岩土工程勘察中地下水问题论文_马丁力

岩土工程勘察中地下水问题论文_马丁力

(江苏省核工业二七二地质大队 江苏南京 210003)

摘要: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,而且可更好地利用岩土体的潜在能力。因此,为提高工程勘察质量,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,以消除或减少地下水对岩土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着极大的推动作用。

关键词:岩土工程;勘察;地下水;问题

一、地下水对岩土工程的影响

在各种岩土工程中,地下水是整个建筑工程环境的重要组成部分之一,会对工程相关建筑物的建设质量和稳定性等产生重要影响。因此,在进行工程施工设计与建筑设计的时候,需要充分考虑地下水可能会对岩土以及各种建筑物所产生的各种影响和作用,科学预测可能会出现的各种问题和后果等。进而做好科学的处理和应对,达到更好的防治效果。

地下水对岩土工程的影响是多方面的,体现在地下水水位的上升或者下降,以及地下水水动压力和地下水腐蚀等多个不同的方面。例如,在地下水腐蚀方面,在地下水中富含多种不同的化学成分,各种成分本身即可能会对岩土工程的地基产生一定的腐蚀作用。

而且,不同的成分之间也可能会出现一定的反应,进而对岩土工程产生一定的腐蚀。于是,在各种岩土建材的表面,便有可能会受到不同程度的腐蚀,造成一定的安全隐患。在地基相关钢筋等部分受到不同程度的腐蚀和破坏之后,很容易出现锈蚀和膨胀以及变形等情况,进而影响到岩土工程地基的支撑效果。于是,岩土地基的稳定性和支撑功能受到极大的影响,各种建筑工程的施工以及最终的施工质量等也都会受到不同程度的不良影响。

二、地下水水位问题对岩土工程的危害

1.地下水上升对岩土工程的危害

影响地下水水位上升的因素主要包括人为因素和水文气象因素以及地质因素。其中,工业生产废水的排放和建筑施工取水的影响以及农业抽水灌溉和生活污水的排放等属于人为影响因素。而降水量增加和河流汛期等则属于水文气象因素。影响地下水水位变化的地质因素则有含水层土壤的渗透性、地震灾害等等。

因而,本文认为地下水水位上升是众多因素综合导致的。地下水水位上升对岩土工程产生的危害主要包括以下几点:第一地下水浸泡后的土壤被沼泽化或者盐渍化,而这种变化后的地下水不断腐蚀建筑物,缩短了建筑物的耐久性。第二土壤在地下水上升过程中含水量和土壤重量增加,加剧了特殊地势地段的土层滑坡或山体崩塌等自然灾害。第三,粉细砂和粉土是极易被液化的土壤,地下水水位上升后粉细砂或粉土的含水量超过饱和值即被液化,液态的土壤颗粒容易随渗流流失最终形成管涌和流沙,给施工工程和施工人员的安全埋下隐患。第四,建筑物在上升的地下水中被浸泡、腐蚀、软化甚至水解,进一步影响了建筑物的耐久性且很大限度的降低了建筑物的极限抵抗能力。

2.地下水水位下降对岩土工程的危害

与地下水上升原因不同的是地下水下降主要是受到人为因素的影响。工业生产用水运作和建筑建设用水或农业灌溉活动中大量抽取地下水、筑坝破坏河流上下游水位平衡等都是其影响因素。与地下水水位上升一样地下水下降也会导致巨大危害,主要表现在地表随地下水水位下降而所受浮力减小从而造成山崩地裂,该地段建筑物稳定性下降的同时人类的生命财产安全系数也急剧下降。其次,水资源被无节制抽取、浪费,最终导致地下水资源的枯竭,水循环系统遭到破坏,生态环境也随之逐渐恶劣,近年来自然灾害频发,气候严重失调,人类生活居住环境已经面临严峻威胁。

3.地下水的动力作用对岩土工程的危害

在人为因素影响下地下水天然状态被打破,原本自然而微弱的动水压力经经人为工程的影响被大幅度改变,基坑突涌、流沙等危害随之产生,又反而破坏岩土工程的自然性状,威胁施工人员和工程的安全。

三、地下水的腐蚀性

地下水的腐蚀性反应在它对混凝土、金属材料和设备的破坏上。当地下水中含有某些腐蚀性成分时,它破坏混凝土基础。危害建筑物和构筑物的稳定性伸。为了防止此类危害的发生,在岩土工程勘察中,必须对能触及到混凝土基础及其它混凝土构筑物的水体采样,进行水化学腐蚀性分析,评价地下水的腐蚀性,为工程设计提供依据。因此,全面了解环境介质的特征,有针对性地测试分析相关的腐蚀性参数,以便采取安全合理的防护措施,已成为工程建设中一个不容忽视的重要环节。

1.地下水腐蚀性对建筑物危害分析

当地下水中的某些化学成分含量过高时,水对混凝土、可溶性石材、管道及钢铁构件及器材都有腐蚀作用,地下水中S042-、C1-含量高,被埋入混凝土的钢筋表面产生一层钝化保护层.这一保护层在水泥开始水化反应后很快自行生成。然而氯离子能够破坏这层氧化膜,钢筋在水和氧的存在下发牛锈蚀。锈蚀物的牛成导致了混凝土的破裂、剥落和分层,这就必然加速钢筋的锈蚀;锈蚀过程减小了钢筋的横截面积.也就减小了它的荷载能力。当地下水在受到污染等情况下,外部环境条件就加快了混凝土的腐蚀速度,缩短了建筑物的使用寿命。

2.防治措施

地下水对建筑物的腐蚀过程多种多样又极为复杂。因此须通过正确可靠的设计、施工方法提高建筑物的抗蚀性。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆最大限度地提高混凝土本身的保护作用。综合考虑,主要通过以下方法解决地下水腐蚀的问题:在设计方面:选择合适的、较低的水灰比,采用合适的保护层厚度,添加密实剂,合理选择骨料级配,减少空隙率。

在施工方面:施工过程中对各种原材料进行严格的质量检验控制,不合格原材料不得用于混凝土工程,在混凝土的浇筑、振捣、养护等环节中精心施工,严格控制,提高混凝土质量。随着工程勘察的不断发展.地下水问题必将受到越来越广泛的重视,切实做好水文地质工作将对工程勘察水平的提高起极大的推动作用。

四、 岩土工程勘察地下水问题的防范与处理

通过分析可以发现,能够对岩土工程带来不良影响的诸多因素中,地下水问题占据主要地位。面对地质条件复杂、地下水水文情况多变的施工环境时,为确保岩土工程施工过程的安全顺利,就必须给予地下水问题足够程度的重视,结合常见问题进行严格深入勘察,从根本上为岩土工程提供保障。实际状况下,针对地下水问题展开勘察时应重点关注以下因素。

1.重点测量地下水位情况以地下水自身水位变化状况为基础,可将水体情况划分为两个关键时期,即地下水丰水期和地下水枯水期。岩土工程中针对地下水问题开展勘察时,要结合勘察时的季节、地下水水期特征等因素进行有针对性、有目的性的勘察工作。确保对地下水位变化情况有及时精准的了解,并以此为基础开展科学动态的测量。对勘察数据进行深入统计分析,最终经过计算得到准确的地下水位变化幅度,为岩土工程施工过程中针对地下水问题制定策略和采取相应的解决措施提供理论及数据支撑,将地下水问题对岩土工程勘察带来的负面影响降至最低。

例如:地下水水体情况为枯水期时,地下水自身水位下降,水体与地面距离较远,开展岩土工程勘察工作时往往无法获取精准的测量数据,无法准确得出地下水位变化幅度及高度等情况,也就不能为岩土工程施工提供科学有力的指导工作。地下水水体情况为枯水期时开展岩土工程勘察工作,要强调对关键因素的锁定,例如地下水变化幅度等因素能够为地基工程带来的负面威胁程度等,针对此类不良因素采取科学合理、有针对性的应对措施。

因此,一般应在丰水期进行地下水水体变化情况测量、地下水水位勘测,此时地下水与地面距离较近,容易获取更加精准的测量数据和计算结果,能够为岩土工程提供有效的数据支撑,针对地下水问题给出相应防范对策,确保解决措施的科学合理,从根本上提升岩土工程结构的稳定性,提高牢固性,预防地基出现开裂现象。

2.地下水体腐蚀性测定

地下水体具有一定的腐蚀性特征,相应的腐蚀性会对岩土工程安全产生直接威胁。因此,必须加大对地下水腐蚀性的检查与测量工作力度。从地质规律角度进行分析,地下水腐蚀性与其在地下水体系中所处层次和深度有直接关系。下层地下水腐蚀性更强,对岩土工程地基带来的危害也更大。因此,实际工程施工中,尤其是工程地基施工环节要针对地下水腐蚀性问题选取抗腐蚀性更强的材料。此外,还可以对水灰比进行更加科学的调整,逐渐提升地基工程的抗腐蚀性。

开展岩土工程勘察工作时,可以通过全面的检测,对地下水腐蚀性进行等级划分。并依据地下水所处腐蚀等级对工程地基采取相应的处理措施,以确保地基稳定牢固,从根本上保证工程质量和使用年限。

3. 岩土层渗透系数的检测

开展岩土工程勘察工作时会进行多项数据的测量,其中岩土渗透系数属于必须实施测定的数据范畴,同时,岩土渗透系数还是分析降水法时应当遵循的关键性标准,因此实施岩土工程勘察时要给予岩土渗透系数测定工作重点关注。

综合来看,岩土工程总体设计、岩土工程布局情况及自身结构都受到岩土层所具备的渗透系数直接影响,最为典型的表现就是岩土工程进行地基挖掘环节施工时,挖掘深度的设计要参照岩土层渗透系数进行最终确定。因此,岩土工程勘察过程中要对岩土层渗透系数实施精准测定,确保测定结果的客观准确。传统模式下,岩土工程勘察时一般采用现场注水、室内试验等方法进行岩土层渗透系数测定。

该类方法所得测量结果与实际数据往往存在差异,无法保证测定数据的精准程度。因此,应从检测方法入手开展改革工作,选用野外抽水试验的方法进行岩土层渗透系数测定,确保所得数据与实际数值具备更高的契合度。然而野外抽水试验测定方法自身存在一定弊端,例如测定时间长、测定成本高、测定耗费较大等。受此类因素影响,野外抽水测定法无法得到广泛深入的运用。为此,实际过程中针对岩土渗透系数开展测定工作时往往选用室内试验、室外抽水等方法相互结合,经过反复的测算检查,得出最终的测定结果。以此为基础获取更加精准的岩土层渗透系数,为岩土工程勘察,地基工程挖掘提供数据支撑。

五、结语

在岩土工程的勘察、设计、施工过程中,地下水问题一直是一个极为重要的问题。地下水既然作为岩土的重要组成部分,就直接影响了岩土的性状和行为;它又作为建筑工程的环境,也影响建筑物的稳定性和耐久性,在建筑设计当中,既要考虑地下水对岩土及建筑物的各种作用,及可能产生的各种结果;施工中又要估计地下水对施工带来的各种问题和事先应采取的防治措施。因此,工程勘察时,必须对地下水的勘察给予足够的重视,提供地下水完整的、准确的、可靠的技术数据是绝不可忽视的大问题。

参考文献:

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[3]雷晓珊.地下水对岩土工程的影响和勘察现场需要注意的问题探析[J].江西建材,2013( 6) : 309 - 310.

[4]郑余,赵鑫.岩土工程勘察中地下水问题研究[J].民营科技,2012,08:77.

论文作者:马丁力

论文发表刊物:《江苏科技报》2017年2期

论文发表时间:2017/9/22

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