摘要:為提高工程勘察質(zhì)量,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(jià)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(jì)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。本文分別從工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)評價(jià)內(nèi)容、巖土水理性質(zhì)以及地下水引起的巖土工程危害三個(gè)方面闡述了水文地質(zhì)問題在工程勘察中的重要性,供同行參考。
關(guān)鍵詞:工程勘察;水文地質(zhì);危害
中圖分類號(hào):TU42文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
實(shí)踐證明,在工程勘察中設(shè)計(jì)和施工過程中,水文地質(zhì)問題始終是一個(gè)極為重要但也是一個(gè)易于被忽視的問題。由于沒有足夠的重視。導(dǎo)致地下水引起的各種巖土工程危害時(shí)有發(fā)生。為此, 在巖土工程勘察中要求查明與巖土工程有關(guān)的水文地質(zhì)問題評估地下水對巖土工程有關(guān)的水文地質(zhì)問題。評估地下水對巖土工程和建筑物的作用及影響。為設(shè)計(jì)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。
1 工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)評價(jià)內(nèi)容
在以往的工程勘察報(bào)告中,由于缺少結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工需要評價(jià)地下水對巖土工程的作用和危害,總結(jié)以往的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),我們認(rèn)為今后在工程勘察中,對水文地質(zhì)問題的評價(jià),主要應(yīng)考慮以下內(nèi)容:
1.1 應(yīng)重點(diǎn)評價(jià)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。
1.2 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。
1.3 不僅要查明地下水的天然狀態(tài)和天然條件下的影響,更重要的是分析預(yù)測在人為工程活動(dòng)中地下水的變化情況,及對巖土體和建筑物的反作用。
1.4 應(yīng)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(yīng)當(dāng)著重評價(jià)的地質(zhì)問題。
2 重視巖土水理性質(zhì)的測試和研究
巖土水理性質(zhì)是指巖土與地下水相互作用時(shí)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(qiáng)度和變形,而且有些性質(zhì)還直接影響到建筑物的穩(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(jià)是不夠全面的。巖土的水理性質(zhì)是巖土與地下水相互作用顯示出來的性質(zhì),而地下水在巖土中有不同的賦存方式,不同形式的地下水對巖土水理性質(zhì)的影響程度有所不同,而且影響程度又與巖土類型有關(guān)。
結(jié)合水是地下水在粘性土中的主要賦存形式,在砂土中含量甚微。結(jié)合水尤其是弱結(jié)合水與粘性土相互作用時(shí)顯示出來的性質(zhì)如可塑性、膨脹性、收縮性等歸為粘性土的物理力學(xué)性質(zhì),因其受強(qiáng)力束縛,活動(dòng)范圍極為有限,對巖土的動(dòng)態(tài)水理性質(zhì)影響較小。
3 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(dāng)?shù)叵滤坏淖兓_(dá)到一定程度時(shí), 都會(huì)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:
3.1 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(shí)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:①土壤沼澤化、鹽漬化,巖土及地下水對建筑物腐蝕性增強(qiáng)。②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。③一些具特殊性的巖土體結(jié)構(gòu)破壞、強(qiáng)度降低、軟化。④引起粉細(xì)砂及粉土飽和液化、出現(xiàn)流砂、管涌等現(xiàn)象。⑤地下洞室充水淹沒,基礎(chǔ)上浮、建筑物失穩(wěn)。
3.2 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(dòng)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(bǔ)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。
3.3 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(dāng)?shù)叵滤殿l繁時(shí),不僅使巖土的膨脹收縮變形往復(fù),而且會(huì)導(dǎo)致巖土的膨脹收縮幅度不斷加大,進(jìn)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(dòng)帶內(nèi)由于地下水的積極交替,會(huì)將土層中的膠結(jié)物-鐵、鋁成分淋失,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。
3.4 地下水動(dòng)壓力作用引起巖土工程危害
地下水在天然狀態(tài)下動(dòng)水壓力作用比較微弱, 一般不會(huì)造成什么危害,但在人為工程活動(dòng)中由于改變了地下水天然動(dòng)力平衡條件,在移動(dòng)的動(dòng)水壓力作用下,往往會(huì)引起一些嚴(yán)重的巖土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。
3.5 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(yán)重若形成地裂,引起建筑物特別是低層或輕型建筑物的破壞。當(dāng)?shù)叵滤殿l繁時(shí)或變化幅度大時(shí)。不僅使巖土的膨脹收縮變形往復(fù), 而且會(huì)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(jìn)行工程勘察時(shí)應(yīng)特別注意對場地水文地質(zhì)條件的研究,特別地下水往往升降變化中高度和變化規(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(dòng)帶內(nèi))有主要的參考價(jià)值。
在建筑工程的地基內(nèi),當(dāng)?shù)叵滤辉诨A(chǔ)底面以下壓縮層范圍內(nèi)發(fā)生變化時(shí),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(shí),軟化地基土, 使其強(qiáng)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(shí),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。
在地下水位以上、地下水位變動(dòng)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、孔隙比由小大一小,壓縮模盆、承載力由大一小一大的變化規(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,增大了土拉間連接力,往往形成“硬殼層”,因而含水、孔隙比小而壓縮模和承載力增高而位于地下水位變動(dòng)帶的土層,由于地下水積極文替,土中的鐵鋁成分淋失,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,加之上扭土層的自重壓力作用,土質(zhì)比較密實(shí),因而含水貧、孔隙比減小,壓縮模、承載力增高。
巖土特別是各類軟質(zhì)巖石、風(fēng)化殘積土、不同成因的粘性土等,其物理力學(xué)性質(zhì)的變化規(guī)律,與地下水位有著密切的聯(lián)系。因此,在分析研究巖土物理力學(xué)的變化規(guī)律時(shí),應(yīng)充分重視地下水位這一重要影響因素。
4 結(jié)語
為提高工程勘察質(zhì)量,在勘察中加強(qiáng)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(jià)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(jì)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。
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