【摘 要】雖然水文地質(zhì)和工程地質(zhì)二者之間存在著極其密切的關(guān)系,然而,在工程勘察的一系列活動(dòng)中,水文地質(zhì)問(wèn)題十分容易受到忽視。作為巖土體的一個(gè)組成部分,地下水對(duì)巖土體工程的特性起著直接影響的作用,同時(shí)作為基礎(chǔ)工程的環(huán)境,它對(duì)建筑物的穩(wěn)定性和耐久性有著直接影響的作用,因而,我認(rèn)為工程勘察中的水文地質(zhì)勘察是極為重要的活動(dòng)。在本文中,筆者首先對(duì)地下水對(duì)巖土工程形成的危害進(jìn)行分析,提出工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)勘察需要注意的幾個(gè)問(wèn)題,以期能夠?qū)I(yè)界有所貢獻(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】地下水;危害;水文地質(zhì)勘察
1. 地下水對(duì)巖土工程危害的分析
1.1 從地下水升降變化方面來(lái)看。
1.1.1 由于地下水上升而形成的對(duì)巖土工程的危害。
從人類(lèi)活動(dòng)因素方面講,使得潛水位上升的原因如下:工業(yè)廢水的排放、工程建筑施工用水點(diǎn)的地下滲透、生活污水的滲透、農(nóng)作物灌溉用水的滲透等等;從水文氣象因素方面來(lái)講,有以下集中因素會(huì)導(dǎo)致潛水位的上升:降水量的增加、氣溫的升高導(dǎo)致的河流汛期的到來(lái)等等,這是是對(duì)地下水動(dòng)態(tài)影響最為普遍的因素;從地質(zhì)因素方面來(lái)講,含水層土壤的滲透性、地震等等都會(huì)使地下水的水位受到影響。因而,我們認(rèn)為地下水水位的上升是眾多因素綜合的結(jié)果。它會(huì)對(duì)巖土工程引起以下幾種危害:
(1)使土壤受到地下水的浸泡而形成沼澤或者被鹽漬化,同時(shí),由于地下水會(huì)對(duì)建筑進(jìn)行腐蝕,使建筑物的耐久性受到影響。
(2)地下水的上升使土壤中含水量增加,加大了土壤的重量,在一些斜坡、河岸地區(qū)極易發(fā)生一些不良地質(zhì)現(xiàn)象,例如滑坡、崩塌等,使地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生率增加。
(3)地下水水位的上升導(dǎo)致一些粉細(xì)砂、粉土的含水量超過(guò)飽和而被液化,極易導(dǎo)致土壤顆粒被滲流帶走而形成管涌和流砂現(xiàn)象的產(chǎn)生。
(4)地下水水位的上升使得一些巖土受到水的侵蝕、水解、浸泡而被軟化,導(dǎo)致建筑物抵抗剪切破壞的極限能力降低等。
1.1.2 從地下水水位下降方面來(lái)看。
通常,人為因素是地下水水位下降的主要原因,導(dǎo)致地下水水位下降的人為因素如下:對(duì)地下水的大量抽取、在河流的上游筑壩導(dǎo)致下游地下水水位下降等等。地下水水位的下降會(huì)導(dǎo)致以下幾種巖土工程的危害形成:
(1)由于地下水位的下降,而導(dǎo)致地表受到的地下水的浮力減小,從而導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,例如地面塌陷、地裂縫等,影響建筑物的穩(wěn)定性,使得人類(lèi)的生命、財(cái)產(chǎn)的安全受到威脅。
(2)對(duì)水資源的浪費(fèi)和無(wú)節(jié)制的抽取地下水,導(dǎo)致水資源的枯竭、水質(zhì)的惡化,惡化了生態(tài)環(huán)境,嚴(yán)重地威脅著人類(lèi)的生存居住環(huán)境等。
1.2從地下水的動(dòng)力作用方面來(lái)看。
通常,處在天然狀態(tài)下的地下水不會(huì)對(duì)巖土工程造成危害,因?yàn)槠鋭?dòng)水壓力的作用都比較微弱。然而,地下水天然動(dòng)力平衡的條件在人為工程活動(dòng)中受到影響,動(dòng)水壓力被改變會(huì)導(dǎo)致例如流砂、管涌、基坑突涌等嚴(yán)重的巖土工程危害,使得工程質(zhì)量和施工人員、工程的安全受到影響。
2. 在進(jìn)行工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)勘察過(guò)程中需要注意的事項(xiàng)
2.1 在工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)勘察的基本要求方面應(yīng)進(jìn)行明確要求。
2.1.1 查明相關(guān)的水文地質(zhì)條件
(1)區(qū)域性氣候資料,如降水量、蒸發(fā)量、歷史水位、水位變化趨勢(shì);地下水補(bǔ)給排泄條件、地表水與地下水的補(bǔ)排關(guān)系及對(duì)地下水位的影響。
(2)主要含水層的分布、厚度及埋深,各含水層和隔水層的埋藏條件、地下水類(lèi)型、流向、水位及其變化幅度;通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)定地層滲透系數(shù)等水文地質(zhì)參數(shù)。
(3)場(chǎng)地地質(zhì)條件下對(duì)地下水賦存和滲流狀態(tài)的影響。
(4)是否存在對(duì)地下水和地表水的污染及其可能的污染程度。
2.1.2 水文地質(zhì)問(wèn)題評(píng)價(jià)內(nèi)容
(1)查明地下水在天然狀態(tài)及天然條件下的影響,分析預(yù)測(cè)在人為工程活動(dòng)中地下水的變化情況,及對(duì)巖土體和建筑物的不良作用。
(2)按地下水對(duì)工程的作用與影響,提出在不同條件下應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)評(píng)價(jià)的地質(zhì)問(wèn)題并提出防治措施。如對(duì)埋藏在地下水位以下的建筑物基礎(chǔ)中水對(duì)混凝土及混凝土內(nèi)鋼筋的腐蝕性;對(duì)選用軟質(zhì)巖石、強(qiáng)風(fēng)化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎(chǔ)持力層的建筑場(chǎng)地,應(yīng)著重評(píng)價(jià)地下水活動(dòng)對(duì)上述巖土體可能產(chǎn)生的軟化、崩解、脹縮等作用;在地基基礎(chǔ)壓縮層范圍內(nèi)存在松散、飽和的粉細(xì)砂、粉土?xí)r,應(yīng)預(yù)測(cè)產(chǎn)生潛蝕、流砂、管涌的可能性。
(3)密切結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類(lèi)型(如基坑工程、邊坡工程、樁基工程)和施工需要,查明有關(guān)水文地質(zhì)問(wèn)題,提供所需的水文地質(zhì)參數(shù)。
2.2 對(duì)工程勘察中水文地質(zhì)參數(shù)的測(cè)定給予足夠的重視。
2.2.1 地下水水位的測(cè)定,在工程地質(zhì)勘察中,凡遇含水地層時(shí),均應(yīng)測(cè)定地下水位。其中靜止水位的量測(cè)應(yīng)有一定的穩(wěn)定時(shí)間,其穩(wěn)定時(shí)間按含水層的滲透性確定,需要時(shí)宜在勘察結(jié)束后統(tǒng)一測(cè)靜止水位;當(dāng)采用泥漿鉆進(jìn)時(shí),測(cè)水位前應(yīng)將測(cè)水管打入含水層中20cm或洗孔后量測(cè);對(duì)多層含水層的水位量測(cè),必要時(shí)應(yīng)采取止水措施與其他含水層隔開(kāi)。
2.2.2 測(cè)定地下水流向可用幾何法,并同時(shí)量測(cè)各孔內(nèi)水位,確定地下水的流向。地下水流速的測(cè)定可采用批示劑法或充電法。
2.2.3 抽水試驗(yàn)應(yīng)符合抽水試驗(yàn)方法可根據(jù)滲透系數(shù)的應(yīng)用范圍具體選用不同的方法;抽水試驗(yàn)宜三次降深,最大降深應(yīng)接近工程設(shè)計(jì)所需的地下水位降深的標(biāo)高;水位量測(cè)應(yīng)采用同一方法和儀器,讀數(shù)時(shí)對(duì)抽水孔為厘米,對(duì)觀測(cè)孔為毫米;當(dāng)涌水量與時(shí)間關(guān)系曲線和動(dòng)水位與時(shí)間的關(guān)系曲線,在一定范圍內(nèi)波動(dòng),而沒(méi)有持續(xù)上升和下降時(shí),可認(rèn)為已經(jīng)穩(wěn)定;抽水結(jié)束后應(yīng)量測(cè)恢復(fù)水位等規(guī)定。
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