关于岩土工程勘察中的水文地质分析
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摘要:我国是地质灾害频发的国家,其中相当一部分地质灾害发生的原因是水文地质因素,包括砂土液化、地面沉降、地面塌陷等等。岩土工程是以岩体或土体为处理对象的工程,包括地基与基础、边坡和地下工程等问题,这些问题同地下水的变化和运动密切相关,如果不能对水文地质条件进行充分探究,很可能造成严重的地质灾害,给人民和国家造成巨大损失。加强对岩土工程中水文地质情况的勘察,认真查找工程项目和水文地质的相关问题,进而对问题进行分析,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。本文主要对岩土工程水文地质勘察进行了简单的探讨。
关键词:岩土工程;勘察;水文地质问题;地下水
引言
水文地质工作在建筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用,随着工程勘察的发展,其必将受到越来越广泛的重视。在地下水的作用下,使岩土工程危害的现象经常发生,岩土工程勘察和设计境地也变得相对困难起来。然而,在工程的勘察中,水文地质问题的研究是非常重要的。实际的实施中,不仅要熟知岩土工程中的水文地质问题,评价建筑物和岩土体所受地下水的作用和影响,还要能够提出相应的措施进行治理和防护,使地下水对岩土工程的危害有所消除,提高工程的质量。水文地质问题不但是一个非常重要同时又是非常容易被忽略的岩土工程问题。在岩土工程勘察的过程中,必须要查明与岩土工程相关的水文地质条件,为接下来的岩土工程设计及施工提供准确有效的水文地质资料,从而减少因水文地质问题所导致的各种岩土工程灾害。
一、岩土工程水文地质勘察的重要性
岩土工程勘察应包括对拟建工程所在区域的水文地质条件进行必要的资料搜集和水文地质勘察,进而准确确定工程所在区域的水文地质条件,从而对拟建项目的地质条件有个准确而全面的认识,尽量减少或避免因勘察不到位导致的工程事故的发生,所以,岩土工程勘察中对水文地质条件进行科学评价,具有重要的现实意义。在我国某些水文地质条件过于复杂的地方,因没有对水文地质进行深入的研究,从而在建筑工程设计阶段忽略了水文地质问题,经常会出现因地下水带来影响岩土工程的问题,这样一来,难以提高建筑工程的质量。因此,提高水文地质勘察质量是非常有必要的。
二、水文地质问题引起的岩土工程危害
一些勘察单位布置勘探点比较随意,不沿建筑物周边线布置,也不论地质条件复杂程度如何,就把孔距定在规范允许的上限。这种不负责任的工作必然收集工作不完整,造成勘工作的缺陷。近年来,在国内建筑工程项目基础设计工作中,尤其是在部分地质条件较为复杂的地区进行基础设计,设计单位逐步引用地质勘察技术,并且取得了较为理想的效果。做好工程勘察工作是项目的基础,勘察工作的任何环节都要认真对待。对于水文地质这一容易忽视的问题,勘察工作更应该重视。
2.1地下水位变化引起岩土工程危害
地下水位变化包括地下水位上升、地下水位下降、地下水位频繁升降三个方面。
(1)地下水位上升引起的岩土工程危害
①引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象,给施工带来很大困难。
②斜坡、河岸等岩土产生滑移、崩塌等不良地质现象,影响其稳定性。
③具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。
④对地下室、地下构筑物的防潮、防湿、防水或稳定性产生影响。
⑤土壤沼泽化、盐渍化,增强岩土及地下水对建筑物腐蚀性。
⑥引起坚硬岩土软化、水解、膨胀、抗剪强度降低,导致建筑物破坏。
(2)地下水位下降引起的岩土工程危害
① 地下水的过大下降会引发地质灾害,如地裂缝的产生、海水入侵、地表塌陷及地面沉降等。
② 地下水的过大下降会引发环境问题,如地下水资源枯竭、地下水中有害离子增多,矿化度增高以及水质恶化等,对人类自身的居住环境造成很大威胁。
(3)地下水位频繁升降对岩土工程造成的危害。
①地下水的季节性升降或岩体中水分的增减变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形,当地下水升降频繁时,会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大,进而形成地裂引起建筑的破坏。
②当地下水在建筑工程基础底面以下发生变化时,会软化地基土,使其强度降低、压缩性增大,可能引起地基土附加沉降和变形,从而造成建筑物变形破坏。
2.2 水文地质因素对地质结构的破坏
地质结构是岩土工程研究的重要内容。但是由于人们过度开采地下水、地震等因素的存在,地下水很可能出现水位下降的现象,同时短时间内下降的水位得不到补充,使得地下出现空洞,导致原有的地质结构遭到破坏,出现地面沉降问题,威胁建筑物及地面行人安全,破坏城市基础设施。此外,地下水的频繁升降也会对地质结构产生不良影响,频繁变化的水位会带走土层中的金属物质,使土层出现疲劳现象,造成土层及岩体的解体,诱发土地塌陷、建筑物损坏等事故。
2.3 水文地质因素对地下工程的破坏
地下工程是岩土工程的重要组成部分,由于地下工程修建于地表之下,如果不能做好防水防渗漏措施,地下工程的质量和使用寿命都将受到影响。地下工程的主体为硅酸盐水泥,这种物质在水的作用下很容易出现硬化现象,并腐蚀地下工程中的钢筋,降低建筑物质量。
2.4 水文地质因素对岩土工程施工过程的影响
水文地质因素不仅表现在地下水位的高低变化方面还表现在地下水动水压力的影响方面。在岩土工程施工中,工程的施工會改变地下水自然条件,使得前期勘察符合要求的地下水条件出现失衡现象,当承压水层为裂隙水、空隙水或溶洞水的情况下,一旦承压水层顶板受到破坏,地下水就会从破坏处流出,导致流沙、管涌现象的出现,使基坑积水,对岩土工程的正常施工产生严重影响。
三、采取的措施
基坑工程的地下水控制方法主要有明沟排水、降水和隔渗等几种类型。
3.1明沟排水
明沟排水时在基坑内设置排(截)水沟和集水井,用抽水设备将地下水从集水井内排出,达到坑内无地下水的目的。明沟排水适用于潜挖基坑,地下水位高出坑底不多,且坑壁土层不易产生流沙、管涌或坍塌。
3.2井点降水
井点降水是利用井(孔)在基坑周围同时抽水,把地下水降低到基坑底面以下的降水方式。常用的井点降水方式主要有:电渗法、轻型井点、喷射井点和深井井点。
3.3隔渗
基坑隔渗方法包括侧向隔渗和封底隔渗。侧向隔渗方法非为截水墙、截水帷幕和冻结法等。基坑侧向隔渗设施应穿过透水层底且应进入下卧隔水层一定深度。当透水层埋藏深、厚度大,侧向隔渗设施穿过透水层难度大或不经济时,也可采用悬挂式侧向隔渗(未穿透透水层)与基坑封底隔渗相结合的方法。
结束语
总而言之,在岩土工程勘察中,地下水占有相当重要的地位和作用。在勘测实践中,需要对地下水进行全面的了解和分析,并采取适当的措施,将地下水对建筑物的影响降到最低。 在具体的岩土工程勘察实施时,有关水文地质问题的查明就非常的必要,只有明确地下水对岩土的影响,制定出有效的防治措施,才能进一步消除地下水对工程的危害,从而发挥提高勘察水平的重要作用。在岩土勘察中,全面掌握水文地质的情况,获得科学、精确的水文数据资料,为后期的工程建设提供有力的支撑和依据,只有这样,才能促进整个项目的顺利实施,确保其安全性。
参考文献
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(作者单位:辽宁省冶金地质四〇二队有限责任公司)
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