評价;在地下水位以下开挖基坑,应进行渗透性和富水性试验,并评价由于人工降水引起土体沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定性的可能性
4、结合勘察过程实际需求分析水文地质要素相关问题
在实际的勘察过程中,勘察人员需要结合施工建设的实际需求详细地分析水文地质要素相关的问题,取得详实的水文地质资料,并预测一定水文地质问题下的影响分析资料。由于不同的水文地质模式对建筑的适宜性与建设要求不尽相同,因此在工程施工中要根据所勘探的水文地质资料提出与之相适应的施工策略。
《结束语》
水文地质问题是岩土工程勘察中不可忽视的重要问题,为保证工程项目设计和施工的顺利进行,在工程的施工前应进行科学的勘察,确定当地的水文条件,制定相关的应对措施确保工程的质量,从而保证人民的生命财产安全。
参考文献
[1].吴世告.论水文地质环境给基坑开挖带来的影响及解决措施[J].广东科技,2011(14).
[2]俞佐.浅析岩土工程勘察中存在的问题及技术措施[J].中国西部科技,2010(9)
[3]李月华.如何做好水文地质勘察工作[J]中国新技术新产品2010
《关键词》岩土工程;勘察;水文地质问题
中图分类号: P641.6 文献标识码: A
前言
岩土工程勘察工作中,水文地质问题是一个容易被忽视的问题。水文地质工作在岩土工程勘察、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用。
一、地下水对岩土工程的危害
1、地下水水位上升造成的岩土工程危害
导致地下水水位上升的因素有很多,其中主要就是受到地质因素的作用,比如,含水层结构、总体岩性、气温、降雨量、人为施工、水文气象以及灌溉等因素,有时候会受到很多因素的共同作用。当出现地下水水位上升的时候,可能会造成的岩土工程危害包括:土壤盐泽化、岩土体岩出现崩塌等不良情况、产生管涌等情况、降低特殊性岩土体的强度、破坏特殊性岩土体的结构、腐蚀岩土建筑物、造成建筑物失稳等。
2、地下水位降低造成的岩土工程危害
多数是人为因素导致地下水位的下降,大量的抽取地下水;在采矿活动中,矿床疏干;上游进行筑坝,建造水库,影响下游地下水补给。当地下水沉降较为严重时,会出现地裂、地面塌陷和沉降的问题,并且引发地下水源的枯竭,水质恶化,影响到岩土体,对人类生存环境以及建筑物稳定性造成影响。
3、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。
二、水文地质勘察的决定因素
1、土的孔隙性
土是一种散体材料,存在孔隙。对于饱和土是固、液两相;对于非饱和土是固、液、气三相。于是产生了有效压力和孔隙压力;孔隙压力又有孔隙水压力和孔隙气压力。在饱和土中,由于孔隙水压力的增长和消散,不同的加荷速率导致地基承载力不同;是否及时支撑,对软土基坑稳定有不同的表现;渗透系数和地层组合的差别,导致基础沉降速率的差别;饱和土中的超静水压力可导致挤土效应,使桩被挤断、挤歪和上浮;地震时的超静水压力可导致砂土和粉土液化等情况的出现。非饱和土的孔隙气压力形成基质吸力,基质吸力随着土中含水量的增加而降低,因而是不稳定的。膨胀土和黄土随湿度的增加而强度显著降低,非饱和土基坑雨季容易发生事故,花岗岩残积土边坡在暴雨时容易发生浅层滑坡,都和基质吸力降低有关。弄清了土的孔隙性情况,把握好有效压力及孔隙压力是岩土工程的重要关键。
2、岩石的裂隙性
裂隙的成因多种多样,岩石和裂隙合在一起统称为“岩体”,并将其中的裂隙概化为“结构面”。显然,结构面是岩体中最薄弱的环节。搞清结构面的产状、参数和分布,是水文地质勘察设计的重点,也是难点。岩体中的地下水是沿着岩体中的裂隙和洞穴流动的,随着裂隙和洞穴的形态和分布的不同,有脉状裂隙水、网状裂隙水、层状裂隙水、洞穴水等不同的地下水类型,这些不同类型的裂隙地下水对岩土工程勘察的影响是各不相同的。
三、岩土工程勘察中水文地质问题的注意事项
1、加大对水文地质问题的重视程度
为了保证地质勘查的质量,在地质勘查过程中,除了要对水文地质问题进行深入的研究外,还要将与岩土有关的水文地质问题放在重点的位置进行分析,地质勘查中需要重点勘查的水文地质内容一般可以从以下三个方面进行考虑。首先,自然地理条件。水文地质勘察中的自然地理条件应该包括气象水文特征和地形地貌等内容,其中前者主要应该包括工程所在区域的季风情况以及气候的湿润程度等;而后者主要包括工程所在区域的水系、平原、高原的基本特征,以及地形的平坦开阔程度、地貌的侵蚀情况以及地表堆积物情况等;其次,地质环境。工程区域的地质环境应该包括该地区的地质构造、基底构造、底层岩性以及新构造运动等等内容;再次,地下水位情况。水文地质勘察中的地下水位情况应该主要对近些年地下水位的最高值以及其变化趋势、地下水的补给排泄条件、地下水与地表水之间的补给关系等内容进行科学有效的分析;最后,含隔水层的情况这一部分内容应该对这两个水层的埋藏条件、地下水类型、流向、水位等内容进行勘察。另外对含水层的实际分布情况以及其厚度和深度等进行研究。对该区域的地层渗透系数、地下水赋存以及渗透的影响以及地下水对建筑材料的腐蚀情况等等。
2、加强对工程地质勘察规范或规程学习
经过几十年的发展,当前我国工程地质勘察工作已经拥有了完备的规范、规程体系,这些规范性文件对勘察工作的目的、任务、评价都做了具体的、切实可行的规,是工程地质技术人员开展工作的主要依据。工程地质技术人员必须要高度重视规范、规程,了解和熟悉其要求,这样才能在开展工程地质勘察时做足工作量布置,设置足够的原状土样测试数据、及时划分抗震地段。通过研读规范、规程,工程地质管理者和技术人员在吸收文件的相关规定后,能不断地充实和提高理论水平和实践操作能力;
3、加强工程地质勘察中对水文地质评价
在以往的工程勘察报告中,由于缺少结合基础设计和施工需要评价地下水对岩土工程的作用和危害,在很多地区已发生多起因地下水造成基础下沉和建筑物开裂的质量事故,总结以往的经验和教训,我们认为今后在工程勘察中,对水文地质问题的评价,主要应考虑以下内容。首先,应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响,预测可能产生的岩土工程危害,提出防治措施。其次,工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要,查明有关水文地质问题,提供选型所需的水文地质资料。第三,应从工程角度,按地下水对工程的作用与影响,提出不同条件下应当着重评价的地质问题,如:对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对混凝土及混凝土内钢筋的腐蚀性;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,应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用;在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉土时,应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性;当基础下部存在承压含水层,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評价;在地下水位以下开挖基坑,应进行渗透性和富水性试验,并评价由于人工降水引起土体沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定性的可能性
4、结合勘察过程实际需求分析水文地质要素相关问题
在实际的勘察过程中,勘察人员需要结合施工建设的实际需求详细地分析水文地质要素相关的问题,取得详实的水文地质资料,并预测一定水文地质问题下的影响分析资料。由于不同的水文地质模式对建筑的适宜性与建设要求不尽相同,因此在工程施工中要根据所勘探的水文地质资料提出与之相适应的施工策略。
《结束语》
水文地质问题是岩土工程勘察中不可忽视的重要问题,为保证工程项目设计和施工的顺利进行,在工程的施工前应进行科学的勘察,确定当地的水文条件,制定相关的应对措施确保工程的质量,从而保证人民的生命财产安全。
参考文献
[1].吴世告.论水文地质环境给基坑开挖带来的影响及解决措施[J].广东科技,2011(14).
[2]俞佐.浅析岩土工程勘察中存在的问题及技术措施[J].中国西部科技,2010(9)
[3]李月华.如何做好水文地质勘察工作[J]中国新技术新产品2010