陳國兵
摘要:本文從水文地質(zhì)在巖土工程上的危害性著手,分析了應重點加強巖土水理性質(zhì)的測試和研究,并對巖土水理性質(zhì)在工程影響進行了對策分析。
關鍵詞:水理性質(zhì);勘查;工程危害;分析
引言:在一些水文地質(zhì)條件較復雜的地區(qū),由于工程勘察中對水文地質(zhì)問題研究不深入,經(jīng)常發(fā)生由地下水引發(fā)的各種巖土工程危害問題。為提高工程勘察質(zhì)量,在勘察中加強水文地質(zhì)問題的研究是十分必要的。在工程勘察中不僅要求查明與巖土工程有關的水文地質(zhì)問題,評價地下水對巖土體和建筑物的作用及其影響,更要提出預防及治理措施的建議,為設計和施工提供必要的水文地質(zhì)資料,以消除或減少地下水對巖土工程的危害。
1 地下水引起的巖土工程危害
1.1水位上升引起的巖土工程危害。潛水位上升的原因是多種多樣的,其主要受地質(zhì)因素的影響,如含水層結構、總體巖性產(chǎn)狀等,水文氣象因素如降雨量、氣溫等以及人為因素如灌溉、施工等,工程地質(zhì)的影響往往是幾種因素的的綜合結果。水位上升引起的巖土工程危害主要包括以下幾種: (1)水位上升使土壤鹽漬化,導致對建筑物腐蝕性增強,工程穩(wěn)定性下降。(2)斜坡、河岸等產(chǎn)生滑移、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象。 (3)特殊性的巖土體結構破壞、強度降低、軟化。(4)地下洞室充水淹沒,基礎上浮、建筑物失穩(wěn)。
1.2地下水位下降引起的工程地質(zhì)危害。地下水的過大下降,常常誘發(fā)地裂、地面沉降、地面塌陷等地質(zhì)災害以及地下水源枯竭、水質(zhì)惡化等環(huán)境問題,對巖土體、建筑物的穩(wěn)定性和人類自身的居住環(huán)境造成很大威脅。
1.3地下水頻繁升降對巖土工程造成的危害。地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產(chǎn)生不均勻的脹縮變形,當?shù)叵滤殿l繁時,不僅使巖土的膨脹收縮變形往復,而且會導致巖土的膨脹收縮幅度不斷加大,導致上部結構不同程度的損害。 在天然狀態(tài)下,地下水的動水壓力較弱,人為活動容易改變地下水的天然平衡條件,導致應力重分布,在不斷變化的動水壓力作用下,造成嚴重的工程質(zhì)量事故,如流砂、管涌、基坑突涌等。
1.4地下水污染勘探在巖土工程中的作用。地下水污染勘探是采用坑探、鉆探、物探和遙感技術等手段對地下水污染途徑和和污染帶進行勘察。采用坑探技術,就是為了補充查明地下水文條件,為進一步研究地下水運移規(guī)律提供方法和途徑;運用物探方法可以確定咸淡水界面及確定地下水污染區(qū)域。在野外試驗工作中,還可以配合采用地面電法來確定彌散系數(shù);遙感技術屬于當前較為先進可靠的勘探技術,國外已經(jīng)采用了紅外線探測、超聲探測等用于地下斷層帶、滲流區(qū)域、油石田分布以及咸淡水分界面等等,方便快捷,需要操作人員有較強的專業(yè)知識和豐富的實踐經(jīng)驗。通過幾種勘查方法,為工程提供相應的水文地質(zhì)條件資料,搞清地下水及巖土體的具體情況,最大限度的減少污染和工程危害性。
2 加強巖土水理性質(zhì)的測試和研究
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。對巖土的水理性質(zhì)不應忽視,對巖土工程地質(zhì)性質(zhì)的評價應當更全面。
在實際勘測過程中,應盡量避免人為活動對勘測數(shù)據(jù)的影響,如勘測地下水位時,當人員盡數(shù)離開勘測范圍后是測量水位的最佳時機;在勘測過程中,注意經(jīng)驗的分享和積累,并將之用于下一次實踐中,如在采取泥漿鉆孔法進行鉆孔觀測時,鉆管宜深入到泥漿20cm以下最好;地下水流速和流向的測定,一般采用幾何法,在所鉆孔多個位置處同時測量,避免單孔測量的偶然性,在地下水流速測量,則采用指示劑法,用帶顏色的試劑來測定地下水流速,當然,也可采用導電法進行觀測。除以上所述外,對巖土水理性質(zhì)的測量還包括給水系數(shù)、越流系數(shù)、毛細水上升高度、吸水率等等。針對不同的參數(shù),采用不同的方法進行測量,對地下水的滲透系數(shù)采用抽水、注水、壓水試驗等進行測量,采用單孔地層抽水試驗、實地觀測等方法來測定地下水的給水度和釋水系數(shù)。地下水在巖土中有不同的賦存方式,不同形式的地下水對巖土水理性質(zhì)的影響程度有所不同,而且影響程度又與巖土類型有關。弱結合水與粘性土相互作用時顯示出來的性質(zhì)如可塑性、膨脹性、收縮性等歸為粘性土的物理力學性質(zhì),因其受強力束縛,活動范圍極為有限,對巖土的動態(tài)水理性質(zhì)影響較小,但不可忽視,應做必要的土工試驗分析巖土水泥性質(zhì)。 地下水形態(tài)靈活,在巖土中表現(xiàn)多種多樣,其賦存于土體的方式包括強結合水、弱結合水和自由水,各個賦存方式對土體的物理力學性質(zhì)表現(xiàn)不一,應通過系統(tǒng)的試驗檢測和數(shù)據(jù)分析進行全面詳細的水文地質(zhì)評價。
3工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)評價對策分析
工程地質(zhì)勘查是工程建設過程中不可或缺的重要內(nèi)容,不僅基礎設計和施工需要評價地下水對巖土工程的作用及危害,其他建筑物和構筑物的施工也需要綜合考慮水文地質(zhì)情況的影響。因此,在工程地質(zhì)勘查中,對水文地質(zhì)情況的評價,需重點考慮以下方面: (1)評價地下水對巖土體和建筑物的作用和影響,預測可能產(chǎn)生的巖土工程危害,提出防治措施。 (2)密切結合建筑物地基基礎類型的需要,查明有關水文地質(zhì)問題,提供選型所需的水文地質(zhì)資料。 (3)查明地下水的天然狀態(tài)和影響,分析預測在人為工程活動中地下水的變化情況,及對巖土體和建筑物的反作用。 (4)從工程角度,按地下水對工程的作用與影響,提出不同條件下應當著重評價的地質(zhì)問題。
結語:水文地質(zhì)工作在建筑物持力層選擇、基礎設計、工程地質(zhì)災害防治等方面都起著重要的作用,隨著工程勘察的發(fā)展,其必將受到越來越廣泛的重視,切實做好水文地質(zhì)工作對勘察水平的提高是十分必要的。在建設初期,加強相關技術工作人員的技術水平和勘查力度,充分發(fā)揮工程地質(zhì)勘查在建設中的重要作用,提高管理質(zhì)量和效率,是建設部門和管理人員應當積極思索的問題。
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