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岩土工程勘察中的水文地质问题研究

2016-03-15

工程技术研究 2016年9期
关键词:透水性水文地质岩土

李 超

(江西省地质矿产勘查开发局九一六大队,江西 九江 332100)

岩土工程勘察中的水文地质问题研究

李 超

(江西省地质矿产勘查开发局九一六大队,江西 九江 332100)

水文地质问题一直都是岩土工程勘察工作中的一个重点内容,它对整个工程的安全性和稳定性有着非常大的影响。在岩土工程的实际施工前,如果没有对施工所在地的水文地质问题进行仔细的分析、研究,则可能会引起岩土表层塌陷等问题,进而造成土体上部建筑遭受破坏的情况。所以,在岩土工程的勘察工作中,应该注重对水文地质问题的研究,并因地制宜地做好相关的防护治理措施,有效地减少水地质问题对整体工程带来的文危。

岩土工程;勘察;水文地质;地下水

1 水文地质的勘察方向

岩土工程的勘察工作,必须严格地根据工程所在地的实际情况以及相关规范标准的要求来进行,并重点对工程所在的水文地质情况进行勘察,尽可能详细地收集好相关资料,这样才可以更好地对岩土工程所在地的水文地质环境进行全面地掌握,保证工程的质量与安全。水文地质的勘察主要从下面三个方向进行。

(1)地质条件。岩土工程的地质条件勘察工作,除了对其基底构造、地质构造进行充分的了解外,还要对其地层岩性、新构造运动、第四系厚度的控制等进行全面地把握。只有做好基础的准备工作,对工程所在地的地质环境进行全面地分析、掌握,才可以将更好保证岩土工程的建设质量。

(2)地下水资料。地下水情况的勘察是岩土工程勘察中的一项重点内容,首先要对工程所在地2到5年间的最低地下水位、最高地下水位、水位变化幅度有一个全面地了解,并严格地进行地下水补给排流情况、地下水位的影响因素以及地下水与地表水补排关系的勘察工作。除此之外,还要重点勘察岩土隔水层与含水层的埋藏环境、流动方向、地下水类型等内容,同时还要在工程现场进行地层渗透系数参数的测验,并进行地下水水质对建筑材料的侵蚀性和腐蚀性分析等。

(3)自然地理环境。在岩土工程的勘察工作中,对自然地理环境的勘察也是一个必不可少的内容,这主要包括了对气象水文特点的勘察、地貌地形特征的勘察等。其中气象水文特点,主要有岩石工程所在地的气候、空气的相对湿度值、常年的热量值等。而地貌地形特征,则包括了岩石工程领域四周的水系活动、地形的开阔程度、地貌的具体形态等。

2 岩土的水理性质

岩土的水理性质,主要是指岩土与地下间水互相作用所产生的性质。其主要的赋存样式,可以按照地下水在岩土中的存在形式进行划分,通常将其分为:毛细管水、结合水以及重力水,其中结合水又可以继续细分为弱结合水与强结合水。而岩土的水理性质和试验方法主要有五种,它们分别为:透水性、软化性、胀缩性、崩解性以及给水性。

(1)透水性。透水性主要指的是,在重力作用下,岩土最大限度的允许水通过自身的性能。在透水性上,如果岩土较为松懈,而且颗粒细、分布不均匀,则会表现出较差的透水性。反之,如果岩石比较坚硬,而且裂隙大或岩溶发育好,则其透水性就比较好。一般情况下,透水性使用渗透系数来代表,而渗透系数则可以通过抽水试验来进行求证。

(2)软化性。软化性主要是指当岩土被水浸泡后,力学强度变小的一种特性。一般情况下,软化性是由软化系数来代表的,它可以有效地辨别出耐水浸能力和岩石耐风化能力。当岩石层中存在着易软化岩层时,会在地下水的作用下形成一种软弱夹层,其中包括了泥岩、粘性土层、泥质砂岩、页岩等。

(3)胀缩性。胀缩性主要指的是在岩土吸水后容积增加和岩土失水后容积减少的一种特性,它是由于颗粒表层结合水膜吸水变化而形成的。岩土胀缩性的大小不仅与地裂、基坑隆起、地缝有关,还与土坡表层的稳定性、地基的变形有着一定的关系。岩土的胀缩性标准率的指标有非常多,其中包括了自由膨胀率、膨胀率、收缩系数等。

(4)崩解性。崩解性指的是在岩土浸湿后,由于岩土颗粒受到持续的削弱和破坏,导致岩土的解体、分散以及崩松的一种局面。岩土的崩解性,容易受到矿物本质、颗粒成分以及土地结构等的影响。

(5)给水性。给水性只要指的是在重力作用下,饱和水岩土在裂隙、孔隙中所流出水的总量,通常都是用给水度来代表给水性。给水度作为含水层中的一个重要水文地质参数,它对岩土工程的疏干时长有着非常大的影响,通常给水度的测定工作都是在实验室中进行的。

3 地下水位对岩土工程的影响

地下水位的变化会对岩土的膨胀性造成很大的影响,容易造成岩土不平衡、不均匀的膨胀变形或者是收缩变形。当变形比较严重时,还有可能出现岩土的地裂的情况,进入导致建筑物的被破坏问题。如果是在一些轻型的建筑或者说低层的建筑物中,出现了岩土的地裂情况,则会对建筑造成更大的伤害,严重威胁使用者的安全。如果地下水经常出现升降变化,或者升降变化较大时,不仅会造成岩土的经常性收缩膨胀变形,还会加大岩土收缩、膨胀的幅度,进而影响到岩土的稳定性。为此,在进行岩土工程施工现场水文地质环境的勘察工作时,应该着重对地下水的升降变化进行分析,掌握地下水升降变化规律与升降变化高度,为提高工程的整体质量打下良好的基础。

在工程地基的建设过程中,如果地下水位在压缩层的范围内发生了改变,则会对建筑的整体稳定性造成很大的干扰。当地下水位在压缩层范围内出现了上升的变化,会造成根基岩土的软化,进而导致岩土的压缩性变大、强度减小,从而导致建筑物出现较大的升降变形。当地下水位在压缩层范围的变化为下降时,会加大岩土自身的重力作用,容易造成地基根基的沉降变化,使得土质出现不平衡或不均匀的情况。除此之外,地下水位的急性上升和下降,都非常容易造成建筑工程的变形、损坏与崩塌。

4 地下水引发的威胁

(1)地下水位上升引发的威胁。造成地下水位上升的原因有非常多,其中包括了地质原因和水文气象影响等。地下水位上升是诱发膨胀性岩土不均匀、不平衡缩胀变形的直接因素,并且还会加大岩土收缩膨胀的频率,时间一长,则非常容易造成地裂等一系列问题的发生。当地下水处于一种自然状态时,它的动水压力相对比较薄弱,一般情况下是不会对岩土构成严重威胁的。但如果因为某些因素的存在而破坏了天然水动力失的平衡,导致地下水位上升,动水压力的增大,则非常容易引起基坑突涌、管涌、流砂岩等许多的岩土工程危险,进入直接威胁到整个建筑工程的安全性。

(2)地下水位下降引发的威胁。在实际的情况中,导致地下水位下降的原因主要是人为因素。例如:采矿造成的矿床疏干、大规模抽取地下水资源等,这些都会对地下水位的平衡带来很大的影响,容易造成地下水大面积下降的情况,使得当地出现地面下陷、地面塌陷的可能性加大。不仅如此,还会带来水源质量下降、地下水资源缺乏等一系列的问题,同时,也会给岩土土地和建筑物的稳定性造成很大的威胁,进而威胁到人们的生命健康安全。

5 结束语

总的来说,在岩土工程的实际施工前,进行科学严格的水文地质勘察是非常有必要的。它对建筑物持力层选择、工程地质灾害的防治以及工程基础设计等,都有着决定性的影响。弄清岩土工程勘察工作中的水文地质问题,明确地下水对岩土工程造成影响,并根据实际的勘察情况来进行防治措施的制定,只有做好这些工作,才可以有效减少和消除地下水对岩土工程造成的危害,着实地提升岩土工程的勘察水平,为提高工程质量做出更大的努力。

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P624

A

1671-3818(2016)09-0142-02

李超(1990-),男,重庆人,助理工程师,研究方向:地质找矿、工程勘察及水文勘察。

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