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水文地质在岩土工程勘察中问题研究
2019-12-27129
 摘 要:本文首先阐述了岩土工程勘察区域岩土的水理性质,然后了研究了岩土工程勘察中的水文地质条件评价,最后分析了地下水位变化可能引发的岩土工程危害,具有较强的理论性和指导性,供借鉴参考。

关键词:岩土工程;水文地质;问题;危害;评价 
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。做好岩土工程勘察工作是工程建设顺利进行的重要前提和保障。同时,它也是岩土工程项目设计和施工的一个重要依据。工程地质与水文地质二者之间既相互影响又相互联系。地下水的腐蚀性强弱不但会直接影响到建筑物基础的耐久性,而且地下水还会对建筑物的稳定性产生重要影响,地下水是建筑物基础工程的重要外部环境,同时它也是水位以下岩土体的重要组成部分,岩土体的工程特性受其直接影响,所以,水文地质问题是目前岩土工程勘察中一个非常重要且实际的岩土工程勘察问题,平时一定要重视岩土工程勘察中的水文地质问题。假如忽略或者不够重视岩土工程勘察中的水文地质问题,其后果对整个岩土工程建设是非常不利的,尤其对水文地质条件较复杂地区,由于岩土工程勘察时,对水文地质问题考虑不够充分,从而在进行工程设计时,对水文地质问题通常会忽略,从而会引发各种岩土工程灾害。所以,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。
1.岩土工程勘察区域岩土的水理性质
岩土体的水理性质会对建筑物的稳定性产生直接的影响,同时,它还会直接影响到岩土体自身的强度及变形等。所谓岩土的水理性质,即是地下水和岩土相互发生作用所表现出的各种性质。岩土体的物理性质和岩土水理性质共同构成岩土工程的地质性质,但在实际勘察操作过程中,往往表现为重物理力学性质轻水理性质。所以,目前对部分岩土工程地质性质评价还不够合理。一般意义下,岩土的水理性质主要包括以下几方面:
( 1) 岩土的胀缩性,即岩土体失水收缩、吸水膨胀的特性。膨胀率、体缩率、自由膨胀率、收缩系数等都是岩土胀缩性的标定指标。岩土体失水,颗粒间距变小,土颗粒表面结合水膜变薄,从而土体发生收缩。岩土体浸水时,颗粒间距变大,结合水膜变厚,从而引起土体膨胀。土体反复膨缩变形是导致膨胀土上部的建筑物开裂及破坏的重要原因。
( 2) 岩土的软化性,即指岩土体浸水后力学强度下降的特性,它是岩石耐风化能力的主要评价指标,常用软化系数表示。泥质砂岩、页岩、泥岩、粘性土层等各类岩土体,通常都存在软化特性,在地下水的作用下,常会在岩石层的易软化岩层中生成软弱夹层,从而降低了岩层的整体性和强度。
( 3) 岩土的崩解性,即是岩土浸水湿化的特性。一方面,水浸入岩土体内,会削弱与破坏岩土体内部结构连结,同时,也会导致土体内部少量胶结物产生溶解。另一方面,水分子通过吸附土块表面颗粒表面,会在其上形成水化膜,它会大大削弱土颗粒间的连结。
( 4) 岩土的透水性,即是在其自身重力作用下,岩土体允许少量水通过其自身的特性。通常,其透水能力大小性用渗透系数表示。一般而言,坚硬岩体裂隙发育,透水性稍好,松散岩体的颗粒较细且均匀,透水性稍差。
( 5) 岩土的给水性,即是在重力作用下,少量水能从岩土体的缝隙中流出的特性,其性能大小通常用给水度表示,该值一般用实验室方法测定。
2.岩土工程勘察中的水文地质条件评价
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。一般地,岩土工程勘察中的水文地质条件评价内容主要包括以下几个方面:
( 1) 对建筑物基础持力层为强风化岩、膨胀土、残积土、软质岩石等的的场地,应对因地下水活动而可能导致的岩土体崩解、胀缩等作用做出科学评价。
( 2) 要对工程所在区域的地形地貌和气象水文特征等自然地理条件进行评价,所谓地形地貌即是指工程所在区域附近的水系、地形开阔平坦与否、平原或高原特征、地貌侵蚀及堆积情况等,而气象水文特征则是指工程所在地域拥有的湿润程度及热量、季风气候与否、属于亚热带还是热带等。
( 3) 要勘察清楚各隔水层和含水层的地下水埋藏条件、流向、类型、水位及其变化幅度等; 正确评价地下水渗流和赋存状态受当前场地地质条件的影响程度; 运用现场试验测定的方法,测出地层渗透系数等相关的水文地质参数; 查明主要含水层的厚度、分布及埋深;对地下水水质可能对建筑材料造成的腐蚀性程度进行正确评价。
3.地下水位变化可能引发的岩土工程危害
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动水压力作用两个方面的原因造成的。
3. 1 地下水位变化引起岩土工程危害
水文地质条件对岩土工程会产生较大影响,积极有效的水文地质条件评价可以减少或避免许多工程灾害的发生。相反,在岩土工程勘察过程中,如不重视或忽略水文地质条件评价,往往会导致一系列不必要的岩土工程灾害。通常,由地下水水位的变化可能引起的岩土工程危害主要包括以下几个方面。
( 1) 地下水位上升可能引发的岩土工程危害。引起潜水位上升的原因多种多样,主要有人类活动因素如工程建设施工、工业废水和生活污水的渗透等影响; 水文气象因素如气温、降雨量等影响; 地质因素如含水层颗粒大小、总体岩性水平变化等的影响。地下水位上升可能引起岩土工程的危害体现在以下几方面。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的腐蚀性。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) 地下水位反复升降可能引发的岩土工程危害。地下水位频繁升降可能引起建筑物的破坏和膨胀性岩土胀缩变形。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。
( 3) 地下水位下降可能引发的岩土工程危害。地下水位的持续下降,不仅影响农业的生产、人民的生活,而且会引起许多岩土工程问题。地下水位的降低大部分是由于人为因素造成的,如大量抽取地下水、对河流进行人工改道,上游筑坝、修建水库截止下游地下水的补给等。地下水位下降可能引起岩土工程的危害体现在以下几方面。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。
3.2地下水动水压力作用对岩土工程造成的危害
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,在移动的动水压力作用下,往往会引起流砂、管涌、基坑突涌等一些严重的工程危害,造成安全隐患及影响工程质量。
结束语
通过对岩土体的水理性质及因地下水位变化可能引发的岩土工程危害的分析,可以发现,在岩土工程勘察过程中,必须要重视并做好水文地质条件的评价,从而对工程区域的地质条件有个更加准确而全面的认识,减少因勘察工作不到位所带来的灾害和损失,保证我国工程建设事业的健康快速发展。

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,2007,25( 19) 
【2】陈雁. 水文地质之路[J]. 中煤地质报,2009,18( 9) 
【3】陈俞佐. 浅析岩土工程勘察中存在的问题及技术措施[J].中国西部科技,2010,9( 09) .
【4】戴一鸣. 探讨解决岩土工程勘察中存在的技术问题[J]. 福建建设科技,2005,( 6) 
【5】陈俞佐.浅析岩土工程勘察中存在的问题及技术措施[J].中国西部科技,2010,9(9).

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