摘要:近年來,隨著地質(zhì)勘察中質(zhì)量存在明顯的問題,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,以消除或減少地下水對巖土工程的危害。文章主要介紹了地質(zhì)勘察的要求,闡述了水文地質(zhì)問題的評價(jià)內(nèi)容,并提出地下水位升降變化引起的巖土工程危害,分析了巖土工程勘察中地下水問題,并提出了相關(guān)的解決措施。
關(guān)鍵詞:地質(zhì)勘察水文地質(zhì)要求問題
中圖分類號: P641.72 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:
工程勘察中設(shè)計(jì)和施工過程中,水文地質(zhì)問題始終是一個極為重要及易于被忽視的問題。由于沒有足夠的重視,從而導(dǎo)致地下水引起的各種巖土工程危害時有發(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,以減少地下水對巖土工程的危害。
1 巖土工程勘察中水文地質(zhì)的相關(guān)要求
在巖土工程勘察中,應(yīng)根據(jù)工程的具體要求,通過搜集資料和水文地質(zhì)勘察工作,查明工程所屬區(qū)域的水文地質(zhì)條件。
1.1自然地理?xiàng)l件
這里面包括氣象水文特征和地形地貌等內(nèi)容,氣象水文特征是指工程所屬地域,是屬于亞熱帶還是熱帶季風(fēng)氣候,濕潤程度與熱量等。地形地貌是指工程區(qū)域周圍的水系、平原或高原特征、地形開闊平坦與否、地貌侵蝕和堆積情況如何等。
1.2地質(zhì)環(huán)境
地質(zhì)環(huán)境包括工程所在區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造特征、基底構(gòu)造及其對第四系厚度的控制、地層巖性、新構(gòu)造運(yùn)動等方面的內(nèi)容。
1.3地下水位
地下水位包括近2~5年最高地下水位、水位變化趨勢;地下水補(bǔ)給、排泄條件、地表水與地下水的補(bǔ)排關(guān)系及對地下水位的影響等。地下水位的變化對巖土工程的影響巨大,是工程勘察的重點(diǎn)內(nèi)容。
1.4含水層和隔水層
各含水層和隔水層的埋藏條件、地下水類型、流向、水位及其變化幅度;主要含水層的分布、厚度及埋深;通過現(xiàn)場試驗(yàn)測定地層滲透系數(shù)等水文地質(zhì)參數(shù)等;場地地質(zhì)條件下對地下水賦存和滲流狀態(tài)的影響,判定地下水水質(zhì)對建筑材料的腐蝕性等。
2 水文地質(zhì)問題的評價(jià)內(nèi)容
工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)評估內(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(yàn)和教訓(xùn),我認(rèn)為在今后在工程勘察中,對水文地質(zhì)問題的評價(jià)主要考慮以下內(nèi)容:
(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。
(2)工程勘查密切結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類型的需要,查明有關(guān)水文質(zhì)問題,提供選型所需的水文地質(zhì)資料。
(3)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,如:對埋藏在地下水位以下的建筑物基礎(chǔ)中地下水對混凝土及混凝土內(nèi)鋼筋的腐蝕性;對選用軟質(zhì)巖石、強(qiáng)風(fēng)化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎(chǔ)持力層的的建筑場地,應(yīng)著重評價(jià)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)范圍內(nèi)存在松散、飽和的粉細(xì)砂、粉土?xí)r,應(yīng)預(yù)測產(chǎn)生潛蝕、流砂、管涌的可能性;當(dāng)基礎(chǔ)下部存在承壓含水層,應(yīng)對基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進(jìn)行計(jì)算和評價(jià);在地下水位以下開挖基坑,應(yīng)進(jìn)行滲透和富水性試驗(yàn)。
3 巖土工程勘察中地下水存在的問題及措施
3.1地下水存在的問題
3.1.1 地下水升降變化引起的巖土工程危害
(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如下影響;土壤沼澤化、鹽漬化,巖土及地下水對建筑物腐蝕性增強(qiáng);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(qiáng)度降低、軟化;引起粉細(xì)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)。
(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。
3.1.2 地下水位對巖土物理力學(xué)性質(zhì)的影響
地下水的升降變化會引起膨脹性巖土產(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(jìn)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帶內(nèi))有主要的參考價(jià)值。
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,增大了土拉間連接力,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,加上土層的自重壓力作用,土質(zhì)比較密實(shí),因而含水量貧、孔隙比減小,壓縮模量、承載力增高。
3.2解決地下水問題的措施
為測取巖體中的真實(shí)地下水位,進(jìn)而找出透水帶,可采取如下方法在鉆孔中進(jìn)行水位測量。為操作方便,可以采取分段鉆進(jìn)方法,設(shè)計(jì)好每天的鉆進(jìn)工作量,開鉆后可以先以一天的鉆進(jìn)量為一段。每天鉆進(jìn)結(jié)束后,將孔中水抽干,第二天開鉆前測量水位,即可查明該段是否含水。若上部地層均不含水,則可一直這樣進(jìn)行下去。若上部已有含水層(如第四系含水層),則需將測量段密封起來,抽干其中的水,第二天測量該段是否有水及水壓大小以確定其含水性及水位情況。巖體完整段一般不含水,節(jié)理、裂隙密集段可能有水,也可能無水,總體來說,由于巖體中滲透的裂隙性,鉆孔中肯定只有小部分區(qū)段有水(一般在斷層、密集節(jié)理帶產(chǎn)出部位)。這樣,通過測量可以把地層分為含水段與不含水段,再結(jié)合地球物理勘探測量,確定出地層的含水部位(裂隙帶)與不含水部位(與水文地質(zhì)中的找水地球物理勘探類似)。以此資料作為巖體穩(wěn)定性分析的依據(jù),要準(zhǔn)確可靠得多。含水帶確定之后,可以根據(jù)含水帶的分布特點(diǎn),用裂隙滲透的原理,來確定地下水對巖體穩(wěn)定性的影響。
4 結(jié)束語
總之,水文地質(zhì)工程中地下水存在很大的危害性,直接影響巖土體工程特性及建筑物的穩(wěn)定性和耐久性。因此,為提高工程勘察質(zhì)量,不僅要求查明與巖土工程有關(guān)的水文地質(zhì)問題,以消除地下水對巖土工程的危害,隨著工程勘察的發(fā)展,巖土工程有關(guān)的水文地質(zhì)問題必將受到越來越廣泛的重視,做好水文地質(zhì)工作,旨在提高勘察技術(shù)水平及保證工程的質(zhì)量。
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