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地下水的重要性范文1
关键词:地下水问题;岩土工程勘察;水位;渗透参数;水位变化幅度
Abstract: the investigation of groundwater in geotechnical engineering investigation in a very important position and role. In geotechnical engineering, need the groundwater level are measured, and analyzes the water level and to the harm of geotechnical engineering. This paper analyzes the problems of groundwater in geotechnical engineering, the importance of geotechnical engineering from groundwater cause of the harm of analysis, this paper analyzes the groundwater water level of determination and variation of groundwater and corrosion resistance, and corrosion prevention of groundwater puts forward the relevant measures. Hope to be able to cause people to this problem of further attention, can play a guiding role in practice.
Keywords: groundwater problems; Geotechnical engineering; Water; Penetration parameters; Water level change range
中图分类号:K826.16文献标识码:A 文章编号:
一、引言
岩土工程勘察对建筑物的地基选定和房屋建设具有重要的作用,而地下水问题是岩土工程勘察的重要方面之一,它不仅对岩土的性质和形状产生重要的影响,还对建筑物的稳定性和持久性产生重要的影响。因此,在建筑物的设计中,需要考虑地下水对建筑物的作用和影响,重视对地下水的勘测,并采取相应的措施,以减少地下水对建筑物的不利影响。
二、地下水引起的岩土工程危害
地下水对岩土工程的影响,主要是由于地下水位的变化和水压的变化所引起的。其中,水位的变化主要表现为上升、下降和水位的频繁升降。水位的变化有可能会对建筑物产生破坏,导致岩土发生变形。此外,人们在建筑工程施工中,可能会改变地下水的天然动力平衡条件,对建筑工程产生严重的危害,比如发生流沙、管涌、基坑突涌等现象,对工程造成严重的影响,影响建筑工程的质量。
三、地下水水位的测定与变化幅度
1、地下水的测定。根据相关的规定,底层的渗透性决定稳定水位的时间间隔,在一般的情况下,对沙土和碎石土需要大于或者等于半小时,而对于粉土和粘性土则需要大于或者等于八小时。地下水水位的稳定时间受到地层渗透性差异的影响。如果在建筑施工的时候采用泥浆钻进方法,稳定水位的时间则更长,如果在工程钻探施工结束后,马上对稳定水位进行测量,必然会产生数据不准确、不可靠的现象。为了解决这个问题,需要在场地钻探结束的二十四小时后再测量静止水位,从而得到准确的数据。
2、地下水变化幅度。同地表水一样,地下水水位也有丰水期和枯水期之分。在勘测中,如果是丰水期,就可以较好的勘测出地下水对建筑物的影响,从而在施工中采取恰当的措施。但是,如果勘测的时候是枯水期,就很难预测丰水期水位的涨幅,在施工中,如何防水,将水位上涨对工程建筑的影响降到最小是比较难以处理的问题。在实践中,很多的部门和施工单位对此都无计可施。
第一、地下水位上升。水位上升会对建筑工程产生很多的不利影响,比如,降低建筑工程的地基承载力、加剧砂土液化、使土壤发生变形,出现沼泽化现象等。同时,地下水位上升还会使岩土发生变形。
第二、地下水位下降。同水位上升一样,地下水水位下降也会对建筑工程产生不利影响,如引起地面下沉、地表塌陷、海水渗透、地面裂缝等问题。这些问题会严重影响建筑物,对其产生很多的不利影响。
3、岩土层渗透系数的测定。岩土层渗透系数是各种降水方法的重要指标,他的取值不仅会影响降水工程的设计,还会影响降水方法的选择,会对降水效果产生重要的影响。在工程建设的实践中,由于需要开挖深基坑,需要降水,渗透系数的作用越来越大,适用范围也越来越广。在渗透系数的求值中,如果采用现场注水实验和室内实验,所得到的结果不能令人满意,往往会存在很大的误差。尽管野外试验所得到的数据比较准确,但是它所耗费的时间长,所消耗的费用比较高,因而在工程勘察的实践中运用得比较少,一般来说不被广泛采用,而采用较多的是经验值。在工程勘察和建设中,对岩土层渗透系数的测定需要采取适当的方法,要对室内试验、现场注水试验和经验值进行比较,寻找最佳的方法。通常情况下,以现场注水试验为主。
四、地下水的腐蚀性
地下水的类型具有多种多样,水位的变化受到水文条件的影响,并随着降水量的不同而有季节性的变化。同地表水一样,地下水也有腐蚀性,主要原因是地下水的某种矿物含量过高。当地下水受到污染,某种化学成分过高,它同样会有腐蚀性。在进行岩土工程勘察和建筑工程设计中,需要对地下水的腐蚀性进行考虑。通过对地下水的测量和分析,发现下层地下水比上层地下水的矿化度更高,腐蚀性更强。研究表明,深度小于十五米的地下水,其水质正常或者稍咸,腐蚀性较弱。而深度大于十五米的地下水,其水质稍咸或者特咸,腐蚀性较强。
1、地下水腐蚀性对建筑物的危害性。第一、地下水化学成分腐蚀建筑物。化学成分含量过高,地下水便会腐蚀混凝土、管道、可溶性石材、钢铁构件等等。第二、地下水或者土壤中的盐类腐蚀建筑物。地下水或者土壤中的盐类会加快混凝土在腐蚀介质中的腐蚀速度,使建筑物的使用寿命缩短。第三、地下水的二氧化硫腐蚀建筑物。如果地下水的二氧化硫含量过高,对建筑物会有很大的危害性。如果地下水位较高,地下水的二氧化硫含量高,建筑物长时间处于腐蚀的环境之中,必然影响建筑物的稳定性和持久性。
2、防治措施。降低、防治地下水对建筑物的腐蚀需要采取多种措施。第一,需要防治地下水污染,减少工业污染物的排放和生活污水的排放,对工业污染物进行合理的回收和加工利用,采取恰当的措施对污水进行处理,防治地下水污染。第二、对混凝土采取良好的防腐措施。优化混凝土的水泥品质,水泥用量和水灰比。对于受腐蚀严重的部分,利用桩基础进行防腐,同时采取适当的措施,如将沥青涂于表面,采用高分子树脂等,加强对桩身的防腐工作。
四、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。文章着重探讨分析了地下水问题在岩土工程勘察中的重要性,希望能够引起人们对对这一问题的而进一步关注,能够对实践起到指导作用。
参考文献:
[1]黄锐.探讨地下水问题在岩土工程勘察中的重要性[J].民营科技,2011(10)
[2]工程地质手册编委会.工程地质手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2005
地下水的重要性范文2
关键词:工程地质;地质勘察;水文地质
中图分类号:P62 文献标识码:A
一.引言
水文地质在工程中主要用于研究地下水质形成、分布、运动规律,物理、化学性质以及同其他水体的相互关系,是一种研究地下水的科学。随着科学的发展和生产建设的需要,水文地质学又分为区域水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、供水水文地质学、矿床水文地质学、土壤改良水文地质学等分支学科。在进行施工的过程中,进行水文地质勘察可以有效降低或消除在施工中的不安全因素,提高工程施工的效果。对工程地质具有非常重要的意义。
二.水文地质问题在工程地质勘察中的重要性
工程勘察是结构设计的重要依据,其质量的好坏直接影响到工程结构设计的安全。水文地质问题是工程勘察的重要问题,其重要性不容忽视。水文地质和工程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,又是直接影响岩土体工程特性的重要因素,并且对基础工程及建筑物的稳定性和耐久性具有一定影响。但往往易于被忽视,因为在实际的勘察工作中,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。水文地质问题应引起高度重视,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,令勘察和设计处于艰难的境地。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。要查明地下水与周边环境的关系,如地下水的补给、排泄条件、地表水与地下水的补排关系及其对地下水位的影响,周边是否存在地下水和地表水的污染源及其可能的污染程度。地下水是重要的地质应力,其剥蚀作用和搬运作用对地表的岩土体具有强烈的破坏作用,因而是一种非常重要的外动力地质作用。工程勘察中切实做好水文地质工作将有效地减少或消除地下水对工程建筑和人类生产生活的危害,同时也对勘察水平的提高起着极大的推动作用。水文地质勘察是研究水文地质的主要手段,水文地质勘察的主要任务就是运用各种不同的勘察手段,来查明区域内基本的水文地质情况,解决一定的水文地质问题,为工程地质勘察提供基础资料。
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倾斜的质量事故。
例如:某工程拟建办公楼1幢(18-19F)、酒店公寓1幢(16-18F)及地下车库一座(1F),总建筑面积43987m2。拟建场地西侧有道路,南侧40m有一住宅小区,层数为1+5+1F,采用CFG桩复合地基基础,东侧及北侧为空地,但东侧空地后规划成与本工程性质相近的商业用房及地下车库。
本工程基坑设计及施工采用钻孔排状支护+水泥土止水+坑内井点降水方案,止水深度为自然地面下14.50m,井点降水深度为自然地面下13.00m,而东侧基坑施工后通常采用钻孔桩+水泥土止水+坑内井点降水方案,但井点降水浮度为自然地面下18.00m,由于相邻场地为粉砂为同一含水层,由于东侧场地降水浮度比西侧降水浮度深,基坑施工排水后,造成降落漏斗,造成淤泥质粉质粘土的再回传,再压缩,造成南侧靠近道路1+5+1F住宅发生倾斜。
此案例说明了,由于对地下水的轻视,在基坑设计中疏忽大意,未进行全面了解该场地的水文地质环境对岩土层的地质情况的影响,使基坑降水高差过大至使临近建筑物受损。通过此案例充分说明了了解地下水的水文情况与地质情况相结合重要的作用。
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)工程勘察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,应预测不良因素液化的产生,液化形式主要以潜蚀、流砂、管涌形式出现;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动沉降,边坡失稳进而影响建筑物稳定性的可能。渗透系数是含水层的一个重要参数,当计算水井出水量、水库渗漏量时都要用到渗透系数数值。渗透系数的测定方法很多,可以归纳为野外测定和室内测定两类。室内测定法主要是对从现场取来的试样进行渗透试验。野外测定法是依据稳定流和非稳定流理论,通过抽水试验(在水井中抽水,并观测抽水量和井水位)等方法,求得渗透系数。在各向异性介质中,渗透系数以张量形式表示。渗透系数愈大,岩石透水性愈强。强透水的粗砂砾石层渗透系数>10m/s;弱透水的亚砂土渗透系数为1~0.01m/s;不透水的粘土渗透系数
三.水文地质对岩土工程的影响
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。在建筑工程的地基内,当地下水位在基础底面以下压缩层范围内发生变化时, 就能直接影响建筑物的稳定性。若水位在压缩层范围内上升时,软化地基土,使其强度降低、压缩性增大,建筑物可能产生较大的沉降变形若水位在压缩层范围下降时,岩土的自重应力增加,可能引起地基基础的附加沉降,如果土质不均匀或地下水位的突然下降也可能使建筑物发生变形破坏。例如:
1.地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水位的降低多是由于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水,采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝,修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。
2.地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。地下水的升降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,不仅使岩土的膨胀收缩变形往复,而且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物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的积极交替,会将土层中的胶结物(如铁、铝等)成分流失,土层失去胶结物将造成土质变松、含水量孔隙比增大,压缩模量、承载力降低,给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。
3.地下水动压力作用引起岩土工程危害。地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,一般不会造成什么危害,但在人为工程活动中由于改变地下水天然动力平衡条件,在移动的动水压力作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。
四.结束语
在岩土工程问题中,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。能更好的预测、评价由于地下水位的变化所出现的岩土工程问题,提出有针对性的处理意见,使地质资料的可靠程度更高。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地质问题,还应查明水文地质问题,以消除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。
参考文献:
[1]茶建忠,曾显平,顾汉忠等.浅析工程地质勘察中水文地质的重要性[J].城市建设2013,(13).
[2]王思君,王乐星,马鑫等.工程地质勘察中水文地质的重要性[J].建材与装饰,2013,(7):180-181.
[3]金家琼,田浩,何长英等.工程地质勘察中水文地质的重要性[J].商品与质量·建筑与发展,2013,(4):395.
[4]赵国军.工程地质勘察中水文地质的重要性[J].地球 2013,(10):168-168.
地下水的重要性范文3
关键词:工程地质勘察;水文地质;环境影响
水文地质问题在岩土工程勘察和施工中始终是一个极为重要又常被忽略的问题。地下水既是构成岩土体的重要组成部分,直接影响岩土体的工程特性,又是基础工程中的重要环境要素,成为改变岩土体特征的因素之一,直接影响建筑物的稳定性和耐久性。由于工程勘察中对水文地质条件调查、研究的不深入以及没有足够的重视,导致地下水引起的各种岩土工程危害时有发生。为此,正确评价地下水对岩土工程和建筑物的影响,避免其对工程造成不必要的损失和危害。
1水文地质勘察的内容
在以往常规的岩土工程勘察中,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的建筑基础下沉及建筑物开裂的质量事故。针对过去的经验和教训,在以后的水文地质勘察中应主要考虑岩土的水理性质对建筑工程施工地区的水文地质问题做出客观评价。与岩土的物理性质相类似,岩土的水理性质也是岩土工程地质性质的重要标志。岩土水理性质指的是岩土与地下水之间相互作用而显现出来的一些性质,会直接影响到岩土的强度,进而影响到建筑工程的稳定性。过去的勘察工作往往比较重视岩土的物理力学性质,而水文地质勘察往往被当做一种象征性的工作,继而忽略了对岩土水理性质的重要性,所以对岩土工程地质性质的评价不够全面。
2 水文地质勘察的重要性
水文地质勘察是工程地质中一个非常重要的方面,对地下水正确的分析和评价,不仅关系到建筑工程的顺利施工和正常使用,而且关系到人民群众的生命财产安全。它可以分析地下水对建筑工程地区岩土工程地质性质的影响,作出客观的评价和预测。在建筑施工过程中,应避免地下水对岩土工程造成危害。水文地质勘察的重要性体现在以下几方面。
2.1 地下水位变化引起的岩土工程危害
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。地下水位频繁升降对岩土工程造成的危害主要包括可能引起建筑物的破坏和膨胀性岩土胀缩变形。
在天然条件下地下水位一般是季节性变化,雨季水位上升,旱季水位下降。这种天然变化是区域性的,渐变的,而且变化幅度较小。但是,人为因素引起的局部性地下水位升降变化往往比自然变化的幅度大,导致的岩土工程危害也更加严重。地下水位的升降超过一定程度有可能引起粉土以及粉细砂饱和液化而出现流砂、管涌等现象;也可能导致土壤盐渍化、沼泽化而腐蚀建筑物;一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化;地下洞室充水淹没,基础上浮、建筑物失稳;地裂、地面沉降、地面塌陷等灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大的威胁。
2.2 地下水动水压力作用引起的岩土工程危害
地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,但是在建筑工程活动当中,由于改变了地下水天然动力平衡条件,在一定的动水压力作用下,也会导致一些后果严重的岩土工程危害。如管涌、流砂、基坑突涌等,造成安全隐患,并影响工程质量,所以需要及时做好这方面的水文地质勘察工作。当建议采用桩基时,应评价采用桩的适宜性;对桩的类型、平面布置、直径、长度和桩基持力层,提出建议;对桩尖持力层的选择进行论证;提出桩的侧摩阻力和端阻力;提出单桩承载力的建议;在大面积堆载及欠压密地区,尚应分析桩周土对桩的负摩阻力;对预制桩或沉管桩的沉桩可能性,进行论证;挖孔桩、钻孔桩、冲孔桩的成孔工艺,成孔过程可能出现的问题及施工技术措施,桩的施工质量控制方法和要求;对桩基工程设计、施工、检测、监测的其他建议;一般应提出以桩的静载荷试验验证以确定单桩承载力的建议。
2.3地下水位对岩土物理力学性质的影响
地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形,严重者形成地裂,引起建筑物特别是低层或轻型建筑物的破坏。当地下水升降频繁时或变化幅度大时,不仅使岩土的膨胀收缩变形往复,而且会导致岩土的膨胀收缩幅度加大。因此,在膨胀性岩土地区进行岩土工程勘察时应特别注意对场地水文地质条件的研究,特别是地下水在升降变化中的高度和变化规律,这对地基基础深度的选择(宜选在地下水位以上或地下水位以下,不宜选在地下水位变动带内)有主要的参考价值。
在建筑工程的地基内,当地下水位在基础底面以下压缩层范围内发生变化时,就能直接影响建筑物的稳定性。若水位在压缩层范围内上升时,软化地基土,使其强度降低、压缩性增大,建筑物可能产生较大的沉降变形,若水位在压缩层范围下降时,岩土的自重应力增加,可能引起地基基础的附加沉降,如果土质不均匀或地下水位的突然下降也可能使建筑物发生变形破坏。
在地下水位以上、地下水位变动带和地下水位以下,具有明显的变化规律土体从上到下,有天然含水量、孔隙比由小一大一小,压缩模量、承载力由大一小一大的变化规律。这是由于地下水位以上部位,经长期淋滤作用,铁铝富集,并对土颗粒起胶结和充填作用,增大了土粒间粘接力,往往形成“硬壳层”,因而含水、孔隙比小而压缩模和承载力增高,而位于地下水位变动带的土层,由于地下水积极交替,土中的铁铝成分淋失,土质变松,因而含水量、孔隙比增大,压缩模量、承载力降低。位于地下水位以下的土层,由于地下水交替缓慢,氧化、水解作用减弱,加之上部土层的自重压力作用,土质比较密实,因而含水量、孔隙比减小,压缩模、承载力增高。
岩土物理力学性质的与地下水位之间有着非常密切的联系,尤其是那些风化残积土、软质岩石以及不同成因的粘性土等。所以要高度重视地下水位对岩土物理力学变化的影响,做好预测和指导工作,避免建筑工程出现因工程地质问题而导致的质量安全事故。
3 结论
总结以往的经验和教训,在今后的工程勘察中,应对水文地质问题的评价主要考虑以下内容:一是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。二是工程勘察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。三是应从工程角度,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评价、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,应进行渗透和抽水试验,并评价由于人工降水引起地面沉降、边坡失稳进而影响建筑物稳定性的可能。
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岩土工程问题,而且要查明与岩土工程有关的水文地质问题,以消除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极大的推动用。
参考文献
[1] 韩爱臣.水文地质问题在工程地质勘察中的重要性[J].今日科苑,2009.
[2] 田学君.浅析水文地质对工程地质勘察的影响[J].考试周刊,2010.
地下水的重要性范文4
关键词:工程地质;勘查;水文地质;重要性
Abstract: The underground water level plays a very important role in the study of geotechnical engineering problems. Analysis of underground water level research, improve the reliability of engineering data be imperative. This paper mainly describes the importance of the hydrological geological problems of engineering survey, and the main evaluation content from hydrogeology, soil hydraulic properties and groundwater from geotechnical hazards three big aspects.
Key words: engineering geology; exploration; hydrogeology; importance
中图分类号:P641.72 献标识码:文章编号:2095-2104(2013)1-0020-02
1 对水文地质评价内容的研究
很多工程质量事故的发生就是由于勘测报告分析不到位而产生的,质量事故以基础下沉和建筑物开裂为主。由以往的工程勘测报告中分析得出,水文地质这方面的内容缺乏与基础设计和施工实际需要的分析,从而造成质量事故的发生。本文分析结合了以往的经验教训,认为在今后工程勘测中对水文地质的评价应该着重从以下方面入手:①根据勘测结果,提出实际可行的预防措施。②工程勘测与实际建筑物地基类型相结合,具体分析地基问题,弄清与该地基相符合的水文地质情况,依据实际状况提出水文地质资料。③以工程角度为出发点,分析地下水对工程的影响度,以实际情况评价地质问题。
2 对岩土水理性质的研究
对岩土水理性质的研究是不可缺少的,因为岩土水理性质与岩土的强度和变形相关联,更为重要的是它的某方面性质能对建筑物的稳定性产生直接的影响。与岩土的物理性质一样,岩土水理性质也是岩土极为重要的工程地质性质。由以往的勘查报告中分析得出,对岩土的物理力学性质的测试得到注意,但是却忽略了同样重要的岩土水理性质,所以对岩土工程地质性质的评价往往是片面的。岩土的水理性质是由岩土与地下水相互作用而显示出来。以下是对地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响研究,然后再对岩土的重要水理性质和研究测试方法给予相关简介。
地下水的赋存形式:地下水可以分为三种,第一种是结合水,第二种是毛细管水,第三种是重力水,其区分的依据是它们在岩土中的赋存形式。
软化性、透水性、崩解性、给水性和胀缩性是岩土的五个主要水理性质及其测试办法。软化性可以用软化系数表示,它可以有力的判断岩石耐风化和耐水浸能力软化特性普遍存在于粘性土层、泥岩、页岩、泥质砂岩等。透水性是指水在重力作用下,岩土容许水透过自身的性能。透水性与岩土的颗粒大小和岩土的均匀状况有关。渗透系数可以用来表示透水性,抽水试验可求取出岩土体的渗透系数是多少。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。岩土的颗粒和矿物成分和矿物结构与岩土的崩解性密切相关。
给水性一般以水度表示,它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。给水度作为含水层的重要水文地质参数,场地疏干时间能产生巨大的影响。实验室的方法能够有效的测试出给水度。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。地裂缝、基坑隆起一般是由岩土的胀缩性引起的。此外,岩土的胀缩性与地基变形和土坡表层稳定相关联。膨胀率、自由膨胀率、体缩率、收缩系数等可以标定岩土的胀缩性。
3 对地下水引起的岩土工程危害的研究
地下水引起的岩土工程危害由两大原因造成,它们分别是地下水位升降变化和地下水动水压力作用。
3.1对地下水升降变化引起的岩土工程危害的研究。地下水位条件及其升降变化能够对岩土工程造成一定的威胁,所以正确的分析和了解地下水位条件及其升降变化是非常关键的。地下水位的升高与降低与雨季和旱季密切相关。但是地下水位由雨季和旱季的影响的变幅较小,而相对应的人为对地下水位的影响范围较大,且人为的地下水位的变化对工程的影响更为深远。①水位上升对岩土工程产生的危害。潜水位上升主要是由于地质因素和水文气象因素的交叉影响。潜水面上升能导致不良地质现象的发生,如山体滑坡、崩塌。此外,潜水面上升能增强地下水对建筑物的腐蚀性,甚至影响到土壤。②地下水位下降对岩土工程产生的危害。人为因素是地下水位下降的最主要和最关键性的因素。现在很多人无限制的用地下水、不经过实际调查乱建水库、无规划性的大规模采矿,这些都能直接引起地下水位下降,从而引发一系列的问题。现在经常可以看到大面积的地裂和地面快速下沉和地面无故坍塌等等自然灾害,殊不知这些都是由于人为因素造成的地下水位下降引起的。更为严重的是地下水位下降使水资源减少、水质大大不如从前,这些环境问题给人类的持续和和谐发展、给建筑物的稳定性、给岩土体产生巨大的危害,并阻碍人类的进步与发展。
3.2 对地下水位对岩土物理力学性质产生的影响的研究。地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形,如果地下水升降变化严重,能够直接导致地裂,并对低层的和结构轻型的建筑物产生破坏性的影响。所以,对膨胀性岩土地区的场地水文地质条件的研究是必不可少的。在勘测过程中,应该以研究勘测地区的水位升降的变化及其变化的规律为主。
在勘测调查研究中发现,地下水位在基础底面以下压缩层范围内发生变化时能对建筑物的稳定性产生直接威胁,其地基在建筑工程的范围之内。更糟糕的是,当土质不均匀、地下水位突然下降时,建筑物有可能会变形,然后被破坏。
经调查研究发现,地下水位的变化有规律可循。地下水位岩土层一般可以分为三大类,第一类是地下水位以上,第二类是地下水位变动带,第三类是地下水位以上。地下水以上部分由于经过长期的淋滤作用和铁铝富集,并对颗粒产生胶结和充填作用,从而大大增加了土拉间的连接能力,从而产生一种称之为“硬壳层”的东西,所以地下水位以上有一大一小的变化规律。而位于地下水位变动带的土层因为地下水交替非常地积极和活跃,所以岩土中的铁铝成分很快就被淋失,土质因此而变得非常松,从而导致了含水量、孔隙比增大、压缩模量、承载力降低这样的状况发生。相反的,处于地下水位以下的土层,地下水交替相对缓慢,氧化、水解作用由地下水交替的缓慢而变得相对弱小。扭土层的自重压力作用和土质相对密实这两种情况也能使含水贫、孔隙比减小,压缩模、承载力增高。
岩土的物理学性质变化规律与地下水位有着千丝万缕的关系。以各种各样的软质岩石、成因各有不同的粘性土、风化残积土尤为突出。由此看来,对地下水位的研究是十分重要的,同时得充分理解和分析岩土的物理学性质变化规律与地下水位的关系的研究。
3.3对地下水动水压力作用引起的岩土工程危害的研究。人为的地下水动水压力作用比天然的地下水动水压力作用对岩石工程的危害程度更大,影响范围更广。平常常见的危害如流砂、管涌、基坑突涌等就是由人为的地下水压力作用下改变了地下水天然动力的平衡条件而产生的。由此可见,对地下水动水压力作用的岩土工程危害的研究是很有必要的。
4 结语
由上综述可见,为了有效预防和将地下水对岩石工程的危害降到最小,工程地质勘查工作是不容忽视的。在进行地质勘查工作中,了解清楚所有关于岩土工程的水文地质状况,力求最大限度提高工程勘测质量。根据勘测实际情况,提出实际可行的预防和治理措施,并给设计师和工程队提供有帮助的水文地质材料。水文地质问题由于长期处于被忽视的状态,由此引发各式各样的岩土工程问题。由此可见,水文地质在工程勘测和设计施工中处于举足重轻的位置,不容忽略。尤为重要的是在勘测过程中,一定要查明与岩土工程密切相关的水文地质问题以及它将对岩土工程和建筑物产生什么样的作用和有什么样的影响,从而有效的为设计师和施工人员提供有价值的水文地质资料,力争把危害减到最小。
参考文献:
[1] 乐安祺,宋赞.工程勘察中的水文地质问题不容忽视[J]. 科技咨询导报. 2007(19)
[2] 朱志新.浅议工程地质勘察中水文地质问题的必要性[J]. 科技创新导报. 2011(12)
[3] 刘蓉.在工程地质勘察中注重对水文地质面临的评估[J]. 科技咨询导报. 2006(20)
[4] 范中林.工程地质勘察中水文地质问题的影响[J]. 科技创新导报. 2009(18)
地下水的重要性范文5
【关键词】工程地质;水文地质;勘察;措施
1 岩土水理性质在工程勘察中的重要性
岩土水理性质指的是, 岩土与地下水互相作用时所显示出来的相关性质, 其结果并不单一。岩土水理性质与岩土物理性质两者都是岩土重要的工程地质性质,这些资料在工程地质勘察中有着不可或缺的重要性。岩土水理性质不仅会对岩土的强度和变形起到影响作用, 而且有一些性质还可能直接对建筑物的稳定性产生影响。在过去的勘察中, 对岩土物理力学性质的测试相对重视, 而对岩土水理性质却存在忽视,因此在这种情况下,对岩土工程地质性质的评价是没有达到最佳效果的。首先我们应当了解地下水的赋存形式以及对岩土水理性质的相关影响, 因为岩土的水理性质是岩土和地下水两者互相作用所显示出来的性质, 地下水按照其在岩土中的赋存形式可以分为:结合水、毛细管水、重力水这三种形式,其中的结合水又可细分为弱结合水与强结合水两种。岩土所存在的主要水理性质以及测试它们的方法有以下几种: 软化性、透水性、给水性、崩解性、胀缩性等。
2 地下水的分类
地下水分类的方法有很多种, 但归纳起来主要有两种,其一是根据地下水的某一因素或某一特征进行分类; 其二是根据地下水的若干特征综合考虑进行分类。如按照地下水的来源、水温、化学成分等特征分类属于前一种分类方法。这种分类方法有很大的局限性, 不能反映各特征间的内在联系。后一种分类方法即综合分类, 它是根据地下水的某一主要特征, 同时也考虑到其他特征来进行分类的。它能够比较全面的反映出不同类型地下水的规律和特征。综合分类主要考虑地下水的埋藏条件和含水介质( 空隙) 类型。地下水按照埋藏条件分为上层滞水、潜水和承压水; 按含水介质( 空隙) 类型分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。
3 认识地下水引起的岩土工程危害
地下水引起的岩土工程危害,主要是由于地下水位升降变化和地下水的动水压力作用两个方面的原因造成的。
3.1 地下水升降变化引起的岩土工程危害
地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,但不管什么原因,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成危害,地下水位变化引起的危害又可分为三种方式:水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的,主要有人类活动因素如工程建筑施工、工业废水和生活污水的渗透等影响;水文气象因素如降雨量、气温等;地质因素如含水层颗粒大小、总体岩性水平变化等。有时往往是几种因素的综合结果。
①土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。
②斜坡、河岸等岩土产生滑移、崩塌等不良地质现象。
③一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。
④引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象。
⑤地下洞室充水淹没,基础上浮、建筑物失稳。
⑥引起坚硬岩土软化,水解、膨胀、抗剪强度降低。
3.2 地下水位下降引起的岩土工程危害。
地下水位的降低多是由于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水、采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝、修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降可能引起岩土工程的危害主要体现在以下几个方面:
①常常诱发地裂、地表塌陷、地面塌陷等地质灾害,对岩土体、建筑物的稳定性产生重大影响并直接威胁人类生命财产安全。
②地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对人类自身的居住环境造成很大威胁。
③施工降水等活动中产生水头差导致动水压力的产生,使粉细砂、粉土层中的土颗粒受到冲刷,将细颗粒冲走,使土的结构遭到破坏。
3.3地下水动力作用引起岩土工程危害
地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,一般不会造成什么危害,但在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件,在移动的水压力作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等,造成安全隐患及影响工程质量。
3.4 地下水频繁升降对岩土工程造成的危害
地下水的升降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,不仅使岩土的膨胀收缩变形往复发生,而且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物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的积极交替,会将土层中胶结物铁、铝成分淋失,使土层失去胶结物而变得松软,孔隙比增大,含水量增多,压缩性增大,强度降低,给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。
3.5 基坑地下水对工程的影响
基坑工程一般位于地下水位以下, 地下水问题突出, 地下水对基坑工程的主要影响有以下几点:
(1)恶化基坑开挖施工的条件。地下水渗入基坑, 淹没工作面,将严重影响开挖施工的质量和效率,同时坑内排水会造成基坑周围地面沉降、变形, 导致周围建(构)筑物下沉、变形、开裂、倾斜等破坏;
(2)造成流沙、管涌等不良现象。在颗粒细小的非粘性土中开挖基坑, 由于坑内外产生水头差, 导致地下水向坑内渗流, 甚至产生流沙、管涌等破坏作用, 严重影响基坑工程及周围建( 构) 筑物的安全;
(3)软化基坑周围的土质, 降低坑壁、坑低岩土体的强度,产生侧壁变形、底鼓等。
(4)增大支护结构上的压力。由于地下水的存在, 设计挡土止水结构上的水土压力增大, 相应地增加基坑支护的费用和施工困难。
4地下水控制采取的措施
地下水对工程的影响主要表现在以下两个方面: 地下水与岩土相互作用, 使岩土的强度和稳定性降低、性能变差, 从而产生各种不良的后果, 诸如滑坡、流沙、地基沉陷、隧道涌水、坝基渗漏等, 给各种土木工程的施工和运用造成不良的后果, 甚至带来灾难性的后果; 地下水中的有害化学成分,例如CO2、SO4- 2、CI-等, 对水位下的混凝土结构和钢结构产生侵蚀、破坏作用, 缩减建(构)筑物的使用寿命。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。
(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。
(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)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。
地下水的重要性范文6
关键词:水文地质、工程勘察、危害作用、岩土工程
前言:
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。在工程勘察、设计和施工过程中,水文地质问题是一个极为重要但也易于被忽视的问题。水文地质和工程地质二者关系极为密切,彼此互相联系相互作用。
为提高工程勘察的质和量,在勘察中加强水文地质问题的研究是十分必要的,在工程勘察中查明有关的水文地质问题,并提出合理的预防及治理措施,为设计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。
一、工程地质勘察中水文地质评价内容
工程地质勘察是为查明影响工程建筑物的地质因素而进行的地质调查研究工作。所需勘察的地质因素包括地质结构或地质构造:地貌、水文地质条件、土和岩石的物理力学性质,自然(物理)地质现象和天然建筑材料等。这些通常称为工程地质条件。查明工程地质条件后,需根据设计建筑物的结构和运行特点,预测工程建筑物与地质环境相互作用的方式、特点和规模,并作出正确的评价,为确保建筑物的稳定与正常使用提供解决方案。
水文地质勘察设计的主要内容:
1、调查河流及小溪的水位、流速、流量、洪水标高及淹没情况;
2、调查水井的水位、水量、变化幅度及水井结构和深度;
3、调查泉的出露位置、类型、温度、流量和变化幅度;
4、调查地下水的埋藏条件、水位变化规律、变化幅度;
5、了解地下水的流向和水力梯度;
6、调查地下水的类型和补给来源
7、了解地下水的化学成分及其对建筑物材料的腐蚀性。
结合本人多年的实际经验和教训,在今后的工程勘察设计中,对水文地质问题的评价,应主要考虑以下内容:
(1)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。
(2)工程勘察设计中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要,查明有关水文地质问题,提供选型所需的水文地质资料。
(3)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。
(4)在查明地下水的天然状态的基础上,着重分析预测在人为活动中地下水的变化情况及对岩土体和建筑物的反作用。
二、地下水引起的岩土工程危害
地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成危害,地下水位变化引起危害表现分:
1、水位上升引起的岩土工程危害,可能造成土壤沼泽化、盐渍化,斜坡岩土体产生滑坡崩塌等不良地质现象;
2、地下水位下降引起的岩土工程危害,由于地下水位的过大下降常常产生地面沉降、地面塌陷等地质灾害及水源枯竭、水质恶化等环境问题;
3、地下水位频繁升降,可能直接影响建筑物的稳定性。
地下水升降频繁时,使岩土的膨胀收缩变形往复,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物特别是轻型建筑物的破坏。
地下水在天然状态下水力作用比较弱,由于人为活动中改变了地下水天然的动力平衡,往往会产生一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌及基坑突涌等。
三、岩土水理性质在工程勘察中的重要性
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。岩土的水理性质包括以下几方面:(1)容水性:指常压下岩土孔隙中能容纳一定水量的性能,以容水度表示即岩土孔隙中能容纳水量的体积与该岩土总体积之比。(2)持水性:指饱水岩土在重力作用下排水后仍能保持一定水量的性能,以持水度表示即饱水岩土在重力作用下释水后,所能持水量的体积与该岩土总体积之比。(3)给水性:指在重力作用下饱水岩土从孔隙中能自由流出一定水量的性能,以给水度表示即在常压下饱水岩土在重力作用下流出来的水体积与该岩土总体积之比。(4)毛细管性:以毛细管上升高度、速度和毛细管水压力来表示。(5)透水性:指在水的重力作用下,岩土容许水透过的能力,以渗透系数表示。(6)含水量:重量含水量与体积含水量:岩土中含水的重量与干燥岩土重量之比。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。