時間:2023-03-21 17:15:50
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇地質(zhì)工程勘察論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
1)地下水位上升引起的工程危害。巖土工程所出現(xiàn)土壤沼澤化、鹽漬化等現(xiàn)象及其所導(dǎo)致的成巖土工程質(zhì)量下降是由水位上升引起的,地下水位上升對于建筑物的腐蝕會造成更加嚴重的影響,建筑物更容易壞掉,不能長久的使用,導(dǎo)致人力,物力,財力的大量浪費,給國家經(jīng)濟造成不利影響。部分水位上升還是引起巖土結(jié)構(gòu)破壞的主要因素,同時會造成巖土層結(jié)構(gòu)強度降低而出現(xiàn)流砂、管涌等現(xiàn)象。在實際地質(zhì)工程中,大量降雨、溫度上升、含水層結(jié)構(gòu)及總體巖土性質(zhì)改變等是導(dǎo)致水位上升的主要因素。
2)地下水位下降引起的工程危害。地下水位降低可以導(dǎo)致地面下降,工程地面出現(xiàn)塌陷,整個建筑物會坍塌,不僅造成財力的浪費,還可能會造成人員傷亡,后果不可想象。地下水位的惡化主要就是地下水的枯竭造成的,會影響到工程地質(zhì)的穩(wěn)定性和安全性。導(dǎo)致正常地質(zhì)地下水位下降的主要的原因包括采礦人員采礦活動、建筑水庫補給、地下水大量抽取等一些人為因素。
3)地下水位頻繁升降造成的工程危害。頻繁升降的現(xiàn)象有時候會在地下水中出現(xiàn)。巖土層膨脹以及巖土出現(xiàn)不均勻脹縮都是由地下水位頻繁升降導(dǎo)致的,巖土層出現(xiàn)變形往復(fù)所導(dǎo)致的地下巖土層中的鋁、鐵等物質(zhì)喪失的主要原因就是膨脹收縮。進而出現(xiàn)上層土層失去膠結(jié)物以及巖土層表面出現(xiàn)松動的現(xiàn)象,降低了整體的巖土層效果降低。可見地下水位頻繁升降造成的后果也是十分嚴重的。
4)地下水動壓力作用引起的工程危害。地下水天然動力平衡效果降低導(dǎo)致的移動水壓的改變在很大程度上是由地下水動壓力改變引起的,同時巖土層所出現(xiàn)的流砂、管涌、基坑突涌等導(dǎo)致的水文地質(zhì)整體狀況大幅降低的現(xiàn)象也是巖土工程地下水動壓力改變引起的。除此之外,地下水動壓力作用還可以導(dǎo)致地下水天然動力平衡的條件發(fā)生轉(zhuǎn)變。
2解決水文地質(zhì)問題的有效措施
水文地質(zhì)對于地質(zhì)勘查越來越重要,采取切實有效的方法對水文地質(zhì)的各種有關(guān)參數(shù)進行測定對于提高工程施工的安全性。保證建筑的穩(wěn)定性以及避免人為誘發(fā)水文地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生有著非常重要的作用,應(yīng)當對其進行正確客觀的評價。為了充分發(fā)揮水文地質(zhì)在工程地質(zhì)勘察中的積極作用就要做好水文地質(zhì)勘察工作,那么,面對以上水文地質(zhì)問題,我們該采取哪些措施去有效防治呢?
1)詳細的水文地質(zhì)評價內(nèi)容。巖土工程勘察報告是展示工程地質(zhì)勘察的最終成果的主要方式,建筑工程地基基礎(chǔ)設(shè)計及施工都是以巖土工程勘察報告為主要科學(xué)依據(jù)的。全面可靠的報告內(nèi)容能夠保證后期工程設(shè)計施工的安全性,報告內(nèi)容的錯誤會造成非常嚴重的后果,一點點的差錯就會引發(fā)不可想象的后果,因此要求技術(shù)人員必須要有耐心與責任心。在水文地質(zhì)評價的報告中除了要將下水類型,含水層的埋深以及具體的分布狀況、巖土類型、巖土厚度,靜止水位、涌水量、地下水流向以及水力坡度內(nèi)容包括在內(nèi)以外,還應(yīng)該包括各個含水層間的水力聯(lián)系以及含水層與地表水體間的水力聯(lián)系;地下水的補給和排泄情況等
2)調(diào)查準確的工程地質(zhì)條件。應(yīng)該將地形地貌、水文地質(zhì)、巖土的物理力學(xué)性質(zhì),地質(zhì)現(xiàn)象等條件作為工程地質(zhì)勘察中的工程地質(zhì)條件。在調(diào)查這些工程地質(zhì)條件時,要做到準確詳細。為確保建筑的安全防護措施提供相關(guān)科學(xué)準確的依據(jù)。為了預(yù)測工程地質(zhì)作用會帶來什么樣的影響應(yīng)當給出正確的客觀的評價,應(yīng)當查明工程地質(zhì)條件并結(jié)合項目的具體特點,確保對建筑實施具有科學(xué)準確性的安全措施。
二、地下水可能引起的巖土工程的主要危害
地下水之所以能夠引起巖土工程出現(xiàn)問題主要是因為地下水會出現(xiàn)不穩(wěn)定的水位變化以及地下水的水動壓力以及地下水對于建筑物的腐蝕這三個方面,其中前兩個方面是最為主要的兩個方面。地下水的水位變化主要有三種形式,一種是地下水的水位上升,一種是地下水的水位下降,另外一種是地下水的水位頻繁變化,不斷地上升和下降。如果地下水的水位只是在小范圍內(nèi)出現(xiàn)波動一般不會對巖土工程造成很大的影響,但是一旦浮動范圍過大,則非常容易影響巖土工程的施工和使用。地下水位頻繁的升降波動對巖程可能造成的危害主要有:能引起建筑物的破壞和膨脹性巖土脹縮變形。地下水動壓力作用對巖土工程造成的危害上要原因是自然原因或者人為工程活動改變了地下水的天然動力平衡條件,在移動水壓動力力作用下。引起巖土的滲透變形,造成流砂,管涌?;油挥康纫恍┓浅乐氐摹в袣缧缘墓こ涛:?,造成安全隱患影響工程的質(zhì)量。
1.地下水的水位下降可能引起的巖土工程的危害現(xiàn)如今,地下水的水位降低大多是由于人為因素,比如說人類為了某些商業(yè)原因會集中大量的抽取地下水、在采礦的時候可能出現(xiàn)礦床疏干、還有就是在河流的上游筑壩、修建水庫等水利工程會截奪下游的地下水補給等等。地下水的水位過分下降,可能會導(dǎo)致地裂、地面沉降、地面塌陷等許多嚴重的地質(zhì)災(zāi)害以及地下水源桔竭、水質(zhì)惡化等惡劣的、不可修復(fù)的環(huán)境問題,這些后果無論是對巖土體、建筑物的穩(wěn)定還是人類自身的居住環(huán)境都會造成很大威脅。
2.地下水的水位上升可能引起的巖土工程危害能夠引起地下水的水位上升的原因有很多種,最主要的是地質(zhì)因素就是地下含水層的結(jié)構(gòu)變化。另外像氣象因素比如說降水變化,氣溫變化都有可能導(dǎo)致地下水位的上升。還有一些人為因素比如說灌溉、施工也有可能造成地下水位的上升。地下水位上升會造成土地的沼澤化、鹽堿化,導(dǎo)致地下水對建筑物的腐蝕性增強。地下水位上升還可能導(dǎo)致巖石層出現(xiàn)滑移和崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。
3.地下水水位的頻繁升降可能對巖土工程造成的危害地下水水位的升降變化能夠造成膨脹性的巖土因為膨脹系數(shù)不同,吸水多少不同產(chǎn)生不均勻的脹縮變形,當?shù)叵滤乃簧当容^頻繁的時候,不僅會導(dǎo)致巖士的膨脹收縮變形不斷的往復(fù)出現(xiàn),而且會導(dǎo)斂巖土的膨脹收縮幅度不斷地加大,久而久之會導(dǎo)致地裂引起建筑物特別是質(zhì)量不大的輕型建筑物的破壞。地下水水位的升降變動帶內(nèi)可能出現(xiàn)的情況就是由于地下水的水位變動過快,土層中的膠結(jié)物比如鐵、鋁等主要的成分會被水帶走,土層一旦失去了膠結(jié)物就會出現(xiàn)土質(zhì)變松、含水量增大、孔隙增大等問題,給巖土工程的基礎(chǔ)選擇、處理帶來很多不必要的麻煩。
4.水文地質(zhì)勘察在巖土工程勘察中的評價巖土工程的勘察中涉及的基本理論主要包括土力學(xué)的一些基本知識以及一些主要的工程地質(zhì)理論等。巖土工程問題的解決實際上就是在理論知識的指導(dǎo)之下,巖土工程的操作人員利用自己的工作經(jīng)驗結(jié)合實際的工作情況來建立合適的模型,進行試驗得到相關(guān)參數(shù),進而判斷的一個解決問題的過程。
2水文地質(zhì)在巖土工程勘察中的影響
2.1地下水位變化的影響
水文地質(zhì)對于巖土工程勘察的影響是非常巨大的,尤其是地下水位的升降變化,會改變巖層內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性,從而引發(fā)地表塌陷、沉降以及裂縫等問題,影響地表建筑的穩(wěn)定和安全。造成地下水位上升的原因是多種多樣的,如含水層結(jié)構(gòu)、工程施工、降水量增加等,這些因素可能單獨存在,也可能共同作用。正常情況下,地下水位上升并不會造成很大的影響,但是,如果其上升速度過快或者存在不正常的水位上升,則會造成建筑物的腐蝕,或者引發(fā)滑坡問題。如果地下水位出現(xiàn)大幅度下降,不僅可能會導(dǎo)致地面沉降、塌陷等災(zāi)害,還可能會造成水源枯竭、地下水質(zhì)惡化等問題,在影響自然生態(tài)環(huán)境的同時,還會威脅人們的身體健康。如果一個區(qū)域的地下水位出現(xiàn)頻繁升降,則會導(dǎo)致膨脹性巖層出現(xiàn)不均勻膨脹和收縮變形,引發(fā)地裂災(zāi)害,對建筑物造成嚴重的破壞。
2.2地下水動水壓力的影響
地下水動水壓力在巖土工程勘察中的影響是非常巨大的,如果出現(xiàn)人為觸動,則會導(dǎo)致地下水自然條件出現(xiàn)不同程度的失衡,在地下水中產(chǎn)生強烈的動水壓力,影響巖土勘察工作的進度和質(zhì)量。同時,由于動水壓力相對較大,會引發(fā)各種各樣的地質(zhì)災(zāi)害問題,影響工程建設(shè)的順利進行。
2.3對基礎(chǔ)埋深的影響
在巖土工程建設(shè)中,基礎(chǔ)埋深直接影響著建筑工程整體的穩(wěn)定和安全,是非常重要的。因此,在對基礎(chǔ)埋深進行確定時,應(yīng)該充分考慮各方面的影響因素,對水文地質(zhì)條件及其發(fā)展變化進行詳細把握。一般情況下,基礎(chǔ)埋深應(yīng)該位于地下水位以上,而如果地下水位較高,基礎(chǔ)埋深必須深入到水位以下,則需要采取相應(yīng)的降水措施。在對基礎(chǔ)埋深進行確定時,還需要考慮承壓水的作用,采取相應(yīng)的防護措施,以免在深基坑開挖過程中,出現(xiàn)承壓水沖破基坑底部土層的情況。立足建筑工程基礎(chǔ)施工現(xiàn)狀,天然地不僅施工便利,而且成本低廉,在工程施工中通常都會優(yōu)先考慮,不過,如果地基穩(wěn)定性差,或者基礎(chǔ)沉降過大,無法充分滿足工程設(shè)計要求,則需要對地基進行處理,提升其承載能力。不僅如此,地下水的存在,還會對工程基礎(chǔ)的開挖施工造成一定的影響,必須采取有效措施進行預(yù)防和處理,以保證工程的順利施工。
2.4對工程建筑的影響
基礎(chǔ)對于工程建筑的作用是不言而喻的,一旦基礎(chǔ)遭到破壞,建筑必然會受到相應(yīng)的牽連,產(chǎn)生沉降、傾斜甚至倒塌等問題。當區(qū)域內(nèi)地下水位較高時,會導(dǎo)致建筑地下結(jié)構(gòu)或者地下水受潮,影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性,會導(dǎo)致土壤鹽漬化,對建筑基礎(chǔ)造成侵蝕,同時也可能導(dǎo)致整個建筑地基以及周圍附著物的變形、塌陷和損毀。在施工中,如果采用人工降低地下水位的方式,應(yīng)該充分考慮其對于地層的影響,避免出現(xiàn)地表坍塌等問題。
3水文地質(zhì)在巖土工程勘察中的應(yīng)用
在巖土工程勘察中,勘察人員應(yīng)該充分重視水文地質(zhì),對其抱有一個客觀、全面的形態(tài),做好相應(yīng)的分析和評價,以確保巖土工程勘察工作的效率和質(zhì)量。在對水文地質(zhì)進行評析時,一是必須做好防腐處理,充分考慮巖土體的透水性、脹縮性、崩解性及軟化性,消除各種不確定因素對于勘察結(jié)果的影響,對可能出現(xiàn)的地質(zhì)問題進行預(yù)測;二是應(yīng)該根據(jù)工程設(shè)計施工要求,對水文地質(zhì)評析問題進行深入探究,通過可靠的水文參數(shù),對巖土工程勘查中可能遇到的各種問題進行預(yù)測,并做好相應(yīng)的防護措施。水文地質(zhì)在巖土工程勘察中的實際應(yīng)用,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
3.1自然地理條件勘察
巖土工程勘察工作包括了多方面的內(nèi)容,能夠為工程項目的建設(shè)提供全面準確的巖土數(shù)據(jù),而水位地質(zhì)勘察能夠為工程的安全施工提供可靠依據(jù)。因此,在巖土工程勘察中,應(yīng)用水文地質(zhì)勘察是非常重要的。自然地理條件勘察是水文地質(zhì)勘察的重要組成部分,主要是對區(qū)域內(nèi)地形地貌和地下水文特征的勘察,幫助工程建設(shè)人員了解施工現(xiàn)場周邊的地形地貌、水系、氣候等特征。
3.2地質(zhì)條件勘察
地質(zhì)條件不僅影響著工程基礎(chǔ)的施工質(zhì)量,同時也在很大程度上影響著建筑整體結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性和耐久性。在巖土工程勘察中,地質(zhì)條件勘察主要是針對工程建設(shè)區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造特征、地層巖性、構(gòu)造運動等進行勘測,為巖土工程的建設(shè)提供必要的數(shù)據(jù)支持。
3.3地下水位勘察
上文中提到,地下水位的升降變化會對建筑主體和地基造成不容忽視的影響,因此,在正式施工前,做好地下水位的勘察工作,是非常重要的。通常情況下,地下水位勘察需要對最近3-5年的最高水位、最低水位及水位變化情況進行勘測,并對地下水的排泄條件、與地表水的補排水關(guān)系等進行明確,進而對地下水位在巖土工程建設(shè)中的影響進行分析,做好相應(yīng)的預(yù)防和應(yīng)對。
可行性研究勘查階段科學(xué)的評價了擬建場地的穩(wěn)定性以及適宜性。這一階段對工程地質(zhì)工作的要求如下:1、考察當?shù)氐牡刭|(zhì)、地形地貌以及附近地區(qū)的工程地質(zhì)資料等;2、在搜集資料的基礎(chǔ)上對場地的地層以及構(gòu)造等工程地質(zhì)條件進行了解;3、對于那些工程地質(zhì)條件較為復(fù)雜的情況,要根據(jù)實際情況來測繪工程地質(zhì),開展勘探工作。
(二)初步勘查階段
在初步勘查這一階段,合理的評價建筑場地內(nèi)建筑地段的地質(zhì)狀況。這一階段的工程地質(zhì)勘查工作如下:1、搜集一些可行性研究報告、建設(shè)規(guī)模等相關(guān)資料;2、對地層、構(gòu)造、水質(zhì)以及物理地質(zhì)現(xiàn)象的成因、分部進行詳細的了解;3、對建筑材料的場地以及儲量進行合理的確定。
(三)詳細勘查階段
詳細勘查這一階段要與技術(shù)設(shè)計充分結(jié)合起來,并且在分析以及評價巖土工程的時候,要根據(jù)不同的建筑物來進行。詳細勘查可以為基礎(chǔ)設(shè)計、處理地基以及物理地質(zhì)現(xiàn)象的防治提出了堅實的基礎(chǔ)。
二、高層建筑物的主要工程地質(zhì)問題
本文主要分析了高層建筑物的工程地質(zhì)問題,由于高層建筑物具有重大的負荷以及分布不均勻,一般情況下要采用深基礎(chǔ),促使地基變形的深度加大。
(一)建筑物場地的穩(wěn)定性問題
高層建筑物以及超高層建筑物地基變形會產(chǎn)生較大的影響,這一類建筑物的范圍不僅會影響地表的松軟土,而且也會影響到基巖風化帶。在高層建筑物中,不僅要重視地基土體的穩(wěn)定性,而且要注重下臥層的穩(wěn)定性。巖性以及成因類型、土體結(jié)構(gòu)等都影響著下臥層的穩(wěn)定性。所以,在選擇建筑場地的時候,要以城市地震基本烈度區(qū)劃為基礎(chǔ),在勘探過程中驗證以及查明建筑場地周圍的地質(zhì)結(jié)構(gòu),通過分析與比較選擇合適的建筑場地。
(二)基礎(chǔ)類型選擇的工程地質(zhì)論證
目前,高層建筑的主要形式是指箱基、樁基以及復(fù)合基礎(chǔ)。第一,箱形基礎(chǔ)。其中箱形基礎(chǔ)的特點如下:較大的基底面積、整體性較好等特點。如果地基中的土體較為軟弱以及分布不均勻的時候,此時要選擇箱形基礎(chǔ),這種形式不僅會減少建筑物的不均勻沉降,而且可以合理利用其中的空部分。第二,樁基。樁基包括了鋼管、墩基等幾個部分。樁基具備較高的承載能力,而且可以避免基坑邊緣的穩(wěn)定性等問題。在上覆較厚軟土層的地基中比較適合使用樁基。所以要按照地基工程的實際施工條件來進行,選擇有效的樁基類型。第三,復(fù)合基礎(chǔ)。如果僅僅采用復(fù)合基礎(chǔ)這一種形式不能滿足高層建筑對地基強度以及變形的實際要求。如果在施工過程中出現(xiàn)了困難,此時要選擇箱基下樁基的復(fù)合基礎(chǔ)類型,采用復(fù)合地基處理來降低承載量?,F(xiàn)階段,在實際施工過程中要采用深層攪拌樁。然而如果施工條件較為復(fù)雜,造價較高的時候,此時要結(jié)合建筑物的實際要求來進行,促使建筑物工程的順利開展。
三、加強高層建筑工程地質(zhì)勘查工作的途徑
(一)詳細了解以及掌握建設(shè)單位對巖土勘測的要求
工程師在勘查工作開展之前,要詳細了解以及掌握建設(shè)單位對巖土勘測的要求,并且要充分結(jié)合工程的用途以及載荷大小,同時還要充分結(jié)合施工現(xiàn)場的實際情況編制科學(xué)的制度。另外在制定時間計劃的時候要聯(lián)系實際情況,注重資料整理、土木試驗等環(huán)節(jié),對試驗、鉆探施工等技術(shù)提出了合理的要求。
(二)工程地質(zhì)勘查人員要充分結(jié)合施工現(xiàn)場實際條件進行勘查工作
在開工之前,工程地質(zhì)勘查人員要從實際情況出發(fā)做好勘測以及核實工作,并且要核對鉆機所使用鉆桿的尺寸以及長度,確保各部門技術(shù)參數(shù)滿足實際施工的具體要求。在巖土勘測這一工作中,要按照相關(guān)的規(guī)章制度來進行,選擇合理的鉆進方式。在測量高程和水位的時候,要選擇黃海高程,如果條件不合適要采用假定高程,等到施工工程結(jié)束之后來測量地下水位。同時工程師要核對以及驗收相關(guān)資料來確定相關(guān)數(shù)量,并且做好現(xiàn)場監(jiān)督工作,提高勘查技術(shù)的質(zhì)量。
(三)做好地質(zhì)勘查工作,分析數(shù)據(jù),做好整理勘查數(shù)據(jù)工作
在整理以及分析數(shù)據(jù)之后要查明現(xiàn)場等實際情況,促使施工工程的順利進行。同時還要檢測地基處理的質(zhì)量,特別是做好記錄工作,認真分析相關(guān)數(shù)據(jù),便于日后工作的順利進行,提高工程地質(zhì)勘查的整體質(zhì)量。
(四)加強回訪工作,查明其中的不良地質(zhì)問題
為了能夠促使地基的質(zhì)量與現(xiàn)實施工條件相符合,這就要采取有效的措施來檢測工程的質(zhì)量,特別是對于那些施工過程中的數(shù)據(jù)域勘查報告不相符,此時要合理的分析,減少工程過程中的質(zhì)量問題。
0前言
整個工程勘察、設(shè)計和施工過程中,水文地質(zhì)問題始終是一個極為重要但也是一個易被忽視的問題。水文地質(zhì)和工程地質(zhì)二者關(guān)系極為密切,互相聯(lián)系和互相作用,地下水既是巖土體的組成部分,直接影晌巖土體工程特性,又是基礎(chǔ)工程的環(huán)境,影響建筑物的穩(wěn)定性和耐久性。在一些水文地質(zhì)條件較復(fù)雜的地區(qū),由于工程勘察中對水文地質(zhì)問題研究不深入,設(shè)計中又忽視了水文地質(zhì)問題,經(jīng)常發(fā)生由地下水引發(fā)的各種巖土工程危害問題。
1水文地質(zhì)評價內(nèi)容
工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)評價內(nèi)容在以往的工程勘察報告中, 由于缺少結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)計和施工需要評價地下水對巖土工程的作用和危害, 在很多地區(qū)已發(fā)生多起因地下水造成基礎(chǔ)下沉和建筑物開裂的質(zhì)量事故, 總結(jié)以往的經(jīng)驗和教訓(xùn), 我們認為今后在工程勘察中, 對水文地質(zhì)問題的評價, 主要應(yīng)考慮以下內(nèi)容:
(1)應(yīng)重點評價地下水對巖土體和建筑物的作用和影響,預(yù)測可能產(chǎn)生的巖土工程危害, 提出防治措施。
(2)工程勘察中還應(yīng)密切結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類型的需要,查明有關(guān)水文地質(zhì)問題, 提供選型所需的水文地質(zhì)資料。
2巖土水理性質(zhì)
巖土水理性質(zhì)是指巖土與地下水相互作用時顯示出來的各種性質(zhì)。巖土水理性質(zhì)與巖土的物理性質(zhì)都是巖土重要的工程地質(zhì)性質(zhì)。巖土的水理性質(zhì)不僅影響巖土的強度和變形,而且有些性質(zhì)還直接影晌到建筑物的穩(wěn)定性。以往在勘察中對巖土的物理力學(xué)性質(zhì)的測試比較重視,對巖土的水理性質(zhì)卻有所忽視,因而對巖土工程地質(zhì)性質(zhì)的評價是不夠全面的。
3地下水引起的巖土工程危害
水文地質(zhì)和工程地質(zhì)二者關(guān)系極為密切,兩者互相聯(lián)系和互相作用。地下水是巖土體的組成部分,直接影巖土體的工程特性,影響建筑物的穩(wěn)定性和耐久性。地下水引起的巖土工程危害,主要是由于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。
3.1地下水位升降變化引起的巖土工程危害
在工程勘察中,我們要注意調(diào)查了解地下水位條件及其升降變化。在天然條件下地下水位一般是季節(jié)性的變化,雨季水位上升,早季水位下降,最高水位與最低水位之間稱為水位變動帶。地下水位的天然變化是區(qū)域性、漸變的,而且變化幅度較小。但是,人為因素引起的局部性地下水位升降變化的幅度和速度往往大于天然變化,它所引起的巖土工程危害更為嚴重。
一、為了正確評價地下水位升降變化對巖土工程的影響,在工程勘察中首先要準確地測定靜水位。靜水位是指天然狀態(tài)下地下水穩(wěn)定水位,在測定靜水位時應(yīng)符合下列要求:
(1)在上部為潛水、下部為承壓水或多層含水層地區(qū),均應(yīng)分層測定水位;
(2)靜水位的測定應(yīng)有一定的穩(wěn)定時間,鉆進過程中的初見水位不一定是靜水位。一般地區(qū)每小時測定一次,三次所側(cè)水位值相同或孔內(nèi)水位差不超過2-3cm者,可作為靜水位;
(3)工程勘察需要時,宜在勘察結(jié)束后,統(tǒng)一測量一次靜水位。因為靜水位是相對的,它也隨著地下水補給或排泄條件的變化而變化;
(4)當采用泥槳鉆進時,為了避免孔內(nèi)泥漿對含水層的封閉影響,測定靜水位前應(yīng)將測水管打入含水層20cm或清洗鉆孔后,再測靜水位。
為了解地下水位升降變化,可根據(jù)工需要進行監(jiān)測,查明地下水最高、最低水位及變化幅度等。
二、地下水位升降變化引起的一些主要巖土工程危害有如下三種情況:
3.1.1潛水位上升引起的巖土工程危害
潛水位上升的原因很多,主要有:
(1)含水層顆拉細小,其滲透性弱,地下逕流差,尤其是上覆粗粒松散地層時,地表水容易下滲;
(2)當包氣帶薄時,毛細帶接近地表,土飽和差小;
(3)地下水流梯度小或者平緩時,排泄不暢;
(4)當含水層沿水流方向巖性突然變細、滲透性減弱或遇到隔水層時,潛水排泄困難。
上述四種原因引起潛水位上升,多出現(xiàn)在濱海平原、沖積平原一級階地及山前平原前緣地帶。此外河流、湖塘、水庫、梁道等地表水體滲入補給潛水層,也會引起潛水位升高。
由于潛水位升高引起的主要巖土工程危害有:
(1)土壤沼澤化、鹽漬化、主要發(fā)生干海積平原低洼地帶。
(2)斜坡巖土體產(chǎn)生滑移、崩塌等,主要發(fā)生于風化作用強烈的丘陵地區(qū)。
(3)崩解性巖土軟化、崩解,巖體結(jié)構(gòu)破壞,強度降低,壓縮性增大。主要發(fā)生于風化殘積土及強風化巖地區(qū)。
(4)導(dǎo)致粉細砂及粉土被水飽和呈松散狀態(tài),可能產(chǎn)生流砂、砂土液化等。主要發(fā)生于第四系全新統(tǒng)沖積、海積松散粉細砂層中。
(5)可能造成地下洞室內(nèi)充水淹沒;基礎(chǔ)上浮,使建筑物失穩(wěn)。
3.1.2地下水位過大下降引起的巖土工程危害
地下水位局部過大下降的原因,主要是人為因素改變了水文地質(zhì)條件造成的,如集中過量的抽取地下水,使地下水的開采量大于補給量,導(dǎo)致地下水位過大而持續(xù)下降,降落漏斗亦相應(yīng)的不斷擴大;另外,工程活動如礦區(qū)疏干、降水工程、施工排水等也能造成局部地下水位過大下降。
地下水位局部過大下降引起的主要巖土工程問題是地面塌陷、地面沉降、地裂,破壞巖土體的穩(wěn)定性,危害建筑物的穩(wěn)定性。在兩廣一些隱伏巖溶地區(qū),由于供水、排水造成地下水位過大下降,引起嚴重的地面塌陷、地裂。
3.1.3地下水位升降變化引起的巖土工程危害
地下水位升降變化能引起膨脹性巖土產(chǎn)生不均勻的脹縮變形,嚴重者形成地裂,引起建筑物特別是低層或輕型建筑物的破壞。當?shù)叵滤蛔兓l繁或變化幅度大時,不僅巖土的膨脹收縮變形往復(fù),而且脹縮幅度也大。因此,在膨脹性巖土地區(qū)進行工程勘察時,應(yīng)特別注意對場地水文地質(zhì)條件的研究,特別是地下水位的升降變化幅度和變化規(guī)律。這對地基基礎(chǔ)深度的選擇(宜選在地下水位以上或地下水位以下,不宜選在地下水位變動帶內(nèi))有重要的參考價值。
3.2地下水位對巖土物理力學(xué)性質(zhì)的影響
在地下水位以上、地下水位變動帶和地下水位以下,具有明顯的變化規(guī)律:土體從上到下,有天然含水量、孔隙比由小~大~小,壓縮模量、承載力由大~小~大的變化規(guī)律。這是由于地下水位以上部位,經(jīng)長期淋濾作用,鐵鋁富集,并對土顆粒起膠結(jié)和充填作用,增大了土粒間連接力,往往形成“硬殼層”,因而含水量、孔隙比小而壓縮模量和承載力增高;而位于地下水位變動帶的土層,由于地下水積極交替,土中的易溶鹽成分淋失,土質(zhì)變松,因而含水量、孔隙比增大,壓縮模量、承載力降低;位于地下水位以下的土層,由于地下水交替緩慢,氧化、水解作用減弱,加之上覆土層的自重壓力作用,土質(zhì)比較密實,因而含水貧、孔隙比減小,壓縮模量、承載力增高。
3.3地下水動水壓力作用引起的巖土工程危害
地下水在天然狀態(tài)下動水壓力作用比較微弱,但是在人為工程活動中由于改變了地下水天然動力平衡條件,在一定的動水壓力作用下,往往會引起一些嚴重的巖土工程危害。如流砂、管涌、基坑突涌等。
這里簡單介紹高層建筑深基坑開挖中由于承壓水頭壓力作用引起的垂坑突涌問題。在基坑下部有承壓含水層存在時,開挖基坑減小了承壓含水層上覆隔水層的厚度,當隔水層減小到一定程度時,承壓水的水頭壓力能頂裂或沖毀基坑底板,造成突涌現(xiàn)象。
(1)基坑突涌形式及其危害:基坑突涌形式主要與承壓含水層的類型及其巖性有關(guān)。當承壓含水層為裂隙水、巖溶水或中粗砂、礫砂;卵礫孔隙水時,基底頂裂,地下水從裂縫中涌出,使其基坑積水:當承壓含水層為細粒砂層時,基底產(chǎn)生噴水冒砂現(xiàn)象?;油挥坎坏o施工帶來很大困難, 而且破壞地基強度, 造成邊坡失穩(wěn)。故應(yīng)重視防治基坑突涌。
隨著我國城市化進程的快速發(fā)展,為了保障項目工程從規(guī)劃設(shè)計到施工以及使用全過程都能都達到安全、經(jīng)濟以及合用的標準,使項目工程的場地、結(jié)構(gòu)、規(guī)模以及場地工程地質(zhì)條件等能夠相互的適應(yīng),就需要進行工程地質(zhì)勘察工作。在工程地質(zhì)勘察過程中,加強水文地質(zhì)的勘察是非常重要的,評價地下水對項目工程基礎(chǔ)的影響,并且提出科學(xué)合理的防治措施,為項目工程的設(shè)計和施工提供參考,保障項目工程施工的質(zhì)量。
一、工程地質(zhì)勘察概況
工程地質(zhì)勘察是一項復(fù)雜的系統(tǒng)化技術(shù),通常情況下工程地質(zhì)勘察工作的時間也比較緊,任務(wù)量也比較重,相應(yīng)的困難度也比較大。同時,工程地質(zhì)勘察工作的有效的開展對于工程建設(shè)有著非常重要的作用,有效的開展工程地質(zhì)勘察工作是一項重要的任務(wù)。隨著我國經(jīng)濟迅速的發(fā)展,對于工程建設(shè)投入力度的不斷增強,應(yīng)該加強工程地質(zhì)勘察的研究力度,提出先進的科學(xué)理論和使用技術(shù),使工程地質(zhì)勘察能夠取得更快的發(fā)展,保障項目工程能夠安全施工。
二、水文地質(zhì)的重要性
當前在工程勘察、設(shè)計以及施工的過程當中,水文地質(zhì)問題始終是一個重要的問題,但也是比較容易被忽略的問題。地下水是巖土體重要的組成部分,其會直接的影響到建筑場地地基巖土體的工程特性,同時作為建筑物的環(huán)境條件對于項目工程的穩(wěn)定性以及耐久性會產(chǎn)生嚴重的影響。在實際的建設(shè)過程中,很少會直接應(yīng)用到水文地質(zhì)參數(shù),從而會被認為這項工作不重要。在勘察的過程中只是簡單的對其水文地質(zhì)條件作一般性的評價,這是非常不合理的。為了提升項目工程施工的安全性就必須要加強水文地質(zhì)問題的研究,不僅應(yīng)該查明和巖土工程有關(guān)的水質(zhì)的問題,評價地下水的埋藏條件及對建筑材料的腐蝕性,并且還應(yīng)該提出相應(yīng)的預(yù)防和治理的措施,為項目工程的設(shè)計和施工提供必要的水文地質(zhì)的資料,以此來減少地下水對于項目工程建設(shè)的危害。
三、工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)評價的內(nèi)容
1、水文地質(zhì)條件
首先應(yīng)該查明項目工程施工區(qū)域內(nèi)的氣象資料,比如:年降水量、蒸發(fā)量以及河流的歷史最高水位和常水位、地表水以及地下水的補給排泄關(guān)系等問題。其次要了解相應(yīng)的含水層儲水構(gòu)造資料,比如:含水層的分布、厚度和水量,地下水的類型、水位變化幅度以及流向,測定各含水層的滲透系數(shù)等。此外還應(yīng)該了解到巖土體的構(gòu)造對于地下水儲水的影響以及地下滲流等。
2、水文地質(zhì)評價的內(nèi)容
首先需要根據(jù)測定的水文地質(zhì)條件以及實際工程的特點,評價地下水對于項目工程的基礎(chǔ)以及巖土體可能會造成的影響,并且提出相應(yīng)的預(yù)防措施。其次根據(jù)查明的水文地質(zhì)條件,選擇恰當?shù)姆绞絹韺崿F(xiàn)項目的工程勘察。此外除了要明確天然狀態(tài)下的地下水對于項目工程建設(shè)的影響,還應(yīng)該著重對工程建設(shè)活動中,人們?nèi)粘;顒訉τ诘叵滤斐傻挠绊?,以及地下水情況的變化而引起的地質(zhì)情況變化和對建筑物造成的影響。第三應(yīng)該根據(jù)項目工程實際的特點,提出在特定的水文地質(zhì)條件下,需要對工程地質(zhì)進行著重評價的方面。
四、地下水引起的工程的危害
根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計表明,在地質(zhì)災(zāi)害中因地下水的變化所引起的災(zāi)害占有很大的部分,同時其造成的災(zāi)害具有復(fù)雜性,所以在工程地質(zhì)勘察過程中,應(yīng)該注重地下水的變化引發(fā)的危害,加強地下水所引起的工程危害的預(yù)防和防治。
1、地下水升降引起的工程危害
地下水在自然因素和人為因素的影響下,通常會發(fā)生一定的變化,當此種變化達到一定程度的時候,就會對巖土工程產(chǎn)生比較嚴重的影響,甚至會對項目工程的安全性造成嚴重的影響。首先是地下水位上升引起的危害。造成地下水位上升的因素有很多,水文方面的主要原因有降水量增大以及氣溫的變化等,人為方面的原因有灌溉以及施工破壞等因素的影響。其造成的危害表現(xiàn)在以下幾個方面:土壤鹽堿化現(xiàn)象加劇、地下水對于地下項目工程腐蝕作用加強;河岸以及斜坡容易產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害,比如:滑移以及崩塌等現(xiàn)象,這會對項目工程造成破壞;容易受到水的作用,而導(dǎo)致巖土體出現(xiàn)軟化以及強度下降現(xiàn)象,對工程項目產(chǎn)生影響。其次是地下水下降引起的危害,地下水下降通常情況下是由人為原因產(chǎn)生的,比如:開礦活動、對于河流進行治理和改道等,地下水位下降后,相應(yīng)的巖土變硬,誘發(fā)地面發(fā)生裂縫和沉降等現(xiàn)象,這樣就會對地質(zhì)條件產(chǎn)生比較大的破壞,從而影響到項目工程的質(zhì)量。第三是地下水位反復(fù)波動造成的危害,地下水位的反復(fù)波動容易造成地上項目工程的基礎(chǔ)產(chǎn)生變形,造成項目工程開裂等問題,最重要的是地下水位的反復(fù)波動,會對地層中的膠結(jié)物產(chǎn)生淘洗的作用,當土層中失去了相應(yīng)的膠結(jié)物,土體的強度就會變低,給項目工程的處理帶來施工困難。
2、地下水動壓力作用引起的巖土危害
天然的地下水很少會產(chǎn)生動壓力,但是人類日常的活動,比如:地下空間或者是礦產(chǎn)資源的開發(fā)就可能會使正常的地下水壓力的平衡受到破壞,從而會使局部產(chǎn)生比較大的壓力,當遇到粉土層的時候,會產(chǎn)生流砂以及管涌等問題,從而會引發(fā)基坑的變形和隆起,嚴重的會導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象的發(fā)生,引發(fā)項目工程安全施工事故現(xiàn)象的發(fā)生。
3、地下水對基礎(chǔ)的危害
在項目工程選擇基礎(chǔ)埋深的時候,則需要認真的考慮地下水的動態(tài)變化以及其埋藏的特點。在進行工程項目基礎(chǔ)設(shè)計的時候,應(yīng)該保障項目工程基礎(chǔ)的地面埋置在地下水位之上,否則應(yīng)該采取相應(yīng)的排水和降水的措施,同時還應(yīng)該對于基礎(chǔ)的鋼筋混凝土做必要的防腐蝕措施。當相應(yīng)的基礎(chǔ)伸入承壓水層內(nèi)的時候,在項目工程施工之前必須采取相應(yīng)的降水措施,防止在基坑開挖的時候承壓水噴出,危害到人們生命財產(chǎn)的安全。在沿著河岸建設(shè)項目工程的時候,除了要考慮到地下水的影響之外,還應(yīng)該考慮到地下水和地表水的相互之間的補給關(guān)系,以此來避免地表水對于項目工程基礎(chǔ)的沖刷,危害到結(jié)構(gòu)安全,保障項目工程建設(shè)的質(zhì)量。
總結(jié)
隨著項目工程數(shù)量的不斷增加,在工程建設(shè)中工程地質(zhì)勘察的應(yīng)用,能夠有效的提升建筑物的質(zhì)量和使用的安全性。在進行工程建設(shè)的過程中,應(yīng)該根據(jù)項目工程的特點,對于項目工程的持力層進行關(guān)注,方便在設(shè)計的過程中滿足項目工程的地質(zhì)條件的需求。其中水文地質(zhì)條件在工程地質(zhì)勘察中占有非常重要的作用,根據(jù)工程實際情況,對于地下水作用可能造成的危害進行評估,并且提出相應(yīng)的預(yù)防措施,才能夠使工程地質(zhì)勘察真正的服務(wù)于工程建設(shè),保障工程建設(shè)的質(zhì)量。
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中圖分類號:F407 文獻標識碼:A
水文地質(zhì)勘探工作在很多方面都有重要的作用,例如對建筑物持力層的確定、基本設(shè)計以及工程整體的地址危害控制等內(nèi)容都離不開對水文地質(zhì)的勘探,因此,做好水文地質(zhì)勘探工作具有重要的現(xiàn)實意義。
1 水文勘探活動應(yīng)包含的內(nèi)容
水文地質(zhì)環(huán)境勘探過程實踐中,一般要從以下幾個方面入手進行,首先要研究地下水文環(huán)境對建筑物基樁及巖土工程作業(yè)所產(chǎn)生的影響,并提出相應(yīng)的應(yīng)對措施。
1.2 地下水文勘探工作中,要根據(jù)各個建筑物樁基的具體情況來進行分析,結(jié)合其實際需要確定相關(guān)的地質(zhì)內(nèi)容,只有這樣,才能夠保證水文地質(zhì)材料的真實性、科學(xué)性,同實際狀況相符合。
1.3 要根據(jù)地下水文環(huán)境對巖土工程的影響提出具體的應(yīng)對措施。
①地下水水位線以下的建筑物基樁中水對砼及砼內(nèi)鋼筋的腐蝕性。②對選用軟質(zhì)巖石、強風化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎(chǔ)持力層的建筑場地,地表下含水層中持續(xù)的水源活動會導(dǎo)致地下巖土層硬度下降、開裂、體積變大或縮小,所以地下水活動對地質(zhì)的應(yīng)該被著重記錄。據(jù)研究可知,當建筑物基樁所在的地層深度含有松散、飽和的粉細砂、粉上時,應(yīng)預(yù)測產(chǎn)生潛蝕、流砂、管涌的可能性。③如果勘探地區(qū)的地層結(jié)構(gòu)中存在承壓含水層,應(yīng)對基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進行計算和評價。④在地下水水位下建設(shè)建筑物深基坑,應(yīng)進行滲透和富水試驗,要充分分析人為降低地下水水位導(dǎo)致的地下環(huán)境改變對附近建筑物結(jié)構(gòu)帶來的危害。
2 巖土水位環(huán)境研究
巖土水理性質(zhì)說的是在地下水互相作用的同時表現(xiàn)的物理特性,巖土水理性質(zhì)在地下水文勘探中主要用于研究巖土強度變化和脫水或吸水后巖土層物理形變產(chǎn)生的對附近建筑物結(jié)構(gòu)安全造成隱患。以前的勘探工作中,對其水理性質(zhì)的研究就不夠充分。巖土的水理性質(zhì)是巖土和地下水互相作用展現(xiàn)的結(jié)果。
2.1 地表下水儲存按貯存形式和物理性的不同可以分為重力水、毛細管水以及結(jié)合水三大類型。其中結(jié)合水根據(jù)結(jié)合強度的不同又可以細分為弱結(jié)合水和強結(jié)合水。
2.2 巖土水理性質(zhì)及測試辦法:①軟化性,主要是對演示耐水浸水能力、耐風化能力加以判斷的指標。一般粘土層、頁巖、泥沙質(zhì)巖、泥巖等都存在一定的軟化性。據(jù)研究得知,如果地下環(huán)境中存在易軟化巖層,在地下水的長期持續(xù)侵蝕下逐漸產(chǎn)生軟弱夾層。②透水性,是指巖土層可以析出水分的物理特性。巖上體滲透系數(shù),是一項重要紙幣,在地質(zhì)調(diào)查中靠抽水試驗獲取,在勘探后活動中,物理特性中的透水性通常用滲透系數(shù)測算。③崩解性,說的是巖浸水濕化之后,因為土粒遭受到損壞,使得其整體的土質(zhì)崩解。④給水性,飽水巖土在地球重力影響下從縫隙中滲出水分,通常用給水度來衡量滲出水的量。在地質(zhì)勘探活動中給水度是一項重要的指標,對場地疏時間產(chǎn)生重要影響,給水度主要通過幾項實驗進行測定。⑤脹縮性,說的是巖土在吸收充足的水分之后體積有所增加,在失去水分之后體積有所減少,這種特性的根本就是因為其表面的顆粒通過吸水增加水膜的厚度,以及水膜脫水導(dǎo)致形變而產(chǎn)生的。
3 要充分考慮地下水文條件對巖土工程的影響
地下水水位的降低和升高以及其壓力變化等原因?qū)е铝说叵聨r土工程施工過程中的安全隱患。
3.1 地下水位環(huán)境的變化會給巖土工程作業(yè)帶來一系列的不良影響。自然力和人為因素都會導(dǎo)致地下水文環(huán)境的變化。如果地下水水位劇變,會對建筑深基坑工程造成不可挽回的損失,也會嚴重影響周圍建筑物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。地下水位環(huán)境的變化所引發(fā)的損害還有以下幾種形式
3.1.1 地下水水位升高會導(dǎo)致巖土工程安全隱患
導(dǎo)致地下潛水水位升高的原因很多,最重要原因是受水位環(huán)境的影響使地下含水層和總體巖發(fā)生的改變以及水文氣象原因的變化引起的作用,包括降水和氣溫等內(nèi)容,另外還有人為影響的灌溉和施工等方面的內(nèi)容的作用,還有的會是多方面因素作用的效果。
3.1.2 地下水水位降低會對巖土工程作業(yè)的安全進行產(chǎn)生影響。人為活動也可以使地下水水位降低,假如用抽水泵大量抽取地下水,為開采化石能源將地下水抽出,再如一些大型水利工程的建設(shè)會對地下水水位產(chǎn)生影響。地下水水位降低速度的增長,會引起包括地裂、地面塌陷或者沉陷等自然現(xiàn)象,嚴重的情況還會有水源枯竭、水質(zhì)遭污染的現(xiàn)象,這些情況會對水體、土質(zhì)和建筑以及人類的正常生活產(chǎn)生不良影響。
3.1.3 地下水水位變化會妨礙勘探活動。地下水水位上升與下降,地下巖土會不均勻的膨脹,導(dǎo)致地下環(huán)境變化。地下水水位如果變化幅度多大,地下巖土環(huán)境的形變量也隨之增長,再有一些小型的建筑也會因此產(chǎn)生地裂的現(xiàn)象。地下水升降的變化會受到多方面原因的影響,包括地下水滲透在內(nèi)的多種原因會淋失土壤當中的鐵鋁成分,這樣一些膠結(jié)物的流失會引起土層的松散,另一方面其水分的含量也會有所增加,同時壓縮模量和土壤的承受力也不如從前,對于基礎(chǔ)性的工程內(nèi)容和后續(xù)處理有一定的影響。
3.2 地下水動壓力給與巖土工程的壓力損害
在自然環(huán)境下地下水的壓力的作用不大,這樣就會形成一定的巖土工程損害,包括流砂、管涌、基坑突涌等。這些內(nèi)容的構(gòu)成和預(yù)防都已經(jīng)具備了詳細的記錄,有關(guān)人員可以獨立搜集查閱。
結(jié)語
根據(jù)以上內(nèi)容總結(jié),我們可以知道水文地質(zhì)工作在多方面都有重要的應(yīng)用,包括建筑物持力層的確定、基本設(shè)計以及工程整體的地址危害控制等內(nèi)容,工程勘察領(lǐng)域的工作水平不斷發(fā)展,必然會使得這方面的工作受到更好的管理和關(guān)注,落實完善水文地質(zhì)工作會對提升其勘察能力有重要的作用。
中圖分類號: S611 文獻標識碼: A
一、地下水對巖土工程的主要危害
地下水引起的巖土工程危害,主要是由于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。
(1)地下水升降變化引起的巖土工程危害。地下水位變化可由天然因素或人為因素引起,但不管什么原因,當?shù)叵滤坏淖兓_到一定程度時,都會對巖土工程造成危害,地下水位變化引起危害又可分為三種方式。
水位上升引起的巖土工程危害。潛水位上升的原因是多種多樣的,其主要受地質(zhì)因素如含水層結(jié)構(gòu)、總體巖性產(chǎn)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(jié)果。
由于潛水面上升對巖土工程可能造成:土壤沼澤化、鹽漬化,巖土及地下水對建筑物腐蝕性增強;斜坡、河岸等巖土體巖產(chǎn)生滑移、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象;一些具特殊性的巖土體結(jié)構(gòu)破壞、強度降低、軟化;引起粉細砂及粉土飽和液化、出現(xiàn)流砂、管涌等現(xiàn)象;地下洞室充水淹沒,基礎(chǔ)上浮,建筑物失穩(wěn)。
地下水位下降引起的巖土工程危害。地下水位的降低多是由于人為因素造成的,如集中大量抽取地下水,采礦活動中的礦床疏干以及上游筑壩,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(fā)地裂、地面沉降、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害以及地下水源枯竭、水質(zhì)惡化等環(huán)境問題,對巖土體、建筑物的穩(wěn)定性和人類自身的居住環(huán)境造成很大威脅。
地下水頻繁升降對巖土工程造成的危害。地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產(chǎn)生不均勻的脹縮變形,當?shù)叵滤殿l繁時,不僅使巖土的膨脹收縮變形往復(fù),而且會導(dǎo)致巖土的膨脹收縮幅度不斷加大,進而形成地裂引起建筑物特別是輕型建筑物的破壞。地下水升降變動帶內(nèi)由于地下水的積極交替,會將土層中的膠結(jié)物鐵、鋁成分流失,土層失去膠結(jié)物將造成土質(zhì)變松、含水量孔隙比增大,壓縮模量、承載力降低,給巖土工程基礎(chǔ)選擇、處理帶來較大的麻煩。
(2)地下水動壓力作用引起巖土工程危害。地下水在天然狀態(tài)下動水壓力作用比較微弱,一般不會造成什么危害,但在人為工程活動中由于改變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巖土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成條件和防治措施在有關(guān)的工程地質(zhì)文獻已有較詳細的論述,這里不再重復(fù)。
二、巖土工程勘察中水文地質(zhì)問題的評價
根據(jù)以往的巖土工程勘察報告顯示,人們在勘察過程中只是關(guān)注勘測出來的巖土類型及其工程地質(zhì)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)的研究,卻在水文地質(zhì)參數(shù)的利用方面很少涉足,水文地質(zhì)問題往往被忽略或是只作為象征性的工作,在勘察報告中只對天然狀態(tài)下的水文地質(zhì)條件作出簡單的評價。在基礎(chǔ)設(shè)計和施工方面,由于缺乏評價水文地質(zhì)對巖土工程帶來的作用和危害,因水文地質(zhì)問題早場工程基礎(chǔ)下沉、導(dǎo)致建筑物損壞的事故比比皆是。對巖土工程造成影響的水文地質(zhì)因素有:地下水的類型與變動幅度的大小、含水層和隔水層的厚度及其分布組合關(guān)系、土層和巖層的滲透性強弱情況與滲透系數(shù)、承壓含水層以及水頭特征等。為了達到提高工程地質(zhì)勘查質(zhì)量的目的,應(yīng)加強對水文地質(zhì)問題的關(guān)注。在工程地質(zhì)勘察過程中,一方面要求明與確巖土工程相關(guān)的水文地質(zhì)問題,并根據(jù)地下水可能對巖土工程和建筑工程造成的作用及其影響作出正確的評價;另一方面,更要提出預(yù)防與治理措施的建議,為工程設(shè)計和施工過程提供必要的水文地質(zhì)依據(jù),以此來消除減少水文地質(zhì)問題對工程建設(shè)帶來的危害及影響。巖土工程勘察過程中,應(yīng)該將研究地下水對巖土體和建筑帶來的影響和作用方面作出重點評價,同時根據(jù)實際情況預(yù)測出可能對工程帶來的危害,以此提出相應(yīng)的防護措施,做到及時發(fā)現(xiàn)、及時治理、及時補救??辈爝^程中應(yīng)當與建筑物地基的基礎(chǔ)類型的需要密切結(jié)合,查出與此相關(guān)的水文地質(zhì)問題,根據(jù)選型提供可靠的水文地質(zhì)資料。
不同模式對建筑物造成的適應(yīng)能力相差很大,導(dǎo)致工程地質(zhì)問題也相差甚遠。例如山區(qū)、平原區(qū)、深雪峽谷區(qū)等都具有符合自身特點的模式。同時工程勘察中不但要明確地下水的天然條件下地下水的賦存狀態(tài),還要查明天然狀態(tài)下地下水的變化規(guī)律。此外,還需要對人為工程活動后地下水的變化情況進行分析和預(yù)測,同時也要考慮地下水對巖土體和建筑物帶來的不良影響。此外低下水位高低的不同也會對建筑物造成影響,在分析工程地質(zhì)問題的同時,要將地下水位以上和水位以下給予不同對待。從工程角度出發(fā),在工程勘察中的水文地質(zhì)條件評價內(nèi)容中,根據(jù)地下水對建筑過程的不同作用與影響,作出相關(guān)的地質(zhì)問題的評價。
三、水文地質(zhì)勘察設(shè)計
(一)勘察目標與任務(wù)
水文地質(zhì)勘察的目標就是為了查明地下水的形成、分布規(guī)律,在此基礎(chǔ)上做出對地下水情況的評價,評價內(nèi)容包括水量與水質(zhì),不同的工程建設(shè)所要解決的水文地質(zhì)問題各不相同,因此對工程勘察工作要求具有明確的目的性。
(二)設(shè)計與任務(wù)
根據(jù)一般的工程地質(zhì)勘察工作,一般可劃分為勘察規(guī)劃、可行性研究、初步設(shè)計和技術(shù)實施設(shè)計四個階段,現(xiàn)重點介紹初步設(shè)計階段和技施設(shè)計連個重要階段,簡單介紹規(guī)劃勘察與可行新研究勘察兩階段:(1)規(guī)劃勘察與可行性研究。規(guī)劃勘察的整體目標是為工程選點提供初步的工程地質(zhì)資料。該階段的主要任務(wù)是搜集整合區(qū)域水文地質(zhì)資料,對于水利水電工程的規(guī)劃勘察內(nèi)容包括:合流、河段與地質(zhì)構(gòu)造、地層巖土性質(zhì)以及地震等??尚行匝芯渴窃谝?guī)劃選定方案的基礎(chǔ)上進行勘察工作,其目的是為建筑工程設(shè)置施工方案進行地質(zhì)論證,對于該階段的主要任務(wù)是對該區(qū)域的構(gòu)造穩(wěn)定性進行精確確認,并作出評價。(2)設(shè)計勘察。該階段的主要任務(wù)是查明水文地質(zhì)條件、工程地質(zhì)問題以及預(yù)測蓄水后的情況變化。對地下水實行動態(tài)監(jiān)測和巖土移監(jiān)測,需要提出地質(zhì)工程問題一級處理建議;引水隧洞工程地質(zhì)條件分段特征,圍巖工程地質(zhì)分類等問題做出評價和建議。
四、地下水位對巖土物理力學(xué)性質(zhì)的影響
地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產(chǎn)生不均勻的脹縮變形,嚴重者形成地裂,引起建筑物特別是低層或輕型建筑物的破壞。當?shù)叵滤殿l繁時或變化幅度大時,不僅使巖土的膨脹收縮變形往復(fù),而且會導(dǎo)致巖土的膨脹收縮幅度加大。因此,在膨脹性巖土地區(qū)進行工程勘察時應(yīng)特別注意對場地水文地質(zhì)條件的研究,特別是地下水往往升降變化中高度和變化規(guī)律對地基基礎(chǔ)深度的選擇(宜選在地下水位以上或地下水位以下,不宜選在地下水位變動帶內(nèi))有主要的參考價值。
在建筑工程的地基內(nèi),當?shù)叵滤辉诨A(chǔ)底面以下壓縮層范圍內(nèi)發(fā)生變化時,就能直接影響建筑物的穩(wěn)定性。若水位在壓縮層范圍內(nèi)上升時,軟化地基土,使其強度降低、壓縮性增大,建筑物可能產(chǎn)生較大的沉降變形。若水位在壓縮層范圍下降時,巖土的自重應(yīng)力增加,可能引起地基基礎(chǔ)的附加沉降,如果土質(zhì)不均勻或地下水位的突然下降也可能使建筑物發(fā)生變形破壞。
結(jié)語
為提高工程勘察質(zhì)量,在勘察中加強水文地質(zhì)問題的研究是十分必要的,在工程勘察中不僅要求查明與巖土工程有關(guān)的水文地質(zhì)問題,評價地下水對巖土體和建筑物的作用及其影響,更要提出預(yù)防及治理措施的建議,為設(shè)計和施工提供必要的水文地質(zhì)資料,以消除或減少地下水對巖土工程的危害。
參考文獻
中圖分類號:P641 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)17-0333-01
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步,我國工程地質(zhì)勘查工作的發(fā)展取得了一定的進步,但是水文地質(zhì)在工程地質(zhì)勘察中占有重要地位卻往往容易被忽視。因此,工程勘測中水文地質(zhì)問題日漸顯現(xiàn),給地質(zhì)勘測工作帶來一定的影響。據(jù)大量事實統(tǒng)計,地下水與巖土相互作用所造成的地質(zhì)災(zāi)害具有:類型的多樣性、機理的復(fù)雜性、分布的廣泛性、災(zāi)害的嚴重性和可控性等特征。因此,做好這方面的勘察工作可以客觀地評價地下水對建筑工程的作用及其影響,并根據(jù)資料提出預(yù)防及治理措施的建議,保證建筑工程基礎(chǔ)的耐久性和穩(wěn)定性,進而切實提高工程的安全性。
1 影響工程地質(zhì)勘察的主要水文因素
1.1地下水類型。地下水按照不同的分類方式可以分為不同的地下水,根據(jù)地下水的的性質(zhì)可以分為松散巖類孔隙水、火山巖裂隙孔隙水以及基巖裂隙水等,地下水的侵蝕強度、膨脹強度以及流砂的含量等等都會直接改變水文地質(zhì)勘察的結(jié)果。尤其是在一些水文條件較為復(fù)雜的地區(qū),由地下水而引發(fā)的工程問題更為嚴重。
1.2水位的變化幅度。水位變化幅度與建筑的地基建設(shè)有著很密切的關(guān)系,所以在建筑施工之前一定要對水位的變化幅度有精準的測定,充分利用抽水孔檢測方式的優(yōu)勢,保證檢測結(jié)果的科學(xué)性和合理性。水文地質(zhì)問題是工程建設(shè)地質(zhì)勘查至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)。地下水位的上升、下降以及由此帶來的孔隙水壓力的變化都會對工程建設(shè)帶來較大的影響。
1.3巖層的滲透性。水在重力作用下,巖土容許水透過自身的性能。松散巖上的顆粒愈細、愈不均勻,其透水性便愈弱。堅硬巖石的裂隙或巖溶愈發(fā)育,其透水性就愈強。在地下水位以下開挖基坑,應(yīng)進行滲透和富水試驗,并評價由于人工降水引起土體沉降、邊坡失穩(wěn)進而影響周圍建筑物穩(wěn)定的可能性。
1.4地下水的活動。對選用軟質(zhì)巖石、強風化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎(chǔ)持力層的建筑場地,應(yīng)著重評價地下水活動對上述巖土體可能產(chǎn)生的軟化、崩解、脹縮等作用。在地基基礎(chǔ)壓縮層范圍內(nèi)存在松散、飽和的粉細砂、粉上時,應(yīng)預(yù)測產(chǎn)生潛蝕、流砂、管涌的可能性。
2 全面勘察場地的水文地質(zhì)需要注意的問題
2.1針對該地區(qū)的自然氣候條件進行調(diào)查,主要包括降水量、氣溫變化、地下水位變化、河流水位變化含水層的分布以及具體厚度等等因素,“通過現(xiàn)場測驗測定地層滲透系數(shù)等水文地質(zhì)參數(shù)”,[2]第二,對地區(qū)附近的地下水是否遭到污染以及污染程度進行勘察測定,對河流水庫、水壩對水位的影響進行考察等。要注意做到考察的全面性,充分把握各種可能性因素對水文地質(zhì)的影響。
2.2在對地區(qū)的水文地質(zhì)特點做出全面考察后,邀請相關(guān)的地質(zhì)專家等專業(yè)技術(shù)型人才做出全面分析,并對各種因素的發(fā)展變化做出科學(xué)具體的預(yù)判,對各種因素可能對施工帶來的影響進行分析,以便于提前做出預(yù)防措施,調(diào)整施工方案;對今后可能對巖層建筑帶來的影響及時做出技術(shù)層面的預(yù)防工作,最大限度的減少安全隱患以及任何威脅工程質(zhì)量的因素。
2.3對于水文條件相對復(fù)雜的地區(qū)來說,在充分勘察、預(yù)測的基礎(chǔ)上,還要采取各種措施進行實時監(jiān)測,例如邀請水利技術(shù)人員進行地下水位的監(jiān)測,要求氣象人員進行降水量的監(jiān)測等等,充分把握該地區(qū)的各種水文地質(zhì)問題,密切關(guān)注各種數(shù)值的變化,以便于及時防范,保障巖層工程建設(shè)的順利進行。
2.4必須加強對水文地質(zhì)問題的認識,在工程地質(zhì)勘察過程中加強對水文地質(zhì)問題的重視,不僅僅要查明與工程建設(shè)項目相關(guān)的水文地質(zhì)特點,還要針對其有可能對工程建設(shè)產(chǎn)生的各方面影響進行全面的分析、預(yù)測,并針對其存在的危害提出合理可行的治理措施,從而在最大程度上減少水文地質(zhì)問題對施工建設(shè)的影響,避免對建筑物造成危害。
2.5不同巖性對于地下水的評價重點也不相同,例如強風化巖、軟質(zhì)巖石等就要考慮地下水對建筑物的軟化以及膨脹的作用;當建筑物基層存在流砂時,通過預(yù)測流砂的侵蝕程度來采取措施;當建筑物的基層含有積水層,需要評估積水層可能會給建筑物帶來的傷害。從各方面考慮地下水可能造成的危害,保證建筑物的質(zhì)量和安全。
2.6為了避免建筑再次出現(xiàn)下沉的情況,工程地質(zhì)勘察部門的工作人員一定要加強水文地質(zhì)勘察工作,重點評價地下水對建筑可能造成的影響,保證勘察數(shù)據(jù)的真實性,為下階段的施工提供有利的條件。當建筑物出現(xiàn)質(zhì)量問題時,根據(jù)水文地質(zhì)勘察的數(shù)據(jù)以及建筑物本身的特征來制定相應(yīng)的補救計劃,盡可能將損失降到最小。
3 解決工程地質(zhì)勘察水文地質(zhì)問題的有效措施
3.1加強地下水的研究。相關(guān)的工作人員只有加深了對地下水的認識,才能為工程項目提供科學(xué)合理的建議,減少地下水對建筑物的傷害。地下水實驗基地的建立,可以將地下水研究項目列入正式的研究工作中,引起社會各界的關(guān)注。地下水實驗基地可以針對我國不同地區(qū)的地下水實施研究計劃,根據(jù)地下水特有的性質(zhì)來分析地下水可能會對建筑物造成的危害以及危害的程度,為工程地質(zhì)勘查工作創(chuàng)造良好的條件。
3.2加強地下水的監(jiān)測工作。在水文地質(zhì)勘察工作中可以利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢來實現(xiàn)地下水的監(jiān)測工作,全天24小時監(jiān)控地下水的變化情況,將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)直接發(fā)到數(shù)據(jù)庫中。這樣的監(jiān)測方式不僅能夠大大提高監(jiān)測的效率和質(zhì)量,還能減輕監(jiān)測人員的工作壓力。我國傳統(tǒng)的工程地質(zhì)勘察方式不能很好地保證數(shù)據(jù)的精確度,監(jiān)測結(jié)果存在一定的片面性。監(jiān)測效率的提高,可以及時根據(jù)地下水的變化情況來制定相應(yīng)的應(yīng)對措施。
3.3推行新技術(shù)、新理念的發(fā)展,提高水文地質(zhì)的勘察質(zhì)量隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種有關(guān)水文地質(zhì)勘察工作的先進技術(shù)開始出現(xiàn)在人們的視野中,但是在實際的勘察工作中這些技術(shù)并沒有得到很好地利用。很多的工作人員不能很好地掌握這些技術(shù)的使用方式,給實際的勘察工作帶來一定的影響。這需要相關(guān)的部門加強員工的培訓(xùn),提高員工的專業(yè)技能,加大新技術(shù)的宣傳力度,讓員工真正接受新技術(shù),這樣才能真正發(fā)揮技術(shù)的優(yōu)勢。員工樹立進步的觀念也十分重要,員工要改變傳統(tǒng)的勘察觀念,正確認識水文地質(zhì)勘察工作的重要性,在新理念的指導(dǎo)下開展自己的工作。新技術(shù)和新理念得到很好地推廣和發(fā)展,才能真正解決水文地質(zhì)存在的問題。
3.4建筑物在設(shè)置地基的深度之前要計算砂土的液化情況以及膨脹土的膨脹深度,保證地基的穩(wěn)定性?;鶎拥膲毫τ嬎恪⒌叵掠克康挠嬎愣夹枰蛔兓臄?shù)據(jù),有效地把握地下水變化才能制定出最合理的施工方案。在勘察地下水水位變化時,要考慮到當?shù)氐牡匦巍夂蛞约叭藶樵斐伤蛔兓那闆r,還要適當?shù)臄U大勘察的范圍,不僅要加強當?shù)氐乃牡刭|(zhì)勘察工作,還要對臨近地區(qū)的水文地質(zhì)有詳細的了解,動態(tài)把握水位的變化,查清地下水水位發(fā)生變化的根本原因。在不同季節(jié),地下水的水位有很明顯的區(qū)別,在建筑施工中要盡量設(shè)置高的地下室底板,避免在雨水季節(jié)中出現(xiàn)地下水滲透的情況。
4 結(jié)語
通過上述分析,可以了解到水文地質(zhì)問題對工程建設(shè)的意義十分重大,容不得半點馬虎,因此,在工程地質(zhì)勘察的過程中我們要認真采取措施解決水文地質(zhì)問題。工程地質(zhì)中的地下水問題是不可忽視的重要問題,切實做好水文地質(zhì)勘察工作,掌握水文地質(zhì)的相關(guān)理論知識,正確運用各種方法準確地測定各個重要的水文地質(zhì)參數(shù),提高資料的可靠性,對于建筑工程的基礎(chǔ)設(shè)計、持力層選擇以及防治工程地質(zhì)災(zāi)害等諸多方面都有著舉足輕重的意義。
參考文獻
[1] 郭岐山.工程地質(zhì)勘查中水文地質(zhì)問題的探討[J].科技風,2010(16):117.
2巖土地質(zhì)和水的關(guān)系
建筑和地下工程的穩(wěn)定性和巖土的地質(zhì)情況有著很大的關(guān)系,在建筑和土木工程中發(fā)生的事故往往是由于巖石的強度不夠或者土壤的勘查工作不夠充分造成的。在巖土中的材料主要分為兩種,一種是土壤,一種是巖石,這兩個材料的成形都和水息息相關(guān),土壤中一般都含有大量的水,而巖石的形狀的成形是河流沖刷之后形成的,因此巖土地質(zhì)和水有著重要的聯(lián)系,主要可以分為以下三個方面。2.1巖土體的脹縮性巖土體的脹縮性是在空氣的氣氛下,在失去水之后體積收縮或者在吸收水之后體積膨脹的物理反應(yīng)。由于巖土存在著和周圍的空氣交換水的現(xiàn)象,土壤中的水因為溫度的升高而蒸發(fā),散發(fā)到空氣中,最后體積減?。蝗欢谙掠晏旎蛘邼駶櫄夂虻臅r候,土壤顆粒之間的間隙提高,吸收了水之后,在表面形成了一層水薄膜,最后體積增大,因此巖土體因為水文地質(zhì)而存在縮脹性。
2.2巖土的軟化性質(zhì)
由于巖土體的只要成分包含了土壤和巖石,土壤顆粒之間存在著大量的空氣,是一種膨脹的物質(zhì),與之相反的是巖石顆粒之間的間隙較小,基本不會體積縮小,但是在水中浸泡之后會存在強度和硬度減小的現(xiàn)象,因此巖土體存在著軟化效應(yīng)。一般的巖土體都存在著軟化的問題,例如頁巖,泥巖,松土巖等等,由于巖土地質(zhì)中的水文因素的存在,巖土表現(xiàn)出了很強的軟化現(xiàn)象。2.3巖土體的透水性質(zhì)巖土體的透水性巖土體由于重力的作用,其中吸收的水分會逐漸流失并穿過土壤顆粒的現(xiàn)象。相對而言,松散的巖土的透水性較強,而堅硬的泥土的透水性較強。在巖土工程過程中,由于土壤中透過了水,土壤的結(jié)構(gòu)會受到很大的影響和破壞,還可能造成土壤直接混入水中形成泥石流等重大自然災(zāi)害。水分子沒有透過土壤的部分可以把土壤黏在一起加強土壤的強度和硬度,因此水文因素在透水方面對于巖土工程的規(guī)劃和勘察有著很多的影響,整體上改變了巖體的結(jié)構(gòu)和強度。
3水文地質(zhì)對巖土工程的危害
水是地球上最寶貴的東西,生命正是因為水而蘊育產(chǎn)生,因此水文地質(zhì)對巖土工程有著很獨特的作用,其中地下水對巖土工程有一定的危害。當?shù)叵滤话l(fā)生變化時,巖土體也會受到極大的傷害:水位上升,會造成一系列的問題,包括巖土沼澤化,斜體滑坡,山崩,溶洞坍塌,地下項目工程完全毀壞等等;當?shù)叵滤唤档蜁r,往往是因為植被遭到破壞或者降雨不足引起的,這樣會帶來地質(zhì)干枯,水質(zhì)惡化,河流營養(yǎng)化等問題;地下水位頻繁升降,由于地下水對巖土的軟化作用和脹縮作用,巖土將會出現(xiàn)硬度發(fā)生改變,頻繁的地下水水位升降會使得巖土層達到疲勞,土壤和巖石解體,造成土地坍塌,建筑損壞,土壤營養(yǎng)流失等問題。因此地下水位對巖土體的影響可以分為以下三類:
3.1地下水上升引起的巖土工程危害
水文地質(zhì)的水位上升有很多的影響因素,主要的原因包括了氣候因素如強降雨,降雪,氣溫變化等等以及人為因素如建筑工程如水壩建立,水電站的建造等等因素。這些問題會對巖土資源的分布和結(jié)構(gòu)帶來很大的影響,由于突然的軟化效應(yīng),強降雨會造成泥石流和道路坍塌等問題,而由于巖土體的透水性,水位上升會導(dǎo)致過高的水位對地下項目如地鐵,挖礦,隧道等等工程帶來致命性的傷害,抑制項目的進度,同時由于水位過高,巖土的強度也會受到很大的影響,橋梁和山體的硬度都急劇降低,會導(dǎo)致山體崩塌和橋梁斷裂的問題。因此水文地質(zhì)的水位過高對巖土工程有著很大的傷害。
3.2地下水下降引起的巖土工程危害
地下水位過低會對巖土工程帶來同樣巨大的危害,水位降低主要是因為人為的因素造成的,人們大量的抽取地下水而浪費水資源,砍伐樹木,毀壞植被,填湖造田等等,這些都會對地下水造成極大的傷害。地下水下降過多,會導(dǎo)致山崩地裂的問題,湖泊水源干枯,水中的生物死亡導(dǎo)致水質(zhì)過于營養(yǎng)化,同時由于巖土體的脹縮性,巖土質(zhì)量會受到很大的影響,土壤會過硬,導(dǎo)致植被也無法生存,農(nóng)民的收入大幅度降低,農(nóng)產(chǎn)品枯萎死亡。因此水文地質(zhì)的水位過低對巖土工程有著很大的傷害。
3.3地下水頻繁升降對建筑帶來的影響
地下水的頻繁升降會引起巖土產(chǎn)生不均勻,導(dǎo)致建筑的質(zhì)量大幅度降低,由于地下水的大幅度升降會帶來土壤中營養(yǎng)如鐵,鋁等缺失,同時頻繁的地下水水位升降會使得巖土層達到疲勞,土壤和巖石解體,造成土地坍塌,建筑損壞,土壤營養(yǎng)流失等問題。