商小樂
摘要:在巖土工程的勘察中,水文地質問題一直是一個重要的內容。如果沒有對當?shù)氐乃牡刭|問題進行充分的考慮和研究就施工,有可能會對巖土的表層造成很大的塌陷,使得土體上部建筑遭受破壞。因此為了能夠提高工程勘察的工作質量,就要在具體工程中因地制宜,做好相應的防護和治理,使水文危害有所減少,為工程的建設做到有效幫助。
關鍵詞:巖土工程勘察;水文地質問題;水理性質;地下水
中圖分類號:TU195文獻標識碼:A文章編號:1009-2374(2012)10-0147-02
在巖土工程勘察工作中,由于某些地方的水文地質條件相對比較的復雜,因此忽視了水文地質問題的研究和探討,在地下水的作用下,使巖土工程危害的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生,巖土工程勘察和設計境地也變得相對困難起來。然而,在工程的勘察中,水文地質問題的研究是非常重要的。實際的實施中,不僅要熟知巖土工程中的水文地質問題,評價建筑物和巖土體所受地下水的作用和影響,還要能夠提出相應的措施進行治理和防護,使地下水對巖土工程的危害有所消除,提高工程的質量。
一、巖土的水理性質
所謂巖土的水理性質,就是地下水與巖土之間相互作用時而產(chǎn)生的種種性質。就水文地質問題而言,其表現(xiàn)的主要特性是巖土的物理性質和巖土的水理性質,這些性質在一定程度上能夠對巖土的強度產(chǎn)生影響使之變形,且建筑物的穩(wěn)定性和安全性也會受到某些性質的影響。由于傳統(tǒng)的巖土工程勘察工作沒有足夠的經(jīng)驗,忽視了地下水的水理性質,不能夠全面地對巖土工程地質的性質做出評價,造成了許多的問題和麻煩。一般來說,巖土的水理性質有以下一些內容:
(一)巖土的軟化性
當水浸過巖土體后,降低了本身的力學強度,此時所呈現(xiàn)的性質即為巖土的軟化性。其表示方式為軟化系數(shù),是巖石耐水浸能力、耐風化能力的判斷指標。像頁巖、粘性土層、砂巖、泥巖等巖類土體都存在著軟化特性,通過地下水的作用,形成軟弱的夾層,降低了巖層的強度和整體特性。
(二)巖土的崩解性
巖土的崩解性即巖土被水濕化后形成的特性。水在侵入巖石之后,會造成巖土體內結構連接的破壞和消弱,使土體內部的膠結物發(fā)生溶解。同時,水分子會吸附在巖土的顆粒表面上,形成一種水化膜,也使巖土表面之間的顆粒產(chǎn)生破壞。
(三)巖土的透水性
透水性的表示方法一般為滲透系數(shù)的表示方法,可通過抽水試驗進行巖土體滲透系數(shù)的獲取。地下水的滲透徑流是透水性造成的,這不僅溶蝕、泥化、軟化了巖體,降低巖土的強度,還產(chǎn)生了巖土的揚壓力,使建筑物自重的垂直荷載有所削減,并形成了動水壓力,導致基礎沉陷變形或遭到更嚴重的破壞。這都會影響到上部建筑物的穩(wěn)定和全安,如國內外的大壩事故中,多數(shù)都是因為這些原因而造成的。
(四)巖土的溶水性
飽水巖土在重力作用下,會從裂隙和孔隙中自行流出一定水量,一般由給水度進行表示。作為水文地質參數(shù)的給水度,所變現(xiàn)的意義也是非常重要的,其能夠對地下水的疏干時間產(chǎn)生影響,一般采用實驗室方法來進行測定。
(五)巖土的脹縮性
巖土的脹縮性指的是巖土吸水膨脹、失水收縮的一種特性。其指標有收縮系數(shù)、自由膨脹率、體縮率、膨脹率等。當巖土失水后,表面的顆粒間距就會變小,其顆粒表面會和水膜結合而變薄,使土體產(chǎn)生收縮。而當巖土被水浸過后,會使表面的顆粒間隙變大,就會與水膜結合變得越來越厚,進而形成土體的膨脹。如果巖土反復地進行土體的收縮和膨脹,就會引起土上部建筑物的開裂和破壞。
二、水文地質問題對巖土工程的危害
水文地質問題對巖土工程的危害主要是因為地下水徑流、地下水位升降變化、壓力的作用、地下水動力等因素導致的。其地下水位的變化主要分為人為因素和天然因素,當?shù)竭_一定程度的水位變化時,都會影響到巖土工程的安全和穩(wěn)定。因地下水位變化而引起的巖土工程危害主要有以下一些方式:
(一)潛水位上升
很多種原因都會導致潛水位的上升,而地質因素的影響則是最主要的。如總體巖性產(chǎn)狀、含水層結構、水文氣象因素(氣溫、降雨量等)、人為因素(施工、灌溉)等。多數(shù)情況下都是多種因素的綜合作用而引起潛水位上升的。一般來說,潛水位的上升會危害到巖土工程的穩(wěn)定和安全,如鹽漬化、土壤沼澤化等都會對巖土工程進行嚴重的腐蝕,使其結構受到破壞,出現(xiàn)斜坡、巖體滑移、崩塌等地質現(xiàn)象。此外,一些特殊性的巖土體(花崗巖殘積土、泥質砂巖、泥巖、頁巖)的結構也會受到破壞,引發(fā)粉土飽和液化和粉細砂,造成管漏、流砂等嚴重的現(xiàn)象出現(xiàn),此時,水會將地下洞室淹沒,使基礎上浮,影響建筑物得穩(wěn)定。
(二)人為因素造成地下水位的降低
地下水位的下降,會導致巖土工程的重大危害,如采礦中的礦床疏干、上游筑壩、水庫截奪下游地下水的補給、地下水的集中抽取等。種種現(xiàn)象會很大程度上對地下水的補給產(chǎn)生影響,因常常達不到有效地補給,會造成地面坍塌、地面沉降、地裂現(xiàn)象等嚴重的地質災害,并引起水源惡化和地下水源枯竭等環(huán)境危害,對人們的生活和建筑物的穩(wěn)定都會造成大的威脅。如:建筑物開裂、建筑物失穩(wěn)破壞、地面不均勻坍塌、壩基地下水滲流等;其次還會引發(fā)隧洞膨脹變形的破壞,如洞頂坍方、洞底鼓脹、側壁滑塌。
(三)地下水頻繁升降的危害
膨脹性巖土的不均勻脹縮變形是地下水的升降變化引起的,如果地下水升降嚴重時,就會形成巖土的膨脹收縮,還是其收縮幅度有所增大,引起地裂造成建筑物的塌陷和破壞。在地下水升降的變動中,由于其變化的頻繁交替,會淋失土層中的鋁、鐵等膠結物質,而失去膠結能力的土層會變的非常的松軟,這就降低了承載力和壓縮模量,增大了含水量孔隙比,從而給巖土工程基礎的處理和選擇帶來許多的困擾。
(四)地下水壓力、動力作用產(chǎn)生的危害
在天然的狀態(tài)中,地下水的壓力和動力的作用就會相對的薄弱,不會產(chǎn)生什么重大的危害,但由于受到人類活動的影響,使地下水的動力平衡條件遭到破壞和改變,在動水壓力的影響下,就會造成管涌、流砂、基坑突涌等一些嚴重的巖土工程
危害。
三、巖土工程勘察中水文地質的評價內容
在實際的工程勘察報告中,往往缺少地下水對巖土層及其建筑物危害的評價內容,其施工需要和基礎設計的針對性也不夠強,因此總會造成一些地質的危害現(xiàn)象。為充分解決這一問題,就要做好水文地質評價的工作,值得注重的內容有以下幾個方面:(1)在巖土工程勘察中,地下水對建筑物和巖土層的影響與作用應進行重點的評價,做好防治巖土工程危害的準備工作;(2)注重結合建筑物地基基礎的類型,對相關的水文地質問題進行查明,使所提供的水文地質資料能夠服務于地基基礎類型的選擇;(3)了解地下水的天然條件和狀態(tài)所產(chǎn)生的影響,并能夠分析和預測地下水的變化對建筑物的反作用;(4)依據(jù)地下水對工程的影響和作用,從工程的角度出發(fā),提出地質問題在不同條件下的評價。
四、結語
總而言之,在建筑工程中的建筑物持力層選擇、工程地質災害的防治、基礎設計等內容上,水文地質工作起著非常重要的作用。在具體的巖土工程勘察實施時,有關水文地質問題的查明就非常的必要,只有明確地下水對巖土的影響,制定出有效的防治措施,才能進一步消除地下水對工程的危害,從而發(fā)揮提高勘察水平的重要作用。
參考文獻
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