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摘要:众所周知,工程勘察中地下水是其重要影响因素,无论是在建筑工程持力层选取、基础设计,还是在地质灾害整治中都有着重要影响,做好水文地质工作对提高工程勘察质量具有重要意义。对此,笔者结合实践研究,就工程勘察中岩土水理性质的测试和研究进行简要分析。
关键词:工程勘察;岩土水理性质;测试与研究;建议
水文地质与工程地质有着密切联系,相互影响又相互作用,地下水是岩土体的重要组成部分,基础工程的条件环境,对建筑主体的稳固性与寿命有着重要影响。具体勘察中由于不经常使用水文地质参数,水文地质问题通常当做象征性工作,仅是对水文地质状况进行常规评估。对于水文地质条件复杂的区域,因为缺少对水文地质条件的研究,进而导致地下水渗入等问题。对此,想要提升项目勘察效果,还应注重岩土水文地质研究。
1.水文地质评价
在此前的勘测工程检测报告中,因为没有考虑地下水对施工工程的影响,导致一部分由地下水侵蚀形成的地基下沉和建筑主体开裂事故。
吸取前车之鉴,总结施工经验,提出在以后的勘测工作中,对水文地质方面的评判,需要考量以下几个方面:(1)根据地下水流动特点严格考虑地下水对岩土地基和建筑物的危害和作用,提出有可能会出现的问题,并且提出防治措施。(2)勘测工程时也需要紧密契合施工工程地基附近的实际情况,搜索查验相关水文地质情况,给出所需水文地质资料。(3)不仅要探查地下水在自然条件下同基础的作用,也需要判断评估地下水对施工过程的影响,以及对地基以及建筑物的不利影响。(4)立足于岩土工程分析,根据地下水对项目的影响列出不同条件下应注重评估的地质问题。例如:埋藏于地下水位以下的建筑主体基础,水对砼内钢筋的腐蚀性;选择的软质岩石、强风化岩、残积土等岩土为条件的基础持力层的施工现场,应注重地下水活动对岩土体的影响评价。
2.岩土水理性质测试与分析
岩土水理性质指的是:岩土和水相互影响而形成的不同属性,也就是岩土接触水后展现的特点。岩土水理性质与物理性质均为岩土主要地质属性。水理性质与岩土强度、变形有着密切联系,甚至对建筑主体稳固性有一定影响。传统工程勘察中注重岩土物理力学属性的测试,缺少对水理性质的重视,使得岩土工程地质属性评估较为片面。水理性质为岩土和水作用出现的性质,而地下水在岩土内有着多种存在形式,其存在形式对岩土水理性质影响不一。
2.1地下水的存在方式对岩土体水理性质的作用。
地下水按照岩土内存在方式能够划分为毛细管水、重力水、结合水;结合水又分为强结合水与弱结合水。
首先,强结合水被分子力吸附于岩土颗粒四周并构成较薄的水膜,也是依靠颗粒外层结合最为稳定的水,吸附力在10MPa。强压作用下,密度约是常规水的2倍,有着较强的弹性与粘接力,能够抗剪切。不受重力影响,但也不能传递静水压力。
其次,弱结合水。该层水在吸着水外层,其厚度高于吸着水。弱结合水压力不及强结合水,能够在颗粒水膜中进行缓慢位移,薄膜水接触外部压力能够变形。不过,不受重力制约,也无法传递静水压力。结合水也是地下水在粘性土的重要存在方式,砂土内含量较少。结合水特别是强结合水和粘性土结合,使粘性土凸显出独特的物理学属性。由于具有强力限制,移动区域具有一定限制,对岩土动态水理性质无较大影响。
再次,毛细管水指的是基于毛细管影响维持于岩土毛细管缝隙内的地下水。毛细管水可以分为独立、悬挂等多种形式。由于毛细管力与重力影响,如果毛细管力高于重力,毛细管水位将会提高。所以,毛细水是地下水潜水面以上的与饱水带有水力联系的含水量较大的非饱和含水层。毛细管水可以传输静水压力,同时在孔隙内进行垂直运动,对岩土体具有软化作用。毛细管水在砂土与粉土内的含量较大,砂砾层含量低,粘土中含量少。
最后,重力水。重力水指的是重力条件下可以在岩土孔隙内运动的水;不会受分子力制约,无法抗剪切,能够传输静水压力。因为重力水处于人为环境与自然条件下,岩土内渗流活动较大,影响岩土水理属性。重力水也是岩土水理性质的重要研究课题。
2.2岩土物理形式与测试方法。
(1)软化性,指的是在岩土体与水接触后,根据力学强度减弱特点,通常使用软化系数值代表,即岩石浸水饱和和干燥条件下极限抗压强度比之。这也是分析岩土耐风化、耐水浸水平的评价标准。岩石层内具有易软化层情况下,在地下水就会生成软弱夹层。各类成因的粘性土层、泥层全部具有软化特点。
(2)渗水性。渗水性是在水的重力影响下,岩土能够承受经过自身的性能。岩土渗透效果关键在于岩土孔隙大小与连通性;随后为孔隙度。松散岩土颗粒越细、越不匀称,透水性则会降低。较硬的岩石缝隙越发育渗水性越高。透水通常可以利用渗透指标代表,岩土体渗水参数可以经过抽水测试得出。最后,给水性指的是:重力影响下饱水岩土可以在孔隙内渗出水量的性能,以给水度表示。给水度为含水层的主要水文地质参数,对基坑涌水量大小与现场疏干时间有着直接影响。给水度通常通过实验室检测确定。
(3)地下水位高低变化导致岩土工程危害。地下水位变化可能因为天然或人为原因,在地下水位變化处于一定量后,则会影响岩土工程稳定性。
①潜水位的升高原因是多方面,但多为地质原因造成。例如:整体岩性产状、含水层结构;水文气象为:温度、降水量;人为原因为:施工、浇灌等;也或者因为多种影响因素造成。潜水面的升高对岩土工程的影响为:土地沼泽化、盐渍化,岩土与地下水对建筑主体造成腐蚀。斜坡、河岸等岩土出现坍塌;岩土结构被破坏、强度降低;地下洞室渗水被掩埋,基础上浮、建筑主体稳定性降低。
②地下水位下降也会造成岩土工程受损。水位降低多为人为原因导致,例如:水库截取下游地下水的供给。水位下降较多会导致地面沉降、地面塌陷、水体环境受到影响等。
③如果水位不断升高或降低,也会对岩土工程造成影响。地下水位变动因为地下水的交替变化,容易把土层中的胶结物成分淋失,进而导致土质变软。
结语
综合分析,工程勘察中地下水是其重要影响因素。工程勘察中岩土水理性质测试应立足于多方面、多环节进行,要注重水理性质分析。要从水文地质评价、岩土水理性质测试两方面分析,希望本文能对工程勘察中岩土水理性质的测试和研究起到帮助性作用。
关键词:工程勘察;岩土水理性质;测试与研究;建议
水文地质与工程地质有着密切联系,相互影响又相互作用,地下水是岩土体的重要组成部分,基础工程的条件环境,对建筑主体的稳固性与寿命有着重要影响。具体勘察中由于不经常使用水文地质参数,水文地质问题通常当做象征性工作,仅是对水文地质状况进行常规评估。对于水文地质条件复杂的区域,因为缺少对水文地质条件的研究,进而导致地下水渗入等问题。对此,想要提升项目勘察效果,还应注重岩土水文地质研究。
1.水文地质评价
在此前的勘测工程检测报告中,因为没有考虑地下水对施工工程的影响,导致一部分由地下水侵蚀形成的地基下沉和建筑主体开裂事故。
吸取前车之鉴,总结施工经验,提出在以后的勘测工作中,对水文地质方面的评判,需要考量以下几个方面:(1)根据地下水流动特点严格考虑地下水对岩土地基和建筑物的危害和作用,提出有可能会出现的问题,并且提出防治措施。(2)勘测工程时也需要紧密契合施工工程地基附近的实际情况,搜索查验相关水文地质情况,给出所需水文地质资料。(3)不仅要探查地下水在自然条件下同基础的作用,也需要判断评估地下水对施工过程的影响,以及对地基以及建筑物的不利影响。(4)立足于岩土工程分析,根据地下水对项目的影响列出不同条件下应注重评估的地质问题。例如:埋藏于地下水位以下的建筑主体基础,水对砼内钢筋的腐蚀性;选择的软质岩石、强风化岩、残积土等岩土为条件的基础持力层的施工现场,应注重地下水活动对岩土体的影响评价。
2.岩土水理性质测试与分析
岩土水理性质指的是:岩土和水相互影响而形成的不同属性,也就是岩土接触水后展现的特点。岩土水理性质与物理性质均为岩土主要地质属性。水理性质与岩土强度、变形有着密切联系,甚至对建筑主体稳固性有一定影响。传统工程勘察中注重岩土物理力学属性的测试,缺少对水理性质的重视,使得岩土工程地质属性评估较为片面。水理性质为岩土和水作用出现的性质,而地下水在岩土内有着多种存在形式,其存在形式对岩土水理性质影响不一。
2.1地下水的存在方式对岩土体水理性质的作用。
地下水按照岩土内存在方式能够划分为毛细管水、重力水、结合水;结合水又分为强结合水与弱结合水。
首先,强结合水被分子力吸附于岩土颗粒四周并构成较薄的水膜,也是依靠颗粒外层结合最为稳定的水,吸附力在10MPa。强压作用下,密度约是常规水的2倍,有着较强的弹性与粘接力,能够抗剪切。不受重力影响,但也不能传递静水压力。
其次,弱结合水。该层水在吸着水外层,其厚度高于吸着水。弱结合水压力不及强结合水,能够在颗粒水膜中进行缓慢位移,薄膜水接触外部压力能够变形。不过,不受重力制约,也无法传递静水压力。结合水也是地下水在粘性土的重要存在方式,砂土内含量较少。结合水特别是强结合水和粘性土结合,使粘性土凸显出独特的物理学属性。由于具有强力限制,移动区域具有一定限制,对岩土动态水理性质无较大影响。
再次,毛细管水指的是基于毛细管影响维持于岩土毛细管缝隙内的地下水。毛细管水可以分为独立、悬挂等多种形式。由于毛细管力与重力影响,如果毛细管力高于重力,毛细管水位将会提高。所以,毛细水是地下水潜水面以上的与饱水带有水力联系的含水量较大的非饱和含水层。毛细管水可以传输静水压力,同时在孔隙内进行垂直运动,对岩土体具有软化作用。毛细管水在砂土与粉土内的含量较大,砂砾层含量低,粘土中含量少。
最后,重力水。重力水指的是重力条件下可以在岩土孔隙内运动的水;不会受分子力制约,无法抗剪切,能够传输静水压力。因为重力水处于人为环境与自然条件下,岩土内渗流活动较大,影响岩土水理属性。重力水也是岩土水理性质的重要研究课题。
2.2岩土物理形式与测试方法。
(1)软化性,指的是在岩土体与水接触后,根据力学强度减弱特点,通常使用软化系数值代表,即岩石浸水饱和和干燥条件下极限抗压强度比之。这也是分析岩土耐风化、耐水浸水平的评价标准。岩石层内具有易软化层情况下,在地下水就会生成软弱夹层。各类成因的粘性土层、泥层全部具有软化特点。
(2)渗水性。渗水性是在水的重力影响下,岩土能够承受经过自身的性能。岩土渗透效果关键在于岩土孔隙大小与连通性;随后为孔隙度。松散岩土颗粒越细、越不匀称,透水性则会降低。较硬的岩石缝隙越发育渗水性越高。透水通常可以利用渗透指标代表,岩土体渗水参数可以经过抽水测试得出。最后,给水性指的是:重力影响下饱水岩土可以在孔隙内渗出水量的性能,以给水度表示。给水度为含水层的主要水文地质参数,对基坑涌水量大小与现场疏干时间有着直接影响。给水度通常通过实验室检测确定。
(3)地下水位高低变化导致岩土工程危害。地下水位变化可能因为天然或人为原因,在地下水位變化处于一定量后,则会影响岩土工程稳定性。
①潜水位的升高原因是多方面,但多为地质原因造成。例如:整体岩性产状、含水层结构;水文气象为:温度、降水量;人为原因为:施工、浇灌等;也或者因为多种影响因素造成。潜水面的升高对岩土工程的影响为:土地沼泽化、盐渍化,岩土与地下水对建筑主体造成腐蚀。斜坡、河岸等岩土出现坍塌;岩土结构被破坏、强度降低;地下洞室渗水被掩埋,基础上浮、建筑主体稳定性降低。
②地下水位下降也会造成岩土工程受损。水位降低多为人为原因导致,例如:水库截取下游地下水的供给。水位下降较多会导致地面沉降、地面塌陷、水体环境受到影响等。
③如果水位不断升高或降低,也会对岩土工程造成影响。地下水位变动因为地下水的交替变化,容易把土层中的胶结物成分淋失,进而导致土质变软。
结语
综合分析,工程勘察中地下水是其重要影响因素。工程勘察中岩土水理性质测试应立足于多方面、多环节进行,要注重水理性质分析。要从水文地质评价、岩土水理性质测试两方面分析,希望本文能对工程勘察中岩土水理性质的测试和研究起到帮助性作用。