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摘要:水文地质工作在许多方面都起着重要的作用,如建筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等,随着工程勘察的发展,会越来越重视水文地质工作,切实做好水文地质工作将极大的推动勘察水平的提高。本文主要分析了岩土的水理性质及水文地质情况对工程建设的影响和评价,对工程建设具有一定的指导意义。
关键词:岩土工程勘察;水理性质;影响
中图分类号:E271文献标识码: A
近年来人们对工程地质勘探要求与标准越来越高。这就要求勘探人员在工程勘察中详细研究与工程相关的水文地质,提出相应的防治措施从而提高工程勘察水平。由于对水文地质情况缺乏了解,岩土工程经常会受到地下水的影响而产生危害,因此必须提高对水文情况的重视,在实际工程中,要做好勘察工作,对于水文的影响要进行深入的研究,对出现的问题要采取相应的措施予以解决,以消除地下水的危害,保证工程施工质量。
一、岩土的水理性质 和勘察现状
1、所谓岩土的水理性质,就是地下水与岩土之间相互作用时而产生的种种性质。就水文地质问题而言,其表现的主要特性是岩土的物理性质和岩土的水理性质,这些性质在一定程度上能够对岩土的强度产生影响使之变形,且建筑物的稳定性和安全性也会受到某些性质的影响。由于传统的岩土工程勘察工作没有足够的经验,忽视了地下水的水理性质,不能够全面地对岩土工程地质的性质做出评价,造成了许多的问题和麻烦。一般来说,岩土的水理性质有以下一些内容:
(1)岩土的软化性
当水浸过岩土体后,降低了本身的力学强度,此时所呈现的性质即为岩土的软化性。其表示方式为软化系数,是岩石耐水浸能力、耐风化能力的判断指标。像页岩、粘性土层、砂岩、泥岩等岩类土体都存在着软化特性,通过地下水的作用,形成软弱的夹层,降低了岩层的强度和整体特性。
(2)岩土的胀缩性。岩土胀缩性通常指表有收缩系数、体缩率、膨胀率、自由膨胀率等。土体发生收缩通常由于土壤失水引起颗粒间距变小、土颗粒表面结合水膜变薄时发生。反之,当岩土体浸水引起结合水膜变厚、颗粒间距变大,导致土体膨胀。膨胀土上部的建筑物遭到破坏的原因之一就是土体反复膨缩变形。
(3)岩土的崩解性,即是浸水岩土湿化特性。一方面岩体颗粒连接强度削弱是由于水分侵入岩体在其表面产生水化膜造成的。另一方面,水侵入岩体导致内部胶结物质发生溶解,削弱岩体固有的内部结构连接强度。
(4)岩土的透水性,即岩土体在自身重力作用下可以让水通过自身的特性,常用渗透系数来表示。一般来说岩体坚硬强度不同透水性不同,疏松岩体颗粒细且均匀透水性较差,坚硬岩体透水较好一点。
(5)岩土的给水性,用给水度表示因重力的作用从饱和土体中流出水量的特性。给水度是含水层的一个重要水文地质参数,它不但影响基坑涌水量大小,同时也影响场地疏干时间,该值一般采用实验室方法测定。
2、水文地质勘察的现状
人类经历的地质灾害中有很大一部分都与地下水有直接或间接的关系,据有关数据显示地下水与岩体互相作用所造成的地质灾害复杂而广泛,并且其造成的灾害具有多样性和不可控性。在现实岩土勘察工作中很少利用水文参数,水文地质问题很容易被忽略,大多仅考虑在自然状态下的水文地质问题。因工程设计者对水文地质问题认识欠缺,尤其在水文地质状况较为复杂的区域,水导致岩土工程危害时常发生,设计及勘察往往会处于很尴尬的境地。
二、水文地质问题对岩土工程的危害
1.地下水对岩土工程的危害
1.1地下水升降变化对岩土工程的危害
地下水升降变化及其水位条件在工程勘察中要引起重视。在自然条件下每个季节的地下水位都是不同的,旱季水位下降雨季水位上升。并且不同区域地下水位的变化也是各不相同,升降的幅度也是很小的,与人为因素引起的地下水变化对岩土工程影响相对较轻。
(1)水位上升导致的岩土工程危害
水位上升的因素很多,其主要受如含水结构、岩体形状等地质因素;水文气象因素如气温、降雨量等以及人为因素如施工、灌溉等的影响,通常是这几种因素综合引起的结果。水位的上升可能造成滑坡、土壤盐渍化、沼泽化对建筑物腐蚀性增强。一些特殊的岩土结构会造成粉细沙及粉尘饱和液化、流沙等现象引起建筑物失稳。
(2)地下水位下降造成的岩土工程危害
地下水位下降多是由认为因素造成的,如过度抽取地下水、矿床疏干以及修建水库拦截下游地下水补给等。目前,地下水的下降已经导致了一些城市地面塌陷、地面下降、地下水枯竭等环境问题,对建筑物、岩土工程的稳定性及人类自身生存构成巨大的威胁。
1.2地下水频繁变化对岩土工程造成的危害
当地下水位频繁发生变化容易造成岩土膨胀变形难以恢复,对岩土膨胀幅度加大,从而对基础设施造成破坏。在平衡情况下,地下水压力比较小,不会对岩土造成严重危害。但是当地下水频繁升降就会改变地下水平衡条件,形成水体流动。由于地下水的频繁变动,会引起土壤中铁、镁、铝等成分流失,导致土质疏松,压缩模量、承载能力下降,对后续工程基础选择集处理产生较大的麻烦。
防治地下水必须从思想上认识到地下水的危害,同时要加强监管,做好勘测设计施工验收各阶段地下水防治工作,确保施工质量和工程安全。 三、岩土工程勘察中水文地质的评价内容
在实际的工程勘察报告中,往往缺少地下水对岩土层及其建筑物危害的评价内容,其施工需要和基础设计的针对性也不够强,因此总会造成一些地质的危害现象。为充分解决这一问题,就要做好水文地质评价的工作,值得注重的内容有以下几个方面:(1)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;(2)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;(3)不仅要查明地下水的天然状态和天然条件下的影响,更重要的是分析预测在人为工程活动中地下水的变化情况,及对岩土体和建筑物的反作用;(4)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:①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。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礎持力层的的建筑场地,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。③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。④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评价。⑤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。
四、结语
总而言之,在建筑工程中的建筑物持力层选择、工程地质灾害的防治、基础设计等内容上,水文地质工作起着非常重要的作用。在具体的岩土工程勘察实施时,有关水文地质问题的查明就非常的必要,只有明确地下水对岩土的影响,制定出有效的防治措施,才能进一步消除地下水对工程的危害,从而发挥提高勘察水平的重要作用。
参考文献
[1]曹建生,张万军,刘昌明,杨永辉.裂隙岩体渗流补给特性及边坡稳定对策研究,北京林业大学学报,2007(04).
[2]陈俞佐.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(9)
关键词:岩土工程勘察;水理性质;影响
中图分类号:E271文献标识码: A
近年来人们对工程地质勘探要求与标准越来越高。这就要求勘探人员在工程勘察中详细研究与工程相关的水文地质,提出相应的防治措施从而提高工程勘察水平。由于对水文地质情况缺乏了解,岩土工程经常会受到地下水的影响而产生危害,因此必须提高对水文情况的重视,在实际工程中,要做好勘察工作,对于水文的影响要进行深入的研究,对出现的问题要采取相应的措施予以解决,以消除地下水的危害,保证工程施工质量。
一、岩土的水理性质 和勘察现状
1、所谓岩土的水理性质,就是地下水与岩土之间相互作用时而产生的种种性质。就水文地质问题而言,其表现的主要特性是岩土的物理性质和岩土的水理性质,这些性质在一定程度上能够对岩土的强度产生影响使之变形,且建筑物的稳定性和安全性也会受到某些性质的影响。由于传统的岩土工程勘察工作没有足够的经验,忽视了地下水的水理性质,不能够全面地对岩土工程地质的性质做出评价,造成了许多的问题和麻烦。一般来说,岩土的水理性质有以下一些内容:
(1)岩土的软化性
当水浸过岩土体后,降低了本身的力学强度,此时所呈现的性质即为岩土的软化性。其表示方式为软化系数,是岩石耐水浸能力、耐风化能力的判断指标。像页岩、粘性土层、砂岩、泥岩等岩类土体都存在着软化特性,通过地下水的作用,形成软弱的夹层,降低了岩层的强度和整体特性。
(2)岩土的胀缩性。岩土胀缩性通常指表有收缩系数、体缩率、膨胀率、自由膨胀率等。土体发生收缩通常由于土壤失水引起颗粒间距变小、土颗粒表面结合水膜变薄时发生。反之,当岩土体浸水引起结合水膜变厚、颗粒间距变大,导致土体膨胀。膨胀土上部的建筑物遭到破坏的原因之一就是土体反复膨缩变形。
(3)岩土的崩解性,即是浸水岩土湿化特性。一方面岩体颗粒连接强度削弱是由于水分侵入岩体在其表面产生水化膜造成的。另一方面,水侵入岩体导致内部胶结物质发生溶解,削弱岩体固有的内部结构连接强度。
(4)岩土的透水性,即岩土体在自身重力作用下可以让水通过自身的特性,常用渗透系数来表示。一般来说岩体坚硬强度不同透水性不同,疏松岩体颗粒细且均匀透水性较差,坚硬岩体透水较好一点。
(5)岩土的给水性,用给水度表示因重力的作用从饱和土体中流出水量的特性。给水度是含水层的一个重要水文地质参数,它不但影响基坑涌水量大小,同时也影响场地疏干时间,该值一般采用实验室方法测定。
2、水文地质勘察的现状
人类经历的地质灾害中有很大一部分都与地下水有直接或间接的关系,据有关数据显示地下水与岩体互相作用所造成的地质灾害复杂而广泛,并且其造成的灾害具有多样性和不可控性。在现实岩土勘察工作中很少利用水文参数,水文地质问题很容易被忽略,大多仅考虑在自然状态下的水文地质问题。因工程设计者对水文地质问题认识欠缺,尤其在水文地质状况较为复杂的区域,水导致岩土工程危害时常发生,设计及勘察往往会处于很尴尬的境地。
二、水文地质问题对岩土工程的危害
1.地下水对岩土工程的危害
1.1地下水升降变化对岩土工程的危害
地下水升降变化及其水位条件在工程勘察中要引起重视。在自然条件下每个季节的地下水位都是不同的,旱季水位下降雨季水位上升。并且不同区域地下水位的变化也是各不相同,升降的幅度也是很小的,与人为因素引起的地下水变化对岩土工程影响相对较轻。
(1)水位上升导致的岩土工程危害
水位上升的因素很多,其主要受如含水结构、岩体形状等地质因素;水文气象因素如气温、降雨量等以及人为因素如施工、灌溉等的影响,通常是这几种因素综合引起的结果。水位的上升可能造成滑坡、土壤盐渍化、沼泽化对建筑物腐蚀性增强。一些特殊的岩土结构会造成粉细沙及粉尘饱和液化、流沙等现象引起建筑物失稳。
(2)地下水位下降造成的岩土工程危害
地下水位下降多是由认为因素造成的,如过度抽取地下水、矿床疏干以及修建水库拦截下游地下水补给等。目前,地下水的下降已经导致了一些城市地面塌陷、地面下降、地下水枯竭等环境问题,对建筑物、岩土工程的稳定性及人类自身生存构成巨大的威胁。
1.2地下水频繁变化对岩土工程造成的危害
当地下水位频繁发生变化容易造成岩土膨胀变形难以恢复,对岩土膨胀幅度加大,从而对基础设施造成破坏。在平衡情况下,地下水压力比较小,不会对岩土造成严重危害。但是当地下水频繁升降就会改变地下水平衡条件,形成水体流动。由于地下水的频繁变动,会引起土壤中铁、镁、铝等成分流失,导致土质疏松,压缩模量、承载能力下降,对后续工程基础选择集处理产生较大的麻烦。
防治地下水必须从思想上认识到地下水的危害,同时要加强监管,做好勘测设计施工验收各阶段地下水防治工作,确保施工质量和工程安全。 三、岩土工程勘察中水文地质的评价内容
在实际的工程勘察报告中,往往缺少地下水对岩土层及其建筑物危害的评价内容,其施工需要和基础设计的针对性也不够强,因此总会造成一些地质的危害现象。为充分解决这一问题,就要做好水文地质评价的工作,值得注重的内容有以下几个方面:(1)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;(2)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;(3)不仅要查明地下水的天然状态和天然条件下的影响,更重要的是分析预测在人为工程活动中地下水的变化情况,及对岩土体和建筑物的反作用;(4)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:①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。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礎持力层的的建筑场地,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。③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。④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评价。⑤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。
四、结语
总而言之,在建筑工程中的建筑物持力层选择、工程地质灾害的防治、基础设计等内容上,水文地质工作起着非常重要的作用。在具体的岩土工程勘察实施时,有关水文地质问题的查明就非常的必要,只有明确地下水对岩土的影响,制定出有效的防治措施,才能进一步消除地下水对工程的危害,从而发挥提高勘察水平的重要作用。
参考文献
[1]曹建生,张万军,刘昌明,杨永辉.裂隙岩体渗流补给特性及边坡稳定对策研究,北京林业大学学报,2007(04).
[2]陈俞佐.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(9)