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摘要:随着科技的飞速发展,人们开始对水利工程中的地质勘察与岩土治理问题越来越重视。因此,为了提高工程的勘察质量,在工程勘察中不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题,评价地下水对岩土体和建筑物的作用及影响,更要提出预防及治理措施的建议,为设计和施工提供必要的水文地质资料,以消除或减少地下水对岩土工程的危害。本文根据作者多年工作经验就水利工程中地质勘察与岩土治理问题进行了简单的阐述。
关键词:水利工程;地质勘察;岩土治理
一、水利工程岩土勘察概述
1.地质勘察概念
水利工程建设从我国古代就开始了,地质勘察也有了较长的发展历史,随着地质勘察的手段的提高、试验仪器以及测试设备的进步,地质勘察的技术水平越来越高。水利工程地质勘察是综合性和专业性比较强的工作,是指在运用工程地质学、岩土力学以及地质学的基础上对工程地质条件进行有效的分析和评价,为水利工程的设计和施工提供较为准确的岩土参数,提高设计的安全性、可行性和经济性。水利工程地质勘察的手段主要包括地质测绘、现场勘探、取样、现场试验、室内试验等,各手段之间是相互关联及验证的。地质勘察的对象主要是水利施工场地岩土体,勘察的质量以及设计的方案直接影响着设计的质量。
2地质勘察的重要性
水利工程地质勘察可以有效的避免水利施工中的一些问题,实现工程建设和自然环境的平衡。我国三峡大坝在施工中克服了多项难题,包括深水围堰、永久船闸高边坡开挖和锚固以及混凝土的大面积浇筑,我国水利工程师通过仔细科学的工程地质勘察,对地质变形量进行了有效的把握,加强了新技术和新材料在施工中的应用,避免了混凝土的开裂,提高了水利工程的施工质量。总之,水利工程地质勘察可以对地质问题进行有效的评价和分析,为工程设计和施工提供详细的数据资料,确定水利工程的地基基础和岩石特性,确保工程能够满足施工要求。
二、水利工程地质勘察的阶段和内容
1.水利工程地质勘察内容
工程地质测绘、岩土取样、现场试验和室内试验是水利工程地质勘察的关键环节,勘察人员要对地质条件进行定量和定性分析,编制成地质勘察报告。在地质勘察阶段,勘察人员要首先进行地质测绘工作,勘察包括了坑探、钻探和物探等,勘察人员要在调查岩土性质的基础上选择合适的勘探方法。现场试验和室内试验主要是确定地质的强度参数、物性指标、渗透性参数和应力、固结变形参数以及应变时间参数等,而现场监测主要是对岩土荷载以及环境影响进行分析评价,避免不良影响的产生。
2.控制性勘探点
地质勘察的质量直接影响着水利工程地基处理的质量,勘察人员要按照《水利水电工程地质勘察规范》来确定控制性钻孔和一般性钻孔,对钻孔比例进行控制。控制性勘探点主要是针对初步勘探来确定,详细勘察中不需要确定控制性勘探点。此外,勘察人员还要对地质进行评价,确定水利工程施工场地地质的稳定性和承载力,对岩土变形进行事先分析,确定岩土的压缩指标和强度指标,评价地基稳定性。
3.岩土承载力确定
岩土工程承载力的确定方法有多种,首先是根据汉森公式等来进行地基极限承载力的确定,安全系数取值和工程的荷载性质、安全等级以及抗剪强度指标相关,安全系数一般是 2或者3。勘察人员可以根据岩体抗剪强度指标来确定地基承载力的特征值,确保工程地基的承载力能够满足施工的要求。其次,勘察人员可以根据荷载试验来确定,通过原位测试来进行分级加载,在测定沉降量 的基础上来确定地基的整体承载力。此外,勘察人员还可以通过查表法来分析地基的岩土特性变化,通过理论公式和原位测试来进行确定地基的承载力。
4.地下水确定
勘察人员在勘察期间要对地下水的高程以及水位进行确定,地下水丰水期和枯水期的水位对施工的影响很大,受工期的限制,地质勘察人员可以去相关部门搜集资料,掌握地下水变化的规律和信息,采取合适的地基处理措施。此外,勘察人员还需要对地基的渗透系数进行确定,其确定主要是通过室内试验和现场试验的方法来确定,现场试验的准确性和科学性较高,可以采用室内试验和现场试验的方法来确定。
三、水利工程岩土治理中应注意的问题
1. 水文地质的评价
水利工程地质勘察的目的是对不良地基进行处理,提高地基的稳定性和整体承载力。工程勘察人员要对水文地质进行有效的评价,避免设计漏洞和事故。水文地质的评价包括了地下水对工程和周围建筑物的影响,对于地下水对将要建造的水利工程影响进行有效的预测,查明相关的水质问题,制定详细的水文地质资料。从工程施工的角度来讲,水利工程勘察人员还要对岩土体进行有效的分析,对岩土体的负面作用进行确定,对地下水进行富水性和渗透性试验,避免人工沉降造成不稳定影响。
2.岩土水理性质
岩土工程性质包括了岩土物理性质和岩土水理性质,岩土水理性质是指地下水和岩土在相 互作用时表现出来的性质,水理性质不仅可以影响岩土变形和强度,还影响着工程的稳定性和使用寿命。勘察人员要加强勘察,对水理性质进行重要的分析,重点测试水体的透水性、软化性、胀缩性以及崩解性进行确定,确定岩土的耐水浸水能力和耐风化能力。此外,勘察人员还要对持水性、可塑性以及溶水性进行确定,提高工程的整体施工质量。
3.岩土测试方式
水利工程地质勘察测试包括了现场原位测试和室内测试,一般普通粘性土可以进行室内试验,饱和度高和无粘性沉积土则需要进行现场的测试,对岩土的压缩性、强度以及密实度进行研究。研究的方法包括了圆锥动力研究、十字板剪切研究、标准贯入研究以及波速控制研究。首先,圆锥动力研究是指将圆锥的探头植入土中,对地基进行分层研究,该试验的设备较少,操作方便,但是也具有准确性不高的问题。其次,十字板剪切研究要首先清理干净套 管,将十字板通过套管压入土中,测试地质的受力状况。再次,标准贯入研究适宜的土层较广,比较适合砂土和粉土使用,但是也存在离散性大的缺点。因此,勘察人员要选择合适 的勘察方法来做好地质勘查工作,提供岩土治理的方案与建议。
四、结束语
水利地质勘察工程中一直有岩土工程勘察中的重要问题,在具体工程中,一定要因地制宜,根据勘察工程所处地域的工程地质条件,制定相应的防护措施和施工计划,真正保证工程的质量。工程地质工作在建筑物基础持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面所起的重要作用显而易见,虽然岩土工程具有自身的特点,岩土工程计算不精确的原因有地质条件、计算模式、计算参数三方面,尤其是计算参数最难把握,故首先要做好勘察,掌握地质条件;其次是正确选用公式和软件,并充分了解其适用条件和可能的偏差;还要强调信息化施工和动态设计,事先的定量计算一般只是一种估算,只有原型实测最可信,监测不仅是保证安全的重要措施,同时也是最可靠的科学实验。
参考文献:
[1]李树林.城市地铁岩土工程勘察应注意的问题[J].铁道勘察,2011,3
[2]戴一鸣.探讨解决岩土工程勘察中存在的技术问题[J]建建设科技,2009,6
[3]工程地质手册(第四版)[M].北京:中国建筑工业出版社.2009.
[4]李广信.高等土力学[M ].北京:清华大学出版社,2011.
关键词:水利工程;地质勘察;岩土治理
一、水利工程岩土勘察概述
1.地质勘察概念
水利工程建设从我国古代就开始了,地质勘察也有了较长的发展历史,随着地质勘察的手段的提高、试验仪器以及测试设备的进步,地质勘察的技术水平越来越高。水利工程地质勘察是综合性和专业性比较强的工作,是指在运用工程地质学、岩土力学以及地质学的基础上对工程地质条件进行有效的分析和评价,为水利工程的设计和施工提供较为准确的岩土参数,提高设计的安全性、可行性和经济性。水利工程地质勘察的手段主要包括地质测绘、现场勘探、取样、现场试验、室内试验等,各手段之间是相互关联及验证的。地质勘察的对象主要是水利施工场地岩土体,勘察的质量以及设计的方案直接影响着设计的质量。
2地质勘察的重要性
水利工程地质勘察可以有效的避免水利施工中的一些问题,实现工程建设和自然环境的平衡。我国三峡大坝在施工中克服了多项难题,包括深水围堰、永久船闸高边坡开挖和锚固以及混凝土的大面积浇筑,我国水利工程师通过仔细科学的工程地质勘察,对地质变形量进行了有效的把握,加强了新技术和新材料在施工中的应用,避免了混凝土的开裂,提高了水利工程的施工质量。总之,水利工程地质勘察可以对地质问题进行有效的评价和分析,为工程设计和施工提供详细的数据资料,确定水利工程的地基基础和岩石特性,确保工程能够满足施工要求。
二、水利工程地质勘察的阶段和内容
1.水利工程地质勘察内容
工程地质测绘、岩土取样、现场试验和室内试验是水利工程地质勘察的关键环节,勘察人员要对地质条件进行定量和定性分析,编制成地质勘察报告。在地质勘察阶段,勘察人员要首先进行地质测绘工作,勘察包括了坑探、钻探和物探等,勘察人员要在调查岩土性质的基础上选择合适的勘探方法。现场试验和室内试验主要是确定地质的强度参数、物性指标、渗透性参数和应力、固结变形参数以及应变时间参数等,而现场监测主要是对岩土荷载以及环境影响进行分析评价,避免不良影响的产生。
2.控制性勘探点
地质勘察的质量直接影响着水利工程地基处理的质量,勘察人员要按照《水利水电工程地质勘察规范》来确定控制性钻孔和一般性钻孔,对钻孔比例进行控制。控制性勘探点主要是针对初步勘探来确定,详细勘察中不需要确定控制性勘探点。此外,勘察人员还要对地质进行评价,确定水利工程施工场地地质的稳定性和承载力,对岩土变形进行事先分析,确定岩土的压缩指标和强度指标,评价地基稳定性。
3.岩土承载力确定
岩土工程承载力的确定方法有多种,首先是根据汉森公式等来进行地基极限承载力的确定,安全系数取值和工程的荷载性质、安全等级以及抗剪强度指标相关,安全系数一般是 2或者3。勘察人员可以根据岩体抗剪强度指标来确定地基承载力的特征值,确保工程地基的承载力能够满足施工的要求。其次,勘察人员可以根据荷载试验来确定,通过原位测试来进行分级加载,在测定沉降量 的基础上来确定地基的整体承载力。此外,勘察人员还可以通过查表法来分析地基的岩土特性变化,通过理论公式和原位测试来进行确定地基的承载力。
4.地下水确定
勘察人员在勘察期间要对地下水的高程以及水位进行确定,地下水丰水期和枯水期的水位对施工的影响很大,受工期的限制,地质勘察人员可以去相关部门搜集资料,掌握地下水变化的规律和信息,采取合适的地基处理措施。此外,勘察人员还需要对地基的渗透系数进行确定,其确定主要是通过室内试验和现场试验的方法来确定,现场试验的准确性和科学性较高,可以采用室内试验和现场试验的方法来确定。
三、水利工程岩土治理中应注意的问题
1. 水文地质的评价
水利工程地质勘察的目的是对不良地基进行处理,提高地基的稳定性和整体承载力。工程勘察人员要对水文地质进行有效的评价,避免设计漏洞和事故。水文地质的评价包括了地下水对工程和周围建筑物的影响,对于地下水对将要建造的水利工程影响进行有效的预测,查明相关的水质问题,制定详细的水文地质资料。从工程施工的角度来讲,水利工程勘察人员还要对岩土体进行有效的分析,对岩土体的负面作用进行确定,对地下水进行富水性和渗透性试验,避免人工沉降造成不稳定影响。
2.岩土水理性质
岩土工程性质包括了岩土物理性质和岩土水理性质,岩土水理性质是指地下水和岩土在相 互作用时表现出来的性质,水理性质不仅可以影响岩土变形和强度,还影响着工程的稳定性和使用寿命。勘察人员要加强勘察,对水理性质进行重要的分析,重点测试水体的透水性、软化性、胀缩性以及崩解性进行确定,确定岩土的耐水浸水能力和耐风化能力。此外,勘察人员还要对持水性、可塑性以及溶水性进行确定,提高工程的整体施工质量。
3.岩土测试方式
水利工程地质勘察测试包括了现场原位测试和室内测试,一般普通粘性土可以进行室内试验,饱和度高和无粘性沉积土则需要进行现场的测试,对岩土的压缩性、强度以及密实度进行研究。研究的方法包括了圆锥动力研究、十字板剪切研究、标准贯入研究以及波速控制研究。首先,圆锥动力研究是指将圆锥的探头植入土中,对地基进行分层研究,该试验的设备较少,操作方便,但是也具有准确性不高的问题。其次,十字板剪切研究要首先清理干净套 管,将十字板通过套管压入土中,测试地质的受力状况。再次,标准贯入研究适宜的土层较广,比较适合砂土和粉土使用,但是也存在离散性大的缺点。因此,勘察人员要选择合适 的勘察方法来做好地质勘查工作,提供岩土治理的方案与建议。
四、结束语
水利地质勘察工程中一直有岩土工程勘察中的重要问题,在具体工程中,一定要因地制宜,根据勘察工程所处地域的工程地质条件,制定相应的防护措施和施工计划,真正保证工程的质量。工程地质工作在建筑物基础持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面所起的重要作用显而易见,虽然岩土工程具有自身的特点,岩土工程计算不精确的原因有地质条件、计算模式、计算参数三方面,尤其是计算参数最难把握,故首先要做好勘察,掌握地质条件;其次是正确选用公式和软件,并充分了解其适用条件和可能的偏差;还要强调信息化施工和动态设计,事先的定量计算一般只是一种估算,只有原型实测最可信,监测不仅是保证安全的重要措施,同时也是最可靠的科学实验。
参考文献:
[1]李树林.城市地铁岩土工程勘察应注意的问题[J].铁道勘察,2011,3
[2]戴一鸣.探讨解决岩土工程勘察中存在的技术问题[J]建建设科技,2009,6
[3]工程地质手册(第四版)[M].北京:中国建筑工业出版社.2009.
[4]李广信.高等土力学[M ].北京:清华大学出版社,2011.