李健
【摘 要】在工程勘察中,水文地質(zhì)勘查的重要性越來越突出,成為工程施工中的重要環(huán)節(jié),關(guān)系著工程的安全性與穩(wěn)定性。而水文地質(zhì)問題是困擾工程勘察的重要障礙。本文通過闡述工程勘察中的水文評價的內(nèi)容、巖土水理性質(zhì)等當(dāng)前工程勘察中常見的水文地質(zhì)問題,強調(diào)了水文地質(zhì)在工程勘察中的重要意義,并提出有效的防治措施,旨在為工程勘察中做好水文地質(zhì)勘查工作提供參考。
【關(guān)鍵詞】水文地質(zhì);工程勘察;意義;
引言:
在工程勘察、工程設(shè)計和施工的過程中,水文地質(zhì)問題一直非常重要但卻總是很容易被忽視。水文地質(zhì)在工程勘察中之所以重要是因為水文地質(zhì)和工程地質(zhì)二者之間有著極為密切的關(guān)系,地下水既是組成巖土體的重要部分,對巖土體工程特性有著直接影響,又是基礎(chǔ)工程的外部環(huán)境,對建筑物的穩(wěn)定耐久性有影響。
但是在實際的工程勘察工作中,在工程勘探的成果內(nèi)因為很少直接涉及到水文地質(zhì)參數(shù)的利用,水文地質(zhì)問題通常只被認為是象征性的工作,在工程勘察中一般只是簡單的評價天然狀態(tài)下的水文地質(zhì)條件,在工程勘察報告中往往也只是用幾句話一帶而過。在很多水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜的地區(qū),由于工程勘察中研究水文地質(zhì)問題不深入,工程設(shè)計中又對水文地質(zhì)問題不予重視,經(jīng)常會發(fā)生由于地下水引起的各種危害巖土工程的問題,使得工程勘察和工程設(shè)計處于很艱難的地步。所以為了提高工程勘察的質(zhì)量,不僅應(yīng)要求弄清楚與巖土工程有關(guān)系的水文地質(zhì)問題,評價地下水對巖土體和建筑物的作用以及其影響,更要提出防治措施的建議,為工程設(shè)計提供必需的水文地質(zhì)資料,以減少或者消除巖土工程受地下水的危害程度。水文地質(zhì)條件究竟會對巖土工程造成哪些危害?我們應(yīng)該怎樣評價水文地質(zhì)問題?怎樣測定水文地質(zhì)參數(shù)?只有徹底弄明白這些問題,才能夠真正的認識水文地質(zhì)在工程勘察中的重要意義。
1、工程勘察中水文地質(zhì)評價內(nèi)容
在對巖土工程受到的地下水影響進行評價的時候,很多勘察報告很少把施工中的需要和基礎(chǔ)的設(shè)計進行聯(lián)系,不能對其危害做出正確的評價,導(dǎo)致很多質(zhì)量的事故發(fā)生。
為了對以后的巖土工程進行準確的危害預(yù)測,及時的找出危害防止事故發(fā)生的有效措施,就必須吸取以前的教訓(xùn),對地下水的作用進行重視,準確的對水文地質(zhì)出現(xiàn)的問題進行評價。為了能夠?qū)Ω鞣N條件情況下的水文地質(zhì)問題進行重點的評價,需要對建筑物的地基類型進行勘察,對其相關(guān)的水文地質(zhì)問題進行調(diào)查,給出工程中需要的相關(guān)資料。對于基礎(chǔ)在地下水位之下的建筑物,它的基礎(chǔ)持力層需要采用軟質(zhì)巖石、殘積土、強風(fēng)化巖等,并且對巖土體可能受到地下水作用產(chǎn)生的現(xiàn)象進行重點的評價。對壓縮層、承壓含水層內(nèi)的地質(zhì)進行重點的評價。
2、巖土水理性質(zhì)
巖土水理性質(zhì)是指巖士與地下水相互作用時顯示出來的各種性質(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。以往在勘察中對巖土的物理力學(xué)性質(zhì)的測試比較重視,對巖土的水理性質(zhì)卻有所忽視,因而對巖土工程地質(zhì)的評價是不夠全面的。下面首先介紹地下水的賦存形式及對巖土水理性質(zhì)的影響,然后再對巖土的幾個重要的水理性質(zhì)及研究測試方法進行簡單的介紹。
2.1 地下水的賦存形式
地下水按其在巖土中的賦存形式可分為結(jié)合水、毛細管水和重力水三種,當(dāng)中結(jié)合水又可分為強結(jié)合水和弱結(jié)合水兩種。
2.2 巖土的主要的水理性質(zhì)及測試辦法
(1)軟化性。是指巖土體浸水后,力學(xué)強度降低的特性,一般用軟化系數(shù)表示,它是判斷巖石耐風(fēng)化、耐水浸能力的指標。在巖石層中存在易軟化巖層時,在地下水的作用下往往會形成軟弱夾層。各類成因的粘性土層、泥巖、頁巖、泥質(zhì)砂巖等均普遍存在軟化特性。
(2)透水性。是指水在重力作用下,巖土容許水透過自身的性能。松散巖土的顆粒越細、越不均勻,其透水性便越弱。堅硬巖石的裂隙或巖溶越發(fā)育,其透水性就越強。透水性一般可用滲透系數(shù)表示,巖上體的滲透系數(shù)可通過抽水試驗得出。
(3)崩解性。是指巖土浸水濕化后,由于顆粒連接被削弱、破壞,使其崩散、解體的特性。巖土的崩解性與其顆粒成分、礦物成分、結(jié)構(gòu)等關(guān)系極大,以蒙脫石、云母、高嶺土為主的殘積土以散開的方式崩解,而以石英為主的殘坡積土多以裂開狀崩解。
(4)給水性。是指在重力作用下飽水巖土能從孔隙、裂隙中自由流出一定水的性能,以給水度表示。給水度是含水層的一個重要水文地質(zhì)參數(shù),也影響場地疏干時間。給水度一般采用室內(nèi)試驗方法測定。
(5)脹縮性。是指巖土吸水后體積增大,失水后體積減小的特性,巖土的漲縮性是由于顆粒表面結(jié)合水膜吸水變厚,失水變薄造成的。脹縮性往往是產(chǎn)生地裂縫、基坑隆起的重要原因之一。評價指標有膨脹率、自由膨脹率、體縮率、收縮系數(shù)等。
3、工程勘察中常見的水文地質(zhì)問題
3、1巖土工程因地下水位變化引起的危害
在巖土工程中,地下水對其造成的危害很多,其中主要的危害原因有地下水位的上升、地下水位的下降以及地下水頻繁的升降等。很多因素都會造成潛水位的上升,例如地質(zhì)、水文氣象、溫度或者人類行為等因素。巖土工程產(chǎn)生的危害可能不是單一因素引發(fā)的,而是多種因素共同作用的結(jié)果。土壤的鹽漬化、沼澤化等的形成都是由于不斷上升的潛水位造成的,建筑下邊的巖土或者地下水可能會對其進行腐蝕。
此外,巖土還可能產(chǎn)生軟化、流砂等不良的地質(zhì)現(xiàn)象。人們的一些行為,例如對地下水無節(jié)制的開采,對下游的地下水進行截取等都可能會使地下水的水位下降。一些經(jīng)常出現(xiàn)的地質(zhì)危害、貧乏的地下水源以及地下水的水質(zhì)不斷的惡化等,都是由于地下水的下降幅度超出了正常范圍引起的。這些危害對人們的生活環(huán)境以及建筑物等都有很大的影響。針對那些膨脹性的巖石,它們的膨脹會受到不斷升降的地下水影響,從而發(fā)生不均勻的變形。
巖石的變形會由于不斷升降的地下水而重復(fù)的進行著,并且隨著重復(fù)次數(shù)的增多變化的幅度也逐漸的增加。這種現(xiàn)象的發(fā)生就會使地面出現(xiàn)裂縫,不斷的損害輕小型的建筑物。土質(zhì)也會受到地下水升降的影響,不斷變化的地下水會減少土質(zhì)層中的一些膠結(jié)物,最終將都會流失,從而使土質(zhì)沒有膠結(jié)性,就會非常的松動。巖土的承載能力會受到含水量的影響,不斷變大的空隙導(dǎo)致承載力越來越低,使得巖土工程的工作產(chǎn)生很大的困難。
3.2土工程受地下水動壓力作用產(chǎn)生的危害
動水壓力在自然狀況下不會有很強的作用,幾乎不會造成任何的危害。但是這只是在自然的狀況下,如果遇到人為的干擾,修建的巖土工程打破了原有的動力平衡,使一些條件得到了改變,這時遇到比較強的移動水時,產(chǎn)生比較強的動水壓力,就會使得巖土工程受到很大的損害。這些危害現(xiàn)象一般都包括流砂、基坑突涌或者是管涌等。
對于這些危害現(xiàn)象,相關(guān)的部門應(yīng)該對其形成的原因進行細致的研究,通過研究做出合理的治理對策,使其對巖土工程造成的危害能夠及時的被解決。
4、水文地質(zhì)問題的有效防治措施
水文地質(zhì)對于工程勘察越來越重要,采取切實有效的方法對水文地質(zhì)的各種有關(guān)參數(shù)進行測定對于提高工程施工的安全性,保證建筑的穩(wěn)定性以及避免人為誘發(fā)水文地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生有著非常重要的作用,應(yīng)當(dāng)對其進行正確客觀的評價。
為了充分發(fā)揮水文地質(zhì)在工程地質(zhì)勘察中的積極作用就要做好水文地質(zhì)勘查工作,那么,面對以上水文地質(zhì)問題,我們該采取哪些措施去有效防治呢?
4.1做好工程勘察中水文地質(zhì)評價及成果報告編制工作。
工程勘察成果報告是展示工程勘察的最終成果的主要方式,建筑工程地基基礎(chǔ)設(shè)計及施工都是以巖土工程勘察報告為主要科學(xué)依據(jù)的。全面可靠的報告內(nèi)容能夠保證后期工程設(shè)計施工的安全性,報告內(nèi)容的錯誤會造成非常嚴重的后果,一點點的差錯就會引發(fā)不可想象的后果。在水文地質(zhì)評價的報告中除了要將地下水類型,含水層的埋深以及具體的分布狀況、巖土類型、巖土厚度,動靜止水位、涌水量、地下水流向以及水力坡度內(nèi)容包括在內(nèi)以外,還應(yīng)該包括各個含水層間的水力聯(lián)系、含水層與地表水體間的水力聯(lián)系、地下水的補給和排泄情況等。
4.2詳細查明工程的各類地質(zhì)條件及相互影響關(guān)系,確保工程安全。
應(yīng)該將地形地貌、水文地質(zhì)、巖土的物理力學(xué)性質(zhì),地質(zhì)現(xiàn)象等條件作為工程勘察中的工程地質(zhì)條件。在調(diào)查這些工程地質(zhì)條件時,要做到準確詳細。
為確保建筑的安全防護措施提供相關(guān)科學(xué)準確的依據(jù)。為了預(yù)測工程地質(zhì)作用會帶來什么樣的影響應(yīng)當(dāng)給出正確的客觀的評價,應(yīng)當(dāng)查明各類工程地質(zhì)條件并結(jié)合項目的具體特點,綜合分析各類地質(zhì)條件的相互影響關(guān)系,采取科學(xué)有效的措施,確保工程安全。
結(jié)語
總之而言之,水文地質(zhì)在工程勘察中的重要性是顯而易見的,切實做好水文地質(zhì)勘查工作對工程勘察的整體水平的提高將起著極大的推動作用。在工程施工中,為了避免其受到地下水的影響,產(chǎn)生損害,就必須對相關(guān)的水文地質(zhì)進行詳細勘查,并對可能存在的水文地質(zhì)問題進行全面詳細的綜合分析,找出問題存在的原因,確保工程質(zhì)量及施工安全。
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