摘要:水文地质是工程地质勘探的一部分,相关的水文地质因素的变化,会对建筑工程的整体建设造成巨大的影响。工程地质勘探工作的日益成熟也推动了水文地质勘探的进步,以往被忽略的岩石土体的水理特征得到重视,能够更好的分析建筑工程所在区域的地质状况,从而得出更为准确的地质分析结构,保障了建筑工程的稳定性和安全性。本文通过概述水文地质及工程地质的内容,对水文地质在工程地质勘察中的重要作用探讨,论述了水文地质与工程地质的密切关系。
关键词:水文地质;工程地质;关系
一、工程地质的概况
工程地质其实是一个专门用来研究和处理人们进行地质工程活动中相关问题和现象的学科。它主要通过调查了解和采样分析相关地带的地质构造的一系列地质特征,解析和判断出当地地质特征和变化规律是否会对将要施工的建筑物造成直接或者间接的影响。在建筑工程施工施工之前,将分析出来的不利因素罗列出来,并做出相应的防护措施,安排科学合理的施工工序等,确保马上要施工的工程在施工施工中的安全,以及施工建筑的整体质量。
其主要调查和分析的地质特征主要包括:工程所在地分部岩石和土层的具体构成、化学特性和力学特性等,并对岩石和土层能够符合力量的强度进行判断,从而判断出施工建筑物在建筑初期地基应该扎多深,在工程主体建造的时候,是否还要额外加固等。通过对岩石土体的具体分析,给予将要建设施工的建筑工程提供必要的施工意见。
二、探勘水文地质的具体内容
水文地质指自然界中地下水的各种变化和运动的现象。水文地质学是研究地下水的科学。它主要是研究地下水的分布和形成规律,地下水的物理性质和化学成分,地下水资源及其合理利用,地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。在实际的勘探过程中对于施工建筑所在的地理特性进行调查。这个调查主要包括地表形态、地表风貌和气候水文等各方面的内容,其中地表形态和地表风貌包括所属区域的水流和地形特征各个方面的情况,气候水文是指当地所属气候、降水、热量和风向等特征;调查施工区域的地质构造,并对周边同一系统的地理构造变化,进行相应的调查分析,从而分析出所在区域的地理环境是否安全;调查所属区域各个土层中的含水量,判断土层特性对于施工建筑的稳定性和安全性是否会造成影响,当地下水对建材具有极强腐蚀性的时候,应该做好安全保护的措施。
三、水文地质与工程地质区别和联系
1、水文地质与工程地质的区别
水文地质勘查主要是针对区域内的水环境进行调查,了解地下水的补给、径流、排泄特征,进行的工作主要是抽水试验、长期观测及示踪法等;工程地质勘查主要是调查工程的岩土体性质、持力层等,解决边坡的稳定性及地基承载力和地下水的内水压力等问题。
2、水文地质与工程地质联系
地下水既是岩土体的组成部分,直接影响岩土体工程特性,又是基础工程的环境,影响建筑物的稳定性和耐久性。至于容易被忽视,是在实际的地质勘察工作中,在勘探成果内因为很少直接涉及水文参数的利用,水文地质问题往往只被认为是象征性的工作,在勘察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,由于工程勘察中对水文地质问题研究不深入,设计中又忽视了水文地质问题,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。为提高工程勘察质量,在勘察中加强水文地质问题的研究是十分必要的,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,评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响,更要提出预防及治理措施的建议,为设计和施工提供必要的水文地质资料,以消除或减少地下水对岩土工程的危害。
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四、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重要的工程地质性质。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性质的评价是不够全面的。
既然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,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。
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、毛细管水和重力水三种,其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。
岩土的主要的水理性质及其测试办法有五种:软化性;透水性;崩解性;给水性;胀缩性。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。各类成因的粘性土层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性;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;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。岩土的崩解性与土的颗粒成分、矿物成分、结构等关系极大,以广东地区的残积土为例,一般崩解时间5~24h,崩解量1.79~34,以蒙脱石、水云母、高岭土为主的残积土以散开方式崩解,而以石英为主的残积土多以裂开状崩解为主。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量的性能,以给水度表示。给水度是含水层的一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。胀缩性是指岩土吸水后体积增大,失水后体积减小的特性,岩土的胀缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚,失水变薄造成的。岩土的胀缩性往往是产生地裂缝、基坑隆起的重要原因之一,对地基变形和土坡表层稳定性有重要影响。标定岩土胀缩性的指标有:膨胀率、自由膨胀率、体缩率、收缩系数等。岩土的水理性质尚有持水性,溶水性,毛细管性,可塑性等。
五、工程勘察中水文地质的作用
1、地下水对已有建筑物的影响
由于地质、气候、水文、人类的生产活动等因素的作用,地下水位经常会有很大的变化。这种变化对已有建筑物可能引起各种不良的后果,特别是当地下水位在基础底面以下变化时,后果更为严重。当地下水位在基础底面以下压缩层范围内上升时,水能浸湿和软化岩土,从而使地基的强度降低,压缩性增大,建筑物就会产生过大的沉降或不均匀沉降,导致建筑物的倾斜或开裂;当地下水位在基础底面以下压缩层范围内下降时,水的渗流方向与土的重力方向一致,地基中的有效应力增加,基础就会产生附加沉降。
2、地下水对桩基工程的影响
软弱地基地层很少由单一土质构成,变化相对较复杂,为此往往采用桩基工程加固地基,提高地基承载力。为了不使桩周地层松动或坍塌,提高成桩质量,选择相应的成桩方式时必须考虑地下水的赋存运动情况。另一方面由于受地下水的影响,当桩身下沉量小于土层下沉量时,桩周土对桩身产生负摩擦力,严重的会影响单桩承载力。特别地,当建筑场地承压水或潜水的流速大于3m/min时,不宜使用混凝土灌注桩或水泥搅拌桩。
六、结束语
近年来,水文地质学与地热、地震、环境地质等方面的研究相互渗透,又形成了若干新领域。工程地质和水文地质二者关系极为密切,互相联系和互相作用。地下水既是岩土体的组成部分,直接影响岩土体工程特性,又是基础工程的环境,影响建筑物的稳定性和耐久性。
参考文献
[1]苟天红.浅析工程地质勘查中水文地质问题[J]《低碳世界》, 2014 (5).
[2]吴学林.岩土工程勘察中水文地质问题分析[J]《广东科技》, 2014 (20).
论文作者:宋福欢
论文发表刊物:《防护工程》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/5
标签:岩土论文; 水文地质论文; 地下水论文; 工程论文; 地质论文; 工程地质论文; 建筑物论文; 《防护工程》2017年第30期论文;