2天津市地质资料馆 天津市 300042
摘要:本文从水文地质评价内容和岩土水理性质一般性描述着手,分析了地下水引起的岩土工程危害的成因,在此基础上提出了工程勘察中水文地质问题的应对措施,以期能引起勘察工作者对水文地质的重视。
关键词:水文地质;地质勘察;岩土水理性质;评价内容;岩土工程危害
引言
任何建设工程项目的设计,一般均需通过一系列的观测、勘探、试验,查明调查区的水文地质条件,掌握调查区地下水的形成、赋存、运动特征、水质水量变化规律,提供在制定利用或排除地下水措施时的水文地质依据。但是在实际的工程地质勘察工作中,人们通常更加注重对勘探揭露出来的岩土类型及其工程地质性质、地质结构的研究,很少直接涉及水文地质参数的利用,在勘察报告中大多只是简单地对天然状态下的水文地质条件作一般性评价。在一些水文地质条件较复杂的地区,由于对水文地质问题研究不够深入,导致经常发生由地下水引发的各种岩土工程危害问题,令勘察和设计处于难堪的境地。
1 水文地质评价内容
工程地质勘察中水文地质评估内容在以往的工程勘察报告中,由于缺少结合基础设计和施工需要评价地下水对岩土工程的作用和危害在很多地区已发生多起因地下水造成基础下沉和建筑物开裂的质量事故,总结以往的经验和教训,我认为在今后在工程勘察中,对水文地质问题的评价主要考虑以下内容:(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)工程勘查密切结合建筑物地基基础类型的需要,查明有关水文质问题,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:对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对砼及砼内钢筋的腐蚀性;对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的建筑场地,应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用;在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉土时,应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性;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;在地下水位以下开挖基坑,应进行渗透和富水性试验。并评价由于人工降水引起土冻沉降,边坡失稳进而影响物稳定性的可能。
2 要重视岩土水理性质的测试和研究
岩土的水理性质是指岩土与地下水相互作用时岩土显示出来的各种性质,主要有容水性、持水性、给水性、毛细管性、透水性等,这些特性与构成岩士的固态、液态、气态三相紧密相关。地下水在岩土体中有不同的赋存方式:按埋藏条件分为上层滞水、潜水、承压水;按含水层空隙性质分为孔隙水、裂隙水、岩溶水。不同形式的地下水对岩土水理性质的影响程度有所不同。而且影响程度又与岩土的类型有关。通过测试岩土的水理性质指标,可以为今后地下水位水量发生变化时应采取的工程措施提供设计依据。有研究表明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。以往在工程地质勘察中对岩土水理性质的测试多被忽视,这种情况下对岩土工程地质性质的评价是不够全面的。
3 充分认识地下水引起的岩土工程危害
水文地质条件会给工程带来危害,主要原因是地下水动水压力作用和地下水位升降变化两方面因素。自然或人为原因都会带来地下水位的变化,一旦地下水位变化突破临界值,就会给工程带来地质危害,研究表明,引起危害的地下水位变化主要有3种情况:
1)地下水位下降。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当前,由于经济的快速发展,人为因素成为地下水位下降的主要原因,例如过度利用地下水、矿床疏干、修建水库截流下游地下水水源、流域上游筑坝等,这些因素常会引发一系列问题。一旦地下水位的下降过大过快,常会诱发一些地质灾害,如地面沉降、地面塌陷和地裂等,也会造成一些环境问题,如水质恶化、地下水源枯竭等,在年降水量较小的地区会引起土地的沙漠化,在海边有可能会造成海水倒灌。这些地质灾害或环境问题会给工程和人类的居住环境带来巨大的威胁。
2)潜水位上升。水利工程建设及区域水文条件的变化常会造成潜水位上升,如修建水库、地下水来源地的河流、湖泊、水库等水位的上升。建筑物的安全性和稳定性易受潜水位上升的影响,其影响主要有以下几个方面:一是通过软化地基影响建筑物的安全。潜水位上升,促使粘性土压缩性增高、强度降低和含水率增高,诱发建筑物的沉降变形;二是潜水位上升会诱发地基隆起或侧移,前者会导致建筑物的基础上浮,后者导致建筑物倾斜或墙体破裂;三是潜水位上升会促使砂土或粉土达到饱和状态,通常会引发流砂、管涌现象,也会带来砂土液化等问题;四是造成潜水位以下的地下室浸水,使其丧失使用价值;五是改变土壤的化学性状,如沼泽化、盐渍化等,给建筑物带来腐蚀。
3)地下水位升降。通过对水文地质规律的研究发现,气候、气压、潮汐以及地球与月球引力变化,附近区域水体的水位变化等都会引起地下水位反复升降。地下水位的升降带来的影响主要有这几方面:导致建筑物基础土的压密;增加基础工程材料的腐蚀性破坏;水位变化导致的干湿交替容易腐烂;使建筑基础土层中一些盐类发生溶解作用导致建筑物位移;引起膨胀性岩土的均匀的胀缩变形,造成地裂并给建筑物造成结构破坏。研究表明,自然状态下地下水的动水压力作用较弱,难于给地面工程造成不利影响,但随着人类工程建设活动的不断增加,特别是大型水利工程的建设,会改变较大区域范围内的水文地质状况,带来一系列严重的工程水文地质危害。
4 工程勘察中水文地质问题的应对措施
针对工程勘察中的水文地质问题,可以采取以下应对措施:
1)加强对工程地质勘察规范或规程学习。经过几十年的发展,当前我国工程地质勘察工作已经拥有了完备的规范、规程体系,这些规范性文件对勘察工作的目的、任务、评价都做了具体的、切实可行的规定,是工程地质技术人员开展工作的主要依据。工程地质技术人员必须要高度重视规范、规程,了解和熟悉其要求,这样才能在开展工程地质勘察时做足工作量布置,设置足够的原状土样测试数据、及时划分抗震地段。通过研读规范、规程,工程地质管理者和技术人员在吸收文件的相关规定后,能不断地充实和提高理论水平和实践操作能力。
2)重视地下水埋藏状况的调查。在调查时,要明确调查的重点,设置必要的调查指标体系,弄清地下水的类型、补给及排泄条件、地下水位、水位变化幅度及规律,在此基础上,对地下水对建筑材料的腐蚀性进行评价,涉及到基坑工程的还应做抽、压水试验,调查土层的渗透性质等。预估地下水可能带来的突涌、流沙或管涌等潜在的威胁,制定出有效和可行的防治措施建议。
5 结语
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,而且可更好地用岩土体的潜在能力。因此,为提高工程勘察质,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,以消除下水对岩工程的危害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极大的推动用。
参考文献:
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[2]李广升.地质勘察中水文地质存在问题探讨[J].民营科技,2009(07).
[3]李坚.岩土工程勘察中的水文地质问题分析[J].中国新技术新产品,2012,(8).
论文作者:蒋晓冬1,第五静慧2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/18
标签:水文地质论文; 地下水论文; 岩土论文; 建筑物论文; 地下水位论文; 评价论文; 工程地质论文; 《基层建设》2018年第1期论文;