淺析工程地質勘察中水文地質研究

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工程勘察、設計和施工過程中,水文地質問題始終是一個極為重要但也是一個易於被忽視的問題,下面是小編蒐集整理的一篇探究水文地質評價內容的論文範文,供大家閱讀參考。

淺析工程地質勘察中水文地質研究

【摘要】水文地質研究在工程勘察中有著十分重要的地位,在工程地質勘察中由於水文地質問題被忽視,導致地下水引起的各種岩土工程危害時有發生。為此,在岩土工程勘察中要求查明與岩土工程有關的水文地質問題評估地下水對岩土工程有關的水文地質問題。本文主要闡述工程地質勘查中水文地質評價內容,岩土水理性質,地下水引起的岩土工程危害等問題。

【關鍵詞】工程勘察;水文地質;岩土;危害

實踐證明,在工程勘察、設計和施工過程中,水文地質問題始終是一個極為重要但也是一個易於被忽視的問題。之所以重要,是因為水文地質和工程地質二者關係極為密切,互相聯絡和互相作用,地下水既是岩土體的組成部分,直接影響岩土體工程特性,又是基礎工程的環境,影響建築物的穩定性和耐久性。至於容易被忽視,是在實際的勘察工作中,在勘探成果內因為很少直接涉及水文引數的利用,水文地質問題往往只被認為是象徵性的工作,在勘察中大多隻是簡單地對天然狀態下的水文地質條件作一般性評價。在一些水文地質條件較複雜的地區,由於工程勘察中對水文地質問題研究不深人,設計中又忽視了水文地質問題,經常發生由地下水引發的各種岩土工程危害問題,令勘察和設計處於難堪的境地。為提高工程勘察質量,在勘察中加強水文地質問題的研究是十分必要的,在工程勘察中不僅要求查明與岩土工程有關的水文地質問題,評價地下水對岩土體和建築物的作用及其影響,更要提出預防及治理措施的建議,為設計和施工提供必要的水文地質資料,以消除或減少地下水對岩土工程的危害。

1 工程地質勘察中水文地質評價內容

在工程勘察中,對水文地質問題的評價,主要應考慮以下內容:

1.1 應重點評價地下水對岩土體和建築物的作用和影響,預測可能產生的岩土工程危害,提出防治措施。

1.2 工程勘察中還應密切結合建築物地基基礎型別的需要,查明有關水文地質問題,提供選型所需的水文地質資料。

1.3 應從工程角度,按地下水對工程的作用與影響,提出不同條件下應當著重評價的.地質問題,如:①對埋藏在地下水位以下的建築物基礎中水對砼及砼內鋼筋的腐蝕性。②對選用軟質岩石、強風化巖、殘積土、膨脹土等岩土體作為基礎持力層的建築場地,應著重評價地下水活動對上述岩土體可能產生的軟化、崩解、脹縮等作用。在地基基礎壓縮層範圍內存在鬆散、飽和的粉細砂、粉上時,應預測產生潛蝕、流砂、管湧的可能性。③當基礎下部存在承壓含水層,應對基坑開挖後承壓水沖毀基坑底板的可能性進行計算和評價。④在地下水位以下開挖基坑,應進行滲透和富水試驗,並評價由於人工降水引起土體沉降、邊坡失穩進而影響周圍建築物穩定的可能性。

2 岩土水理性質

岩土水理性質是指岩土與地下水相互作用時顯示出來的各種性質。岩土水理性質與岩土的物理性質都是岩土重要的工程地質性質。岩土的水理性質不僅影響岩土的強度和變形,而且有些性質還直接影響到建築物的穩定性。以往在勘察中對岩土的物理力學性質的測試比較重視,對岩土的水理性質卻有所忽視,因而對岩土工程地質性質的評價是不夠全面的。

既然岩土的水理性質是岩土與地下水相互作用顯示出來的性質,首先介紹一下地下水的賦存形式及對岩土水理性質的影響, 然後再對岩土的幾個重要的水理性質及研究測試方法進行簡單的介紹。

地下水的賦存形式:地下水按其在岩土中的賦存形式可分為結合水、毛細管水和重力水三種,其中結合水又可分為強結合水和弱結合水兩種。

岩土的主要的水理性質及其測試辦法有五種:軟化性;透水性;崩解性;給水性;脹縮性。軟化性是指岩土體浸水後, 力學強度降低的特性,一般用軟化係數表示,它是判斷岩石耐風化、耐水浸能力的指標。在岩石層中存在易軟化岩層時,在地下水的作用下往往會形成軟弱夾層。各類成因的粘性土層、泥岩、頁岩、泥質砂岩等均普遍存在軟化特性;透水性是指水在重力作用下,岩土容許水透過自身的效能。鬆散岩土的顆粒愈細、愈不均勻,其透水性便愈弱。堅硬岩石的裂隙或岩溶愈發育,其透水性就愈強。透水性一般可用滲透係數表示,岩土體的滲透係數可通過抽水試驗求取;崩解性是指岩土浸水溼化後,由於土粒連線被削弱、破壞,使土體崩散、解體的特性。岩土的崩解性與土的顆粒成分、礦物成分、結構等關係極大,以廣東地區的殘積土為例,一般崩解時間5~24h,崩解量1.79~34,以蒙脫石、水雲母、高嶺土為主的殘積土以散開方式崩解,而以石英為主的殘積土多以裂開狀崩解為主。給水性是指在重力作用下飽水岩土能從孔隙、裂隙中自由流出一定水量的效能,以給水度表示。給水度是含水層的一個重要水文地質引數,也影響場地疏干時間。給水度一般採用實驗室方法測定。脹縮性是指岩土吸水後體積增大,失水後體積減小的特性,岩土的脹縮性是由於顆粒表面結合水膜吸水變厚,失水變薄造成的。岩土的脹縮性往往是產生地裂縫、基坑隆起的重要原因之一,對地基變形和土坡表層穩定性有重要影響。標定岩土脹縮性的指標有:膨脹率、自由膨脹率、體縮率、收縮係數等。岩土的水理性質尚有持水性,溶水性,毛細管性,可塑性等。

3 地下水引起的岩土工程危害

地下水引起的岩土工程危害,主要是由於地下水位升降變化和地下水動水壓力作用兩個方面的原因造成的。

地下水位變化可由天然因素或人為因素引起,但不管什麼原因,當地下水位的變化達到一定程度時,都會對岩土工程造成危害,地下水位變化引起危害又可分為三種方式:

3.1 水位上升引起的岩土工程危害。潛水位上升的原因是多種多樣的,其主要受地質因素如含水層結構、總體巖性產狀;水文氣象因素如降雨量、氣溫等及人為因素如灌溉、施工等的影響,有時往往是幾種因素的綜合結果。

3.1.1 土壤沼澤化、鹽漬化,岩土及地下水對建築物腐蝕性增強

3.1.2 斜坡、河岸等岩土產生滑移、崩塌等不良地質現象。

3.1.3 一些具特殊性的岩土體結構破壞、強度降低、軟化。

3.1.4 引起粉細砂及粉土飽和液化、出現流砂、管湧等現象。

3.1.5 地下洞室充水淹沒,基礎上浮、建築物失穩。

3.2 地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水位的降低多是由於人為因素造成的,如集中大量抽取地下水、採礦活動中的礦床疏幹以及上游築壩、修建水庫截奪下游地下水的補給等。地下水的過大下降,常常誘發地裂、地面沉降、地面塌陷等地質災害以及地下水源枯竭、水質惡化等環境問題,對岩土體、建築物的穩定性和人類自身的居住環境造成很大威脅。

3.3 地下水頻繁升降對岩土工程造成的危害。

地下水的升降變化能引起膨脹性岩土產生不均勻的脹縮變形,當地下水升降頻繁時,不僅使岩土的膨脹收縮變形往復,而且會導致岩土的膨脹收縮幅度不斷加大,進而形成地裂引起建築物特別是輕型建築物的破壞。

地下水在天然狀態下動水壓力作用比較微弱,一般不會造成什麼危害,但在人為工程活動中由於改變了地下水天然動力平衡條件,在移動的動水壓力作用下,往往會引起一些嚴重的岩土工程危害,如流砂、管湧、基坑突湧等。流砂、管湧、基坑突湧的形成條件和防治措施在有關的工程地質文獻中已有較詳細的論述,這裡不再重複。

4 結束語

綜上所述,水文地質工作在建築物持力層選擇、基礎設計、工程地質災害防治等方面都起著重要的作用,隨著工程勘察的發展,將受到越來越廣泛的重視,切實做好水文地質工作將對勘察水平的提高起著極大的推動作用