談?wù)搸r土水文地質(zhì)問題

時(shí)間:2022-04-18 02:53:00

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談?wù)搸r土水文地質(zhì)問題

在工程勘察中,水文地質(zhì)和工程地質(zhì)二者關(guān)系密切,互相聯(lián)系和互相作用,地下水既是巖土體的組成部分,直接影響巖土體的工程特性,又是基礎(chǔ)工程的環(huán)境,影響建筑物的穩(wěn)定性和耐久性。為了提高巖土工程勘察質(zhì)量,確保設(shè)計(jì)和施工的順利進(jìn)行,不僅要查明調(diào)查區(qū)的水文地質(zhì)條件,而且要提出可能發(fā)生的水文地質(zhì)問題并給出預(yù)防和治理的措施建議,以保證工程的安全。

1巖土工程勘察中的水文地質(zhì)分析

1.1勘察要求

分析和了解工程場地的水文地質(zhì)條件是保證建設(shè)工程安全的前提和基礎(chǔ)。隨著高層建筑與深挖工程的的開展,地下水位的變化對已有建筑物可能引起各種不良的后果日趨嚴(yán)重,特別是在地質(zhì)條件復(fù)雜的地區(qū),應(yīng)根據(jù)工程的具體要求,查閱該區(qū)的以往的水文地質(zhì)資料,通過鉆孔和測試等水文地質(zhì)勘查工作。查明調(diào)查區(qū)的水文地質(zhì)條件,除滿足《規(guī)范》要求外,還應(yīng)包括:自然地理及地形地貌,地質(zhì)環(huán)境及構(gòu)造特征,揭露地下水水位變化趨勢,鑒定水質(zhì)與水溫,通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定水文參數(shù),各含水層和隔水層的埋藏條件,場地地質(zhì)條件對地下水的賦存和影響等。

1.2重視巖土水理性質(zhì)的測試和研究

巖土的水理性質(zhì)是巖土與地下水相互作用顯示出來的性質(zhì),而地下水在巖土中有不同的賦存方式,不同形式的地下水對巖土水理性質(zhì)的影響程度有所不同,而且影響程度又與巖土類型有關(guān)。

(1)地下水的賦存形式及對巖土水理性質(zhì)的影響:地下水按其在巖土中的賦存形式可分為結(jié)合水、毛細(xì)管水和重力水三種,其中結(jié)合水又可分為強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水兩種。①結(jié)合水。a.強(qiáng)結(jié)合水,又稱吸濕水,吸濕水被分子力吸附在巖土顆粒周圍形成極薄的水膜.是緊附于顆粒表面結(jié)合最牢固的一層水,其吸附力高達(dá)IOMPa,在強(qiáng)壓下,其密度接近普通水的兩倍,具有極大粘滯性和彈性,可以抗剪切,但不受重力作用,也不能傳遞靜水壓力。b.弱結(jié)合水,又稱弱薄膜水,它處于吸著水之外,厚度大于吸著水。弱結(jié)合水所受的吸附力小于強(qiáng)結(jié)合水,可以在顆粒水膜之間作緩慢的移動(dòng),薄膜水在外界壓力下可以變形,但同樣不受重力影響,且不能傳遞靜水壓力。結(jié)合水是地下水在粘性土中的主要賦存形式,在砂土中含量甚微。②毛細(xì)管水,是指由毛細(xì)管作用保持在巖土毛細(xì)管空隙中的地下水,可細(xì)分為孤立毛細(xì)管水、懸掛毛細(xì)管水、真正毛細(xì)管水。它同時(shí)受毛細(xì)管力和重力的作用,當(dāng)毛細(xì)管力大于重力時(shí),毛細(xì)管水就上升,因此地下水潛水面以上的普遍形式是一個(gè)與保水帶有水力聯(lián)系的含水量較高的濕水層。毛細(xì)管水能傳遞靜水壓力,并能在空隙中垂直上下運(yùn)動(dòng),對巖土體能起到軟化的作用,有時(shí)會(huì)引起土壤的沼澤化或鹽漬化增強(qiáng)巖土體及地下水對建筑材料的腐蝕性。毛細(xì)管水在砂土和粉土中含量較高,在砂礫層含量較少,在粘土中含量很少。③重力水,是指在重力作用下能在巖土孔隙、裂隙中自由運(yùn)動(dòng)的水,即我們通常所稱的狹義“地下水。它不受分子力的影響.不能抗剪切,可以傳遞靜水壓力。由于重力水在天然和人為因素的影響下,在巖土中的滲流活動(dòng)非?;钴S,對巖土的水理性質(zhì)有顯著的影響。重力水是我們研究巖土水理性質(zhì)的重點(diǎn)關(guān)注對象。

(2)巖土的主要物理性質(zhì)及其測試辦法:①軟化性,是指巖土體浸水后,力學(xué)強(qiáng)度降低的特性,一般用軟化系數(shù)表示,即巖石在浸水飽和狀態(tài)下與風(fēng)干狀態(tài)下極限抗壓強(qiáng)度之比,它是判斷巖石耐風(fēng)化、耐水浸能力的指標(biāo)。在巖石層中存在易軟化巖層時(shí),在地下水的作用下往往會(huì)形成軟弱夾層。各類成因的粘性土層,泥巖、頁巖、泥質(zhì)砂巖等均普遍存在軟化特性。⑦透水性.是指水在重力作用下,巖土容許水透過自身的性能。巖土的滲透性的強(qiáng)弱首先決定于巖土空隙的大小和連通性,其次是空隙度的多少。松散巖土的顆粒愈細(xì)、愈不均勻,其透水性便愈弱。堅(jiān)硬巖石的裂隙或巖溶愈發(fā)育,其透水性就愈強(qiáng)。透水性一般可用滲透系數(shù)表示,巖土體的滲透系數(shù)可通過抽水試驗(yàn)求取。③崩解性,是指巖土浸水濕化后,由于土粒連接被削弱、破壞,使土體崩散、解體的特性。巖土體的崩解特性包括崩解所需時(shí)間、崩解量、崩解方式等。巖土的崩解性與土的顆粒成分,礦物成分、結(jié)構(gòu)等關(guān)系極大,以本地區(qū)的殘積土為例,一般崩解時(shí)間5"24h,崩解量1.7934%,以蒙脫石、水云母、高嶺土為主的殘積±以散開方式崩解,而以石英為主的殘積土多以裂開狀崩解為主。④給水性,是指在重力作用下飽水巖土能從孔隙、裂隙中自由流出一定水量的性能,以給水度表示。給水度是含水層的一個(gè)重要水文地質(zhì)參數(shù),它不但影響基坑涌水量大小,同時(shí)也影響場地疏干時(shí)間。給水度一般采用實(shí)驗(yàn)室方法測定。⑤脹縮性,是指巖土吸水后體積增大,失水后體積減小的特性,巖土的脹縮性是由于顆粒表面結(jié)合水膜吸水變厚,失水變薄造成的。巖土的脹縮性往往是產(chǎn)生地裂縫、基坑隆起的重要原因之一,對地基變形和土坡表層穩(wěn)定性有重要影響。標(biāo)定巖土脹縮性的指標(biāo)有:膨脹率、自由膨脹率,體縮率、收縮系數(shù)等。巖土的水理性質(zhì)尚有持水性、容水性,毛細(xì)管性、可塑性等等。

2地下水對巖±工程的影響

2.1地下水對基礎(chǔ)的影響

(1)地下水對基礎(chǔ)埋深的影響。選擇基礎(chǔ)埋深時(shí)應(yīng)注意地下水的埋藏條件和動(dòng)態(tài)以及地表水的情況。當(dāng)有地下水存在時(shí),基礎(chǔ)底面應(yīng)盡量埋置在地下水位以上,若基礎(chǔ)底面必須埋置在地下水位以下,則應(yīng)考慮排水降水措施對鋼筋混凝土等的腐蝕性和可能出現(xiàn)的危害及防治措施。對埋藏有承壓含水層的地基,選擇基礎(chǔ)埋深時(shí)必須考慮承壓水的作用,以免在基坑開挖時(shí)坑底土被承壓水突破。地表流水是影響橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)埋深的因素之一,基礎(chǔ)必須埋置在設(shè)計(jì)洪水的最大沖刷線以下一定深度,以保證穩(wěn)定性。

(2)地下水對樁基工程的影響。天然地基造價(jià)低,施工簡便,所以在工程建設(shè)中應(yīng)優(yōu)先考慮使用。當(dāng)基礎(chǔ)沉降量過大或地基的穩(wěn)定性不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí),就必須進(jìn)行地基加固處理或改變上部結(jié)構(gòu)當(dāng)?shù)鼗喜寇浲翆雍芎褡兓鄬?fù)雜時(shí)往往采用樁基礎(chǔ)加固地基,提高承載力。為了不使樁周地層坍塌和松動(dòng),提高成樁質(zhì)量,選擇相應(yīng)的成樁方案時(shí)必須考慮地下水的賦存運(yùn)動(dòng)情況。

(3)地下水對基礎(chǔ)開挖的影響。地下水位上升可引起粉細(xì)砂及粉土飽和液化,出現(xiàn)流砂、管涌等現(xiàn)象,給施工帶來很多困難,還可能出現(xiàn)基坑坍塌、滑移,在抗震設(shè)防烈度要求時(shí)要評價(jià)其液化可能。土體軟化后強(qiáng)度降低,基坑會(huì)沉降或傾斜,膨脹土的脹縮性會(huì)使基礎(chǔ)開裂變形。

2.2地下水對建筑物的影響

基礎(chǔ)破壞時(shí),波及范圍內(nèi)的建筑物也會(huì)受到影響。地下水位高時(shí)會(huì)對地下室、地下構(gòu)筑物的防潮、防濕、防水或穩(wěn)定性產(chǎn)生影響,會(huì)引起土壤鹽漬化,對建筑物的腐蝕性增強(qiáng),還可引起地基土附加沉降和變形,從而造成建筑物變形破壞。此外,人工降低地下水位時(shí)可能會(huì)直接導(dǎo)致周圍建筑物破壞或通過引發(fā)一系列地質(zhì)災(zāi)害(如地裂縫的產(chǎn)生、地表塌陷等)使建筑物破壞。當(dāng)水位頻繁升降時(shí),會(huì)引起膨脹土產(chǎn)生不均勻的脹縮變形,進(jìn)而形成地裂造成建筑物的破壞。

3結(jié)柬語

切實(shí)做好水文地質(zhì)工作,掌握水文地質(zhì)的相關(guān)理論知識,正確運(yùn)用各種方法準(zhǔn)確地測定各個(gè)重要的水文地質(zhì)參數(shù),對工程的設(shè)計(jì)和施工具有舉足輕重的地位,并且可以有效地預(yù)防和減免巖土工程危害,以保證工程的質(zhì)量免受影響。