摘 要:本文介紹了巖土工程勘察的概念和主要特點,并分析了巖土工程勘察中水文地質(zhì)工作的評價內(nèi)容和需要考慮的水文地質(zhì)條件,證明了地下水引起的巖土工程危害,最后提出了巖土工程勘察中水文地質(zhì)工作的要求。這對巖土工程勘察、設計和施工過程具有積極的借鑒意義。 

  關鍵詞:巖土工程;水文地質(zhì);勘察  

  前言 

  在《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-2001中,明確了地下水的勘察要求、水文地質(zhì)參數(shù)的測定、地下水作用的評價;但在實際勘察工作中,水文地質(zhì)問題又是常被忽視的問題,勘察人員一般都注重工程條件、地基條件和場地條件的勘察,而忽視對水文地質(zhì)條件的勘察,水文地質(zhì)問題被認為是象征性的工作,只簡單對水文地質(zhì)條件做一般性評價。事實上,水文地質(zhì)工作在巖土工程勘察、基礎設計、工程地質(zhì)防治等方面都有著極其重要的影響。 

  水文地質(zhì)和工程地質(zhì)二者關系密切,互相聯(lián)系和互相作用,地下水既是巖土體的組成部分,直接影響巖土體的工程特性,又是基礎工程的環(huán)境,影響建筑物的穩(wěn)定性和耐久性。為了提高巖土工程勘察質(zhì)量,確保設計和施工的順利進行,不僅要查明調(diào)查區(qū)的水文地質(zhì)條件,而且要提出可能發(fā)生的水文地質(zhì)問題并給出預防和治理的措施建議,以保證工程的安全。 

  一、巖土工程勘察中的水文地質(zhì)分析 

  1.1勘察要求 

  由于地質(zhì)、氣候、水文、人類的生產(chǎn)活動等因素的作用,特別是隨著高層建筑與深挖工程,地下水位的變化對已有建筑物可能引起各種不良的后果日日趨嚴重,分析了解工程場地的水文地質(zhì)條件是保證建設工程安全的前提和基礎。 

  在調(diào)查區(qū)特別是地質(zhì)條件復雜的地區(qū),應根據(jù)工程的具體要求,查閱該區(qū)的以往的水文地質(zhì)資料,通過鉆孔和測試等水文地質(zhì)勘查工作,查明調(diào)查區(qū)的水文地質(zhì)條件,除滿足《規(guī)范》要求外,還應包括:自然地理及地形地貌,地質(zhì)環(huán)境及構(gòu)造特征,揭露地下水水位(包括近幾年的各層地下水位、水位變化趨勢;地下水的補給、排泄、徑流情況,人為影響地下水的情況等),鑒定水質(zhì)與水溫,通過現(xiàn)場試驗確定水文參數(shù),各含水層和隔水層的埋藏條件,場地地質(zhì)條件對地下水的賦存和影響等。 

  1.2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顯示出來的各種性質(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)還直接影響到建筑物的穩(wěn)定性。以往的勘察對巖土的物理力學性質(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。 

  巖土的水理性質(zhì)主要有可塑性及稠度狀態(tài)、滲透性、軟化性、崩解性、透水性、給水性和脹縮性等。 

  (1)可塑性及稠度狀態(tài),是粘性土區(qū)別于砂土的重要特征,可用塑性指數(shù)與液性指數(shù)來判別,由土的狀態(tài)可推知土的性能。 

 。2)滲透性,可用滲透系數(shù)表征,滲透系數(shù)可通過抽水試驗、注水試驗和壓水試驗確定。 

 。3)軟化性,量化指標是軟化系數(shù),在巖層中存在易軟化巖層時,在地下水的作用下往往形成軟弱夾層,各類成因的粘土層、泥巖、頁巖、泥質(zhì)砂巖等均普遍存在軟化特性。 

  (4)崩解性,包括崩解所需的時間、崩解速度、崩解率等,通常采用耐崩解系數(shù)予以表征。 

 。5)脹縮性,巖土的脹縮性往往是產(chǎn)生地裂縫、基坑隆起的重要原因之一,特別是膨脹土表現(xiàn)尤為明顯。量化指標有膨脹率、自由膨脹率、體縮率、收縮系數(shù)等。 

  二、地下水對巖土工程的影響 

  巖土工程問題中,地下水問題占有相當重要的位置。鑒于以往在評價地下水對巖土工程的作用和危害過程中,所做的分析工作和基礎設計和施工需要結(jié)合不夠緊密,更有甚者在建造簡單建筑物時自認為地基不需勘察,導致了許多基礎破壞和建筑物開裂的事故,總結(jié)以往經(jīng)驗教訓,在設計和施工前一定要分析水文地質(zhì)的作用,以消除或減少地下水對巖土工程的危害。 

  2.1 地下水對基礎的影響 

 。1)地下水對基礎埋深的影響。選擇基礎埋深時應注意地下水的埋藏條件和動態(tài)以及地表水的情況。當有地下水存在時,基礎底面應盡量埋置在地下水位以上,若基礎底面必須埋置在地下水位以下,則應考慮排水降水措施、對鋼筋混凝土等的腐蝕性和可能出現(xiàn)的危害及防治措施。對埋藏有承壓含水層的地基,選擇基礎埋深時必須考慮承壓水的作用,以免在基坑開挖時坑底土被承壓水突破。地表流水是影響橋梁墩臺基礎埋深的因素之一,基礎必須埋置在設計洪水的最大沖刷線以下一定深度,以保證穩(wěn)定性。 

  (2)地下水對樁基工程的影響。天然地基造價低,施工簡便,所以在工程建設中應優(yōu)先考慮使用。當基礎沉降量過大或地基的穩(wěn)定性不能滿足設計要求時,就必須進行地基加固處理或改變上部結(jié)構(gòu)。當?shù)鼗喜寇浲翆雍芎褡兓鄬碗s時往往采用樁基礎加固地基,提高承載力。為了不使樁周地層坍塌和松動,提高成樁質(zhì)量,選擇相應的成樁方案時必須考慮地下水的賦存運動情況;另外,當樁身下沉量小于土層下沉量時,樁周土對樁身產(chǎn)生負摩阻力,嚴重影響單樁承載力,特別是建筑場地承壓地下水或流動地下水的流速大于 3m/min時,不宜使用混凝土灌注樁或水泥攪拌樁。此外,地下水對樁的腐蝕性也不容小覷,地下水腐蝕性強時對樁的破壞作用非常大。 

  (3)地下水對基礎開挖的影響。地下水位上升可引起粉細砂及粉土飽和液化,出現(xiàn)流砂、管涌等現(xiàn)象,給施工帶來很多困難,還可能出現(xiàn)基坑坍塌、滑移,在抗震設防烈度要求時要評價其液化可能。土體軟化后強度降低,基坑會沉降或傾斜,膨脹土的脹縮性會使基礎開裂變形。 

  2.2 地下水對建筑物的影響 

  基礎破壞時,波及范圍內(nèi)的建筑物也會受到影響。地下水位高時會對地下室、地下構(gòu)筑物的防潮、防濕、防水或穩(wěn)定性產(chǎn)生影響,會引起土壤鹽漬化,對建筑物的腐蝕性增強,還可引起地基土附加沉降和變形,從而造成建筑物變形破壞。此外,人工降低地下水位時可能會直接導致周圍建筑物破壞或通過引發(fā)一系列地質(zhì)災害(如地裂縫的產(chǎn)生、地表塌陷等)使建筑物破壞。當水位頻繁升降時,會引起膨脹土產(chǎn)生不均勻的脹縮變形,進而形成地裂造成建筑物的破壞。 

  2.3 地下水對基坑開挖支護的影響隨著高層建筑日益增多,特別在舊城改造中高層建筑受施工場地、施工工藝影響,往往要求采用垂直開挖;娱_挖中常采用抽水方法降低地下水位,減少土側(cè)壓力的影響,但因局部的抽水或排水,能使基礎底面以下的地下水位突然下降,引起擋土墻和鄰近建筑物變形,造成地表塌陷或地面沉降。特別在地下工程中,開挖時要設止水帷幕,安裝支護體時要采取防水設施,如涂防水涂層等等,以防止地下水進入地下工程建設需要的地段。 

  結(jié)束語 

  巖土工程中的水文地質(zhì)問題是不可忽視的重要問題,切實做好水文地質(zhì)工作,掌握水文地質(zhì)的相關理論知識,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),可以幫助設計和施工,并且可以有效地預防和減免巖土工程危害。因此,工程技術人員應該在工程勘察中做好水文地質(zhì)工作的調(diào)查與分析,根據(jù)勘察到的情況制定相應的防護措施和施工計劃,為設計和施工提供必要的水文參數(shù),使巖土工程勘察成果更具實用性和預見性,真正保證工程的質(zhì)量。 

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