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浅析岩土工程勘察中水文地质勘察的问题
RSS 打印 复制链接 发布时间:2018-05-07 11:21:40

  摘要:在工程地质勘察中,水文地质工作对建筑物基础设计、持力层设置、灾害防治具有重要作用, 随着科学技术的快速发展,工程地质勘察越来越受到相关部门重视。在工程中一定要根据实际情况对水文地质进行勘察, 然后在制定施工方案和防护方法,身为一名从事岩土工程的工作人员,应当加强自身对于岩土工程地质勘察的理解, 充分了解水文地质问题在岩土工程中的重要性。本文探讨了岩土工程勘察中水文地质勘察的问题。 

  关键词:岩土工程;水文地质;勘察;问题 

  中图分类号: D918.4 文献标识码: A 

  水文在地质方面的各种现象都会对岩土工程的勘察产生影响, 因此做好水文地质研究工作对岩土类工程的勘测有着极大的影响和促进效果, 进而对建筑物位置的遴选; 工程基础设计和建设, 地质灾害预防等方面都起着十分有价值的指导意义。随着现代工程建设的不断发展, 水文及地质的勘测越来越受到广泛的重视, 并发挥着积极的作用。 

  一、岩土工程中水文地质的勘察要求 

  在岩土工程勘察中,应根据工程的具体要求,通过搜集资料和水文地质勘察工作,查明工程所属区域的水文地质条件。 

  1、 自然地理环境 

  主要指的是地形地貌与气象水文的特征, 地形地貌方面的条件包括该工程所在区域的地形开阔程度与平坦程度、地貌特征、周边的水系情况、地貌侵蚀情况以及堆积现象等。象水文特征主要指工程当地的气候带情况,是否是季风气候, 

  以及该气候下的热量和湿润情况等。 

  2、 地质环境 

  包括工程所在区域的地质构造特征、基底构造及其对第四系厚度的控制、地层岩性、新构造运动等方面的内容。 

  3、 地下水位情况 

  包括近2~5 年最高地下水位、水位变化趋势;地下水补给排泄条件、地表水与地下水的补排关系及对地下水位的影响等。地下水位的变化对岩土工程的影响巨大,是工程勘察的重点内容。 

  4、 其他情况 

  该区域的地质情况,尤其是隔水层与含水层的埋藏条件、地下水的类型和水位、流向以及变化幅度;主要的含水层埋藏深度与厚度及其分布情况; 地层渗透系数以及对地下水赋存和渗流状态的影响等等。 

  二、岩土水理性质 

  岩土水理性质是指岩土与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩土的重要性质:岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形,而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视,对岩土的水理性质却有所忽视,因而对岩土工程地质的评价是不够全面的。岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质,下面首先介绍一下地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响,然后再对岩土的几个重要的水理性质及研究测试方法进行简单的介绍。 

  1、地下水的赋存形式 

  地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、毛细管水和重力水3种,其中结合水又可分为强结合水和弱结合水2种。 

  2、岩土的主要的水理性质及测试办法 

  (1)软化性,是指岩土体浸水后,力学强度降低的特性,一般用软化系数表示,它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时,在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性上层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。 

  (2)透水性,是指水在重力作用下,岩土容许水透过自身的性能。松散岩土的颗粒愈细、愈不均匀,其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育,其透水性就愈强。透水性一般可用渗透系数表示,岩土体的渗透系数可通过抽水试验求取。 

  (3)崩解性,是指岩土浸水湿化后,由于土粒连接被削弱、破坏,使土体崩散、解体的特性。。以某地区的残积土为例,岩土一般崩解的时间为6 ~24h, 崩解量1.83%~33%。不同类型的残积土,其崩解方式有较大差异,如水云母、蒙脱石、高岭土等残积土主要以散开方式崩解,而石英等残积土则常见于裂开状崩解。 

  (4)给水性,是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水的性能,以给水度表示。给水度是含水层的几个重要水文地质参数,也影响场地疏干时间。给水度一般采用实验室方法测定。 

  (5)胀缩性,是指岩土吸水后体积增大,失水后体积减小的特性,岩土的涨缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚、失水变薄造成的。 

  三、 地下水对工程带来的诸多影响分析 

  1、水位上升对岩土工程的影响 

  引起地下水水位上升现象的因素多种多样。其中地质因素如总体岩性产状以及含水层结构等是其中重要的一个因素;气象因素如气温、降雨量等也会影响地下水的水位;人为因素如工程施工、灌溉等也会对地下水位造成影响[4]。地下水水位上升对岩土工程的影响如表1 所示。 

  表1 地下水位上升对岩土工程的危害    

  2、 地下水位下降造成的危害 

  通常情况下,大多数都是因人为因素引起的地下水位下降,例如:人们不加节制的抽取地下水,在上游修建水库,拦截地下水。由于人们频繁的活动导致地下水大大下降,这样一来,可能会使地面出现沉陷、坍塌等灾害。另外,也会出现地下水资源缺乏的现象。上述这些问题势必会对岩土体、建筑等的安全性与稳定性造成一定威胁,从而影响人类的可持续发展。 

  3、地下水的腐蚀性 

  地下水对建筑物会产生腐蚀性危害。由于人为活动的影响, 比如工业污水、生活废水的排放, 有些地区, 特别是城区的地下水受到不同程度的污染, 在地下水里含有某些化学微量元素, 这些元素增加, 下层出现高矿化、氯离子化。这样就会对建筑材料有腐蚀性, 可以腐蚀水泥, 减轻水泥硬度; 也可以与铁离子发生化学反应, 破坏水泥和钢筋的整体性, 并减弱钢筋强度, 危害建筑物安全。防治措施。预防地下水腐蚀要采取综合措施, 最主要的就是防止地下水受到污染。减少工业废水排放以及废料的任意丢弃和堆放, 规范生活废水排放, 增加污水处理设备, 提高污水净化处理能力, 都是行之有效的防止地下水污染的措施。另外, 还可以改善水泥品质, 提高水泥自身抗腐蚀性, 或者给水泥桩身采用防腐措施等。 

  四、岩土工程勘察中水文地质问题的注意事项 

  1、加大对水文地质问题的重视程度 

  为了保证地质勘查的质量,在地质勘查过程中,除了要对水文地质问题进行深入的研究外, 还要将与岩土有关的水文地质问题放在重点的位置进行分析, 地质勘查中需要重点勘查的水文地质内容一般可以从以下三个方面进行考虑。首先,自然地理条件。水文地质勘察中的自然地理条件应该包括气象水文特征和地形地貌等内容,其中前者主要应该包括工程所在区域的季风情况以及气候的湿润程度等;而后者主要包括工程所在区域的水系、平原、高原的基本特征,以及地形的平坦开阔程度、地貌的侵蚀情况以及地表堆积物情况等;其次,地质环境。工程区域的地质环境应该包括该地区的地质构造、基底构造、底层岩性以及新构造运动等等内容;再次,地下水位情况。水文地质勘察中的地下水位情况应该主要对近些年地下水位的最高值以及其变化趋势、地下水的补给排泄条件、地下水与地表水之间的补给关系等内容进行科学有效的分析;最后,含隔水层的情况这一部分内容应该对这两个水层的埋藏条件、地下水类型、流向、水位等内容进行勘察。另外对含水层的实际分布情况以及其厚度和深度等进行研究。对该区域的地层渗透系数、地下水赋存以及渗透的影响以及地下水对建筑材料的腐蚀情况等等。 

  2、重视水文地质参数测定 

  (1) 抽水试验 

  钻孔抽水试验:为查明地下水的水位埋深、水量大小,以便计算基坑涌水量和确定施工降排水措施、评价地下水对建筑材料的腐蚀性。由于场地内地下水埋藏较深且水量较小。为此本次勘察对建筑主楼采用提桶抽水法进行抽水试验。 

  (a)影响半径的计算。当试验外业作业完成后,对实验数据进行整理分析。本次试验是对一个观测孔承压完整井的抽水试验。根据我国行业规范《岩土工程试验检测手册》的有关公式确定影响半径,计算公式为: 

   

  式中:r1———观测孔至抽水孔中心的距离(m); 

  r———抽水孔半径(m); 

  S1———观测孔水位降深值(m); 

  S———抽水孔水位降深值(m); 

  R———影响半径(m)。 

  (b)渗透系数的计算。本次试验是对一个观测孔承压完整井的抽水试验。根据我国行业规范《岩土工程试验检测手册》的有关公式确定影响半径,计算公式为:   

  式中:M———承压含水层厚度(m); 

  Q———出水量(×10-6m3/g); 

  k———渗透系数(cm/s)。 

  表2 抽水试验孔渗透系数计算表 

  (2)水位观测 

  岩土工程勘察工作中水位的测定方法主要有:钻孔、探井和测压观测等。结合工程的特点,根据钻孔实测的混合水位、个别水文观测孔,并收集了施工现场周边地区同一时间段内稳定水位测量数据进行复核。 

  综上所述,岩土工程问题中,地下水问题占有相当重要的位置,准确合理地查明地下水位,不仅使资料的可靠程度更高,而且可更好地利用岩土体的潜在能力。因此,为提高工程勘察质量,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,以消除或减少地下水对岩土工程的危害;伴随着工程勘察的发展,其必将受到越来越广泛的重视,切实做好水文地质工作将对勘察水平的提高起着极大的推动作用。 

  参考文献: 

  [1] 吴世告.论水文地质环境给基坑开挖带来的影响及解决措施[J]. 广东科技. 2011(14) 

  [2] 张敏;岩土工程勘察中水文地质问题分析U] 科技风;2012 年第09 期. 

  [3] 宋杰!都嘉底!王海燕;岩土工程中的水文地质问题田煤炭技术;201 1 年第01 期. 

  [4] 徐春禹;水文工程中地质评价内容分析U] 中国新技术新产品;2012 年第06 期. 

   [5] 李建生.工程勘察中水文地质问题分析研究[J]. 中国新技术新产品. 2010(03) 

  [6]徐朋静.关于岩土工程勘察中水文地质问题的研究[J].工程技术,2010. 

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