內(nèi)容摘要:在工程地質(zhì)勘察中,水文地質(zhì)中所存在的問(wèn)題是最關(guān)鍵又是最容易被忽略的問(wèn)題,本文就巖土水性性質(zhì)、地下水升降變化及地下水動(dòng)壓力等作用對(duì)巖土工程所引起的危害進(jìn)行了淺談。

  關(guān)鍵詞:水文地質(zhì)地下水動(dòng)水壓力危害

  一、前言

  在工程勘察,設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中,水文地質(zhì)問(wèn)題始終是一個(gè)極為重要但是也是一個(gè)易于被忽視的問(wèn)題。因此為提高工程勘察質(zhì)量,在勘察中加強(qiáng)水文地質(zhì)問(wèn)題的研究是十分必要的,在工程勘察中不僅要求查明于巖土工程有關(guān)的水土地質(zhì)問(wèn)題,評(píng)價(jià)地下水對(duì)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(duì)巖土工程的危害。

  二、工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)評(píng)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(píng)價(jià)地下水對(duì)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(kāi)裂的質(zhì)量事故,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(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題的評(píng)價(jià),主要應(yīng)考慮以下內(nèi)容。

  (一)應(yīng)重點(diǎn)評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土體和建筑物的作用和影響,預(yù)測(cè)可能產(chǎn)生的巖土工程危害,提出防治措施。

 。ǘ┕こ炭辈熘羞應(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(wèn)題,提供選型所需的水文地質(zhì)資料。

 。ㄈ┎粌H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(cè)在人為工程活動(dòng)中地下水的變化情況,及對(duì)巖土體和建筑物的反作用。

 。ㄋ模⿷(yīng)從工程角度,按地下水對(duì)工程的作用與影響,提出不同條件下應(yīng)當(dāng)著重評(píng)價(jià)的地質(zhì)問(wèn)題,如:

  1.對(duì)埋藏在底下水位以下的建筑物基礎(chǔ)中水對(duì)砼及砼內(nèi)鋼筋的腐蝕性。

  2.對(duì)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)持力層的建筑場(chǎng)地,應(yīng)著重評(píng)價(jià)地下水活動(dòng)對(duì)上述巖土體可能產(chǎn)生的軟化、崩解、漲縮等作用。

  3.在地基基礎(chǔ)壓縮層范圍內(nèi)存在松散、飽和的粉細(xì)砂、粉土?xí)r,應(yīng)預(yù)測(cè)產(chǎn)生潛蝕、流沙、管涌的可能性。

  三、巖土水理性質(zhì)

  巖土水理性質(zhì)是指巖土于地下水互相作用是顯示出來(lái)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(duì)巖土的物理力學(xué)性質(zhì)的測(cè)試比較重視,對(duì)巖土的水理性質(zhì)卻有所忽視,因而對(duì)巖土工程地質(zhì)性質(zhì)的評(píng)價(jià)是不夠全面的。巖土的水理性質(zhì)是巖土于地下水互相作用顯示出來(lái)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(duì)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)。下面首先介紹一下地下水的賦存形式及對(duì)巖土水理性質(zhì)的影響,然后再對(duì)巖土的幾個(gè)重要的水理性質(zhì)及研究測(cè)試方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。

 。ㄒ唬┑叵滤馁x存形式:地下水按其在巖土中的賦存形式可分為結(jié)合水、毛細(xì)管水和重力水三種,其中結(jié)合水又可分為強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水兩種。巖土的主要的水理性質(zhì)及其測(cè)試方法:

 。ㄒ唬┸浕裕侵笌r土體浸水后,力學(xué)強(qiáng)度降低的特性,一般用軟化系數(shù)表示,即巖石在浸水飽和狀態(tài)下與風(fēng)干狀態(tài)下極限抗壓強(qiáng)度之比,它是判斷巖石耐風(fēng)化、耐水浸能力的指標(biāo)。在巖石層中存在易軟化巖層時(shí),在地下水的作用下往往會(huì)形成軟弱夾層。各類成因的黏性土層、巖層、頁(yè)巖、泥質(zhì)砂巖等均普遍存在軟化特性。

 。ǘ┩杆裕侵杆谥亓ψ饔孟,巖土容許水透過(guò)自身的性能。巖土的滲透性的強(qiáng)弱首先決定干巖土空隙的大小和連通性,其次是空隙度的多少。松散巖土的顆粒愈細(xì)、愈不均勻,其透水性便愈強(qiáng)。堅(jiān)硬巖層的裂隙或巖溶愈發(fā)育,其透水性就愈強(qiáng)。透水性一般可用滲透系數(shù)表示,巖土體的滲透系數(shù)可通過(guò)抽水試驗(yàn)求取。

 。ㄈ┍澜庑裕侵笌r土浸水濕化后,由于土粒連接被削弱、破壞,使土體崩散、解體的特性。巖土體的崩解特性包括崩解所需時(shí)間、崩解量、崩解方式等。巖土的崩解性與土的顆粒成分、礦物成分、結(jié)構(gòu)等關(guān)系很大,以廣東地區(qū)的殘積土為例,一般崩解時(shí)間5-24h,崩解量1.79-34,以蒙脫石、水云母、高嶺土為主的殘積土以散開(kāi)方式崩解,以石英為主的殘積土多以裂開(kāi)狀崩解為主。

  四、地下水引起的巖土工程危害

  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(dòng)水壓力作用兩個(gè)方面的原因造成的。

  五、地下水升降變化引起的巖土工程危害

  地下水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(duì)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:

 。ㄒ唬┧簧仙鸬膸r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;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(duì)巖土工程可能造成:1.土壤沼澤化、鹽漬化,巖土及地下水建筑物腐蝕性增強(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。3.一些具有特殊性的巖土體結(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)細(xì)砂、管涌等現(xiàn)象。5.地下洞室沖水淹沒(méi),基礎(chǔ)上浮、建筑物失穩(wěn)。

 。ǘ┑叵滤幌陆狄鸬膸r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(kù)截奪下游地下水的補(bǔ)給等。地下水的過(guò)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(wèn)題,對(duì)巖土體、建筑物的穩(wěn)定性和人類自身的居住環(huán)境造成很大的威脅。

 。ㄈ┑叵滤l繁升降對(duì)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)由于地下水的積極將交替,會(huì)將土層中的膠結(jié)物?一鐵、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(lái)較大的麻煩。

  4.2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。流沙、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(xiàn)中已有較詳細(xì)的論述,這里不再重復(fù)。

  結(jié)語(yǔ)

  近幾年來(lái)巖土工程危害特別多尤其是地下水對(duì)巖土工程來(lái)說(shuō),就是比較大的危害性,由于水文地質(zhì)中所存在的問(wèn)題是最關(guān)健又是最易被忽略的問(wèn)題,所以我們要在勘察中加強(qiáng)水文地質(zhì)問(wèn)題的研究。