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【摘 要】 水文地质问题不但是一个非常重要同时又是非常容易被忽略的岩土工程问题。做好岩土工程勘察工作是工程建设顺利进行的重要前提和保障。同时,它也是岩土工程项目设计和施工的一个重要依据。
【关键词】 岩土工程;水文地质;勘察技术
前言:
随着科学技术的高速发展,在当前社会的各领域和行业中,各种技术和理论都进行了相应的发展创新,而在当前的岩土工程水文地质勘查中也不例外,同样涌现出了大批先进的技术和理论,而随着这些技术和理论在岩土工程水文地质勘察中的应用,使得当前的岩土工程水文地质勘察水平得到了大幅度提高。
一、水文地质勘察的内容
影响水文地质的因素有很多,例如:地下水位、分布、隔水层厚度等。为进一步提高工程勘察质量,我们应该及时采取有效的对策消除地下水对建筑工程的影响,在勘察的过程中,查找和岩土相关的水文地质问题,正确评价地下水对岩土工程带来的诸多影响,同时还要提供可信度较高的水文地质资料。水文地质资料主要包含以下几点内容:
1、地理条件。主要包含气象水文特点与地形等。其中,水文特点指的是建筑工程所在的地区属于何种气候地带、环境湿润程度等。地形指的是地面是否平坦、是否受到侵蚀等情况。
2、环境条件。包含此地形的地质构造、地基结构、岩性特征等内容。
3、地下水位分布情况。主要涉及到近幾年内的地下水位的变化情况;地表水和地下水之间的补排关系。由此看来,地下水位变化情况对建筑工程的影响是非常大的,并且这也是工程勘察最主要的内容之一。
二、地下水升降变化引起的岩土工程危害
地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,但不管什么原因,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成危害,地下水位变化引起危害又可分为三种方式:
1、水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的,其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状;水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响,有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成:
(1)土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。
(2)斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象。
(3)一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。
(4)引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象。
(5)地下洞室充水淹没,基础上浮、建筑物失稳。
2、地下水位下降引起的岩土工程危害
地下水位的降低多是由于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水、采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝、修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。
3、地下水频繁升降对岩土工程造成的危害
地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形,当地下水升降频繁时,不仅使岩土的膨胀收缩变形往复,而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大,进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的积极交替,会将土层中的胶结物——铁、铝成分淋失,土层失去胶结物将造成土质变松、含水量孔隙比增大,压缩模量、承载力降低,给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。
三、岩土工程勘察水文地质参数的测定
为了定量的说明岩土体中的水文地质条件,在勘察中还应明确如何测定我们所需要的水文地质参数。
1、测定不同的水文地质参数选择不同的测定方法
(1)测水位:钻孔、探井或测压管观测。
(2)渗透系数、导水系数:抽水试验、注水试验、压水试验、室内渗透试验。
(3)给水度、释水系数:单孔抽水试验、非稳定流抽水试验、地下水位长期观测、室内试验。
(4)越流系数、越流因数:多孔抽水试验。
(5)单位吸水率:注水试验、压水试验。
(6)毛细水上升高度:试坑观测、室内试验。
2、地下水的量测要求
(1)地下水水位的测定,在工程地质勘察中,凡遇含水地层时,均应测定地下水位。其中静止水位的量测应有一定的稳定时间,其稳定时间按含水层的渗透性确定,需要时宜在勘察结束后统-N静止水位;当采用泥浆钻进时,测水位前应将测水管打入含水层中20cm或洗孔后量测;对多层含水层的水位量测,必要时应采取止水措施与其他含水层隔开。
(2)测定地下水流向可用几何法,并同时量测各孔内水位,确定地下水的流向。地下水流速的测定可采用批示剂法或充电法。
(3)抽水试验应符合抽水试验方法可根据渗透系数的应用范围具体选用不同的方法;抽水试验宜三次降深,最大降深应接近工程设计所需的地下水位降深的标高;水位量测应采用同一方法和仪器,读数对抽水孔为厘米,对观测孔为毫米;当涌水量与时间关系曲线和动水位与时间的关系曲线,在一定范围内波动,而没有持续上升和下降时,可认为已经稳定;抽水结束后应量测恢复水位等。
(4)渗水试验和注水试验可在度坑或钻孔中进行。对砂土和粉土,可采用试坑单环法;对粘性土可采用试坑双环法;试验深度较大时可采用钻孔法。
(5)压水试验应根据工程要求,结合工程地质测绘和钻探资料,确定试验孔位,按岩层的渗透特性划分试验段,按需要确定试验的起始压力、最大压力和压力级数,及时绘制压力与压入水量的关系曲线,计算试段的透水率,确定P—Q曲线类型。
四、水文地质条件评价
在以往的工程勘察报告中,由于缺少结合基础设计和施工需要评价地下水对岩土工程的作用和危害,在本地区已发生多起因地下水造成基础下沉和建筑物开裂的质量事故,总结以往的经验和教训,我们认为今后在工程勘察中,对水文地质问题的评价,主要应考虑以下内容:
1、应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响,预测可能产生的岩土工程危害,提出防治措施;
2、工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要,查明有关水文地质问题,提供选型所需的水文地质资料;
3、不仅要查明地下水的天然状态和天然条件下的影响,更重要的是分析预测在人为工程活动中地下水的变化情况,及对岩土体和建筑物的反作用。
4、应从工程角度,按地下水对工程的作用与影响,提出不同条件下应当着重评价的地质问题,如:
(1)对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对砼及砼内钢筋的腐蚀性。
(2)对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的的建筑场地,应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用。
(3)在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉土时,应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性。
(4)基础下部存在承压含水层,应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价。
(5)在地下水位以下开挖基坑,应进行渗透性和富水性试验,并评价由于人工降水引起土体沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定性的可能性。
五、结束语
在岩土工程中水文地质工作的水平直接决定了高岩土勘察的水平,同时还与岩土工程的质量息息相关。因此,如何做好岩土工程中的水文地质勘查就成为了当前岩土工程中所亟待解决的问题。
参考文献:
[1]玉盟.工程勘察中的水文地质分析与评价[J].科技资讯.2008(36)
[2]李惠强.论工程地质勘察中水文地质问题的危害[J].中国新技术新产品.2010(24)
[3]李月华.如何做好水文地质勘察工作[J].中国新技术新产品.2010(04)
[4]钟铭金.工程地质勘察中水文地质研究[J].价值工程.2011(09)
【关键词】 岩土工程;水文地质;勘察技术
前言:
随着科学技术的高速发展,在当前社会的各领域和行业中,各种技术和理论都进行了相应的发展创新,而在当前的岩土工程水文地质勘查中也不例外,同样涌现出了大批先进的技术和理论,而随着这些技术和理论在岩土工程水文地质勘察中的应用,使得当前的岩土工程水文地质勘察水平得到了大幅度提高。
一、水文地质勘察的内容
影响水文地质的因素有很多,例如:地下水位、分布、隔水层厚度等。为进一步提高工程勘察质量,我们应该及时采取有效的对策消除地下水对建筑工程的影响,在勘察的过程中,查找和岩土相关的水文地质问题,正确评价地下水对岩土工程带来的诸多影响,同时还要提供可信度较高的水文地质资料。水文地质资料主要包含以下几点内容:
1、地理条件。主要包含气象水文特点与地形等。其中,水文特点指的是建筑工程所在的地区属于何种气候地带、环境湿润程度等。地形指的是地面是否平坦、是否受到侵蚀等情况。
2、环境条件。包含此地形的地质构造、地基结构、岩性特征等内容。
3、地下水位分布情况。主要涉及到近幾年内的地下水位的变化情况;地表水和地下水之间的补排关系。由此看来,地下水位变化情况对建筑工程的影响是非常大的,并且这也是工程勘察最主要的内容之一。
二、地下水升降变化引起的岩土工程危害
地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,但不管什么原因,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成危害,地下水位变化引起危害又可分为三种方式:
1、水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的,其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状;水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响,有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成:
(1)土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。
(2)斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象。
(3)一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。
(4)引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象。
(5)地下洞室充水淹没,基础上浮、建筑物失稳。
2、地下水位下降引起的岩土工程危害
地下水位的降低多是由于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水、采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝、修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。
3、地下水频繁升降对岩土工程造成的危害
地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形,当地下水升降频繁时,不仅使岩土的膨胀收缩变形往复,而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大,进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的积极交替,会将土层中的胶结物——铁、铝成分淋失,土层失去胶结物将造成土质变松、含水量孔隙比增大,压缩模量、承载力降低,给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。
三、岩土工程勘察水文地质参数的测定
为了定量的说明岩土体中的水文地质条件,在勘察中还应明确如何测定我们所需要的水文地质参数。
1、测定不同的水文地质参数选择不同的测定方法
(1)测水位:钻孔、探井或测压管观测。
(2)渗透系数、导水系数:抽水试验、注水试验、压水试验、室内渗透试验。
(3)给水度、释水系数:单孔抽水试验、非稳定流抽水试验、地下水位长期观测、室内试验。
(4)越流系数、越流因数:多孔抽水试验。
(5)单位吸水率:注水试验、压水试验。
(6)毛细水上升高度:试坑观测、室内试验。
2、地下水的量测要求
(1)地下水水位的测定,在工程地质勘察中,凡遇含水地层时,均应测定地下水位。其中静止水位的量测应有一定的稳定时间,其稳定时间按含水层的渗透性确定,需要时宜在勘察结束后统-N静止水位;当采用泥浆钻进时,测水位前应将测水管打入含水层中20cm或洗孔后量测;对多层含水层的水位量测,必要时应采取止水措施与其他含水层隔开。
(2)测定地下水流向可用几何法,并同时量测各孔内水位,确定地下水的流向。地下水流速的测定可采用批示剂法或充电法。
(3)抽水试验应符合抽水试验方法可根据渗透系数的应用范围具体选用不同的方法;抽水试验宜三次降深,最大降深应接近工程设计所需的地下水位降深的标高;水位量测应采用同一方法和仪器,读数对抽水孔为厘米,对观测孔为毫米;当涌水量与时间关系曲线和动水位与时间的关系曲线,在一定范围内波动,而没有持续上升和下降时,可认为已经稳定;抽水结束后应量测恢复水位等。
(4)渗水试验和注水试验可在度坑或钻孔中进行。对砂土和粉土,可采用试坑单环法;对粘性土可采用试坑双环法;试验深度较大时可采用钻孔法。
(5)压水试验应根据工程要求,结合工程地质测绘和钻探资料,确定试验孔位,按岩层的渗透特性划分试验段,按需要确定试验的起始压力、最大压力和压力级数,及时绘制压力与压入水量的关系曲线,计算试段的透水率,确定P—Q曲线类型。
四、水文地质条件评价
在以往的工程勘察报告中,由于缺少结合基础设计和施工需要评价地下水对岩土工程的作用和危害,在本地区已发生多起因地下水造成基础下沉和建筑物开裂的质量事故,总结以往的经验和教训,我们认为今后在工程勘察中,对水文地质问题的评价,主要应考虑以下内容:
1、应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响,预测可能产生的岩土工程危害,提出防治措施;
2、工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要,查明有关水文地质问题,提供选型所需的水文地质资料;
3、不仅要查明地下水的天然状态和天然条件下的影响,更重要的是分析预测在人为工程活动中地下水的变化情况,及对岩土体和建筑物的反作用。
4、应从工程角度,按地下水对工程的作用与影响,提出不同条件下应当着重评价的地质问题,如:
(1)对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对砼及砼内钢筋的腐蚀性。
(2)对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的的建筑场地,应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用。
(3)在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉土时,应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性。
(4)基础下部存在承压含水层,应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价。
(5)在地下水位以下开挖基坑,应进行渗透性和富水性试验,并评价由于人工降水引起土体沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定性的可能性。
五、结束语
在岩土工程中水文地质工作的水平直接决定了高岩土勘察的水平,同时还与岩土工程的质量息息相关。因此,如何做好岩土工程中的水文地质勘查就成为了当前岩土工程中所亟待解决的问题。
参考文献:
[1]玉盟.工程勘察中的水文地质分析与评价[J].科技资讯.2008(36)
[2]李惠强.论工程地质勘察中水文地质问题的危害[J].中国新技术新产品.2010(24)
[3]李月华.如何做好水文地质勘察工作[J].中国新技术新产品.2010(04)
[4]钟铭金.工程地质勘察中水文地质研究[J].价值工程.2011(09)