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水文地质研究在工程地质勘察中的应用

  [摘要]随着经济快速发展,各类建设工程逐渐增多,在工程勘察中,水文地质研究起着至关重要的作用。本文对工程地质勘察中水文地质评价内容、岩石水理性质、地下水对岩土工程的危害进行了较为全面的分析和对策。 

  [关键词]工程勘察 水文地质 岩土 分析对策 

  [中图分类号] P345 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-2-112-2 

  1前言 

  水文地质研究在工程勘察工作中是一个相当重要的部分,在建筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等。因此,工程勘察工作的质量也受到更多的关注,做好水文地质的研究工作,对提高工程勘察技术的水平将起到极大的促进作用。 

  2工程地质勘察中水文地质评价内容 

  在工程勘察中,为提高工程地质勘察质量,应在工程地质勘察中加强对水文地质问题的研究,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工程可能产生的作用及其影响;更要提出预防及治理措旅的建议,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工程建设的危害。一般在工程地质勘察中应从以下几个方面对水文地质问题进行评价: 

  (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)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建筑物的基础工程处于地下水以下时,地下水对混凝土及钢筋的腐蚀性。②建筑物的持力层如果以岩土体如选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等做为基础时,应考虑地下水对岩土层作用所产生的影响。对潜蚀、流砂、管涌的产生可能性要做好相关的预测,同时避免引起这种可能性的松散、饱和的粉细砂在地基基础压缩层范围内出现。③当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。④部分基坑如果在地下水位以下进行开挖,则应做渗透和富水试验,从而对影响建筑物稳定性的土体沉降和边坡失稳的可能性进行评价。 

  3岩土水理性质 

  对于岩土工程的勘察来讲,进行岩土的水理性质分析时十分必要的,因为岩土的水理性质直接影响到岩土的强度和变形,同时也在很大程度上影响到建筑物和稳定性。通常在工程的勘察当中,岩土的水理性质和岩土的物理力学性质,是相辅相成的离开哪一方面都会对工程的稳定性产生影响。 

  (1)地下水在岩土中以三种方式赋存,结合水、毛细管水和重力水三种,其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。 

  (2)岩土的主要的水理性质及测试办法:①软化性,这是岩土的普遍特性,当被水浸后,其岩土体的强度会有很大程度的降低,同时岩石层中普遍存在着软弱夹层,这部分夹层具有一定的软化性,力学强度较低。②透水性,水可能通过自身的重力作用透过岩土,同时其岩土的强度及颗粒不同,其透水陛也有所区别,对于岩土透水性的表示一般可用渗透系数来表示。③崩解性,是指岩浸水湿化后,由于土粒连接被削弱,破坏,使土体崩敞、解体的特性。④给水性,当岩土的含水量达到饱和时,会从其岩土体的孔隙及裂缝处流出一定量的水来,这是在水文地质研究时判断含水层的重要参数。⑤胀缩性,当岩土吸水后,其自身的体积将会增加,当其失水后,其体积又会减小,胀缩性对于建筑物地基的变形和土坡表层的稳定性会产生很大的影响作用。 

  4地下水引起的岩土工程危害 

  在地质灾害中因地下水所引起的灾害占很大一部分,同时其所造成的灾害具有较复杂性,因此在岩土工程勘察中,对地下水所引起的危害要予以足够的重视,加大对地下水所引起的岩土工程危害的预防和防治。 

  (1)地下水升降变化引起的岩土工程危害。地下水的水位在自然因素及人为因素影响下,会发生一定的变化,当这种变化达到一定的程度时,将会对岩土工程产生较为严重的影响,危害其工程的安全眭。 

  (2)水位上升引起的岩土工程危害。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。 

  (3)地下水位下降引起的岩土工程危害。造成地下水水位上升的因素较多,但对于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。地下水水位下降的幅度过大。通常情况下会导致地面干裂、沉降、塌陷等地质灾害,同时会造成地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,不仅对岩土层和建筑物的稳定性造成极大的威胁,同时对于人类居住的环境和生存发展也会产生极大的影响。 

  (4)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l生岩土产生不均匀的胀缩变形,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渗透,会将土层中的铁、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。 

  (5)地下水动压力作用引起岩土工程危害。地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,一般不会造成什么危害,但在人为工程活动中由于改变地下水天然动力平衡条件,在移动的动水压力作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。 

  5岩土工程勘察中地下水问题分析及对策 

  (1)传统地下水测量方法的一些问题。岩土工程勘察中,地下水的测量与计算沿用的传统方法为:①钻孔:②提取岩芯后0.5h测量孔内水位:③有条件时,测量终孔后24h水位,作为稳定地下水位。对于只有含水层贯通的地层,这种方法是合理的,但对于含水层不贯通的地层和局部(或大部)不透层水的地,这种方法会带来一些问题。 

  (2)探讨岩土工程勘察中地下水问题解决方法为测取岩体中的真实地下水位,进而找出透水带。可采取如下方法在钻孔中进行水位测量。为操作方便,可以采取分段钻进方法,设计好每天的钻进工作量,开钻后可以先以一天的钻进量为一段,每天钻进结束后,将孔中水抽干,第二天开钻前测量水位,即可查明该段是否含水。若上部地层均不含水,则可一直这样进行下去。若上部己有含水层(如第四系含水层),则需将测量段密封起来,抽干其中的水,第二天测量该段是否有水及水压大小以确定其含水性及水位情况。岩体完整段一般不含水,节理、裂隙密集段可能有水,也可能无水,总体来说,由于岩体中渗透的裂隙性,钻孔中肯定只有小部分区段有水(一般在断层、密集节理带产出部位)。这样,通过测量可以把地层分为含水段与不含水段。再结合地球物理勘探测量,确定出地层的含水部位(裂隙带)与不含水部位(与水文地质中的找水勘探类似)。以此资料作为岩体稳定性分析的依据,要准确可靠。 

  6结语 

  通过以上说明了在工程勘察过程中,工程的质量跟水文地质勘察研究是密不可分的,进行岩土的水理性质分析也是十分必要的,从而对提高工程勘察技术的水平和建筑物工程质量将起到极大的促进保障作用,推动我国工程勘察工作的发展,保证人们的生命和财产安全有着重要的现实意义。 

  参考文献 

  [1]王大纯.张大权,史毅虹等,水文地质学基础[H],北京,地质出版社。1995. 

  [2]陈虎.浅析岩土工程勘察中水文地质存在的问题与对策田.城市建设理论研究(电子版),201 1(23). 

  [3]包杰.对岩土工程勘察中水文地质的分析与评价田冲小企业管理与科技20l1. 

  [4]中华人民共和国建设部,岩土工程勘察规范[H],中国建筑工业出版社。2002年2月.

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