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岩土工程勘察中水文地质存在的不足及建议论文

2018-08-27 16:42:38 来源网站:国际范文网

  在工程的前期勘察、设计和施工中,水文地质问题始终是关键的影响因素,因为水文地质与工程地质密切相关,相互联系又相互作用,作为岩土体及工程基础环境的重要组成部分,地下水的状况直接影响着建筑物的工程安全及稳定。在工程的实际勘探中,相关的勘探成果很少涉及水文参数的直接利用,水文地质仅被看作象征性的工作程序,也只是停留于对水文地质做天然条件下的简单评价。在部分水文地质环境相对比较复杂的山区,因为在工程勘探实际中对水文地质不够重视,设计中也习惯性地忽略水文地质问题,致使因地下水而引发的各种工程问题频发,危害极大,使工程前期的勘察和设计工作都处于尴尬境地。所以,重视工程勘察中的水文地质问题,就工程潜在的隐患提出针对性的预防及处理措施,对减少乃至消除地下水对岩土工程的危害具有十分重要的现实意义。

  1 岩土工程勘察中水文地质的评价内容

  地下水作为工程基础环境的重要组成部分,势必会对岩土工程产生作用和危害,而在传统的基础设计和工程施工中,因对这种作用和危害的重视程度不够,工程受地下水的不良影响和危害产生基础沉降异常及建筑开裂等质量事故已屡见不鲜[1].通过对经验教训的总结,水文地质的评价内容主要包括下列几项: ( 1) 着重评价地下水会对岩土体及建筑产生的作用和影响,就其对岩土工程可能造成的危害进行预测并提出有效的防治措施。( 2) 根据建筑地基基础的类型需要,调查确定相关的水文地质情况,为基础选型提供必要的水文地质参考资料;( 3) 从工程建设的角度,根据地下水将对工程产生的作用和影响提出各种条件下水文地质评价的侧重点,比如: 若建筑物的基础埋藏于地下水位线以下,需重点评价地下水对混凝土及其内部钢筋的腐蚀程度; 若建筑场地将强风化层、膨胀土、软质岩石或者残积土等作为建筑基础的持力层,需重点评估地下水的活动可能给上述几种类型的岩土体带来的涨缩、软化和崩解等危害; 若地基基础的压缩层内有饱和、松散的粉土或者粉细砂时,应重点对流砂、管涌和潜蚀发生的可能性进行预测;若基础的下部处于承压含水层时,要重点对承压水在基坑开挖后冲毁基坑底板的概率进行计算及评估; 若基坑开挖处于地下水位以下时,需进行富水性和渗透性试验,重点就人工降雨造成边坡失稳、土体沉降等继而影响周边建筑稳定的可能性进行评估[2].

  2 岩土的水理特性

  岩土的水理特性通过和地下水相互作用体现出来,所以地下水的存在方式会影响岩土的水理特性。地下水的存在方式主要有重力水、毛细管水和结合水三种,其中结合水又可进一步细分为弱结合水和强结合水两种[3].

  根据地下水的不同存在形式,在对岩土的水理特性加以测试时主要包括五大方面: ( 1) 胀缩性,即岩土在失水、吸水后体积发生相应变化的特性,是由于岩土颗粒外层的结合水膜在失水和吸水时会发生厚度变化而造成的。这一特性可引起基坑隆起和地表开裂,进而导致地基变形; ( 2) 给水性,即饱和状态下的岩土中,部分水由于重力作用会从裂隙及孔隙中自流出的特性,它会影响施工场地的疏干时间; ( 3) 透水性,即水在重力作用下能从岩土中透过的特性,岩土中岩溶或者坚硬裂隙越多,透水性就越强; ( 4) 软化性,即岩土浸水后力学强度会降低,这种特性会使岩石层中易被软化的岩层在地下水的作用下转化成软弱夹层; ( 5) 崩解性,即岩土浸水变湿后,土颗粒间的连接被削弱、破坏,进而造成岩土崩散及解体。

  3 地下水对岩土工程的危害

  地下水对岩土工程影响主要是由于地下水位的变化和地下动水压力两方面造成的[4].

  3. 1 地下水位的升降变化对岩土工程的危害

  地下水位的变化可由人为因素或自然因素或两者综合作用而引起,但不管是哪种原因,当地下水的水位变化达到一定幅度时,就会危害岩土工程,主要形式有以下三种: ( 1) 地下水位上升对岩土工程的危害。地下水位主要受地质因素( 如含水层的结构、总体的岩性产状等) 、水文气象条件( 气温、降雨量等) 和人为因素( 施工、灌溉等) 的影响。地下水位上升可能对岩土工程造成的危害包括: 土壤盐渍化或者沼泽化,增强地下水及岩土体对建筑的腐蚀性; 河岸、斜坡等岩土体发生崩塌、滑移等地质不良现象; 部分岩土体结构的特殊性被破坏、软化、强度降低; 粉土及粉细砂饱和液化诱发管涌、流砂等现象; 地下洞室充水过度引起基础上浮和建筑失稳; ( 2) 地下水位下降对岩土工程的危害。地下水位下降多由人为原因造成,比如过度开采地下水、采矿工程中矿床的疏干及上游建坝、修水库造成下游地下水补给不足等。地下水下降幅度过大常引发地下水枯竭以及水质恶化等问题,甚至引发地面沉降、塌陷及地裂等一系列地质灾害,给人类居住环境及工程建筑的稳定性造成极大威胁; ( 3) 地下水频繁升降对岩土工程的危害。地下水位的升降变化会引起岩土体产生不均匀性涨缩变形,而频繁的水位升降不仅造成岩土体涨缩变形的反复,还会使涨缩幅度越来越大,继而造成地裂,对建筑特别是轻型建筑构的破坏尤甚。另外,地下水位变化区间内因地下水交替频繁,土层中胶结的铝、铁等成分大量流失,该土层的土质变疏松、含水量的孔隙比变大,承载力和压缩模量均降低,极不利于岩土工程的基础选择和处理。

  3. 2 地下水的动水压力对岩土工程的危害

  在自然状态下,地下水的动水压力作用相对较小,通常不会危害到岩土工程,但大量的人类工程性活动打破了地下水在天然状态下的动力平衡,持续的移动的动水压力作用会对岩土工程造成严重危害,比如诱发管涌、流砂以及基坑突涌等[5].这些地质异常情况的形成条件及防治措施在工程地质的相关文献中已有大量详尽的论述,此处不再赘述。

  4 对水文地质问题勘察的建议

  岩土工程勘察中在对水文地质问题勘察时,应先收集、整理拟施工区域的基础性水文地质数据与资料,将其与施工方案中所采用的数据进行对比,对施工风险区和隐患区详细勘察,采用取样试验等方法对水文地质条件进行全面系统的勘察与评估,进而掌握详细、可靠的地下水变化幅度及规律,与周围岩土的性质结合后综合分析、评估突涌、流砂及管涌等情况发生的几率,根据地质条件的不同可考虑采用对地下水截留并外排或者补充地下水等针对性措施,以保障岩土体的稳定性,从而最大限度地保证工程设计方案的合理性[6].

  5 结语

  随着建筑行业的不断发展,工程施工前进行岩土工程勘察是工程项目建设程序的必经和重要环节,而水文地质问题是其中的关键,直接关系着项目建设的质量和安全性,所以,重视岩土工程勘察中的水文地质问题,预先制定科学合理的预防和整治措施,减小及消除水文地质问题引发的各种风险和隐患,对保证工程建设项目的质 量和安全具有极端重要的现实意义。

  参考文献

  [1]史东林。 有关岩土工程勘察中存在的水文地质问题[J]. 四川建材,2009,35( 4) : 151,154.

  [2]李君源,范维强。 工程勘察中的水文地质问题[J]. 西部探矿工程,2005,11( 7) : 32 - 34.

  [3]刘敏。 岩土工程勘察中的水文地质问题研究[J]. 山西建筑,2015,41( 15) : 80 -82.

  [4]杨峰。 岩土工程勘察中关于水文地质问题的相关研究[J]. 城市地理,2014( 14) : 39 -40.

  [5]尹湃。 浅谈岩土工程勘察中水文地质勘察的地位及内容[J]. 科技信息,2011( 22) : 482 -483.

  [6]郭勇军。 岩土工程勘察工作中水文地质问题探析[J]. 科技传播,2014( 7) : 139 - 140.


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