巖土工程勘察中的水文地質(zhì)問(wèn)題

1引言

所有工程項(xiàng)目的建設(shè)在設(shè)計(jì)和施工前，都必須按照規(guī)范要求對(duì)擬建場(chǎng)地進(jìn)行巖土工程勘察。查明場(chǎng)地的地形地貌，詳細(xì)查明巖土組成及其分布、變化規(guī)律，分析各層士的物理力學(xué)件質(zhì)，為工程建設(shè)的設(shè)計(jì)和施工具有極其重要的意義。水文地質(zhì)情況對(duì)巖土的作用較大，直接影響到巖土體的變形、強(qiáng)度與穩(wěn)定性。水體中的化學(xué)成分也會(huì)對(duì)工程材料和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生腐蝕性破壞，地下水位的變化也可能會(huì)引起各種各樣的巖十工程問(wèn)題。因此對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行深入的研究是巖士工程勘察任務(wù)的重要內(nèi)容，為工程基礎(chǔ)方案設(shè)計(jì)和地基施工提供依據(jù)。

2巖土工程勘察中水文地質(zhì)評(píng)價(jià)內(nèi)容

巖土工程勘察中水文地質(zhì)調(diào)查的主要內(nèi)容包括地下水位埋深、地下水的類型和腐蝕性、補(bǔ)給排泄條件、主要含水層以及滲透性能、地表水與地下水的水利聯(lián)系、近五年的地下水位變化情況與主要影響因素、工程區(qū)域山的氣象資料等。在地基基礎(chǔ)、地下結(jié)構(gòu)施工中，應(yīng)考慮地下水對(duì)主體結(jié)構(gòu)的上浮作用；驗(yàn)算邊坡穩(wěn)定性時(shí)，考慮地下水及其動(dòng)水壓力對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響；在地下水位上升時(shí)要考慮巖土的回彈和附加浮托力；在地下水水位下降時(shí)要考慮可能的地面沉降以及；起的其它工程地質(zhì)災(zāi)害。

3巖土主要的水理性質(zhì)及其測(cè)試辦法

3.1巖土的水理性質(zhì)

(1)軟化性是指巖體和土體受水浸潤(rùn)后，其穩(wěn)定性和強(qiáng)度降低的性質(zhì)，并用軟化系數(shù)來(lái)表示。

(2)透水性體現(xiàn)了巖體透過(guò)水的能力，一般用透水系數(shù)表示。

(3)崩解性指巖體經(jīng)水作用后，溶解于水的程度，通過(guò)溶解度表示。

(4)給水性腱示了巖體和土體在勢(shì)能存在下向外部環(huán)境釋放水量的能力，用給水度表示。

(5)脹縮性就是巖體受水作用后，本身體積的變化，一般用膨脹系數(shù)表示。

3.2巖土水理性質(zhì)的測(cè)試辦法

(1)土層的取樣與測(cè)試

一般土樣的質(zhì)量取決于土層的被擾動(dòng)程度，這種擾動(dòng)存在與取樣前、中、后，直至試樣制備的整個(gè)過(guò)程中。在取樣之前，首先應(yīng)對(duì)土層進(jìn)行鑒別，確定土體的被擾動(dòng)情況，是不擾動(dòng)，輕微擾動(dòng)，顯著擾動(dòng)，還是完全擾動(dòng)；然后根據(jù)士體狀況，選擇合適的取樣工具進(jìn)行取樣操作。對(duì)試樣進(jìn)行檢測(cè)，一般要進(jìn)行載荷、靜力、動(dòng)力、旁壓、剪切、滲透性等性能的檢測(cè)。

(2)巖體的取樣與測(cè)試

巖體的取樣關(guān)鍵是對(duì)巖心的獲取。所謂巖芯就是指準(zhǔn)確的從最空只能夠獲得的能夠全面代表相應(yīng)巖層的巖柱，對(duì)巖芯的采取率不應(yīng)低于8 0％。在采取巖芯時(shí)，應(yīng)盡量保證其完整性，防止出現(xiàn)破碎和擾動(dòng)，并做到不受外物的污染和侵蝕。在對(duì)試樣的檢測(cè)上，與土層相類似，同樣要進(jìn)行載荷、靜力、動(dòng)力、旁壓、剪切、滲透性等方面的檢測(cè)。

4地下水變化引起的巖土工程問(wèn)題

4.1地下水位上升引起的巖土工程危害

(1)淺基礎(chǔ)地基的承載能力降低

在不同基礎(chǔ)形式下，通過(guò)對(duì)不同類型的粘性土或砂性+地基，運(yùn)用極限荷載理論分析了不同地下水位的上升情況對(duì)地基承載能力的影響結(jié)果，發(fā)現(xiàn)不管是粘性士或是砂性土質(zhì)，其實(shí)際承載能力都將隨著地下水位的上升而減小。而粘性土地基內(nèi)部存在粘聚力作用，使得其承載能力下降較小，最大的下降率在45％-5 5％，但砂性土的最大下降率則達(dá)到了70％左右。

(2)巖土產(chǎn)生滑移、變形、崩塌試問(wèn)現(xiàn)象

在河邊、斜坡、河谷等地帶進(jìn)行工程項(xiàng)目施工建設(shè)時(shí)，要特別重視地下水位變化對(duì)建筑穩(wěn)定性的影響。在地下水位上升時(shí)，巖體和土體的浸潤(rùn)程度和范圍增大，這樣將使得巖土被水飽和軟化，并造成其抗剪強(qiáng)度的降低；而在地下水回流的時(shí)候，將可能對(duì)巖土產(chǎn)生潛蝕作用，使其結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度遭到破壞：且在地下水位的升降變化匯總頁(yè)會(huì)增大凍水壓力，這些都將會(huì)引起巖土的滑移、變形和崩塌現(xiàn)象。

(3)建筑物震陷加劇

對(duì)于飽和的疏松細(xì)粉砂地基，地下水位的上升會(huì)促使液化震陷的動(dòng)荷因素和結(jié)果放大，使得建筑物附加沉降加劇。對(duì)于柔軟的粘性土層，地下水位的上升不但增加了其飽和度，而且增大了土體的飽和范圍，從而造成了士體的靜強(qiáng)度降低，因此，在地震作用下，巖土將會(huì)產(chǎn)生瞬問(wèn)塑性剪切破壞，并產(chǎn)生極大的剪切變形。

4.2地下水位下降引起的巖土工程危害

(1)地面沉降

據(jù)相關(guān)資料介紹，我國(guó)最早的地面沉降是在20世紀(jì)60年代左右出現(xiàn)的，原因主要是地下水的過(guò)量開(kāi)采，且發(fā)現(xiàn)地面沉降的區(qū)域與區(qū)域降落漏斗的中主心區(qū)域相一斂。對(duì)于未固結(jié)的松散巖層，特別是當(dāng)細(xì)粒與粗粒相間成層剛，地下水位下降極易發(fā)生地面沉降?？梢?jiàn)，地下水位下降引起的巖土工程問(wèn)題越來(lái)越成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

(2)地下水枯竭、水質(zhì)惡化

我國(guó)地表水豐富．但分布及其不均，使得可利用水源變得的相對(duì)緊缺，所以經(jīng)常造成了各地對(duì)地下水的過(guò)量開(kāi)采。根據(jù)一些文獻(xiàn)研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)叵滤Y源的開(kāi)采量小于該開(kāi)采條件下的補(bǔ)給量，由開(kāi)采而消耗的地下水將能夠得到補(bǔ)充，水資源就可以源源不斷的開(kāi)采下去；但是，如果地下水的開(kāi)采量超過(guò)了該開(kāi)采條件下的地下水補(bǔ)給量，就需要消耗含水層中的地下水進(jìn)行補(bǔ)充，這樣會(huì)引起地下水水位的降低，并形成區(qū)域降落漏斗。倘若長(zhǎng)期進(jìn)行地下水的超量開(kāi)采，造成區(qū)域漏斗的不斷擴(kuò)大與加深，那么地下水資源將會(huì)逐漸減少，甚至枯竭，并會(huì)增大水中的有害離子，造成水體的礦化度刑高。

(3)海水入侵、腐蝕性增強(qiáng)

在自然狀態(tài)下，濱海的淡水含水層與海水一般處于相對(duì)平衡的狀態(tài)。淡的地下水受大氣降水補(bǔ)給，并在含水層中運(yùn)動(dòng)排入大海。盡管地下淡水與海水所占的位置會(huì)隨著補(bǔ)給量的大小而產(chǎn)生進(jìn)退運(yùn)動(dòng)，但總體還是處于一種相對(duì)穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。如果對(duì)地下水的開(kāi)采量過(guò)大，地下水排泄到大海中的水量將會(huì)減少，那么這種動(dòng)態(tài)平衡將會(huì)被打破，造成海水不斷向陸地部分推進(jìn)，使得淡水水質(zhì)變成，并加強(qiáng)了水的腐蝕性。

4.3地下水位頻繁升降對(duì)巖土工程造成的危害

對(duì)于存在膨脹性巖體和士體的地區(qū)，地下水由于為裂隙水和上層滯水，所以很難有統(tǒng)一的地下水位．并且對(duì)早、雨季的變化比較敏感。地下水位的季節(jié)性升降變化，會(huì)造成膨脹性巖體和土體的非均勻膨脹收縮變化；在水位上升過(guò)程中，地下水將浸潤(rùn)巖體和土體，使得其被水解、軟化、膨脹，造成巖土結(jié)構(gòu)的變化和強(qiáng)度的降低。如果地下水位的升降頻率過(guò)快或是幅度變化較大，將會(huì)使得巖土的膨脹收縮往復(fù)，且幅度加大，最終造成巖土的穩(wěn)定性變差，極易出現(xiàn)工程地質(zhì)災(zāi)害。

結(jié)束語(yǔ)

水文地質(zhì)問(wèn)題是巖土工程勘察中亟待解決的重要問(wèn)題。地下水位的升降不僅會(huì)影響到巖土本身的性質(zhì)，而且會(huì)引起巖土滑移變形、承載能力下降、地面沉降和塌陷、水資源枯竭、海水入侵等一系列的水文地質(zhì)問(wèn)題，從而造成各種巖土工程災(zāi)害，對(duì)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和施工產(chǎn)生極大的影響。因此，為保證工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)和施工的順利進(jìn)行，必須對(duì)巖土工程勘察中的水文地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行較深入的研究

巖土 地下水 地下水位

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