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【关键词】水文地质工程;地质环境;影响分析;策略研究
水文地质工程作为地质勘查中的重要组成部分,直接决定着地质工程的建设与发展,在水文地质工程勘查中对地质环境的影响分析是地质勘查的重点对象。水文地质工程涉及到水文指标及地下水位的划分等具体问题,同时对地质环境具有宏观影响作用,因此最大限度合理分析当前水文地质工程对地质环境的具体影响,在了解影响的基础上从事地质工程勘查与建设具有现实性与迫切性。
一、水文地质工程中地质环境的影响分析
水文地质工程一方面涉及到水文地质条件的评价分析,在实际调研的基础上掌握水文地质工程开展建设区的实际气象资料,从而获得相关区域降水量及蒸发量的具体调研数值,为工程建设与开展提供一手资料。另一方面水文地质工程需要做好调研区域水层储水结构的分析,重点了解水层分布情况,积极分析特定岩石条件结构下对地下水位的影响,为工程建设提供指导与借鉴。水文地质工程地质环境的影响分析具有指导性与科学预见性,是开展大型地质工程建设的基础环节。除了上述提到的两个方面,水文地质工程地质环境的影响还表现为水文地质受地下水位及水压变化对地表建筑物引发的威胁,从理论上说地下水位上升直接引发土壤盐碱化程度的加剧,土壤盐碱化作用于特定的土层引发严重侵蚀。而反之地下水位的下降对地质环境的影响也十分显著,引发地面下降及断层裂缝等严重的地质灾害,对地下水的质量也造成不小影响。此外开展水文地质工程引发地质环境的不稳定性,受水压变化控制使得原有的地质结构出现断裂,形成易损点,严重影响当地的自然环境与人文环境。
二、应对水文地质工程地质环境影响的策略分析
(一)积极做好前期调研,加强地质水文的勘查分析
在进行地质水文建设之前,首先采取实际调研的方式切实了解水文地质工程对地质环境的潜在影响,在勘察分析的基础上制定一系列的预备方案,采取对应措施进行有效防范。其次要做好地质工程建设的安全规划与部署,积累相应的地质环境水文地质资料,做好前期的影响与成本预算分析,一方面保证水文地质建设对环境影响的最小化,另一方面最大限度保证地质工程建设的可行性与安全性。
(二)加强外在监督与管理,降低地质环境的二次伤害
水文地质工程的开展需要一定的工程监督与管理约束机制,在此基础上保证管理到位,建设可靠。目前我国水文地质工程在开展实施的过程中缺乏有效监督导致水文地质环境受损严重的现象十分普遍,因此加强外在监督与管理显得尤为重要,只有积极做好工程资金的合理分配,采取最优化最环保的施工方案才能保证对地质环境的危害停留在最小范围内。
(三)创新技术手段,走生态环保建设发展之路
科技的不断发展,为我们走生态建设环保建设之路提供了可能,采用先进的管理与施工技术可以获取最科学详实的研究资料,采用科学便捷的建设施工方式可以将其对地质环境的影响降低到最小限度。目前我国大部分水文地质建设都积极尝试采用先进的科技弥补施工过程对地质环境的影响,常见的有应对地质问题的建筑基本加固技术及建筑底层优化技术,有针对地下水质的检测与过滤技术等等,不一而足。因此通过技术的创新与传统模式的转变实现生态建设环保之路的构建,降低水文地质工程对地质环境的影响具有现实可行性与推广性。
总结
水文地质工程作为当前建筑施工的重要方面,一方面其可以方便我们对自然资源的获取与利用,方便于我们的生活与生产,另一方面其人为施工对地质环境造成的影响也成为不容忽视的问题。本文对水文地质工程中地质环境的常见影响类型进行分析的基础上针对性地提出了降低水文地质工程地质环境影响的思路,为当前的水文地质工程建设指明了方向。
参考文献:
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[2] 段君奇. 浅谈在工程地质勘察中水文地质问题的危害[J]. 科技创新导报. 2008(03)
关键词:水文地质问题;地质勘查;水理性质;渗透系数
地质勘查工作是保证工程施工建设安全性、稳定性的关键。相关建设人员要在明确水文地质问题对工程地质勘查影响的基础上,找出具体控制的方式方法。这里指的水文地质问题包括水文地质勘视问题、水文地质参数测定问题及与水文地质相关的评价内容问题。
1认识水文地质问题在地质勘查中的重要性
在工程的实际施工建设过程中,地质勘查是决定其成果质量的关键因素。因此,相关建设人员应在确保地质勘查工作质量的基础上,将相关资料形成报告提供给工程建设人员。其中,水文地质勘查是工程施工中最重要的一环,相关人员要充分认识到水文地质问题在地质勘查中的重要性,并采取一系列的控制措施以降低其所带来的负面影响。图1所示为水文地质问题对工程地质勘查所带来的影响。具体来说,水文地质勘查要考虑的问题有勘查所处的地理条件、地质环境、地下水位以及含隔水层情况。这里指的地理条件就是自然地质条件,比如气候湿润度、季风分布情况、工程所处水系以及地形地貌等;地质环境指的是基底构造、地质构造和底岩构造等;地下水位的勘察就是要对近几年工程所处区域出现的水位变化进行分析,以明确其未来变化的趋势;而含隔水层的勘察主要包括两个水层的埋藏同条件、地下水存在类型以及对应流向等。这样一来,施工技术人员就可以对工程所处的地层渗透系数情况进行全面的了解,进而采取相应的施工控制措施。
2确保水文地质参数测定的准确性
确保水文地质参数测定的准确性要从3个方面入手,即测定流向、含水层和压水试验。在测定流向方面,水文地质问题对工程地质勘查的影响要点在于地下水的水流流向。因此,相关建设人员可采用几何分析法来准确测定地下水流的具体流向。对于含水层参数的测定,工程勘查人员先要判断地下水水位是处在何种状态,然后再采用具有针对性的测量方式,以获得静止水位或多层含水层所带来的影响。而压水试验是水文地质勘查人员测定地质透水率的重要作业方法,其能够测出实际工程建设所需的压力基数,从而实现透水率的准确测定。
3明确与水文地质相关的评价内容
评价水文地质勘探工作中的相关内容,是保证水文地质勘探指标质量落于实际的关键。在工程的施工建设中,有效利用水文地质勘察资料,将在很大程度上提高工程体系的重要性和完整性。就目前来说,与水文地质勘察相关的评价指标主要体现在4个方面:①水文地质的勘查工作会对工程所处的岩土结构施工带来很大的影响。这是因为地下水是在土层结构中发挥作用的。②建筑地基也会给水文地质勘查带来一定影响。因此,工程勘查人员要对建筑结构进行全面而细致的分析。③由于处在自然环境下形成的地下水会给工程建筑期间的经济效益带来影响,因此,在进行水文地质的指标评价期间,要对人类活动因素对地下水造成的变化进行分析监测,以保证工程建设的顺利进行。④对于水文地质问题来说,其作用于不同的建筑工程所带来的影响是不同的。这就意味着相关建设人员必须根据工程建设的实际情况对水文地质问题进行有针对性的分析。在此情况下,水文地质相关的评价内容就能与实际工程建设结合起来,从而有效控制其问题可能造成的伤害。
4水理性质相关的评价内容
在工程地质的勘查工作中,岩土体的水文地质问题主要集中在地理性质上。而业内人士根据其存在特点将其划分为2类,分别是岩石的物理性质和水理性质。因此,相关建设人员应加大对这方面的科研力度。图2所示为我国各个岩石分布区域的水理性质变化情况。就目前来说,对岩土体的水理性质进行分析研究主要集中在4个方面,分别是崩解性、透水性、软化性和给水性。其中,岩土的崩解性是在静水环境中形成的,因此,相关研究人员可在检查期间对钻土、土体结构以及土体强度变化进行观察。经观察得出了造成岩土出现崩解现象的原因是:岩土中的颗粒、矿物质及相关结构会给建筑工程到来极大的影响。在岩土的透水性分析过程中,研究人员可利用自然重力对相关指标和工程设置内容进行测试分析,以保证水分的穿透性。此外,在研究期间,主要对渗透系数进行分析,人员利用抽水试验,将试验中的数据进行计算,并确定出透水系数,从而降低水文地质对工程建设的影响。当土层结构中的软化系数较大时,建筑工程的稳定性就会受到影响。对于给水性这一水理性质评价内容,相关建设人员可对地下水的可利用指标进行认真检查。勘察结果表示,当评价期间的给水参数指标较高时,其对建筑工程的影响较大。
5结束语
总而言之,水文地质问题对工程地质勘查工作的影响,是可通过相关建设人员加强对工程建设实际情况及设计要求的充分了解予以解决的。事实证明,只要控制好水文地质问题的影响,就能在很大程度上提升地质勘查工作地的准确性,工程建设才能在相对安全、稳定的施工环境下得以完成。因此,相关人员应将其作为重点研究对象,以提高施工建设的安全性和稳定性。
作者:孙贵平 单位:重庆市地质矿产勘查开发局南江水文地质工程地质队
参考文献:
[1]刘承宏.水文地质问题对工程地质勘查的影响要点研讨[J].科技资讯,2014(29):119,130.
关键词岩土工程;水文地质;地质勘测
在岩土工程中对水文地质进行勘测和检查是十分重要的工作。因为全面了解和掌握地下水文地质的状况,不仅可以给岩土工程工作的开展带来便利,提供良好的工作环境,更能够帮助岩土工程排查掉一些安全级别低的隐患,从而使岩土工程的施工质量得到保证。现阶段,在进行岩土工程地质勘察的过程中易受水文地质等因素的影响,为其带来损害,因此,就需要认识到水文地质工作的重要性,将其勘察工作做好,以确保岩土工程的质量不受影响。
1水文地质在岩土工程地质勘测中的作用及要求
当前,由于我国在水文地质的勘探工作中存在一定的不足,使得岩土工程地质勘察受到了影响,大大制约了其工作的开展进程,还为其勘察工作的进行带来了诸多的难题。所以,就需要我们在对水文地质进行勘测时,要全面对其情况进行分析,掌握其大体信息和数据。在勘察过程中要力求工作的准确性,仔细分析,从而为岩土工程地质勘察提供必要的理论依据,尽可能地减少工作中难题的出现。当然,在实际工作时,相关部门和人员也要正确认识水文地质工作,对与其有关的资料和数据、信息等都要进行全面详细的汇总和分析,还要充分展开调查工作,使勘察结果更具可靠性和真实性。在实际工作时对其有以下几点要求:一是在进行勘察时,要根据水文地质的地理因素和自然因素对其进行全面的分析,主要分析的内容有地形、天气以及地貌等等,以此来辨别出当地的温度、湿度,属于平原还是高山,与哪条水系相联系等;二是地质环境的分析,也就是对地质的构造、形态等进行的分析;三是对地下水位情况进行实时勘察,要随时随地的了解地下水位的变化情况,上下波动的范围等;四是了解水文地质的隔层结构,对其隔层进行勘察主要是为了了解隔层水的保水程度和水位的变化范围以及地下水的整体分布、流向等。
2水文地质工作对岩土工程勘察产生的影响
2.1地下水位上下波动对岩土工程的影响
首先,要对地下水进行分析和确定,并按照其所埋藏的要求及实际情况来展开对基础的埋藏。当存在地下水时,就要在地下水位以上将基础地面进行埋藏,若基础底面只限于埋藏在地下水之下时,就要将安全措施准备齐全,以备不时之需,及时将降水排水工作落到实处,以免因水分侵袭而使钢筋水泥等遭到腐蚀,造成更严重的损害。若将基础底面埋藏在含有地下水层或水压地方时,在埋藏之前要全面考虑其承压的范围及能力,以免因水压过高而使地基受到损害。此外,在进行桥梁埋藏的工作时,要充分对其地表水的流向及程度进行分析,只有将其埋藏在洪水的最大冲刷线之内,才能使桥墩的稳固性最强,不易受侵害。如果在埋设地基时没有按照其要求或实际情况去做,那么当地下水位上升时就极有可能存在粉细砂等颗粒物,造成流砂或是管涌的现象,从而使工程进度受到影响,阻碍其正常施工;更为严重时还有可能造成地基坍塌、洼陷的现象。而当地基长时间接触到地下水时,也会将土地软化,从而导致地基整体向下迁移,加之膨胀土同时兼具冷缩和膨胀的特点,所以在地基下沉的带动下,终究也会导致其自身出现倾斜、裂缝的现象。
2.2地下水过高对建筑物的影响
地基对于整个建筑物来说有着重要的作用,地基的好坏会影响到建筑物的整体质量。当地下水位高出界限以后,就会导致建筑物的地基受潮,当建筑物地下结果发生变化以后,就会影响到整个建筑物的坚固程度;同时水位过高还会造成土壤盐化,最终对建筑物产生严重的腐蚀;而且当建筑物地基出现问题以后,还会对其周围的建筑物产生影响。最后如果地下水位忽高忽低,还会使得膨胀土出现胀缩现象,最终也会造成地表裂缝、建筑物坍塌的事情发生。
2.3地下水对基坑的影响
由于社会的发展,人民对于建筑物的需求也发生了很大的改变,高层建筑已然成为了建筑物行业发展的一种必然趋势,特别是对于农村的一些住房改建项目,目前往往是采用垂直挖掘的方法进行。一般情况下,我们大多会采取抽取地下水的方法去降低水位。从便面上看,似乎是可以缓解土地的力,当时却存在着很大的弊端,因为抽水时大多参用局部抽水的方法进行,长期下去就会使得水位严重下降,最终导致附近建筑设施的变形,严重时,可能会出现坍塌的事情。所以,我们在开展地下工作的前期,一定要确保施设是否齐全,可以通过水帷幕、防护体等多种方式规避地下水流入流出对工程造成影响。
2.4水流压力对勘察的影响
地下水水流所产生的压力对勘探工作产生的影响是非常严重的,如果我们没有重视或者是忽视了对他的分析,就会造成勘探的结果不够准确,勘探进度缓慢等一系列的问题发生。在我们开展勘探工作时,这种问题往往表现为由于工作人员的大意,触碰到了一些不该触碰的东西,最终出现恶劣问题和影响。举例,由于一些因素使得地下水失去了原有的平衡状态,最后产生影响,造成这种情况的主要因素是自然环境的变化。这时,我们很难对其进行控制,导致水流挤压,产生超出范围的压力。这种异常的水流压力会严重的影响到我们勘探工作的开展,打乱我们的工作计划,使勘探工作最终延期,而且通过勘探得来的数据也不够准确,无法反映真实情况,最终影响到我们的分析工作的开展,分析结果也不具有意义。另外,由于水流压力长时间处于高压状态,就会使得岩土工程出现问题,对于我们的勘探工作开展百害而无一利,不仅提高了我们的工作难度,最终还会影响到工程的开展。
3结论
通过分析我们不难看出,水文地质对于岩土工程的勘察来说有着重要的作用和意义,所以就要求我们一定要对水文地质中产生的问题提起重视。不但要熟练掌握有关于水文地质方面的基础知识的理论,还要学会如何利用科技去确定和完善关于水文地质的相关数据,利用合理正确的办法去解决来自水文地质方面的问题,减少对岩土施工的影响,从而在基础环节保证施工的正常开展。另外还要对工程中负责勘探的责任人进行整体的素质提升培训,要规范他们的作业方式和方法,要确保他们所测量的数据准确、实时,在勘察时,要提前做好工作计划和工作预案,要全面的体现岩土勘测的效果,对于测量的数据一定要量化、精准,为后期的开工以及整个工程的顺利进行打下良好的基础,同时也为工程的整体质量提供根本保障。在勘探工作的开展过程中可以适当的而引用一些高科技设备,从而来保证工作的有效性,同时还要严格遵守相关文件要求,最终推动勘探工作快速、准确的进行。
参考文献
[1]陈迎辉.水文地质对岩土工程地质勘察的影响探讨[J].硅谷,2015(4):174.
[2]刘敏.岩土工程勘察中的水文地质问题研究[J].山西建筑,2015(15):80-82.
[3]汪磊.水文地质工作在岩土工程勘察中的作用[J].建材与装饰,2015(46):160-161.
[4]谭信强.浅谈岩土工程勘察中的水文地质的作用[J].建材与装饰,2016(1):222-223.
【关键词】工程勘察;水文地质;岩土;危害
Discussion on engineering geological survey in hydrogeological studies
Ding Ming
(Five drainage Sixth Agricultural Division Investigation Design and Research Co., Ltd Wujiaqu Xinjiang 831300)
【Abstract】Hydrogeological study has a very important position in the engineering investigation, the article focuses on the evaluation of the content of the hydrogeological engineering geological prospecting, water physical properties of the geotechnical and groundwater caused by geotechnical engineering hazards and other issues.
【Key words】Engineering investigations;Hydrogeology;Geotechnical;Hazards
1. 工程地质勘察中水文地质评价内容
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:
1.1 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。
1.2 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。
1.3 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,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、粉上时,应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性。
(3)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。
(4)在地下水位以下开挖基坑,应进行渗透和富水试验,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的可能性。
2. 岩土水理性质
岩土水理性质是指岩士与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩:岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形,而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视,对岩土的水理性质却有所忽视,因而对岩土工程地质的评价是不够全面的。岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质,下面首先介绍一下地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响,然后再对岩土的几个重要的水理性质及研究测试方法进行简单的介绍。
2.1 地下水的赋存形式:地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、毛细管水和重力水三种,其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。
2.2 岩土的主要的水理性质及测试办法:
(1)软化性,是指岩土体浸水后,力学强度降低的特性,一般用软化系数表示,它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时,在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性上层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。
(2)透水性,是指水在重力作用下,岩土容许水透过自身的性能。松散岩上的颗粒愈细、愈不均匀,其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育,其透水性就愈强。透水性一般可用渗透系数表示,岩上体的渗透系数可通过抽水试验求取。
(3)崩解性,是指岩浸水湿化后,由于土粒连接被削弱,破坏,使土体崩敞、解体的特性。
(4)给水性,是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水的性能,以给水度表示。给水度是含水层的几个重要水文地质参数,也影响场地疏时间。给水度一般采用实验室方法测定。
(5)胀缩性,是指岩土吸水后体积增大,失水后体积减小的特性,岩土的涨缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚,失水变薄造成的。
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,主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。
3.1 地下水升降变化引起的岩土工程危害。地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,但不管什么原因,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成危害,地下水位变化引起危害又可分为三种方式:
3.1.1 水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的,其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状;水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响,有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成:
(1)土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。
(2)斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象。
(3)一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。
(4)引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂,管涌等现象。
(5)地下洞室充水淹没,基础上浮,建筑物失稳。
3.1.2 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于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水,采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝,修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。
3.1.3 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,不仅使岩上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渗透,会将土层中的铁、铝成分淋失,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。
3.2 地下水动压力作用引起岩土工程危害。地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,一般不会造成什么危害,但在人为工程活动中由于改变地下水天然动力平衡条件,在移动的动水压力作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成条件和防治措施在有关的工程地质文献已有较详细的论述,这里不再重复。
4. 结束语
水文地质工作在建筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用,随着工程勘察的发展,将受到越来越广泛的重视,切实做好水文地质工作将对勘察水平的提高起着极大的推动作用。
参考文献
[1] 陈雁.水文地质之路[J].中煤地质报,2009.
【关键词】工程地质;水文地质;勘察;重要危害
前言
在工程勘察、设计和施工过程中,水文地质问题虽然重要但却是一个易于被忽视的问题。因此,为提高工程勘察中不仅应要求查明与岩土工程有关的水文地质问题,评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响,更要提出预防及治理措施的建议,为设计和施工提供必要的水文地质资料,以消除或减少地下水对岩土工程的危害。
1 充分认识地下水引起的岩土工程危害
地下水引起的岩土工程危害,主要是由于地下水位升降变化和地下水的动水压力作用两个方面的原因造成的。
1.1 地下水升降变化引起的岩土工程危害
地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,但不管什么原因,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成危害,地下水位变化引起的危害又可分为三种方式:水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的,主要有人类活动因素如工程建筑施工、工业废水和生活污水的渗透等影响;水文气象因素如降雨量、气温等;地质因素如含水层颗粒大小、总体岩性水平变化等。有时往往是几种因素的综合结果。
(1)土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。
(2)斜坡、河岸等岩土体产生滑移、崩塌等不良地质现象。
(3)一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。
(4)引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象。
(5)地下洞室充水淹没,基础上浮、建筑物失稳。
(6)引起坚硬岩土软化,水解、膨胀、抗剪强度降低。
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于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水、采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝、修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降可能引起岩土工程的危害主要体现在以下几个方面:
(1)常常诱发地裂、地表塌陷、地面塌陷等地质灾害,对岩土体、建筑物的稳定性产生重大影响并直接威胁人类生命财产安全。
(2)地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对人类自身的居住环境造成很大威胁。
(3)施工降水等活动中产生水头差导致动水压力的产生,使粉细砂、粉土层中的土颗粒受到冲刷,将细颗粒冲走,使土的结构遭到破坏。
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发生,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,会将土层中胶结物铁、铝成分淋失,使土层失去胶结物而变得松软,孔隙比增大,含水量增多,压缩性增大,强度降低,给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。
1.2 地下水动力作用引起岩土工程危害
地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,一般不会造成什么危害,但在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件,在移动的水压力作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等,造成安全隐患及影响工程质量。
2 明确工程地质勘察中水文地质勘察的基本要求
对工程有影响的水文地质因素有:地下水的类型、地下水位及变动幅度、含水层和隔水层的厚度和分布及组合关系、土层或岩层渗透性强弱及渗透系数、承压含水层的特征及水头等。为提高工程地质勘察质量,消除或减少地下水对工程建设的危害,在工程地质勘察中应查明与岩土有关的水文地质问题,评价地下水对岩土体和建筑工程可能产生的作用及其影响,且提供必要的水文地质资料。
2.1 查明相关的水文地质条件
区域性气候资料,如降水量、蒸发量、历史水位、水位变化趋势;地下水补给排泄条件、地表水与地下水的补排关系及对地下水位的影响。主要含水层的分布、厚度及埋深,各含水层和隔水层的埋藏条件、地下水类型、流向、水位及其变化幅度;通过现场试验测定地层渗透系数等水文地质参数。场地地质条件下对地下水赋存和渗流状态的影响。是否存在对地下水和地表水的污染及其可能的污染程度。
2.2 水文地质问题评价内容
查明地下水在天然状态及天然条件下的影响,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不良作用。按地下水对工程的作用与影响,提出在不同条件下应当重点评价的地质问题并提出防治措施。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。密切结合建筑物地基基础类型(如基坑工程、边坡工程、桩基工程)和施工需要,查明有关水文地质问题,提供所需的水文地质参数。对高层建筑或重大工程,当水文地质条件对地基评价、基础抗浮和工程降水有重大影响时,宜进行专门的水文地质勘察。对缺乏常年地下水位监测资料的地区,在高层建筑或重大工程的初步勘察时,宜设置长期观测孔,对有关层位的地下水进行长期观测。
3 重视工程勘察中水文地质参数的测定
为了定量的说明岩土体中的水文地质条件,在勘察中还应明确如何测定我们所需要的水文地质参数。
3.1 测定不同的水文地质参数选择不同的测定方法
测水位:钻孔、探井或测压管观测。
渗透系数、导水系数:抽水试验、注水试验、压水试验、室内渗透试验。
给水度、释水系数:单孔抽水试验、非稳定流抽水试验、地下水位长期观测、室内试验。
越流系数、越流因数:多孔抽水试验。
单位吸水率:注水试验、压水试验。
毛细水上升高度:试坑观测、室内试验。
3.2 地下水的量测要求
地下水水位的测定,在工程地质勘察中,凡遇含水地层时,均应测定地下水位。其中静止水位的量测应有一定的稳定时间,其稳定时间按含水层的渗透性确定,需要时宜在勘察结束后统一测静止水位;当采用泥浆钻进时,测水位前应将测水管打入含水层中20cm或洗孔后量测;对多层含水层的水位量测,必要时应采取止水措施与其他含水层隔开。测定地下水流向可用几何法,并同时量测各孔内水位,确定地下水的流向。地下水流速的测定可采用批示剂法或充电法。抽水试验应符合抽水试验方法可根据渗透系数的应用范围具体选用不同的方法;抽水试验宜三次降深,最大降深应接近工程设计所需的地下水位降深的标高;水位量测应采用同一方法和仪器,读数对抽水孔为厘米,对观测孔为毫米;当涌水量与时间关系曲线和动水位与时间的关系曲线,在一定范围内波动,
而没有持续上升和下降时,可认为已经稳定;抽水结束后应量测恢复水位等规定。渗水试验和注水试验可在度坑或钻孔中进行。对砂土和粉土,可采用试坑单环法;对粘性土可采用试坑双环法;试验深度较大时可采用钻孔法。压水试验应根据工程要求,结合工程地质测绘和钻探资料,确定试验孔位,按岩层的渗透特性划分试验段,按需要确定试验的起始压力、最大压力和压力级数,及时绘制压力与压入水量的关系曲线,计算试段的透水率,确定P-Q曲线类型。孔隙水压力的测定应符合下列规定:
(1)测定方法可根据试验的适用条件确定;
(2)测试点应根据地质条件和分析需要布置;
(3)测压计的安装和埋设应符合有关安装技术规定;
(4)测定数据应及时分析整理,出现异常时应分析原因,并采取相应措施。
毛细上升高度测定,在粉土、粘性土可采用试坑直接观测或塑限含水量法测毛细上升高度;对中、粗砂可采用最大分子吸水量法,粉细砂则用吸水介质法测定。
【关键词】工程勘察;水文地质;工程危害
水文地质主要研究地球系统中水的存在、分布、运动和循环变化规律,水的物理、化学性质,以及水圈与大气圈、岩石圈和生物圈的相互关系;作为水利学科的重要组成部分,主要研究水资源的形成、时空分布、开发利用和保护,水旱灾害的形成、预测预报与防治,以及水利工程和其他工程建设的规划、设计、施工、管理中的水文水利计算技术。在工程勘察、设计和施工过程中,水文地质问题始终是一个极为重要但也是一个易于被忽视的问题。之所以重要,是因为水文地质和工程地质二者关系极为密切,互相联系和互相作用,地下水既是岩土体的组成部分,直接影响岩土体工程特性,又是基础工程的环境,影响建筑物的稳定性和耐久性。
1工程地质勘察中水文地质评价内容
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水文地质造成基础下沉和建筑物开裂的质量事故。在山区,由于强降水引发的山体滑坡、泥石流等地质灾
害。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,应考虑以下内容。
(1)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)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)查明地下水的天然状态和天然条件下的影响,分析并预侧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)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:
1)对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对砼及砼中钢筋的腐蚀性。
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,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,应预测产生地震液化、潜蚀、流砂、管涌的可能性。
4)在地下室车库设计施工中,由于地下水位变化引起的基坑上浮问题。
2岩土的水理性质
岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩土重要的工程地质性质。岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形,而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视,对岩土的水理性质却有
所忽视,因而对岩土工程地质性质的评价是不够全面的。
岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质,下面首先介绍一下地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响,然后再对岩土的几个重要的水理性质及研究测试方法进行简单的介绍。
(1)地下水的赋存形式:地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、毛细管水和重力水三种,其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。
(2)岩土的主要的水理性质及其测试办法:
1)软化性,是指岩土体浸水后,力学强度降低的特性,一般用软化系数表示,它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时,在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性土层、泥岩、页岩、泥
质砂岩等均普遍存在软化特性。
2)透水性,是指水在重力作用下,岩土容许水透过自身的性能。松散岩土的颗粒愈细、愈不均匀,其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育,其透水性就愈强。透水性一般可用渗透系数表示,岩土体的渗透系数可通过抽水试验、渗水试验和压水试验求取。
3)崩解性,是指岩土浸水湿化后,由于土粒连接被削弱、破坏,使土体崩散、解体的特性。岩土的崩解性与土的颗粒成分、矿物成分、结构等关系极大,以蒙脱石、水云母、高岭土为主的残积土以散开方式崩解,而以石英为主的残积土多以裂开状崩解为主。
4)给水性,是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水量的性能,以给水度表示。给水度是含水层的一个重要水文地质参数,也影响场地疏干时间。给水度一般采用实验室方法测定。
5)胀缩性,是指岩土吸水后体积增大,失水后体积减小的特性,岩土的胀缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚,失水变薄造成的。岩土的胀缩性往往是产生地裂缝、基坑隆起的重要原因之一,对地基变形和土坡表层稳定性有重要影响。标定岩土胀缩性的指标有:膨胀率、自由膨胀率、体缩率、收缩系数等。岩土的水理性质尚有持水性、容水性、毛细管性、可塑性等等,在这里不再一一叙述。
3地下水引起的岩土工程危害
(1)地下水升降变化引起的岩土工程危害:地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,但不管什么原因,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成危害,地下水位变化引起危害又可分为三种方式:
1)水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的,其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状.水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响,有时往往是几种因素的综合结果。由干潜水面上升对岩土工程可能造成:①土体沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。②斜坡、河岸等岩土体产生滑移、崩塌等不良地质现象。③一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化,引发山体滑坡。④引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象。⑤地下洞室充水淹没,基础上浮、建筑物失稳。
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于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水、采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝、修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。
3)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。
(2)地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,一般不会造成什么危害,但在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件,在移动的动水压力作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成条件和防治措施在有关的工程地质文献中已有较详细的论述,这里不再重复。水文地质工作在建筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用,随着工程勘察的发展,其必将受到越来越广泛的重视,切实做好水文地质工作将对勘察水平的提高起着极大的推动作用。
参考文献:
[1]工程地质手册(第四版)[S]冲国建筑工业出版社.
[2]孔德坊.工程岩土学[M].地质出版.
[3]陈国明.浅谈地下水危害及工程勘察水文地质评价[J].西部探矿工程,2006(3).
1 工程地质勘察中水文地质评价内容
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:
1.1 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。
1.2 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。
1.3 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砼及砼内钢筋的腐蚀性,重点查明地下水的化学类型。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,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,应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性。③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。④在地下水位以下开挖基坑,应进行渗透和富水试验,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的可能性。⑤其它情况需评价地下水的运动规律,调查因人工开采和各类工程建设引起的地下水补给、径流、排泄条件的改变,水质变异和由此引起的地质环境问题。
2、岩土工程施工中水文地质评价内容
在岩土工程施工中涉及建(构)筑物、矿区坝体、水工构筑物、地质灾害治理山体等,对水文地质问题的评价,主要应考虑如下内容:
2.1建(构)筑物施工中其基础是保证建筑物稳定的前提条件,应重点评价地下水对基坑开挖稳定性的影响,提出防治措施。
2.2 矿区坝体(如尾沙坝、拦沙坝)中矿砂堆积至一定高度,其库内水位增高,静水压力增大,对坝体侧向压力加大,存在垮坝的危险,应重点评价库区内水体对坝体的影响评估,提出相应排渗措施。
2.3 水工构筑物施工,应评价地下水的动态情况、水体对围堰施工的影响,提出防治措施。
2.4 地质灾害治理的山体,需重点评价区域水文地质情况、岩土体的富水性。并提出山体排水措施。
论述地下水在岩土工程施工中的影响,水文地质研究的重要性
1、如矿区内尾矿库的拦砂坝因库内砂体堆积剧增,严重影响至坝体的稳定性,通过水文地质评价,按调查结果采取坝体设置排渗管、集渗井排水施工,排除水体对坝体稳定性的影响。
2、地质灾害治理的山体,像南方地区降水充沛,对多危岩体的山体存在极大的隐患,通过水文地质调查,按评价情况设置排水沟、截水沟也是关键。
3、基坑施工中地下水对基坑开挖支护有着重要影响,水体是引起基坑坍塌的主要因素。地下水改变了土体以及支护结构的应力状况以及受力情况,并弱化了土体自身的物理力学性质和支护结构的支护强度。水文地质评价对基坑施工起至到头重要的作用。
3岩土水理性质
岩土水理性质是指岩土与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩土重要的工程地质性质:岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形,而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视,对岩土的水理性质却有所忽视,因而对岩土工程地质的评价是不够全面的。岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质,下面首先介绍一下地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响,然后再对岩土的几个重要的水理性质及研究测试方法进行简单的介绍。
3.1 地下水的赋存形式:地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、毛细管水和重力水三种,其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。
3.2 岩土的主要的水理性质及测试办法:①软化性,是指岩土体浸水后,力学强度降低的特性,一般用软化系数表示,它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时,在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性上层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。②透水性,是指水在重力作用下,岩土容许水透过自身的性能。松散岩上的颗粒愈细、愈不均匀,其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育,其透水性就愈强。透水性一般可用渗透系数表示,岩上体的渗透系数可通过抽水试验求取。③崩解性,是指岩浸水湿化后,由于土粒连接被削弱,破坏,使土体崩敞、解体的特性。④给水性,是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水的性能,以给水度表示。给水度是含水层的几个重要水文地质参数,也影响场地疏松时间。给水度一般采用实验室方法测定。⑤胀缩性,是指岩土吸水后体积增大,失水后体积减小的特性,岩土的涨缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚,失水变薄造成的。
4地下水引起的岩土工程危害
地下水引起的岩土工程危害,主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。
4.1 地下水升降变化引起的岩土工程危害。地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,但不管什么原因,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成危害,地下水位变化引起危害又可分为三种方式:
4.1.1 水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的,其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状;水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响,有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成:①土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。②斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象。③一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。④引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂,管涌等现象。⑤地下洞室充水淹没,基础上浮,建筑物失稳。
4.1.2 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于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水.采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝,修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。
4.1.3 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.不仅使岩上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渗透,会将土层中的铁、铝成分淋失,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。
4.2 地下水动压力作用引起岩土工程危害。地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,一般不会造成什么危害,但在人为工程活动中由于改变地下水天然动力平衡条件,在移动的动水压力作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成条件和防治措施在有关的工程地质文献已有较详细的论述,这里不再重复。
关键词:地质勘察 水文地质 思考
中图分类号:P641文献标识码: A
引言:我国的很多工程的建设都需要进行地质勘探,比如水利工程的建设和铁路建设等,这些工程的施工都需要进行预先的地质调查,因为不同的水文地貌也会给建筑带来一定的影响。如果地下水多的话,就会破坏工程的地基,影响整个工程的稳定性。所以水文地质的勘测对于我国现代化建设具有非常重要的作用。
一、 水文勘探活动应包含的内容
水文地质环境勘探过程实践中,一般要从以下几个方面入手进行,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。
1.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。
2. 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。
二. 工程地质勘察中水文地质评价内容
本文所说的工程地质勘测主要是对工程建设的地区进行考察,并作出适当的评价和预估来判断适不适合施工以及施工的方式,所以在勘测中应该注意几点。
1. 在进行工程地质勘测的过程中要注意考虑到地质结构和地下水位对整个建筑结构的产生的作用,如果该地质结构不适合于建筑,要采取相应的方法对建筑结构进行加固,这样才能够有效的提高工程的质量,保证建筑的稳定性,
2. 勘查人员人员不要盲目的进行勘察,也要注意借鉴相关的记载资料,进行研究以后在进行勘察,把实践和理论相结合,才能使得勘察的结构更客观、更符合地质的实际情况,为工程的建设提供充分的依据。
3. 通过对我国的工程质量的分析,工程的质量和稳定性受到一地下水位的制约,所以要进行具体的工程施工,就必要做好地质的地貌的勘测工作。首先工程勘测人员要对施工环境的地下水位进行测量,然后在决定施工所需要的材料,通过混凝土的浇筑对地下的地基进行加固,如果地貌环境比较复杂,需要建立基本的框架对其进行加固,同时也应该按照不同的地貌机构进岩层的分析,如果土质比较软的话,可以采用填充的方式对土质进行填料,使得土质变得密实,然后字进行基础的施工。现对于地下水位比较浅的位置,可以设置一层隔离的防水层,然后在防水层的上面进行地基的施工。防水层的主要作用就是能够对水分进行有效的隔离,防止水分对地基产生腐蚀,同时也能够提高工程建筑的稳定性和可靠性,为人们的生命安全提供有力的保障。
三、 岩土水理性质
工程地质勘查的主要工作就是对土质内的岩石以及水分进行勘测。工程施工中对于岩石的稳定性以及水分的控制是非常重要的。因为工程的地基是建立在一定的岩石基础上的,如果岩石的性质不稳定,则会影响整个地基的稳定性。所以对岩石的成分进行考察,对地基进行加固,防止部分岩石的碎裂而造成工程的塌陷,因此这种勘测的工作是重中之重。在对岩石进行勘测的过程中还要考虑到岩石中水分的含量,因为水分含量过多会造成地基的渗漏情况,影响了地基的质量,导致了混凝土裂缝的情况。地基中的钢筋也会遭到水分的腐蚀。所以对建筑施工地区进行水文地质的勘测是非常重要的,直接关系到该工程的施工的效率和安全性,能共剔除盲目的施工所造成的危害。下面我们就给大家分析施工环境的水文地质的勘测方式。
1..地下水的赋存形式:地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、毛细管水和重力水三种,其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。
2.在工程地质勘测中主要利用的方式就是利用精密的仪器。对于土质松散的位置进行勘测,可以参照性格的数据对土质的承重能力进行检测,如果土质中的岩石出现了软化的情况那么就说明该地域要进行施工就需要做好地质的加固措施,才能够正常的施工,否则很可能造成对施工材料的浪费,通过填料的方式可以对土质进行良好的加固。对于地质勘测中的水位的判断可以通过对泥土中部分水分的提取参照一定的比例判断其泥土的含水量,从而可以实行防水层的施工方式。还有一些地方的土质结构已经出现了损坏,对其进行加固也无法弥补,所以就可以判断该地域不适合进行施工,就算施工以后,也会因为一定的外力作用,发生工程的施工事故。这也很容易造成人员的伤亡,所以施工之前必须要对土质进行勘测。由于一些地方的岩石含水量比较高,容易出现土质膨胀的情况,但是其承重能力却不强,对于这种情况的检测可以采取抽取部分水分的方式,使其土质变密实。
四、 地下水引起的岩土工程危害
地下水引起的岩土工程危害,主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。
1. 地下水升降变化引起的岩土工程危害。地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,但不管什么原因,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成危害,地下水位变化引起危害又可分为三种方式:
1.1 水位上升引起的岩±工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的,其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状:水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响,有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成:①土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。②斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象。③一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。④引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂,管涌等现象。⑤地下洞室充水淹没,基础上浮,建筑物失稳。
1.2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于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水.采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝,修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。
1.3 地下水动压力作用引起岩土工程危害。地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,一般不会造成什么危害,但在人为工程活动中由于改变地下水天然动力平衡条件,在移动的动水压力作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成条件和防治措施在有关的工程地质文献已有较详细的论述,这里不再重复。
五 结束语
综上所述,.文地质工作在建筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用,随着工程勘察的发展,将受到越来越广泛的重视,切实做好水文地质工作将对勘察水平的提高起着极大的推动作用。
参考文献:
[1] 郭建军,刘尚君.略论地质工程中的水文地质问题[J].地下水.2010(05).
[2] 乔红斌.地下水问题在工程地质勘察中的重要性[J].山西建筑.2010(25).
【关键词】工程勘察;水文地质;地质勘察;影响
On the hydrogeological and engineering geological investigation
Ding Ming
(Five drainage Sixth Agricultural Division Investigation Design and Research Co., Ltd Wujiaqu Xinjiang 831300)
【Abstract】In order to improve the quality of the engineering survey, engineering survey not only requires the identification of the hydrogeological and geotechnical engineering, evaluation of groundwater and its impact on rock and soil and buildings, prevention and control measures to make recommendations for thethe design and construction to provide the necessary hydrogeological data, in order to eliminate or reduce the groundwater on the geotechnical hazards. Three aspects of the importance of hydrogeological problems in engineering exploration from the hydrogeological evaluation of the content in engineering geological exploration, ground water, physical properties, and groundwater caused by the geotechnical hazards.
【Key words】Engineering investigations;Hydrogeology;Geological survey;Impact
在工程勘察中设计和施工过程中,水文地质问题始终是一个极为重要但也是一个易于被忽视的问题。由于没有足够的重视。导致地下水引起的各种岩土工程危害时有发生。为此,在岩土工程勘察中要求查明与岩土工程有关的水文地质问题评估地下水对岩土工程有关的水文地质问题。评估地下水对岩土工程和建筑物的作用及影响。为设计和施工提供必要的水文地质资料以消除或减少地下水对岩土工程的危害。
1.水文地质评价内容
工程地质勘察中水文地质评估内容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,我认为在今后在工程勘察中,对水文地质问题的评价主要考虑以下内容:
(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)工程勘查密切结合建筑物地基基础类型的需要,查明有关水文质问题,提供选型所需的水文地质资料。
(3)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砼及砼内钢筋的腐蚀性;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评价;在地下水位以下开挖基坑,应进行渗透和富水性试验。并评价由于人工降水引起土冻沉降,边坡失稳进而影响物稳定性的可能。
2. 岩土水理性质
岩土水理性质是指岩土与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩土重要的工程地质性质。岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形,而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视,对岩土的水理性质却有所忽视,因而对岩土工程地质性质的评价是不够全面的。
既然岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质,首先介绍一下地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响,然后再对岩土的几个重要的水理性质及研究测试方法进行简单的介绍。
地下水的赋存形式:地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、毛细管水和重力水三种,其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。
岩土的主要的水理性质及其测试办法有五种:软化性、透水性、崩解性、给水性、胀缩性。软化性是指岩土体浸水后,力学强度降低的特性,一般用软化系数表示,它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时,在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性土层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性;透水性是指水在重力作用下,岩土容许水透过自身的性能。松散岩土的颗粒愈细、愈不均匀,其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育,其透水性就愈强。透水性一般可用渗透系数表示,岩土体的渗透系数可通过抽水试验求取;崩解性是指岩土浸水湿化后,由于土粒连接被削弱、破坏,使土体崩散、解体的特性。岩土的崩解性与土的颗粒成分、矿物成分、结构等关系极大,以广东地区的残积土为例,一般崩解时间5~24h,崩解量1.79~34,以蒙脱石、水云母、高岭土为主的残积土以散开方式崩解,而以石英为主的残积土多以裂开状崩解为主。给水性是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水量的性能,以给水度表示。给水度是含水层的一个重要水文地质参数,也影响场地疏干时间。给水度一般采用实验室方法测定。胀缩性是指岩土吸水后体积增大,失水后体积减小的特性,岩土的胀缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚,失水变薄造成的。岩土的胀缩性往往是产生地裂缝、基坑隆起的重要原因之一,对地基变形和土坡表层稳定性有重要影响。标定岩土胀缩性的指标有:膨胀率、自由膨胀率、体缩率、收缩系数等。岩土的水理性质尚有持水性,溶水性,毛细管性,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,主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。
3.1 地下水升降变化引起的岩土工程危害。在工程勘察中要注意调查了解地下水位条件及其升降变化。在天然条件下地下水位一般是季节性变化雨季水位水位上升旱季水位下降。地下水位的天然变化是区域性。渐变的。而且变幅较小但是,人为因素引起的局部性地下水为升降变化的幅度往往大于天然变化所引起的岩土工程危害更为严重。(1)水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的,其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状;水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响,有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成如下影响;土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强;斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象;一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化;引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象;地下洞室充水淹没,基础上浮、建筑物失稳。(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于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水、采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝、修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。
3.2 地下水位对岩土物理力学性质的影响。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,严重若形成地裂,引起建筑物特别是低层或轻型建筑物的破坏。当地下水升降频繁时或变化幅度大时。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加大。因此,在膨胀性岩土地区进行工程勘察时应特别注意对场地水文地质条件的研究,特别地下水往往升降变化中高度和变化规律这对地基基础深度的选择(宜选在第下水位以上或地下水位以下,不宜选在地下水位变动带内)有主要的参考价值。
在建筑工程的地基内,当地下水位在基础底面以下压缩层范围内发生变化时,就能直接影响建筑物的稳定性。若水位在压缩层范围内上升时,软化地基土,使其强度降低、压缩性增大,建筑物可能产生较大的沉降变形若水位在压缩层范围下降时,岩土的自重应力增加,可能引起地基基础的附加沉降,如果土质不均匀或地下水位的突然下降也可能使建筑物发生变形破坏。
在地下水位以上、地下水位变动带和地下水位以下,具有明显的变化规律土体从上到下,有天然含水量、孔隙比由小大一小,压缩模盆、承载力由大一小一大的变化规律。这是由于地下水位以上部位,经长期淋滤作用,铁铝富集,并对土颗粒起胶结和充填作用,增大了土拉间连接力,往往形成“硬壳层”,因而含水、孔隙比小而压缩模和承载力增高而位于地下水位变动带的土层,由于地下水积极文替,土中的铁铝成分淋失,土质变松,因而含水量、孔隙比增大,压缩模量、承载力降低位于地下水位以下的土层,由于地下水交替缓慢,氧化、水解作用减弱,加之上扭土层的自重压力作用,土质比较密实,因而含水贫、孔隙比减小,压缩模、承载力增高。
岩土特别是各类软质岩石、风化残积土、不同成因的粘性土等,其物理力学性质的变化规律,与地下水位有着密切的联系。因此,在分析研究岩土物理力学的变化规律时,应充分重视地下水位这一重要影响因素。
3.3 地下水动水压力作用引起的岩土工程危害。地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,但是在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件,在一定的动水压力作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害。如流砂、管涌、基坑突涌等。
4. 结语
岩土工程问题中,地下水问题占有相当重要的位置,准确合理地查明地下水位,不仅使资料的可靠程度更高,而且可更好地用岩土体的潜在能力。因此,为提高工程勘察质,在工程勘察中不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题,以消除下水对岩工程的危害随着工程勘察的发展,其必将受到越来越广泛的重视,切实做好水文地质工作将对勘察水平的提高起极大的推动用。
参考文献
[1] 中华人民共和国建设部,岩土工程勘察规范[M],中国建筑工业出版社,2002年2月.