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摘要:建筑工程的增多和气候的异常,无数的地质灾害发生愈加频繁,严重威胁着人们的生命财产和居住环境。文章分析水文地质对地下水对岩土及工程的影响及危害,探讨对如何进行有效预防。
关键词:水文;地质;工程;环境;科技;发展
中图分类号:P62文献标识码: A
引言
水文地质既是岩土工程勘察组成的一部分,又直接影响了岩土工程的特性和质量,甚至还影响到建筑的安全性、稳定性和耐久性。因此在岩土工程中不仅要弄清水文地质和岩土工程之间相互作用的关系,还需要评价地下水对岩土体和建筑的产生的影響。
一、水文地质问题在工程地质勘查中的重要性
在对岩土工程进行勘查以及施工过程中需要对岩土工程周边的水文地质进行仔细的勘察,而有些工程施工单位在工程施工过程中最容易忽视对工程周边进行水文地质勘察。工程地质情况在很大程度上是受水文地质情况所决定的,因为岩土体中含有地下水,地下水可以对岩土体产生直接的影响,而且水文地质条件对于岩土工程的稳固性有非常大的影响。一些工程施工单位在进行工程勘察的过程中仅仅是对工程周边表面的水文地质进行勘查,而没有对地下的水文地质条件进行勘查,这样便使得工程勘察工作没有达到很好的质量,在工程建设过程中,或者建设完成之后,可能发生由地下水而导致的工程危害。为了保障工程的安全性和稳固性,则需要在工程勘察过程中加强对水文地质问题的勘察。
二、工程地质勘察中水文地质的危害
不管是地下水位的升降变化,还是动水压力,都会在一定程度上危害到岩土工程。主要有两方面的原因会造成地下水水位的变化,分别是天然引起的和人为引起的。如果地下水位有着较大的变化,超出了规定的限值,那么就会导致大量岩土工程质量问题的出现,促使危害的形成。一般情况下,可以将水文地质的危害分为三种情况:
潜水位上升造成的危害: 附近河流、水库以及湖泊等水位的升高,都是在一定程度上升高潜水位,此外,一系列灌溉工程的渗漏问题也会升高潜水位,比如工业废水、给排水管道、引水渠道等等,通过调查发现,潜水位的升高,会对建筑物的质量产生严重危害;具体体现在这些方面,潜水位的升高,会降低建筑
物地基硬度,土壤的含水率得到增加,这样土壤的强度可能就会达不到要求,建筑物的沉降变形问题容易出现。潜水位的升高,会导致砂土出现饱和情况,这样地震液化问题就容易出现,发生一些流砂或者管涌问题等。因为潜水位的上升,斜坡的临空面会降低本身岩土的力学性能,导致滑移或者崩塌等现象的发生,正常功能会丧失掉。还会促使有浸水现象发生于建筑物的地下室,对于其正常使用产生不利影响。
地下水位下降给岩土工程造成的危害:通常情况下,是人为原因造成了地下水位的下降,他们大多是出于自身利益考虑,将地下水抽取出来进行补给,将矿床疏干,以便更好的采矿。地下水位如果出现了很大的下降,就会导致一系列地质灾害的发生,比如地面沉降、地裂以及地面塌陷等等,水质恶化以及地面塌陷等也是容易出现的地质灾害,严重影响到人们的日常生活,还会在一定程度上危害到环境。
地下水位波动给岩土工程带来的危害:很多的因素都会引起地下水水位波动,比如气候季节的改变、河流湖泊的改变以及水库水位的变化等等;通过调查发现,地下水位的波动会给岩土工程带来严重的危害,具体表现在这些方面,一是地下水水位的波动会压密土体,再加压土体,会增加其密度;二是建筑物基础建筑材料的腐蚀程度会得到增加;三是地下水水位波动太懂,木桩的干湿度会出现不断更替的状态下,这样木桩腐烂情况就会加快,泥炭土的危害会更加的大。四是在一些含盐地层,比如钠盐层或者石膏地层等,溶解情况就会发生,进而使建筑有很大的位移发生。五是地下水水位的变化,会导致岩土出现胀缩变形情况,且这种变形是没有规律的,如果水位变化比较的频繁,岩土胀缩变形情况也会频繁的发生,并且会加大胀缩的幅度,导致地裂事故的发生,给建筑物带来一定程度的破坏。如果地下水是处于自然状态下,只有十分微弱的动水压力作用,那么破坏情况一般不会发生;但是如果在工程活动中,如果天然平衡条件被认为的进行了改变,或者受到了动压力的作用,就会给岩土工程造成很大的危害,导致一系列灾害的发生。
三、地下水对岩土工程的影响
(一)流沙现象。在岩土工程中,毁灭性的流砂现象是岩土工程的禁忌。如果挖掘地面低于地下水位,如果不是降水作业,地下水头大于基座,地下水向上渗流是可能的,水底的流砂现象将给施工带来极大的不便和困难,甚至影响附近的建筑安全。
(二)沙土振动液化。沙土饱和后,由于运动使它变得致密,导致土壤孔隙水压力增大,沙土颗粒之间有效应力降低,抗剪强度降低。通过周期性振动,土壤孔隙水压力增加,严重者可完全抵消沙土颗粒之间的有效应力,悬浮状态下的沙土颗粒接近液体性质,土壤液化。如果沙土液化,通常会在地表裂缝处冒沙或是喷水,导致地基失去作用而发生沉降。
(三)地下水的腐蚀性。在沿海地下水中,镁离子、氯离子和硫酸根离子的浓度相对较高,会导致钢筋混凝土的腐蚀。
四、地下水对岩土工程的危害
(一)水文地质评价内容分析研究
调查以往的工程地质勘察报告发现由于很多土木工程在进行设计和施工时没有考虑到水文地质的影响进而导致很多例因水文地质影响而造成建筑工程的建筑物开裂以及基础下沉等工程事故的发生。因此为了保障人员和财物的安全在进行工程地质勘察时应充分考虑水文地质的影响。
(1)在进行工程地质勘察时应对勘察范围内地下水的天然状态和天然条件下的影响有详细的了解进而预测地下水在人为工程施工中的具体变化情况以及地下水对建筑物和宕土体的作用效应。
(2)在调查水文地质时应根据实际建筑工程的需要能够根据实际情况提供相关水文地质的详细资料。
(3)从工程角度分析地下水对宕土工程的反作用并能够根据实际的工程情况对地下水提出不同的评价标准:①对于在宕土工程地基施工范围内的土质存在饱和、松散的粉土、粉细砂的情况应考虑到可能产生管涌、流砂、潜蚀以及地震液化等情况;②对建筑场地的承载部位地质选用膨胀土、残积土、强风化宕以及软质宕石等宕土体的情况,应预测上述宕土体由于地下水活动可能发生胀缩、崩解以及软化等现象。
五、水文地质勘察中的地下水问题及相应措施
(一) 地下水的测量及存在的问题
一般情况下,岩土工程勘察中,地下水的测量与计算方法通常为钻孔。通常是通过钻孔提取岩芯后 0.5 h,测量孔内水位;有条件的,还可测量终孔后24 h 的水位,测量稳定的地下水位。然而,这种方法对于只有含水层贯通的地层是合理的;对于含水层不贯通的地层和局部不透层水的地层,则存在很大的漏洞,为以后的工程设计和施工造成很大的弊端。
(二) 解决地下水问题的措施
为了更准确的测出地下水位,准确找出透水层,可采用分段钻进法进行测量。具体方法如下:1) 设计好每天钻进的工作量,循序渐进。2) 每天钻进工作结束后,可将孔中水抽干。第二天开钻前再测量水位,以明确该地段含水的稳定性。
3) 如果上部地层都不含水,可以一直这样进行下去,直到发现含水层。如果上部已有含水层,可将水抽干,把测量段暂时密封起来,第二天再测量,以查明该地段的水压大小,含水性与水位的稳定性。
一般情况下,岩体完整段一般不含水。节理、裂隙密集段可能无水,也可能有水。通过以上的周密测量,可以把地层分为不含水段与含水段,再结合地球物理勘探仪,准确确定出地层的含水带,从而根据含水带的分布特点,结合裂隙渗透的原理,来准确判断地下水对岩体稳定性的影响。
结语
综上所述,准确的水文地质评估,明确的岩土水理性质,以及对地下水的全面勘察和正确处理,不仅使工程岩土勘察工作的可靠程度大大提高,而且还能更好地用岩土体的潜在能力,为人类的居住环境的长治久安做出重大贡献。
参考文献:
[1]谈冀峥,宋恩武,孙雅飞. 浅谈综合研究在工程勘察中的意义[J]. 科技信息,2014,05:209.
[2]李新源. 工程地质与水文地质勘察[J]. 中外企业家,2014,03:215-216.
关键词:水文;地质;工程;环境;科技;发展
中图分类号:P62文献标识码: A
引言
水文地质既是岩土工程勘察组成的一部分,又直接影响了岩土工程的特性和质量,甚至还影响到建筑的安全性、稳定性和耐久性。因此在岩土工程中不仅要弄清水文地质和岩土工程之间相互作用的关系,还需要评价地下水对岩土体和建筑的产生的影響。
一、水文地质问题在工程地质勘查中的重要性
在对岩土工程进行勘查以及施工过程中需要对岩土工程周边的水文地质进行仔细的勘察,而有些工程施工单位在工程施工过程中最容易忽视对工程周边进行水文地质勘察。工程地质情况在很大程度上是受水文地质情况所决定的,因为岩土体中含有地下水,地下水可以对岩土体产生直接的影响,而且水文地质条件对于岩土工程的稳固性有非常大的影响。一些工程施工单位在进行工程勘察的过程中仅仅是对工程周边表面的水文地质进行勘查,而没有对地下的水文地质条件进行勘查,这样便使得工程勘察工作没有达到很好的质量,在工程建设过程中,或者建设完成之后,可能发生由地下水而导致的工程危害。为了保障工程的安全性和稳固性,则需要在工程勘察过程中加强对水文地质问题的勘察。
二、工程地质勘察中水文地质的危害
不管是地下水位的升降变化,还是动水压力,都会在一定程度上危害到岩土工程。主要有两方面的原因会造成地下水水位的变化,分别是天然引起的和人为引起的。如果地下水位有着较大的变化,超出了规定的限值,那么就会导致大量岩土工程质量问题的出现,促使危害的形成。一般情况下,可以将水文地质的危害分为三种情况:
潜水位上升造成的危害: 附近河流、水库以及湖泊等水位的升高,都是在一定程度上升高潜水位,此外,一系列灌溉工程的渗漏问题也会升高潜水位,比如工业废水、给排水管道、引水渠道等等,通过调查发现,潜水位的升高,会对建筑物的质量产生严重危害;具体体现在这些方面,潜水位的升高,会降低建筑
物地基硬度,土壤的含水率得到增加,这样土壤的强度可能就会达不到要求,建筑物的沉降变形问题容易出现。潜水位的升高,会导致砂土出现饱和情况,这样地震液化问题就容易出现,发生一些流砂或者管涌问题等。因为潜水位的上升,斜坡的临空面会降低本身岩土的力学性能,导致滑移或者崩塌等现象的发生,正常功能会丧失掉。还会促使有浸水现象发生于建筑物的地下室,对于其正常使用产生不利影响。
地下水位下降给岩土工程造成的危害:通常情况下,是人为原因造成了地下水位的下降,他们大多是出于自身利益考虑,将地下水抽取出来进行补给,将矿床疏干,以便更好的采矿。地下水位如果出现了很大的下降,就会导致一系列地质灾害的发生,比如地面沉降、地裂以及地面塌陷等等,水质恶化以及地面塌陷等也是容易出现的地质灾害,严重影响到人们的日常生活,还会在一定程度上危害到环境。
地下水位波动给岩土工程带来的危害:很多的因素都会引起地下水水位波动,比如气候季节的改变、河流湖泊的改变以及水库水位的变化等等;通过调查发现,地下水位的波动会给岩土工程带来严重的危害,具体表现在这些方面,一是地下水水位的波动会压密土体,再加压土体,会增加其密度;二是建筑物基础建筑材料的腐蚀程度会得到增加;三是地下水水位波动太懂,木桩的干湿度会出现不断更替的状态下,这样木桩腐烂情况就会加快,泥炭土的危害会更加的大。四是在一些含盐地层,比如钠盐层或者石膏地层等,溶解情况就会发生,进而使建筑有很大的位移发生。五是地下水水位的变化,会导致岩土出现胀缩变形情况,且这种变形是没有规律的,如果水位变化比较的频繁,岩土胀缩变形情况也会频繁的发生,并且会加大胀缩的幅度,导致地裂事故的发生,给建筑物带来一定程度的破坏。如果地下水是处于自然状态下,只有十分微弱的动水压力作用,那么破坏情况一般不会发生;但是如果在工程活动中,如果天然平衡条件被认为的进行了改变,或者受到了动压力的作用,就会给岩土工程造成很大的危害,导致一系列灾害的发生。
三、地下水对岩土工程的影响
(一)流沙现象。在岩土工程中,毁灭性的流砂现象是岩土工程的禁忌。如果挖掘地面低于地下水位,如果不是降水作业,地下水头大于基座,地下水向上渗流是可能的,水底的流砂现象将给施工带来极大的不便和困难,甚至影响附近的建筑安全。
(二)沙土振动液化。沙土饱和后,由于运动使它变得致密,导致土壤孔隙水压力增大,沙土颗粒之间有效应力降低,抗剪强度降低。通过周期性振动,土壤孔隙水压力增加,严重者可完全抵消沙土颗粒之间的有效应力,悬浮状态下的沙土颗粒接近液体性质,土壤液化。如果沙土液化,通常会在地表裂缝处冒沙或是喷水,导致地基失去作用而发生沉降。
(三)地下水的腐蚀性。在沿海地下水中,镁离子、氯离子和硫酸根离子的浓度相对较高,会导致钢筋混凝土的腐蚀。
四、地下水对岩土工程的危害
(一)水文地质评价内容分析研究
调查以往的工程地质勘察报告发现由于很多土木工程在进行设计和施工时没有考虑到水文地质的影响进而导致很多例因水文地质影响而造成建筑工程的建筑物开裂以及基础下沉等工程事故的发生。因此为了保障人员和财物的安全在进行工程地质勘察时应充分考虑水文地质的影响。
(1)在进行工程地质勘察时应对勘察范围内地下水的天然状态和天然条件下的影响有详细的了解进而预测地下水在人为工程施工中的具体变化情况以及地下水对建筑物和宕土体的作用效应。
(2)在调查水文地质时应根据实际建筑工程的需要能够根据实际情况提供相关水文地质的详细资料。
(3)从工程角度分析地下水对宕土工程的反作用并能够根据实际的工程情况对地下水提出不同的评价标准:①对于在宕土工程地基施工范围内的土质存在饱和、松散的粉土、粉细砂的情况应考虑到可能产生管涌、流砂、潜蚀以及地震液化等情况;②对建筑场地的承载部位地质选用膨胀土、残积土、强风化宕以及软质宕石等宕土体的情况,应预测上述宕土体由于地下水活动可能发生胀缩、崩解以及软化等现象。
五、水文地质勘察中的地下水问题及相应措施
(一) 地下水的测量及存在的问题
一般情况下,岩土工程勘察中,地下水的测量与计算方法通常为钻孔。通常是通过钻孔提取岩芯后 0.5 h,测量孔内水位;有条件的,还可测量终孔后24 h 的水位,测量稳定的地下水位。然而,这种方法对于只有含水层贯通的地层是合理的;对于含水层不贯通的地层和局部不透层水的地层,则存在很大的漏洞,为以后的工程设计和施工造成很大的弊端。
(二) 解决地下水问题的措施
为了更准确的测出地下水位,准确找出透水层,可采用分段钻进法进行测量。具体方法如下:1) 设计好每天钻进的工作量,循序渐进。2) 每天钻进工作结束后,可将孔中水抽干。第二天开钻前再测量水位,以明确该地段含水的稳定性。
3) 如果上部地层都不含水,可以一直这样进行下去,直到发现含水层。如果上部已有含水层,可将水抽干,把测量段暂时密封起来,第二天再测量,以查明该地段的水压大小,含水性与水位的稳定性。
一般情况下,岩体完整段一般不含水。节理、裂隙密集段可能无水,也可能有水。通过以上的周密测量,可以把地层分为不含水段与含水段,再结合地球物理勘探仪,准确确定出地层的含水带,从而根据含水带的分布特点,结合裂隙渗透的原理,来准确判断地下水对岩体稳定性的影响。
结语
综上所述,准确的水文地质评估,明确的岩土水理性质,以及对地下水的全面勘察和正确处理,不仅使工程岩土勘察工作的可靠程度大大提高,而且还能更好地用岩土体的潜在能力,为人类的居住环境的长治久安做出重大贡献。
参考文献:
[1]谈冀峥,宋恩武,孙雅飞. 浅谈综合研究在工程勘察中的意义[J]. 科技信息,2014,05:209.
[2]李新源. 工程地质与水文地质勘察[J]. 中外企业家,2014,03:215-216.