緒論:寫(xiě)作既是個(gè)人情感的抒發(fā),也是對(duì)學(xué)術(shù)真理的探索,歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇水文地質(zhì)工程地質(zhì)范文,希望它們能為您的寫(xiě)作提供參考和啟發(fā)。
二、工作內(nèi)容
礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)工作內(nèi)容,應(yīng)根據(jù)礦區(qū)勘查階段和礦床類(lèi)型的不同按《礦區(qū)水文地質(zhì)工程勘查規(guī)范》(GB12719―91)、《固體礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范總則》(GB/T13908―2002)和各類(lèi)礦種的礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范等要求結(jié)合礦區(qū)實(shí)際因地制宜綜合確定。主要有區(qū)域和礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)測(cè)繪、靜止水位觀測(cè)、抽水試驗(yàn)、鉆孔簡(jiǎn)易水文觀測(cè)、鉆孔巖心水文工程地質(zhì)編錄、坑道水文工程地質(zhì)編錄、地(表)下水長(zhǎng)期觀測(cè)、取樣分析測(cè)試等。
三、工作方法及技術(shù)要求
(一)區(qū)域和礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)測(cè)繪
區(qū)域水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)測(cè)繪比例尺一般采用1:50000―1:10000,測(cè)繪范圍應(yīng)包括一個(gè)完整的補(bǔ)、徑、排在內(nèi)的水文地質(zhì)單元。在充分收集已有水文地質(zhì)、社會(huì)自然地理、水文、氣象、地震、環(huán)境污染、地質(zhì)災(zāi)害等相關(guān)資料的基礎(chǔ)上,要求基本查明區(qū)域地形地貌、地層巖性、構(gòu)造及其富水性,地下水補(bǔ)給、徑流、排泄條件,最低侵蝕基準(zhǔn)面位置、地表水和地下水的污染現(xiàn)狀、第四系松散層分布和厚度、巖體風(fēng)化程度、構(gòu)造破碎帶和軟弱結(jié)構(gòu)面(夾層)特征、節(jié)理裂隙發(fā)育情況、巖石堅(jiān)硬完整程度、各巖土體物理力學(xué)性質(zhì)特征、巖溶發(fā)育情況、自然和人工邊坡的穩(wěn)定現(xiàn)狀、采空區(qū)、不良地質(zhì)現(xiàn)象分布和特征等水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)條件。
礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)測(cè)繪比例尺一般采用1:10000―1:2000,測(cè)繪范圍應(yīng)包括礦床開(kāi)采和疏干可能造成礦山地質(zhì)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境改變和能造影響到的范圍。要求重點(diǎn)查明與礦床開(kāi)采有關(guān)的水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)條件―開(kāi)采技術(shù)條件。
水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)測(cè)繪觀測(cè)路線采用穿越法和追索法相結(jié)合,一般垂直巖層、構(gòu)造線走向和沿地貌變化顯著方向,對(duì)重要地質(zhì)體、接觸帶、斷層帶、軟弱夾層、地質(zhì)災(zāi)害和不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育地帶、河谷、溝谷和地下水露頭多的地方進(jìn)行追索、觀察、詳細(xì)記錄和描述,并描繪信手剖面圖和進(jìn)行拍照。對(duì)造成地質(zhì)環(huán)境污染和破壞的地帶進(jìn)行重點(diǎn)調(diào)查和觀測(cè)。原則上1:50000測(cè)繪觀測(cè)路線間距500―1000米,觀測(cè)點(diǎn)密度30―50個(gè)/平方千米;1:10000測(cè)繪觀測(cè)路線間距250―500米,觀測(cè)點(diǎn)密度3―5個(gè)/平方千米;1:2000測(cè)繪觀測(cè)路線間距100―200米,觀測(cè)點(diǎn)密度30―50個(gè)/平方千米。野外調(diào)查內(nèi)容和要求為:
1、水文地質(zhì)調(diào)查內(nèi)容和要求
(1)泉水調(diào)查:查明出露地貌位置和地質(zhì)條件(地層、巖性、構(gòu)造、產(chǎn)狀)、成因類(lèi)型、補(bǔ)給來(lái)源、流量、水質(zhì)(顏色、透明度、口味、氣味、氣體、沉淀物、懸浮物)、水溫、訪問(wèn)其動(dòng)態(tài)變化情況。選擇部分代表性強(qiáng)的泉取樣,進(jìn)行水質(zhì)化學(xué)全分析和作細(xì)菌、污染、放射性分析。
(2)老硐調(diào)查:查明硐口地貌位置和地質(zhì)條件(地層、巖性、構(gòu)造、產(chǎn)狀)、老硐形狀、斷面、長(zhǎng)度、揭穿層位和巖性、出水量、水質(zhì)(顏色、透明度、口味、氣味、氣體、沉淀物、懸浮物)、水溫、訪問(wèn)其動(dòng)態(tài)變化情況。選擇有代表性的取樣進(jìn)行水質(zhì)化學(xué)全分析和作細(xì)菌、污染、放射性分析。
(3)地表水體調(diào)查:查明河流、溪溝點(diǎn)的地貌位置和地質(zhì)條件(地層、巖性、構(gòu)造、產(chǎn)狀)、水位、流量、水質(zhì)(顏色、透明度、口味、氣味、氣體、沉淀物、懸浮物)、水溫、與地下水的聯(lián)系,訪問(wèn)其動(dòng)態(tài)變化情況。水塘、湖泊的地貌位置和地質(zhì)條件(地層、巖性、構(gòu)造、產(chǎn)狀)、水位、水質(zhì)(顏色、透明度、口味、氣味、氣體、沉淀物)、水溫、與地下水的聯(lián)系,訪問(wèn)其動(dòng)態(tài)變化情況;選擇有代表性的取樣進(jìn)行水質(zhì)化學(xué)全分析和作細(xì)菌、污染、放射性分析。
2、工程地質(zhì)調(diào)查內(nèi)容和要求
(1)地形地貌調(diào)查:調(diào)查基本地貌形態(tài)特征(海拔高程、水系平面分布特征、分水嶺的高度及破壞情況、地形高差、切割深度、地形坡度)、成因類(lèi)型和展布情況,劃分地貌單元。河谷地貌應(yīng)調(diào)查谷底和縱向坡度的變化情況、斷面形態(tài)、河床寬度、植被發(fā)育程度等;河流階地應(yīng)調(diào)查階地的級(jí)數(shù)及高程、形態(tài)特征、長(zhǎng)寬、高及坡度、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、縱橫方向上的變化、階地的性質(zhì)及組合形式;沖溝應(yīng)調(diào)查其地貌位置、岸坡地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、風(fēng)化程度、植被發(fā)育情況、溝底和溝口堆積物的特征等。
(2)土體調(diào)查:松散碎屑土應(yīng)詳細(xì)觀察顏色、結(jié)構(gòu)、顆粒大小、形狀、均一性、磨圓度、分選性、孔隙度、干濕度、透水性、顆粒成分、顆粒含量、固結(jié)物成分、含量和固結(jié)狀態(tài)、密實(shí)度;粘性土應(yīng)詳細(xì)觀察顏色、結(jié)構(gòu)、干濕度、壓縮性、透水性、可塑性、礦物成分等。
(3)巖體調(diào)查:應(yīng)詳細(xì)觀察顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、風(fēng)化程度、全至強(qiáng)風(fēng)化帶厚度、巖石堅(jiān)硬程度、節(jié)理裂隙發(fā)育組數(shù)、每組條數(shù)(條/米)、單條節(jié)理裂隙的產(chǎn)狀、長(zhǎng)、寬、深度、充填情況、充填物成分、統(tǒng)計(jì)線節(jié)理裂隙發(fā)育率(巖體長(zhǎng)度內(nèi)裂隙寬度之和/巖體長(zhǎng)度%)、節(jié)理裂隙切割巖體情況、切割巖石塊度和形狀,編制節(jié)理玫瑰花圖或極射赤平投影圖。按《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50218―94)進(jìn)行分級(jí)。
(4)地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查:附近地層巖性、巖層產(chǎn)狀、各種構(gòu)造形式的分布、形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模、軟弱結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀、性質(zhì)、斷層的位置、類(lèi)型、產(chǎn)狀、斷距、破碎帶寬度、成分、充填膠結(jié)情況、工程地質(zhì)特征、挽近期構(gòu)造活動(dòng)的形跡、特點(diǎn)、與地震活動(dòng)的關(guān)系。節(jié)理裂隙發(fā)育組數(shù)、每組條數(shù)(條/米)、單條節(jié)理裂隙的產(chǎn)狀、長(zhǎng)、寬深度、充填情況、充填物成分、統(tǒng)計(jì)線節(jié)理裂隙發(fā)育率(巖體長(zhǎng)度內(nèi)裂隙寬度之和/巖體長(zhǎng)度%)、節(jié)理裂隙切割巖體情況、切割巖石塊度和形狀。
3、環(huán)境地質(zhì)調(diào)查內(nèi)容和要求
(1)區(qū)域穩(wěn)定性調(diào)查:收集勘查區(qū)及附近歷史地震資料,調(diào)查新構(gòu)造活動(dòng)情況、分析是否有活動(dòng)性斷裂的存在。
(2)社會(huì)和自然環(huán)境調(diào)查:調(diào)查居民及其它建筑物的類(lèi)型、密度、旅游區(qū)、文物保護(hù)區(qū)、自然保護(hù)區(qū)的分布及范圍、破壞程度等。
(3)地質(zhì)災(zāi)害和不良地質(zhì)現(xiàn)象調(diào)查:調(diào)查滑坡、崩塌、泥石流的分布的地貌位置、地層巖性及構(gòu)造條件、分布范圍、規(guī)模、形成時(shí)間、現(xiàn)狀穩(wěn)定性、發(fā)展趨勢(shì)等;調(diào)查斜坡、人工邊坡的變形破壞及其穩(wěn)定性;地面塌陷、地裂縫、不良沖溝的發(fā)育與分布范圍、形態(tài)特征、發(fā)育程度、形成原因、現(xiàn)狀穩(wěn)定性、發(fā)展趨勢(shì)等。
(4)地質(zhì)環(huán)境污染調(diào)查:調(diào)查收集地表水、地下水的環(huán)境背景值(污染起始值);調(diào)查由于原生地質(zhì)環(huán)境引起的地方病的原因;由于人類(lèi)活動(dòng)造成的地表、地下水水質(zhì)污染的形成條件、污染源、污染物質(zhì)成分、污染途徑、污染程度、分布范圍;放射性污染的種類(lèi)和范圍等。
(二)鉆孔靜止水位測(cè)量
鉆孔停工后開(kāi)始進(jìn)行水位觀測(cè),觀測(cè)時(shí)間間隔為開(kāi)始后的第5、10、15、20、30、45、60分鐘各觀測(cè)記錄一次,以后每60分鐘觀測(cè)記錄一次直至穩(wěn)定,穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為4小時(shí)內(nèi)水位波動(dòng)范圍不超過(guò)5厘米。
(三)鉆孔抽水試驗(yàn)
抽水試驗(yàn)一般采用穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)方法,試驗(yàn)前先測(cè)量靜止水位。水位降深應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康暮秃畬痈凰潭榷?應(yīng)盡設(shè)備能力作一次最大降深(S≥10米),水量大時(shí)應(yīng)作三次降深。穩(wěn)定時(shí)段延續(xù)時(shí)間最低不少于8小時(shí),穩(wěn)定時(shí)段內(nèi)水位波動(dòng)相對(duì)誤差不大于1%;涌水量波動(dòng)相對(duì)誤差:當(dāng)單位涌水量大于0.1L/s.m時(shí),不大于其平均值的3%;當(dāng)單位涌水量小于或等于0.1L/s.m時(shí),不大于其平均值的5%。[波動(dòng)相對(duì)誤差(%)=(最大或最小值-平均值)/平均值%]。抽水試驗(yàn)趨于穩(wěn)定時(shí)采集化學(xué)全分析水樣1件。
抽水試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)連續(xù)準(zhǔn)確觀測(cè)和記錄水位下降、流量、水溫、氣溫和恢復(fù)水位,水位下降、流量的觀測(cè)時(shí)間間隔為抽水開(kāi)始后的第5、10、15、20、25、30分鐘各觀測(cè)記錄一次,以后每30或60分鐘觀測(cè)記錄一次;水溫、氣溫的觀測(cè)時(shí)間間隔為每2―4小時(shí)同步觀測(cè)記錄一次;抽水達(dá)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)停抽后,恢復(fù)水位觀測(cè)時(shí)間間隔為停抽開(kāi)始后的第5、10、15、20、25、30分鐘各觀測(cè)記錄一次,以后每30或60分鐘觀測(cè)記錄一次直至穩(wěn)定,穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為8小時(shí)內(nèi)水位波動(dòng)范圍不超過(guò)10厘米。
(四)鉆孔簡(jiǎn)易水文工程地質(zhì)觀測(cè)
所有的施工鉆孔均要求進(jìn)行。由鉆孔施工單位對(duì)施工的所有鉆孔均進(jìn)行觀測(cè)和詳細(xì)記錄鉆進(jìn)過(guò)程中的涌水、漏水、掉塊、塌孔、縮徑、擴(kuò)徑、卡鉆、埋鉆、掉鉆、涌沙、逸氣等現(xiàn)象發(fā)生的位置深度,測(cè)量涌(漏)水量和涌水水頭高度。觀測(cè)記錄鉆進(jìn)過(guò)程中每一回次的起、下鉆動(dòng)水位和沖洗液消耗量,并記錄起、下鉆動(dòng)水位觀測(cè)的間隔時(shí)間。遇休假、交接班或處理事故等停鉆時(shí)間較長(zhǎng)時(shí),開(kāi)鉆前必須測(cè)量孔內(nèi)水位。要求使用鉆孔巖心鑒定記錄表、巖心統(tǒng)計(jì)表、鉆孔簡(jiǎn)易水文地質(zhì)觀測(cè)記錄表、鉆孔止水記錄表、鉆孔止水檢查記錄表等專(zhuān)門(mén)表格進(jìn)行觀測(cè)記錄。
(五)鉆孔巖心水文工程地質(zhì)編錄
要求詳細(xì)觀察和描述巖芯的巖性名稱(chēng)、顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、硬度、巖石風(fēng)化程度和深度、劃分各風(fēng)化帶界線深度、裂隙性質(zhì)、密度、充填情況、發(fā)育深度、統(tǒng)計(jì)裂隙率;地下水活動(dòng)情況;巖芯形狀、完整破碎程度、統(tǒng)計(jì)描述巖芯塊度、繪制巖芯塊度柱狀圖、計(jì)算回次巖芯采取率、按鉆進(jìn)回次測(cè)定巖石質(zhì)量指標(biāo)(RQD=Lp/Lt%,式中Lp―某巖組大于10厘米完整巖芯長(zhǎng)度之和;Lt―某巖組鉆探總進(jìn)尺),確定不同巖組RQD值的范圍和平均值。
(六)坑道水文工程地質(zhì)編錄
要求與地質(zhì)編錄同時(shí)進(jìn)行,自坑道口開(kāi)始分別按層位、巖性詳細(xì)觀察和描述巖性名稱(chēng)、顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、硬度、巖石風(fēng)化程度、節(jié)理裂隙性質(zhì)、密度、充填情況、統(tǒng)計(jì)裂隙率、巖體完整破碎程度、巖石塊度形狀、大小、頂壁穩(wěn)定程度、變形破壞情況及地下水活動(dòng)情況。繪制老硐水文工程地質(zhì)素描圖。
(七)地表水地下水動(dòng)態(tài)長(zhǎng)期觀測(cè)
河溪、泉水和坑道等進(jìn)行流量、水溫、氣溫的觀測(cè);鉆孔進(jìn)行水位和氣溫的觀測(cè)。一般每間隔10天觀測(cè)一次(即每月觀測(cè)3次),雨季加密觀測(cè),取得當(dāng)年的流量和水位峰值。水質(zhì)按枯、雨季取樣分析。連續(xù)觀測(cè)時(shí)間不少于一個(gè)水文年。
(八)巖石物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)
要求每一工程地質(zhì)巖組均應(yīng)有樣品控制,樣品可直接由鉆孔巖芯(或老硐)采取,采樣規(guī)格要求巖芯直徑≥8厘米,長(zhǎng)度10―30厘米,每組樣品數(shù)量為20塊左右。采樣時(shí)需用油漆箭頭標(biāo)明頂面方向(),并按順序進(jìn)行編號(hào)(如A組樣取到20塊巖芯,其編號(hào)為A-1、A-2、…….A-20),樣品取好后用石蠟密封,按組裝箱運(yùn)送到試驗(yàn)室。巖(礦)石的物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)項(xiàng)目有:風(fēng)干含水量、風(fēng)干容重、飽和容重、比重、普通吸水率、飽和吸水率、風(fēng)干抗壓強(qiáng)度、飽和抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、彈性模量、泊桑比、抗剪強(qiáng)度(凝聚力、內(nèi)摩擦角)等。
(九)水質(zhì)全分析
選擇區(qū)內(nèi)有代表性的泉水、地表河溪、坑道和抽水鉆孔進(jìn)行采樣,其中泉水、地表河溪、坑道分枯雨季采樣。盛水容器采用2千克塑料瓶,在采樣點(diǎn)用所取之水沖洗瓶和蓋三次以上后再采取水樣,水樣取好后,立即用石蠟封好瓶口,標(biāo)明取樣位置、水點(diǎn)編號(hào)、填寫(xiě)水樣標(biāo)簽粘貼在樣瓶上,24小時(shí)內(nèi)送到化驗(yàn)室進(jìn)行化學(xué)全分析。同一水點(diǎn)位置另取1千米水樣加入2―3克大理石粉(標(biāo)明)24小時(shí)內(nèi)送到化驗(yàn)室進(jìn)行侵蝕性CO2分析。化學(xué)全分析項(xiàng)目有:水的物理性質(zhì)(水溫、色、口味、氣味、透明度)、HCO3―、SO42―、Cl―、NO2―、NO3―、CO32―、F―、Br―、I―、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、NH4+、Cu2+、Pb2+、Zn2+、 游離CO2、 侵蝕CO2、H2S、可溶性SiO2、PH值、耗氧量、總硬度、暫時(shí)硬度、永久硬度、焙干殘?jiān)⒆茻釟堅(jiān)取?/p>
(十)水質(zhì)專(zhuān)項(xiàng)分析
選擇區(qū)內(nèi)有代表性的泉水、地表河溪、坑道進(jìn)行采樣。按生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析和放射性檢驗(yàn)。生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)分析項(xiàng)目有:色、渾濁度、嗅、味、肉眼可見(jiàn)物、PH值、總硬度、鐵、錳、銅、鉛、鋅、揮發(fā)酚類(lèi)、硝酸鹽氮、氟化物、氰化物、砷、硒、汞、鎘、鉻(六價(jià))、細(xì)菌總數(shù)、大腸菌類(lèi);放射性檢驗(yàn)項(xiàng)目主要為水中的 Ra、總β和總α。以上樣品的采集具有專(zhuān)門(mén)的和特殊的要求,取樣前需與有關(guān)衛(wèi)生防疫部門(mén)取得聯(lián)系,采用其提供的樣瓶和添加藥劑,并按其規(guī)定進(jìn)行采樣或聘請(qǐng)相關(guān)衛(wèi)生防疫部門(mén)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行采樣。
(十一)巖礦石放射性測(cè)量
選擇部分坑道和鉆孔分別按層位和巖性分層采用γ儀進(jìn)行γ值測(cè)量。
(十二)氣象資料收集
到當(dāng)?shù)貧庀蟛块T(mén)收集歷年統(tǒng)計(jì)的年、月、日的最大、最小、平均溫度、降雨量、蒸發(fā)量、濕度成果數(shù)據(jù)和勘查期間的每日氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)資料。
四、結(jié)語(yǔ)
本文基本上涵蓋了礦區(qū)所有水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)的工作內(nèi)容,對(duì)從事礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)的人員具有一定的指導(dǎo)和參考作用,文中不足之處敬請(qǐng)給予批評(píng)指正。
參考文獻(xiàn):
[1]《礦區(qū)水文地質(zhì)工程勘查規(guī)范》(GB12719―91).
[2]《固體礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范總則》(GB/T13908―2002).
[3]《區(qū)域水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)綜合勘查規(guī)范》(GB/T 14158―93).
[4]《水文地質(zhì)手冊(cè)》(地質(zhì)出版社,1983年8月).
中圖分類(lèi)號(hào):F407.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
引言
在工程建設(shè)過(guò)程中,地質(zhì)勘查工作為工程設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中提供了準(zhǔn)確的地質(zhì)資料,保證了工程得以順利進(jìn)行,所以在許多情況下都需要對(duì)工程的水文地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的勘查,從而對(duì)建筑物下的地下水情況進(jìn)行充分的掌握,對(duì)建筑物產(chǎn)生影響的需要采取有效的措施進(jìn)行防治,從而保證工程的順利進(jìn)行。
一、工程地質(zhì)的簡(jiǎn)要概述
我們將人類(lèi)活動(dòng)范圍內(nèi)進(jìn)行的工程施工中有關(guān)問(wèn)題的研究、調(diào)查以及解決的措施的一門(mén)科學(xué)稱(chēng)之為工程地質(zhì)。人們研究工程地質(zhì)的主要目的是為了能夠通過(guò)對(duì)施工場(chǎng)區(qū)以及周?chē)h(huán)境的地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)的考察,并根據(jù)實(shí)際的情況來(lái)分析和預(yù)測(cè)在某個(gè)地質(zhì)條件下,工程施工可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題,以及根據(jù)問(wèn)題提出具體的解決方案。并依此為依據(jù)來(lái)選擇最適合的工程地質(zhì)施工地點(diǎn),為有關(guān)的可能會(huì)出現(xiàn)的有害的地質(zhì)問(wèn)題提出相應(yīng)的解決措施,保證地質(zhì)工程在設(shè)計(jì)方面的科學(xué)性、合理性,以及在施工過(guò)程中的可行性、穩(wěn)定性。
能夠提出對(duì)巖良的建設(shè)性措施;能夠準(zhǔn)確的鑒定巖土的成分;能夠分析并確認(rèn)巖土組織的自然屬性對(duì)地質(zhì)工程穩(wěn)定性的影響。上述三點(diǎn)是地質(zhì)工程主要的研究?jī)?nèi)容。但是,地質(zhì)工程勘察的基本任務(wù)是有針對(duì)性的,可以專(zhuān)業(yè)的回答在工程施工方面遇到的地質(zhì)問(wèn)題,并能夠給予相應(yīng)的解答,其主要的目的是通過(guò)對(duì)地質(zhì)的實(shí)地勘察來(lái)了解工程地質(zhì)問(wèn)題,以及通過(guò)相應(yīng)的措施和解決辦法來(lái)確保地質(zhì)工程施工安全、有序的進(jìn)行。
二、地質(zhì)勘查中水文地質(zhì)的評(píng)價(jià)內(nèi)容
在很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi),在工程地質(zhì)勘查報(bào)告中都沒(méi)有地下水對(duì)工程的影響進(jìn)行評(píng)價(jià),從而導(dǎo)致工程在建造或是使用過(guò)程中由地下水對(duì)巖土的侵蝕等引起基礎(chǔ)下沉或是建筑物開(kāi)裂等事故的發(fā)生,所以在地質(zhì)勘查過(guò)程中,應(yīng)充分的認(rèn)識(shí)到水文地質(zhì)問(wèn)題對(duì)工程的影響,從而對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行有效的評(píng)價(jià),為工程設(shè)計(jì)和施工提供準(zhǔn)確的地質(zhì)勘查水文地質(zhì)情況資料。目前水文地質(zhì)評(píng)價(jià)內(nèi)容主要包括以下幾種:
1、應(yīng)著重評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土結(jié)構(gòu)、建筑物的影響和作用,提前預(yù)測(cè)地下水可能產(chǎn)生的危害,以便于提前采取預(yù)防措施。
2、地下水與建筑地基是息息相關(guān)的,所以在地質(zhì)勘查過(guò)程中應(yīng)該將地下水與地基設(shè)計(jì)相結(jié)合,從而提供準(zhǔn)確的水文地質(zhì)資料來(lái)為地基的設(shè)計(jì)和選擇奠定科學(xué)的基礎(chǔ)。
3、地下水的自然狀態(tài)、對(duì)建筑物的影響、人為活動(dòng)下地下水的變化和對(duì)建筑物的影響等都是水文地質(zhì)勘查中應(yīng)該著重勘查的內(nèi)容。
4、不同地下水情況對(duì)工程的影響和作用也是不同的,所以可以從工程的角度出發(fā)對(duì)其重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行評(píng)價(jià)。比如,工程有部分基礎(chǔ)是處于地下水以下的,那么就應(yīng)該把評(píng)價(jià)內(nèi)容重點(diǎn)放在地下水對(duì)砼和鋼筋的腐蝕性上面;如果基礎(chǔ)是以巖土層來(lái)進(jìn)行施工的,則需要對(duì)地下水對(duì)巖土層的軟化、崩解和脹縮作用進(jìn)行重點(diǎn)的評(píng)價(jià);某此建筑基礎(chǔ)層中存著松散、粉細(xì)砂和粉土等,這就需要對(duì)流砂及管涌等情況進(jìn)行重點(diǎn)評(píng)價(jià);目前在地下水位許多時(shí)候會(huì)進(jìn)行基坑作業(yè),。這就需要對(duì)滲透性和富水性進(jìn)行試驗(yàn),并對(duì)土體沉降和邊坡失穩(wěn)等情況進(jìn)行重點(diǎn)評(píng)價(jià)。
三、巖土水理性質(zhì)
巖土水理性質(zhì)指的是在巖土和地下水相互作用的過(guò)程中,表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)。對(duì)于巖土而言,巖土的水理性質(zhì)以及物理性質(zhì)都是相對(duì)重要的地質(zhì)性質(zhì)。巖土的水理性質(zhì)對(duì)巖土的變形以及巖土的強(qiáng)度造成影響,部分的性質(zhì)還會(huì)對(duì)建筑物穩(wěn)定性造成影響。在以前勘查的過(guò)程中,較為重視測(cè)試巖土物理力學(xué)的性質(zhì),忽視巖土水理性質(zhì),在評(píng)價(jià)巖土工程的地質(zhì)性質(zhì)時(shí),不具有全面性。
要想全面了解巖土的水理性質(zhì),需要了解地下水賦存的形式、對(duì)巖土水理性質(zhì)所起到的作用,并了解巖土的水理性質(zhì)。按照地下水在巖土中賦存的形式,可以分為以下三種:第一,結(jié)合水;第二,毛細(xì)管水;第三,重力水。結(jié)合水可以分成弱結(jié)合水以及強(qiáng)結(jié)合水。
對(duì)于巖石的水理性質(zhì)進(jìn)行測(cè)試,主要的方法有五種:第一,透水性;第二,崩解性;第三,脹縮性;第四,給水性;第五,軟化性。透水性通常的表示方法是滲透系數(shù),通過(guò)進(jìn)行抽水試驗(yàn),可以獲得滲透系數(shù)。崩解性主要指的是巖土在浸水濕化以后,破壞了土粒的連接,土體崩散以及解體的特性。巖土崩解的特性和土顆粒成分、結(jié)構(gòu)以及礦物成分有很大的關(guān)系。脹縮性主要指的是巖土在吸水以后,自身的體積變大,失水以后,自身體積減小的特性。巖土脹縮性主要是顆粒表面的給水膜在吸水以后變厚、失水,就會(huì)變薄。給水性主要指的是受到重力的作用,從孔隙以及裂隙中,飽水巖土流出水量的特點(diǎn),采用給水度表示。巖石的軟化性主要指的是巖土體在浸水以后,力學(xué)強(qiáng)度有所降低的特點(diǎn),通常的表示方法是軟化系數(shù),利用軟化系數(shù),可以分析巖石耐水浸以及耐風(fēng)化的能力。
四、地下水可能導(dǎo)致的巖土工程危害
地下水位可以隨著季節(jié)和降雨的多少而發(fā)生一定的變化,同時(shí)在地下水動(dòng)力壓力的共同作用下就會(huì)導(dǎo)致巖土工程危害的發(fā)生。
首先,水位變化對(duì)巖土工程的危害;主要包括水位下降和上升造成的危害,導(dǎo)致前者發(fā)生主要因素是人為的一些活動(dòng),地下水位的急劇下降經(jīng)常會(huì)誘發(fā)地面沉降、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害以及地下水質(zhì)惡化等,尤其是對(duì)工程建筑的穩(wěn)定性造成嚴(yán)重的威脅。但是,導(dǎo)致后者發(fā)生因素卻是多種多樣的,主要包括地質(zhì)因素的影響(總體巖性產(chǎn)狀)、水文氣象因素(氣溫等)、人為因素(工程施工),但是通常情況是由于多種因素的共同作用而導(dǎo)致的。通常地下水位的上升可導(dǎo)致坍塌、管涌、建筑物失穩(wěn)等危害的發(fā)生。
其次,地下水動(dòng)壓力的作用引起巖土工程危害;在自然條件下,通常地下水的壓力作用是比較弱的,也不會(huì)對(duì)地質(zhì)工程造成什么危害。但是在受到人為因素的影響下,常常會(huì)導(dǎo)致一些嚴(yán)重的巖土工程危害,包括流砂、管涌等。
五、地質(zhì)勘查中水文地質(zhì)問(wèn)題應(yīng)該注意的事項(xiàng)
首先,高度重視在水文地質(zhì)中遇到的問(wèn)題;為了確保地質(zhì)勘查的質(zhì)量,在工程地質(zhì)的勘查過(guò)程中,不僅僅要深入的研究水文地質(zhì)問(wèn)題,還要重點(diǎn)研究和巖土有關(guān)的水文地質(zhì)問(wèn)題。在實(shí)際的勘查過(guò)程中,可以從以下幾個(gè)方面加強(qiáng)對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題的研究:第一,自然地理?xiàng)l件。主要包括研究地區(qū)的氣象水文特征(包括季風(fēng)情況和氣候的濕潤(rùn)程度)和地形地貌(水系、地貌的侵蝕情況、地質(zhì)環(huán)境等)等內(nèi)容;第二,地下水位的情況。主要是要注意最近幾年該地區(qū)的地下水位的變化趨勢(shì),以及有效的分析地下水與地表水之間的補(bǔ)給關(guān)系等內(nèi)容;第三,科學(xué)有效的分析含隔水層情況。其主要的分析內(nèi)容包括對(duì)這兩個(gè)水層的埋藏條件、地下水類(lèi)型、流向、水位等內(nèi)容進(jìn)行勘察。除此之外,還要研究含水層的實(shí)際分布情況以及其厚度和深度等。
其次,重視水文地質(zhì)參數(shù)測(cè)定;在工程地質(zhì)的勘查過(guò)程中,應(yīng)該及時(shí)的做好以下工作來(lái)保證獲得精準(zhǔn)的水文地質(zhì)參數(shù):及時(shí)測(cè)定水文地質(zhì)勘查中的地下水壓,即要做好壓水試驗(yàn),根據(jù)實(shí)際情況確定試驗(yàn)的起始?jí)毫Α⒆畲髩毫蛪毫鶖?shù),并根據(jù)壓力和入水量的關(guān)系繪制成最終的P-Q曲線;用幾何法測(cè)量和確定地下水的流向,用充電法測(cè)定地下水的流速;做好工程地下水位的測(cè)定工作,凡在工程地質(zhì)勘查的過(guò)程中遇到地下水層時(shí),都需要及時(shí)的測(cè)定其水位。
結(jié)束語(yǔ)
近年來(lái),工程地質(zhì)勘查發(fā)展的速度較快,其作用性越來(lái)越明顯,人們對(duì)其重視程度不斷的加強(qiáng),水文地質(zhì)工作對(duì)建筑物各方面都有著重要的影響,所以在地質(zhì)勘查時(shí),做好水文地質(zhì)工作的勘查,不僅能有效的保證工程的質(zhì)量,避免事故的發(fā)生,同時(shí)這將對(duì)地質(zhì)勘查水平的提升起到積極的作用。
參考文獻(xiàn)
對(duì)地下水的埋藏深度、分布位置、種類(lèi)、水利坡度、流動(dòng)方向等進(jìn)行全面調(diào)查,并對(duì)地下巖層的物理特征、地下水在巖層中的分布情況、各個(gè)水層間的相互聯(lián)系、與地表水資源的聯(lián)系等進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查,同時(shí),還要對(duì)水文地質(zhì)的給水度、滲透系數(shù)、水位在不同季節(jié)的變化規(guī)律等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效測(cè)量,才能為水文地質(zhì)工程建設(shè)提供重要參考依據(jù)。
(二)施工區(qū)域的水文地質(zhì)狀況
地下巖層特點(diǎn)等在對(duì)施工區(qū)域的水文地質(zhì)狀況、地下巖層特點(diǎn)等進(jìn)行調(diào)查時(shí),需要對(duì)水文地質(zhì)條件的變化情況,以及其對(duì)水文地質(zhì)工程建設(shè)施工、施工環(huán)境帶來(lái)的影響給以高度重視,通過(guò)對(duì)其可能造成的破壞、可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害等進(jìn)行全面分析和推測(cè),才能制定出具有一定針對(duì)性的防范措施,以提高水文地質(zhì)工程建設(shè)施工過(guò)程的安全性,避免不必要的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。
(三)水文地質(zhì)工程地基施工情況
通常情況下,水文地質(zhì)工程的順利建設(shè)與基礎(chǔ)地基有著緊密聯(lián)系,因此,必須根據(jù)實(shí)際建設(shè)情況和水文地質(zhì)工程的施工要求,將兩者緊密有機(jī)結(jié)合在一起,并對(duì)實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)的水文地質(zhì)工作進(jìn)行深入調(diào)查,才能為水文地質(zhì)工程建設(shè)施工設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確的參數(shù)和相關(guān)資料,以不斷提高施工設(shè)計(jì)的質(zhì)量和水平。在設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查工作中,要對(duì)地下巖層水資源的分布情況、狀態(tài)等進(jìn)行仔細(xì)勘查、對(duì)地下水的影響因素進(jìn)行科學(xué)性的預(yù)測(cè),并地下巖層、水資源、水文地質(zhì)工程建設(shè)可能受到的人為因素,從而為防止各種意外安全事故做好充分準(zhǔn)備。另外,在某些大型的水文地質(zhì)工程建設(shè)中,如果基礎(chǔ)地質(zhì)環(huán)境資料、相關(guān)文件不完整或者缺失,必須及時(shí)安排人員進(jìn)行調(diào)查,才能確保基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查資料的針對(duì)性和準(zhǔn)確性,從而提高地質(zhì)工作的可靠性和真實(shí)性。
(四)地下水位的變化情況
在實(shí)際施工過(guò)程中,根據(jù)已經(jīng)獲得基礎(chǔ)地質(zhì)的相關(guān)資料,按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行有針對(duì)性的分析,并制定比較完善的防范措施,可以有效降低地下水位變化帶來(lái)的影響。
二、水文地質(zhì)條件變化帶來(lái)的影響
在以往的地質(zhì)工作中,基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查工作也存在著一些問(wèn)題,究其原因主要是沒(méi)有嚴(yán)格遵循地質(zhì)工作的相關(guān)程序,沒(méi)有對(duì)基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查工作給以高度重視,并且,水文地質(zhì)工程中地質(zhì)學(xué)理論方法還不夠完善,不能很好的適應(yīng)地質(zhì)工程建設(shè)發(fā)展的各種要求,特別是基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查研究沒(méi)有真正得到落實(shí)。雖然新測(cè)試方法和計(jì)算手段的不斷推廣和應(yīng)用,在一定程度上可以幫助地質(zhì)工作人員解釋許多地質(zhì)現(xiàn)象,并獲得地質(zhì)工作有效開(kāi)展所需的各種資料,但受到不同地質(zhì)體的物質(zhì)組分極為復(fù)雜,并不斷發(fā)生許多復(fù)雜演變,的影響,以及實(shí)驗(yàn)地質(zhì)學(xué)工作中模擬條件與規(guī)模帶來(lái)的限制性,使得時(shí)間和空間關(guān)系的多種因素很難得到有效處理。對(duì)水文地質(zhì)工程的建設(shè)情況進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),水文地質(zhì)條件變化帶來(lái)的影響主要有如下兩個(gè)方面:
(一)地下巖層變化帶來(lái)的影響
如果地下巖層發(fā)生變化,則會(huì)引起地下水資源的變化,從而導(dǎo)致水文地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。一般情況下,在成這種影響的原因是地下水位上升或下降、地下壓力變化,因此,在進(jìn)行水文地質(zhì)工程建設(shè)時(shí),必須高度重視地質(zhì)勘查工作,認(rèn)真落實(shí)基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查,才能避免地下巖層變化帶來(lái)的水文地質(zhì)危害。
【摘要】在勘察、設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中,水文地質(zhì)問(wèn)題極為重要,但也易于忽視。本文主要闡述工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)評(píng)價(jià)內(nèi)容,巖土水理性質(zhì),地下水引起的巖土工程危害等問(wèn)題。
關(guān)鍵詞 工程地質(zhì)勘察;水文地質(zhì);巖土水理性質(zhì)
0引言
在水文地質(zhì)條件較復(fù)雜的地區(qū),由于對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題不重視,設(shè)計(jì)中又忽視了水文地質(zhì)問(wèn)題的工程案例屢屢出現(xiàn)。因此,為了提高工程勘察質(zhì)量,在勘察過(guò)程中不僅要求查明與巖土工程有關(guān)的水文地質(zhì)問(wèn)題,評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土體和建構(gòu)筑物的影響,更要提出預(yù)防及治理措施建議,為設(shè)計(jì)和施工提供必要的水文地質(zhì)資料,以避免地下水對(duì)工程建設(shè)的危害。
1工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)評(píng)價(jià)內(nèi)容
在工程勘察中,對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題的評(píng)價(jià),主要應(yīng)考慮以下內(nèi)容:
1.1重點(diǎn)評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土體和建筑物的作用和影響,預(yù)測(cè)可能產(chǎn)生的巖土工程危害,提出防治措施。
1.2工程勘察中還應(yīng)密切結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類(lèi)型的需要,查明有關(guān)水文地質(zhì)問(wèn)題,提供選型所需的水文地質(zhì)資料。
1.3從工程角度,按地下水對(duì)工程的作用與影響,提出不同條件下應(yīng)當(dāng)著重評(píng)價(jià)的地質(zhì)問(wèn)題,如:(1)對(duì)埋藏在地下水位以下的建筑物基礎(chǔ)中水對(duì)砼及砼內(nèi)鋼筋的腐蝕性。(2)對(duì)選用軟質(zhì)巖石、強(qiáng)風(fēng)化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎(chǔ)持力層的建筑場(chǎng)地,應(yīng)著重評(píng)價(jià)地下水活動(dòng)對(duì)上述巖土體可能產(chǎn)生的軟化、崩解、脹縮等作用。在地基基礎(chǔ)范圍內(nèi)存在松散、飽和的粉細(xì)砂時(shí),應(yīng)預(yù)測(cè)產(chǎn)生地震液化、潛蝕、流砂、管涌的可能性。(3)當(dāng)基礎(chǔ)下部存在承壓含水層,應(yīng)對(duì)基坑開(kāi)挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進(jìn)行計(jì)算和評(píng)價(jià)。(4)在地下水位以下開(kāi)挖基坑,應(yīng)進(jìn)行滲透和富水試驗(yàn),并評(píng)價(jià)由于人工降水引起地表沉降、邊坡失穩(wěn)進(jìn)而影響周?chē)ㄖ锓€(wěn)定的可能性。
2巖土水理性質(zhì)
巖土水理性質(zhì)是指巖士與地下水相互作用時(shí)顯示出來(lái)的各種性質(zhì)。巖土水理性質(zhì)與巖土的物理性質(zhì)都是巖土重要的工程地質(zhì)性質(zhì),巖土的水理性質(zhì)不僅影響巖土的強(qiáng)度和變形,而且有些性質(zhì)還直接影響到建筑物的穩(wěn)定性。以往在勘察中對(duì)巖土的物理力學(xué)性質(zhì)的測(cè)試比較重視,對(duì)巖土的水理性質(zhì)卻有所忽視,因而對(duì)巖土工程地質(zhì)的評(píng)價(jià)是不夠全面的。下面首先介紹地下水的賦存形式及對(duì)巖土水理性質(zhì)的影響,然后再對(duì)巖土的幾個(gè)重要的水理性質(zhì)及研究測(cè)試方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。
2.1地下水的賦存形式
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,當(dāng)中結(jié)合水又可分為強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水兩種。
2.2巖土的主要的水理性質(zhì)及測(cè)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,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(lèi)成因的粘性土層、泥巖、頁(yè)巖、泥質(zhì)砂巖等均普遍存在軟化特性。(2)透水性,是指水在重力作用下,巖土容許水透過(guò)自身的性能。松散巖土的顆粒越細(xì)、越不均勻,其透水性便越弱。堅(jiān)硬巖石的裂隙或巖溶越發(fā)育,其透水性就越強(qiáng)。透水性一般可用滲透系數(shù)表示,巖上體的滲透系數(shù)可通過(guò)抽水試驗(yàn)得出。(3)崩解性,是指巖土浸水濕化后,由于顆粒連接被削弱、破壞,使其崩散、解體的特性。巖土的崩解性與其顆粒成分、礦物成分、結(jié)構(gòu)等關(guān)系極大,以蒙脫石、云母、高嶺土為主的殘積土以散開(kāi)的方式崩解,而以石英為主的殘坡積土多以裂開(kāi)狀崩解。(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),也影響場(chǎng)地疏干時(shí)間。給水度一般采用室內(nèi)試驗(yàn)方法測(cè)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,巖土的漲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。脹縮性往往是產(chǎn)生地裂縫、基坑隆起的重要原因之一。評(píng)價(jià)指標(biāo)有膨脹率、自由膨脹率、體縮率、收縮系數(shù)等。
3地下水引起的巖土工程危害
地下水引起的巖土工程危害,主要是由于地下水位升降變化和地下水動(dòng)水壓力作用兩個(gè)方面的原因造成的。
3.1地下水升降變化引起的巖土工程危害。地下水位變化可由天然因素或人為因素引起,但不管什么原因,當(dāng)?shù)叵滤坏淖兓_(dá)到一定程度時(shí),都會(huì)對(duì)巖土工程造成危害,地下水位變化引起危害又可分為三種:
3.1.1地下水位上升引起的巖土工程危害
潛水位上升的原因是多種多樣的,主要受含水層結(jié)構(gòu)、降雨量、氣溫等及人為因素如灌溉、施工等的影響,有時(shí)往往是幾種因素的綜合結(jié)果。由于潛水面上升對(duì)巖土工程可能造成:(1)土壤沼澤化、鹽漬化,巖土及地下水對(duì)建筑物腐蝕性增強(qiáng)。(2)斜坡、河岸等巖土體產(chǎn)生滑移、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象。(3)一些具特殊性的巖土體結(jié)構(gòu)破壞、強(qiáng)度降低、軟化,引發(fā)山體滑坡。(4)引起粉細(xì)砂及粉土飽和液化、出現(xiàn)流砂,管涌等現(xiàn)象。(5)地下洞室充水淹沒(méi),基礎(chǔ)上浮、建筑物失穩(wěn)。
3.1.2地下水位下降引起的巖土工程危害
地下水位的降低多是由于人為因素造成的,如集中大量抽取地下水、采礦活動(dòng)中的礦床疏干以及上游筑壩、修建水庫(kù)截奪下游地下水的補(bǔ)給等。地下水的過(guò)大下降,常常誘發(fā)地裂縫、地面沉降、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害以及地下水源枯竭、水質(zhì)惡化等環(huán)境問(wèn)題,對(duì)巖土體、建筑物的穩(wěn)定性和人類(lèi)自身的居住環(huán)境造成很大威脅。
3.1.3地下水頻繁升降對(duì)巖土工程造成的危害
地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產(chǎn)生不均勻的脹縮變形,當(dāng)?shù)叵滤殿l繁時(shí).不僅使巖上的膨脹收縮變形往復(fù),而且會(huì)導(dǎo)致巖土的膨脹收縮幅度不斷加大,進(jìn)而形成地裂縫引起建筑物特別是輕型建筑物的破壞。
3.2地下水動(dòng)壓力作用引起巖土工程危害
地下水在天然狀態(tài)下動(dòng)水壓力作用比較微弱,一般不會(huì)造成什么危害,但在人為工程活動(dòng)中由于改變地下水天然動(dòng)力平衡條件,在移動(dòng)的動(dòng)水壓力作用下,往往會(huì)引起一些嚴(yán)重的巖土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。
4結(jié)束語(yǔ)
水文地質(zhì)工作在建筑物持力層選擇、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、工程地質(zhì)災(zāi)害防治等方面都起著重要的作用,隨著工程勘察的發(fā)展,必將受到越來(lái)越廣泛的重視,切實(shí)做好水文地質(zhì)工作對(duì)勘察水平的提高將起著極大的推動(dòng)作用。
參考文獻(xiàn)
[1]孔德坊.工程巖土學(xué)[M].地質(zhì)出版社,1994.
[2]樂(lè)安琪,宋贊.工程勘察中水文地質(zhì)問(wèn)題不容忽視[J].科技咨詢導(dǎo)報(bào),2007(19).
[3]工程地質(zhì)手冊(cè)[S].4版.中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2007.
中圖分類(lèi)號(hào):F407.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
引言
水文地質(zhì)問(wèn)題在工程勘察、設(shè)計(jì)以及施工的過(guò)程當(dāng)中,是一個(gè)非常需要重視的問(wèn)題,但同時(shí)也是很容易被忽視的問(wèn)題,其對(duì)工程地質(zhì)勘察有著重要的影響,為了有效的降低因?yàn)樗牡刭|(zhì)問(wèn)題帶來(lái)的工程危害,因而在工程地質(zhì)勘察中應(yīng)該重視水文地質(zhì)問(wèn)題,務(wù)必要做到對(duì)工程地質(zhì)勘察相關(guān)的水文地質(zhì)方面的問(wèn)題進(jìn)行必要的評(píng)估,從而可以把水文地質(zhì)資料有效的應(yīng)用到設(shè)計(jì)與施工中。工程勘察過(guò)程中可以通過(guò)合理評(píng)估地下水對(duì)巖石體以及建筑物的影響,以及強(qiáng)調(diào)查明與巖土工程相關(guān)的水文地質(zhì)問(wèn)題,從而有效的提高工程勘察的質(zhì)量。將水文地質(zhì)資料有效地提供給設(shè)計(jì)和施工環(huán)節(jié),以消除或減免地下水對(duì)巖土工程的危害。
1工程地質(zhì)與水文地質(zhì)
以對(duì)人類(lèi)活動(dòng)及各類(lèi)工程建筑有關(guān)的的地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行調(diào)查、研究、研究的科學(xué)活動(dòng)被稱(chēng)作工程地質(zhì)。工程地質(zhì)是以為綜合評(píng)價(jià)場(chǎng)區(qū)及有關(guān)多樣地質(zhì)問(wèn)題而去查明各類(lèi)工作場(chǎng)區(qū)的地質(zhì)條件的與人類(lèi)活動(dòng)為目的。為了確保工程的設(shè)計(jì)合理、施工順利和正常使用提供科學(xué)指導(dǎo)而進(jìn)行的分析預(yù)測(cè)活動(dòng),該活動(dòng)是分析在工程建筑作用下,地質(zhì)條件出現(xiàn)變化和作用可能性,并選擇最適合的場(chǎng)地,進(jìn)一步的為解決不良地質(zhì)問(wèn)題提出相應(yīng)的工程措施。在學(xué)術(shù)研究意義上,基本的內(nèi)容有有效的確定物理化學(xué)與力學(xué)性質(zhì)、巖土組分、組織結(jié)構(gòu),以及對(duì)巖土工程地質(zhì)進(jìn)行合理的分類(lèi),并分析其對(duì)建筑工程穩(wěn)定性的影響,以提出改良巖石建筑性能的措施。
以運(yùn)用地質(zhì)和力學(xué)知識(shí)回答工程上地質(zhì)問(wèn)題為基本任務(wù)的活動(dòng)叫做工程地質(zhì)勘察,其主要工作步驟是查明工程地質(zhì)條件,合理的分析存在的工程地質(zhì)問(wèn)題,以為建筑場(chǎng)區(qū)做出合理的工程地質(zhì)評(píng)價(jià),從地質(zhì)方面保證工程建筑與地質(zhì)環(huán)境相適應(yīng),使工程安全經(jīng)濟(jì),運(yùn)行正常。
自然界中地下水的不同變化和運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象叫做水文地質(zhì),它是以研究地下水的物理性質(zhì)、化學(xué)成分以及分布和形成規(guī)律的一門(mén)科學(xué),并對(duì)地下水資源的有效應(yīng)用、地下水對(duì)礦山開(kāi)采和工程建設(shè)不利影響及其防等治提出相應(yīng)的措施。工程地質(zhì)和水文地質(zhì)兩者的關(guān)系十分密切:相互聯(lián)系又相互作用。地下水既是巖土體的組成部分,直接影響著巖土體的工程特性,同時(shí)又是基礎(chǔ)工程的環(huán)境,影響著建筑物的穩(wěn)定性和耐久性。
2水文地質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
分析前人的工程勘察研究報(bào)告可知,其忽視地下水對(duì)沿途工程的危害,缺少對(duì)巖土工程受地下水影響的作用評(píng)價(jià),很多地區(qū)因地下水造成建筑物開(kāi)裂和基礎(chǔ)下沉的質(zhì)量事故已發(fā)生多起,吸取過(guò)往的教訓(xùn)和經(jīng)驗(yàn)。因而在今后在工程勘察中,對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題的合理評(píng)價(jià),下面的內(nèi)容將是主要考慮的。
1、對(duì)巖土體和建筑物受地下水的作用和影響進(jìn)行評(píng)價(jià),預(yù)測(cè)其對(duì)巖土工程可能產(chǎn)生的破壞,并提出合理防治措施。2、根據(jù)建筑物地基基礎(chǔ)類(lèi)型的實(shí)際需要,在查明有關(guān)水文地質(zhì)問(wèn)題的基礎(chǔ)上為選型提供有效的水文地質(zhì)資料。3、查明地下水的天然狀態(tài)和天然條件下的影響,分析并預(yù)測(cè)人為活動(dòng)中地下水的變化情況及對(duì)建筑物和巖土體的反作用。4、應(yīng)從工程方面,根據(jù)工程受到地下水的影響與作用,得出各種情況下地質(zhì)問(wèn)題應(yīng)當(dāng)被著重評(píng)價(jià)與分析,如:建筑物基礎(chǔ)中水會(huì)對(duì)混凝土產(chǎn)生破壞,這對(duì)于埋藏在地下水位的建筑物特別明顯。建筑場(chǎng)地常采用軟質(zhì)巖石、強(qiáng)風(fēng)化巖等作為基礎(chǔ)持力層,對(duì)于該種類(lèi)型的建筑場(chǎng)地,要分析上述巖土體可能會(huì)產(chǎn)生的脹縮、崩解、軟化受地下水流變化產(chǎn)生的影響的大小;當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)壓縮層范圍內(nèi)存在粉土、飽和的粉細(xì)砂、松散時(shí),應(yīng)預(yù)測(cè)產(chǎn)生液化管涌、流砂、潛蝕的不確切性;應(yīng)對(duì)基坑開(kāi)挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進(jìn)行計(jì)算和評(píng)價(jià)等,這在當(dāng)基礎(chǔ)下部存在承壓含水層時(shí)顯得格外的重要。5、進(jìn)行地下水位以下開(kāi)挖基坑,應(yīng)該預(yù)先進(jìn)行富水性和滲透性試驗(yàn),并盡可能的分析人工降水引起土體沉降、邊坡失穩(wěn)進(jìn)而影響周?chē)ㄖ锓€(wěn)定性的可能性。
3、巖土工程因地下水引起的危害
作為巖土體的重要組成部分地下水,其是通過(guò)對(duì)影巖土體的工程特性直接影響來(lái)對(duì)建筑物的耐久性和穩(wěn)定性造成影響的。地下水引起的巖土工程危害,通過(guò)地下水動(dòng)水壓力和地下水位升降變化的兩個(gè)方面作用而造成。
3.1地下水動(dòng)水壓力引起的巖土工程危害
人為的工程活動(dòng)改變了地下水的天然動(dòng)力平衡條件,使得在一定的動(dòng)水壓力情況下,常常產(chǎn)生一些嚴(yán)重的巖土工程危害,這種危害產(chǎn)生在地下水天然狀態(tài)下動(dòng)水壓力作用比較弱時(shí)往往不會(huì)產(chǎn)生危害。如基坑突涌、管涌、流砂等。在這里粗約的分析了高層建筑深基坑開(kāi)挖中基坑突涌問(wèn)題的原因,這是由于承壓水頭壓力作用引起的。。突涌現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是在基坑下部存在承壓水層,而開(kāi)挖基坑降低了承壓水層上部隔水層的有效厚度,隨著隔水層的進(jìn)一步的降低,到底一定臨界值時(shí)承壓水的水頭沖擊力能沖毀基坑底板或者頂裂基坑的巖性和承壓含水層的類(lèi)型對(duì)基坑突涌形式有著重大的影響。當(dāng)承壓含水層為巖溶水、裂隙水、或中卵礫、礫砂、粗砂、孔隙水時(shí),基底頂裂,裂縫中冒出地下水,從而造成基坑積水。當(dāng)承壓含水層為細(xì)粒砂層時(shí),基底產(chǎn)生噴砂、水現(xiàn)象。基坑突涌不但給施工帶來(lái)很大麻煩,甚至威脅到地基強(qiáng)度,從而引起邊坡失穩(wěn)。
3.2地下水位升降變化引起的巖土工程危害
3.2.1水位上升引起的巖土工程危害
潛水位上升其主要是受地質(zhì)因素如水文氣象因素如降雨量氣溫等、及人為因素如灌溉施工等、含水層結(jié)構(gòu)總體巖性產(chǎn)狀的影響,然而經(jīng)常是多種因素交換影響的結(jié)果,對(duì)巖土工程受到潛水面上升可能受到的影響:土壤鹽漬化、沼澤化、巖土及地下水對(duì)建筑物腐蝕性增強(qiáng)、斜坡河岸等巖土體巖產(chǎn)生滑移崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象,少量的特殊性的巖土體結(jié)構(gòu)破壞強(qiáng)度降低軟化引起液化出現(xiàn)流砂以及粉細(xì)砂及粉土飽,地下洞室充水淹沒(méi)的管涌等現(xiàn)象,基礎(chǔ)上浮,建筑物失穩(wěn)。
3.2.2巖土工程受地下水位下降而造成的危害
巖土工程也同樣會(huì)受地下水位的降低造成損害,而且地下水位下降的原因多半是由于人為因素造成的。例如,抽取大量地下水,且頻率集中;勘探、采礦等活動(dòng)中的礦床疏干工程;在上游修筑大壩或者修建水庫(kù)截取下游地下水補(bǔ)給等。地面沉降、地面塌陷、地裂等嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害,以及水質(zhì)加速惡化、地下水源枯竭等環(huán)境問(wèn)題產(chǎn)生都可能是由于地下水的過(guò)大下降造成的,周邊人類(lèi)自身的居住環(huán)境以及巖土體及建筑物的穩(wěn)定性都將受到這些問(wèn)題會(huì)巨大影響以至更大的威脅。
3.2.3巖土工程受到地下水頻繁升降的危害
巖土脹縮變形是由于地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產(chǎn)生不均勻而造成的,巖石的膨脹收縮變形會(huì)在地下水升降頻繁時(shí)變得往復(fù),在這種情形下巖石的膨脹收縮幅度會(huì)不斷加大,從而一步步的形成地裂以造成對(duì)建筑物特別是輕型建筑物的破壞。地下水升降變動(dòng)帶內(nèi)由于地下水的積極交替作用,會(huì)使土層中鐵鋁膠結(jié)物淋失,將造成壓縮模量承載力降低、含水量孔隙比增,這為巖土工程進(jìn)行基礎(chǔ)選擇處理帶來(lái)較大的影響。
4結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,在工程勘察、設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中,水文地質(zhì)問(wèn)題常被忽視,但很重要。地下水既是巖土體的組成部分,直接影響巖土體工程特性,也影響建筑物的穩(wěn)定性和耐久性。在工程地質(zhì)災(zāi)害防治和建筑物持力層選擇基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等方面水文地質(zhì)工作起著重要的作用,隨著上程勘察的發(fā)展,其必將受到強(qiáng)烈而廣泛的重視,落實(shí)好水文地質(zhì)工作,將會(huì)極大地推動(dòng)勘察水平。
參考文獻(xiàn):
[1] 郭永海,王駒.高放廢物地質(zhì)處置中的地質(zhì)水文地質(zhì)、地球化學(xué)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題[J]巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2007,12
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,工程地質(zhì)勘查的技術(shù)也在不斷地發(fā)展和提高,極大地促進(jìn)了我國(guó)地質(zhì)勘查事業(yè)的發(fā)展。伴隨經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,能源的巨大消耗問(wèn)題引起了全世界的關(guān)注,從而為水文地質(zhì)的發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件。從目前的發(fā)展現(xiàn)狀看,水文工程地質(zhì)勘查過(guò)程中存在著很大的問(wèn)題。因此,本文主要分析工程地質(zhì)與水文地質(zhì)勘查的相關(guān)問(wèn)題,并進(jìn)行相應(yīng)的總結(jié)。
一、水文地質(zhì)在工程地質(zhì)勘查中的評(píng)價(jià)
根據(jù)對(duì)以往的文獻(xiàn)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)的水文地質(zhì)勘查評(píng)價(jià)往往不結(jié)合實(shí)際地下水的特性,在一定程度上忽視了地下水對(duì)巖層的影響,從而在后期的勘查資料中沒(méi)有形成重要的文字,在建筑物的施工過(guò)程中存在一定的安全隱患,危及施工現(xiàn)場(chǎng)人員的安全。因此,在進(jìn)行工程地質(zhì)勘查中水文地質(zhì)評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)做到以下兩點(diǎn):第一,要注意特別注意地下水對(duì)上層巖土的影響,大部分地質(zhì)災(zāi)害都是由于地下水對(duì)巖土的作用引起的,因此在進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí),要指出地下水的危害程度,同時(shí)制定一定的預(yù)防措施;第二,結(jié)合工程的具體情況,結(jié)合地下水的特性進(jìn)行相關(guān)評(píng)價(jià),這就要求水文地質(zhì)工作者搜集建筑物所在地的所有地質(zhì)資料,針對(duì)不同的巖土類(lèi)型總結(jié)地下水造成的不同程度的影響,從而進(jìn)行相應(yīng)的評(píng)價(jià)。
二、巖土水理的性質(zhì)
巖土水理的性質(zhì)勘查,是水文勘查中的基本組成部分。巖土水理的性質(zhì),就是地下水對(duì)巖土造成的不同程度的影響。巖土的水理性質(zhì)勘查主要對(duì)巖土的水量性質(zhì)及地下水的儲(chǔ)存形式進(jìn)行勘查,說(shuō)明如下。地下水在巖土中的儲(chǔ)存形式主要有重力水、毛細(xì)管水及結(jié)合水。巖土的水量性質(zhì)主要包括軟化性、透水性。第一,對(duì)巖土的軟化性,是指巖土被地下水浸泡,造成其力學(xué)性能下降,從而表現(xiàn)出相應(yīng)的軟化。一般軟化的程度用量化的指標(biāo)來(lái)表示軟化系數(shù),軟化系數(shù)越高,巖土的耐風(fēng)化和耐水浸泡的能力越高。第二,對(duì)巖土的透水性,就是水透過(guò)巖土本身的性能,透水性通常用滲透系數(shù)表示,其主要取決于巖土自身的結(jié)構(gòu),如巖土的空隙越大,透水性就越強(qiáng)。
三、工程地質(zhì)中水文地質(zhì)勘查的相關(guān)問(wèn)題
水文地質(zhì)勘查其目的就是要找出地下水與巖土的相互作用形式,最重要的是地下水會(huì)對(duì)工程地質(zhì)的巖土造成多大的影響。對(duì)以往的資料進(jìn)行總結(jié),地下水的變化可能會(huì)對(duì)基坑、土質(zhì)等造成比較大的影響。
1.對(duì)基坑造成的影響
在進(jìn)行接坑開(kāi)挖時(shí),地下水會(huì)隨著開(kāi)挖的深度滲入基坑,影響基坑開(kāi)挖的效率,繼續(xù)進(jìn)行施工的話,有可能會(huì)對(duì)周?chē)慕ㄖ镌斐蓢?yán)重影響,如發(fā)生沉降等。
2.對(duì)土質(zhì)的影響
基坑開(kāi)挖過(guò)程中,地下水滲透到基坑中,還會(huì)對(duì)周?chē)耐临|(zhì)產(chǎn)生影響,如有可能出現(xiàn)管涌。因?yàn)榈叵滤粩酀B透到巖土中,會(huì)使巖土發(fā)生軟化,從而使其力學(xué)性能下降。
3.地下水水位升降
造成地下水水位上升的原因有很多,如各種自然因素、人為灌溉及地質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化等。如果地下水位上升,有可能加大建筑物的腐蝕程度,破壞巖土結(jié)構(gòu),使建筑物發(fā)生一定程度的傾斜,發(fā)生巨大的災(zāi)害。地下水水位下降主要是人們大量抽取地下水造成的,同樣也會(huì)給建筑物帶來(lái)巨大的災(zāi)難,如導(dǎo)致地面沉降、塌陷及地裂等現(xiàn)象,會(huì)給巖土結(jié)構(gòu)帶來(lái)巨大的破壞,同時(shí)也會(huì)威脅人類(lèi)的生存環(huán)境。
四、水文地質(zhì)勘查應(yīng)注意的問(wèn)題
在進(jìn)行實(shí)際的水文地質(zhì)勘查時(shí),要對(duì)相關(guān)的問(wèn)題進(jìn)行分析,在水文地質(zhì)研究中,應(yīng)注意的是上述提到的地下水的問(wèn)題,以及在實(shí)際的地質(zhì)勘查過(guò)程中對(duì)水文方面的重視程度。對(duì)于第一類(lèi)問(wèn)題,應(yīng)著重研究地下水的水位和分布情況以,及地下水的特性和對(duì)周?chē)鷰r層的影響程度,如水地下水的流速、動(dòng)壓力及成分含量等參數(shù);對(duì)于第二類(lèi)問(wèn)題,相關(guān)人員應(yīng)首先從思想上加強(qiáng)認(rèn)識(shí),明確水文地質(zhì)對(duì)建筑施工的重要性,從而在工作過(guò)程中注重水文地質(zhì)參數(shù)的測(cè)定,并對(duì)各種自然條件、地質(zhì)特性及水位分布等情況進(jìn)行分析,為建筑施工地質(zhì)方面的研究提供完善的資料。
五、結(jié)語(yǔ)
隨著世界經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展,各種資源正以最大速度在開(kāi)發(fā),導(dǎo)致能源問(wèn)題的供應(yīng)問(wèn)題逐漸突出,為水文地質(zhì)的勘查工作開(kāi)辟了新的機(jī)會(huì)。因此,本文主要對(duì)工程地質(zhì)與水文地質(zhì)勘查相關(guān)問(wèn)題分析,介紹水文地質(zhì)勘查的注意問(wèn)題。總而言之,文地質(zhì)勘查是工程地質(zhì)勘查的重要組成部分,豐富了地質(zhì)勘查的數(shù)據(jù),而工程地質(zhì)與水文地質(zhì)勘查過(guò)程中最大的難題就是地下水,相關(guān)工作者要不斷發(fā)展新技術(shù)、新工藝,結(jié)合巖土的水理性質(zhì),做出最精確的估計(jì)。
參考文獻(xiàn):
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前言
在工程勘察中設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中,水文地質(zhì)問(wèn)題始終是一個(gè)極為重要但也是一個(gè)易于被忽視的問(wèn)題。由于沒(méi)有足夠的重視。導(dǎo)致地下水引起的各種巖土工程危害時(shí)有發(fā)生。為此,在巖土工程勘察中要求查明與巖土工程有關(guān)的水文地質(zhì)問(wèn)題評(píng)估地下水對(duì)巖土工程有關(guān)的水文地質(zhì)問(wèn)題。評(píng)估地下水對(duì)巖土工程和建筑物的作用及影響。為設(shè)計(jì)和施工提供必要的水文地質(zhì)資料以消除或減少地下水對(duì)巖土工程的危害。
一、工程地質(zhì)勘查概述
地質(zhì)勘查是地質(zhì)勘查工作的簡(jiǎn)稱(chēng) (一般可理解為地質(zhì)工作的同義詞)。是根據(jù)經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要,對(duì)一定地區(qū)內(nèi)的巖石、地層構(gòu)造、礦產(chǎn)、地下水、地貌等地質(zhì)情況進(jìn)行重點(diǎn)并有所不同的調(diào)查研究工作。工程地質(zhì)是研究人類(lèi)工程建設(shè)活動(dòng)與自然地質(zhì)環(huán)境相互作用和相互影響的一門(mén)地球科學(xué),起源于 20 世紀(jì)初,20 世紀(jì) 50 年代以后在我國(guó)才有了長(zhǎng)足的進(jìn)步和發(fā)展。今天,工程地質(zhì)勘查已成為工程建設(shè)中不可缺少的一個(gè)重要組成部分。近 20 年來(lái),隨著各種新技術(shù)、新方法、新手段不斷推陳出新,特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用,為工程地質(zhì)帶來(lái)了一場(chǎng)真正的技術(shù)革命,從外業(yè)資料收集和內(nèi)業(yè)資料整理的工作程序、工作方法、產(chǎn)品成果、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等等均與傳統(tǒng)的工程地質(zhì)有了較大的差異。而在工程地質(zhì)勘查工作中,水文地質(zhì)依然具有較大的影響作用。
二、巖土工程中水文地質(zhì)的勘察要求
在巖土工程勘察中,應(yīng)根據(jù)工程的具體要求,通過(guò)搜集資料和水文地質(zhì)勘察工作,查明工程所屬區(qū)域的水文地質(zhì)條件。
1、自然地理?xiàng)l件
這里面包括氣象水文特征和地形地貌等內(nèi)容,氣象水文特征是指工程所屬地域,是屬于亞熱帶還是熱帶、季風(fēng)氣候與否,擁有的濕潤(rùn)程度與熱量等。地形地貌是指工程區(qū)域周?chē)乃怠⑵皆蚋咴卣鳌⒌匦伍_(kāi)闊平坦與否、地貌侵蝕和堆積情況如何等。
2、地質(zhì)環(huán)境
包括工程所在區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造特征、基底構(gòu)造及其對(duì)第四系厚度的控制、地層巖性、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等方面的內(nèi)容。
3、地下水位情況
包括近2~5年最高地下水位、水位變化趨勢(shì);地下水補(bǔ)給排泄條件、地表水與地下水的補(bǔ)排關(guān)系及對(duì)地下水位的影響等。地下水位的變化對(duì)巖土工程的影響巨大,是工程勘察的重點(diǎn)內(nèi)容。
4、各含水層和隔水層的埋藏條件、地下水類(lèi)型、流向、水位及其變化幅度
主要含水層的分布、厚度及埋深;通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)定地層滲透系數(shù)等水文地質(zhì)參數(shù)等;場(chǎng)地地質(zhì)條件下對(duì)地下水賦存和滲流狀態(tài)的影響、判定地下水水質(zhì)對(duì)建筑材料的腐蝕性等。
三、水文地質(zhì)勘察實(shí)施
工程實(shí)施前,對(duì)建筑地周?chē)叵滤赡茉斐傻膸r土工程危害進(jìn)行評(píng)估,危害的形勢(shì)主要有兩種,即地下水位的升降變化和低下水動(dòng)造兩種原因,引起低下水位變化的因素可能有兩種,第一是水位發(fā)生改變,第二人為因素造成的改變,無(wú)論根源是什么,引起地下水位變化出現(xiàn)一定程度后,巖土工程就出現(xiàn)了危害,低下水位變化出現(xiàn)的影響因素有以下幾種:
1、水位上升造成的巖土工程損害
淺水位升漲得原因復(fù)雜,最主要的原因是地質(zhì)含水層的總體結(jié)構(gòu)、巖層情況;其次還有,水文氣候因素,如降雨、氣溫變化、澆灌、施工影響,或者是多種因素的混合影響。具有包括以下幾種:第一,土壤沼澤化、巖漬化、巖土對(duì)地下建筑造成的腐蝕;第二斜坡、河岸地質(zhì),造成的巖層滑落、崩塌等情況;第三,某些特殊的巖土層,結(jié)構(gòu)易改變、軟化、下降;第四,粉細(xì)砂和粉土飽和液化、流砂出現(xiàn)、造成管涌;第五,地下室被地下水淹沒(méi),建筑上浮,失衡。
2、地下水位的降低造成的巖土危害
地下水位下降,多是由于人為因素造成,比如,往常我們經(jīng)常大量的抽取地下水、采集礦物,造成的礦床疏干,又或者是上游筑壩、水庫(kù)修建時(shí),造成下游水源緊張,一旦下降程度過(guò)大,往往誘發(fā)地質(zhì)裂縫、地面沉降、塌陷等地質(zhì)災(zāi)害,使得地下水枯竭、水質(zhì)惡化等問(wèn)題出現(xiàn),對(duì)巖層、建筑的穩(wěn)定性造成威脅。
3、水文地
工作的作用
水文地質(zhì)工作在建筑物持力層選擇、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、工程地質(zhì)災(zāi)害防治等方面都起著重要的作用,切實(shí)做好水文地質(zhì)工作將對(duì)勘察水平的提高起著極大的推動(dòng)作用。地下水的頻繁的上升、下降也會(huì)對(duì)工程的穩(wěn)定性造成影響,地下水的水位變化造成了膨脹性的巖土出現(xiàn)彭縮形變,一旦地下水升降頻率加快,則導(dǎo)致巖土膨脹、收縮過(guò)度,伸縮幅度不斷增大,進(jìn)而使得地裂產(chǎn)生,建筑物不穩(wěn)定,尤其一些小型建筑容易被破壞,自然狀態(tài)下的動(dòng)水壓力作用較小,難以造成很大的危害,若人工工作過(guò)程中,導(dǎo)致地下天然環(huán)境失衡,則移動(dòng)動(dòng)水壓力作用中,巖土出現(xiàn)松散、管涌。
四、地質(zhì)勘查中水文地質(zhì)問(wèn)題應(yīng)注意的事項(xiàng)
1、把水文地質(zhì)問(wèn)題放在重要的位置
地質(zhì)勘查工作具有非常重要的意義,高質(zhì)量的地質(zhì)勘查工作,不僅能為工程提供設(shè)計(jì)和施工的科學(xué)依據(jù),同時(shí)對(duì)工程質(zhì)量的提高也能起到積極的作用,因此地質(zhì)勘查工作不僅要對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行深入研究,同時(shí)還水文地質(zhì)問(wèn)題放在重要的位置上,從而保證地質(zhì)勘查質(zhì)量的提升。
首先,自然地理?xiàng)l件。這主要包括工程所在區(qū)域的季風(fēng)、氣候濕潤(rùn)程度、所處水系、平原和高原、地形、地貌特點(diǎn)及堆積物等;其次,地質(zhì)環(huán)境。工程區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境應(yīng)該包括該地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造、基底構(gòu)造、底層巖性以及新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等等內(nèi)容。
再次,地下水位情況。水文地質(zhì)勘查中的地下水位情況應(yīng)該主要對(duì)近些年地下水位的最高值以及其變化趨勢(shì)、地下水的補(bǔ)給排泄條件、地下水與地表水之間的補(bǔ)給關(guān)系等內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)有效的分析。
最后,含隔水層的情況。這一部分內(nèi)容應(yīng)該對(duì)這兩個(gè)水層的埋藏條件、地下水類(lèi)型、流向、水位等內(nèi)容進(jìn)行勘查。另外對(duì)含水層的實(shí)際分布情況以及其厚度和深度等進(jìn)行研究。對(duì)該區(qū)域的地層滲透系數(shù)、地下水賦存以及滲透的影響以及地下水對(duì)建筑材料的腐蝕情況等等。
2、確保水文地質(zhì)參數(shù)測(cè)定的準(zhǔn)確性
首先,在地質(zhì)勘察工作中,會(huì)涉及到對(duì)地下水水位進(jìn)行測(cè)定,為了保證測(cè)量的準(zhǔn)確性,應(yīng)該先確定是靜止的水位還是多層含水層,根據(jù)不同的情況選擇不同的測(cè)量方法。如果是靜止的水位,則需要在穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行,如果是多層含水層,在測(cè)量時(shí)就需要采取隔離措施。
其次,在對(duì)地下水的流向進(jìn)行測(cè)定時(shí),可以采用幾何法,與此同時(shí),對(duì)孔內(nèi)的水位進(jìn)行測(cè)定,最終測(cè)出地下水的流向。
最后,壓水試驗(yàn)也是水文地質(zhì)勘查中的一個(gè)重要試驗(yàn)。壓水試驗(yàn)與工程地質(zhì)測(cè)繪和鉆探資料結(jié)合起來(lái),根據(jù)工程實(shí)際要求,將試驗(yàn)孔位確定下來(lái),試驗(yàn)段按照巖層的滲透特性來(lái)進(jìn)行劃分,按照實(shí)際需要對(duì)試驗(yàn)的起始?jí)毫Α⒆畲髩毫蛪毫鶖?shù)進(jìn)行確定,并將壓力與壓力入水量的關(guān)系曲線及時(shí)繪制出來(lái),將試段的透水率計(jì)算出來(lái),進(jìn)而確定p-q 曲線類(lèi)型。
結(jié)論
不同的巖土水理性質(zhì)對(duì)巖土地質(zhì)效果具有非常大的影響,直接決定著地質(zhì)施工質(zhì)量。通過(guò)對(duì)不同水文地質(zhì)狀況進(jìn)行全面研究,可以在最大限度控制危害因素,減少巖土工程存在的風(fēng)險(xiǎn)隱患。水文地質(zhì)勘查狀況已經(jīng)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn),因此在進(jìn)行水文地質(zhì)勘查的過(guò)程中,相關(guān)人員要對(duì)存在的水文問(wèn)題進(jìn)行全面勘查,確保從本質(zhì)上降低水文地質(zhì)對(duì)地質(zhì)工程的影響,提高工程質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
[中圖分類(lèi)號(hào)] P64 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X(2013)-7-47-1
1工程概況
某工程是一個(gè)開(kāi)口型基坑,深達(dá)30m和不等深度,寬43m。本文介紹了墻后地面沉降和墻頂沉降以及地下水的危害,采用綜合分析方法,緊密結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,按實(shí)際施工情況,有針對(duì)性地跟蹤預(yù)測(cè),更好指導(dǎo)施工。實(shí)踐表明,運(yùn)用綜合分析方法十分有效的。
2工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)評(píng)價(jià)
應(yīng)重點(diǎn)評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土體和建筑物的作用和影響,預(yù)測(cè)可能產(chǎn)生的巖土工程危害,提出防治措施。工程勘查密切結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類(lèi)型的需要,查明有關(guān)水文質(zhì)問(wèn)題,提供選型所需的水文地質(zhì)資料。應(yīng)從工程角度,按地下水對(duì)工程的作用與影響,提出不同條件下應(yīng)當(dāng)著重評(píng)價(jià)的地質(zhì)問(wèn)題。
3水文地質(zhì)勘察的決定因素
3.1巖石的裂隙性
造成裂隙的成因多種多樣,巖石和裂隙合在一起統(tǒng)稱(chēng)為“巖體”,并將其中的裂隙概化為“結(jié)構(gòu)面”。巖體中的地下水是沿著巖體中的裂隙和洞穴流動(dòng)形態(tài)和分布的不同,有脈狀裂隙水、網(wǎng)狀裂隙水、不同的地下水類(lèi)型,這些不同類(lèi)型的裂隙地下水對(duì)巖土工程勘察的影響是各不相同的。
3.2土的孔隙性
土是種散體材料,存在孔隙。對(duì)于飽和土是固、液兩相;對(duì)于非飽和土是固、液、氣三相。于是有了有效壓力和孔隙壓力;孔隙壓力又有孔隙水壓力和孔隙氣壓力。在飽和土中,由于孔隙水壓力的增長(zhǎng)和消散,不同的加荷速率導(dǎo)致地基承載力不同;是否及時(shí)支撐,對(duì)軟土基坑穩(wěn)定有不同表現(xiàn);滲透系數(shù)和地層組合的差別,導(dǎo)致基礎(chǔ)沉降速率的差別;飽和土中的超靜水壓力可導(dǎo)致擠土效應(yīng),使樁被擠斷、擠歪和上浮;地震時(shí)的超靜水壓力可導(dǎo)致砂土和粉土液化等情況的出現(xiàn)。非飽和土的孔隙氣壓力形成基質(zhì)吸力,基質(zhì)吸力隨著土中含水量的增加而降低,因而是不穩(wěn)定的。膨脹土和黃土隨濕度的增加而強(qiáng)度顯著降低,非飽和土基坑雨季容易發(fā)生事故,花崗巖殘積土邊坡在暴雨時(shí)容易發(fā)生淺層滑坡,都和基質(zhì)吸力降低有關(guān)。
4巖土水理性質(zhì)
4.1巖土的水理性質(zhì)
巖土水理性質(zhì)是巖土重要的工程地質(zhì)性質(zhì)。巖土的水理性質(zhì)不僅影響巖土的強(qiáng)度和變形,而且有些性質(zhì)還直接影響到工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。巖土水穩(wěn)定性是指由于工程活動(dòng)中巖土體對(duì)水的影響所表現(xiàn)出的抵抗性能水穩(wěn)定性的強(qiáng)弱表明了巖土體抵抗水的作用的能力和工程穩(wěn)定性的高低。
4.2巖土的主要的水測(cè)試辦法
4.2.1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,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(lèi)成因的粘性上層、泥巖、頁(yè)巖、泥質(zhì)砂巖等均普遍存在軟化特性。
4.2.2透水性
是指水在重力作用下,巖土容許水透過(guò)自身的性能。松散巖上的顆粒愈細(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,巖上體的滲透系數(shù)可通過(guò)抽水試驗(yàn)求取。
4.2.3崩解性
是指巖浸水濕化后,由于土粒連接被削弱,破壞,使土體崩敞、解體的特性。
4.2.4觸變性
當(dāng)粘性土結(jié)構(gòu)受擾動(dòng)時(shí),土的強(qiáng)度降低。但靜置一段時(shí)間,土的強(qiáng)度又逐漸增長(zhǎng),這種性質(zhì)即土的觸變性。這是由于土粒離子和水分子體系隨時(shí)間而趨于新的平衡狀態(tài)之故。
4.2.5脹縮性
是指巖土吸水后體積增大,失水后體積減小的特性,巖土的漲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。
5地下水升降變化
地下水位變化可由天然因素或人為因素引起,但不管什么原因,當(dāng)?shù)叵滤坏淖兓_(dá)到一定程度時(shí),都會(huì)對(duì)巖土工程造成危害,地下水位變化引起危害又可分為三種方式:
5.1水位上升
潛水位上升的原因是多種多樣的,其主要受地質(zhì)因素如含水層結(jié)構(gòu)、總體巖性產(chǎn)狀;水文氣象因素如降雨量、氣溫等及人為因素如灌溉、施工等的影響,有時(shí)往往是幾種因素的綜合結(jié)果。由于潛水面上升對(duì)巖土工程可能造成:①土壤沼澤化、鹽漬化,巖土及地下水對(duì)建筑物腐蝕性增強(qiáng)。②斜坡、河岸等巖土體巖產(chǎn)生滑移、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象。③一些具特殊性的巖土體結(jié)構(gòu)破壞、強(qiáng)度降低、軟化。④引起粉細(xì)砂及粉土飽和液化、出現(xiàn)流砂,管涌等現(xiàn)象。⑤地下洞室充水淹沒(méi),基礎(chǔ)上浮,建筑物失穩(wěn)。
5.2地下水位下降
地下水位的降低多是由于人為因素造成的,如集中大量抽取地下水。采礦活動(dòng)中的礦床疏干以及上游筑壩,修建水庫(kù)截奪下游地下水的補(bǔ)給等。地下水的過(guò)大下降,常常誘發(fā)地裂、地面沉降、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害以及地下水源枯竭、水質(zhì)惡化等環(huán)境問(wèn)題,對(duì)巖土體、建筑物的穩(wěn)定性和人類(lèi)自身的居住環(huán)境造成很大威脅。
5.3地下水位頻繁升降
地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產(chǎn)生不均勻的脹縮變形,當(dāng)?shù)叵滤殿l繁時(shí)。不僅使巖上的膨脹收縮變形往復(fù),而且會(huì)導(dǎo)致巖土的膨脹收縮幅度不斷加大,形成地裂引起輕型建筑物的破壞。地下水升降變動(dòng)帶內(nèi)由于地下水的滲透,會(huì)將土層中的鐵、鋁成分淋失,土層失去膠結(jié)物將造成土質(zhì)變松、含水量孔隙比增大,壓縮模量、承載力降低,給巖土工程基礎(chǔ)選擇、處理帶來(lái)較大的麻煩。
6結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,水文地質(zhì)工作在建筑物持力層選擇、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、工程地質(zhì)災(zāi)害防治等方面都起著重要的作用,隨著工程地質(zhì)學(xué)科的發(fā)展和重大工程項(xiàng)目的建設(shè),尤其在宏觀上中國(guó)煤田的整體西移,水文地質(zhì)和工程地質(zhì)緊密結(jié)合將受到越來(lái)越廣泛的重視,切實(shí)做好水文地質(zhì)工作將對(duì)我國(guó)煤炭資源的安全開(kāi)采和合理利用水平的提高起著極大的推動(dòng)作用。
參考文獻(xiàn)
[1]陳雁.水文地質(zhì)之路[J].中煤地質(zhì)報(bào),2009.
[2]郭永海,王駒.高放廢物地質(zhì)處置中的地質(zhì)、水文地質(zhì)、地球化學(xué)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2007.
[3]葛亮濤.中國(guó)煤田水文地質(zhì)特征與規(guī)律[J].GOAL GEOLOGY OF CHINA,1996.
一、水文地質(zhì)的定義
水文地質(zhì)指自然界中地下水的各種變化和運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。水文地質(zhì)學(xué)是研究地下水的科學(xué)。它主要是研究地下水的分布和形成規(guī)律,地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分,地下水資源及其合理利用,地下水對(duì)工程建設(shè)和礦山開(kāi)采的不利影響及其防治等。
二、工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)評(píng)價(jià)內(nèi)容
在工程勘察中,對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題的評(píng)價(jià),主要應(yīng)考慮以下內(nèi)容:
1.應(yīng)重點(diǎn)評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土體和建筑物的作用和影響,預(yù)測(cè)可能產(chǎn)生的巖土工程危害,提出防治措施。
2.工程勘察中還應(yīng)密切結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類(lèi)型的需要,查明有關(guān)水文地質(zhì)問(wèn)題,提供選型所需的水文地質(zhì)資料。
3.應(yīng)從工程角度,按地下水對(duì)工程的作用與影響,提出不同條件下應(yīng)當(dāng)著重評(píng)價(jià)的地質(zhì)問(wèn)題,如:
3.1對(duì)埋藏在地下水位以下的建筑物基礎(chǔ)中水對(duì)砼及砼內(nèi)鋼筋的腐蝕性。
3.2對(duì)選用軟質(zhì)巖石、強(qiáng)風(fēng)化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎(chǔ)持力層的建筑場(chǎng)地,應(yīng)著重評(píng)價(jià)地下水活動(dòng)對(duì)上述巖土體可能產(chǎn)生的軟化、崩解、脹縮等作用。在地基基礎(chǔ)壓縮層范圍內(nèi)存在松散、飽和的粉細(xì)砂、粉上時(shí),應(yīng)預(yù)測(cè)產(chǎn)生潛蝕、流砂、管涌的可能性。
3.3當(dāng)基礎(chǔ)下部存在承壓含水層,應(yīng)對(duì)基坑開(kāi)挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進(jìn)行計(jì)算和評(píng)價(jià)。
3.4在地下水位以下開(kāi)挖基坑,應(yīng)進(jìn)行滲透和富水試驗(yàn),并評(píng)價(jià)由于人工降水引起土體沉降、邊坡失穩(wěn)進(jìn)而影響周?chē)ㄖ锓€(wěn)定的可能性。
三、巖土水理性質(zhì)
巖土水理性質(zhì)是指巖士與地下水相互作用時(shí)顯示出來(lái)的各種性質(zhì)。巖土水理性質(zhì)與巖土的物理性質(zhì)都是巖:巖土的水理性質(zhì)不僅影響巖土的強(qiáng)度和變形,而且有些性質(zhì)還直接影響到建筑物的穩(wěn)定性。以往在勘察中對(duì)巖土的物理力學(xué)性質(zhì)的測(cè)試比較重視,對(duì)巖土的水理性質(zhì)卻有所忽視,因而對(duì)巖土工程地質(zhì)的評(píng)價(jià)是不夠全面的。巖土的水理性質(zhì)是巖土與地下水相互作用顯示出來(lái)的性質(zhì),下面首先介紹一下地下水的賦存形式及對(duì)巖土水理性質(zhì)的影響,然后再對(duì)巖土的幾個(gè)重要的水理性質(zhì)及研究測(cè)試方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。
1.地下水的賦存形式: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。
2.巖土的主要的水理性質(zhì)及測(cè)試辦法:
2.1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,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(lèi)成因的粘性上層、泥巖、頁(yè)巖、泥質(zhì)砂巖等均普遍存在軟化特性。
2.2透水性,是指水在重力作用下,巖土容許水透過(guò)自身的性能。松散巖上的顆粒愈細(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,巖上體的滲透系數(shù)可通過(guò)抽水試驗(yàn)求取。
2.3崩解性,是指巖浸水濕化后,由于土粒連接被削弱,破壞,使土體崩敞、解體的特性。
2.4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的性能,以給水度表示。給水度是含水層的幾個(gè)重要水文地質(zhì)參數(shù),也影響場(chǎng)地疏時(shí)間。給水度一般采用實(shí)驗(yàn)室方法測(cè)定。
2.5脹縮性,是指巖土吸水后體積增大,失水后體積減小的特性,巖土的漲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。
四、地下水引起的巖土工程危害
地下水引起的巖土工程危害,主要是由于地下水位升降變化和地下水動(dòng)水壓力作用兩個(gè)方面的原因造成的
地下水升降變化引起的巖土工程危害。地下水位變化可由天然因素或人為因素引起,但不管什么原因,當(dāng)?shù)叵滤坏淖兓_(dá)到一定程度時(shí),都會(huì)對(duì)巖土工程造成危害,地下水位變化引起危害又可分為三種方式
1.水位上升引起的巖土工程危害。潛水位上升的原因是多種多樣的,其主要受地質(zhì)因素如含水層結(jié)構(gòu)、總體巖性產(chǎn)狀;水文氣象因素如降雨量、氣溫等及人為因素如灌溉、施工等的影響,有時(shí)往往是幾種因素的綜合結(jié)果。由于潛水面上升對(duì)巖土工程可能造成:①土壤沼澤化、鹽漬化,巖土及地下水對(duì)建筑物腐蝕性增強(qiáng)。②斜坡、河岸等巖土體巖產(chǎn)生滑移、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象。③一些具特殊性的巖土體結(jié)構(gòu)破壞、強(qiáng)度降低、軟化。④引起粉細(xì)砂及粉土飽和液化、出現(xiàn)流砂,管涌等現(xiàn)象。⑤地下洞室充水淹沒(méi),基礎(chǔ)上浮,建筑物失穩(wěn)。
2.地下水位下降引起的巖土工程危害。地下水位的降低多是由于人為因素造成的,如集中大量抽取地下水。采礦活動(dòng)中的礦床疏干以及上游筑壩,修建水庫(kù)截奪下游地下水的補(bǔ)給等。地下水的過(guò)大下降,常常誘發(fā)地裂、地面沉降、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害以及地下水源枯竭、水質(zhì)惡化等環(huán)境問(wèn)題,對(duì)巖土體、建筑物的穩(wěn)定性和人類(lèi)自身的居住環(huán)境造成很大威脅。
3.地下水頻繁升降對(duì)巖土工程造成的危害。地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產(chǎn)生不均勻的脹縮變形,當(dāng)?shù)叵滤殿l繁時(shí).不僅使巖上的膨脹收縮變形往復(fù),而且會(huì)導(dǎo)致巖土的膨脹收縮幅度不斷加大,進(jìn)而形成地裂引起建筑物特別是輕型建筑物的破壞。地下水升降變動(dòng)帶內(nèi)由于地下水的滲透,會(huì)將土層中的鐵、鋁成分淋失,土層失去膠結(jié)物將造成土質(zhì)變松、含水量孔隙比增大,壓縮模量、承載力降低,給巖土工程基礎(chǔ)選擇、處理帶來(lái)較大的麻煩。
五、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,水文地質(zhì)工作在建筑物持力層選擇、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、工程地質(zhì)災(zāi)害防治等方面都起著重要的作用,隨著工程勘察的發(fā)展,將受到越來(lái)越廣泛的重視,切實(shí)做好水文地質(zhì)工作將對(duì)勘察水平的提高起著極大的推動(dòng)作用。
一、工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)評(píng)價(jià)內(nèi)容
在工程勘察中,對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題的評(píng)價(jià),主要應(yīng)考慮以下內(nèi)容:
1、應(yīng)重點(diǎn)評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土體和建筑物的作用和影響,預(yù)測(cè)可能產(chǎn)生的巖土工程危害,提出防治措施。
2、 工程勘察中還應(yīng)密切結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類(lèi)型的需要,查明有關(guān)水文地質(zhì)問(wèn)題,提供選型所需的水文地質(zhì)資料。
3、 應(yīng)從工程角度,按地下水對(duì)工程的作用與影響,提出不同條件下應(yīng)當(dāng)著重評(píng)價(jià)的地質(zhì)問(wèn)題,如:(1)對(duì)埋藏在地下水位以下的建筑物基礎(chǔ)中水對(duì)砼及砼內(nèi)鋼筋的腐蝕性。(2)對(duì)選用軟質(zhì)巖石、強(qiáng)風(fēng)化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎(chǔ)持力層的建筑場(chǎng)地,應(yīng)著重評(píng)價(jià)地下水活動(dòng)對(duì)上述巖土體可能產(chǎn)生的軟化、崩解、脹縮等作用。在地基基礎(chǔ)壓縮層范圍內(nèi)存在松散、飽和的粉細(xì)砂、粉上時(shí),應(yīng)預(yù)測(cè)產(chǎn)生潛蝕、流砂、管涌的可能性。(3)當(dāng)基礎(chǔ)下部存在承壓含水層,應(yīng)對(duì)基坑開(kāi)挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進(jìn)行計(jì)算和評(píng)價(jià)。(4)在地下水位以下開(kāi)挖基坑,應(yīng)進(jìn)行滲透和富水試驗(yàn),并評(píng)價(jià)由于人工降水引起土體沉降、邊坡失穩(wěn)進(jìn)而影響周?chē)ㄖ锓€(wěn)定的可能性。
二、巖土水理性質(zhì)
巖土水理性質(zhì)是指巖士與地下水相互作用時(shí)顯示出來(lái)的各種性質(zhì)。巖土水理性質(zhì)與巖土的物理性質(zhì)都是巖:巖土的水理性質(zhì)不僅影響巖土的強(qiáng)度和變形,而且有些性質(zhì)還直接影響到建筑物的穩(wěn)定性。以往在勘察中對(duì)巖土的物理力學(xué)性質(zhì)的測(cè)試比較重視,對(duì)巖土的水理性質(zhì)卻有所忽視,因而對(duì)巖土工程地質(zhì)的評(píng)價(jià)是不夠全面的。巖土的水理性質(zhì)是巖土與地下水相互作用顯示出來(lái)的性質(zhì),下面首先介紹一下地下水的賦存形式及對(duì)巖土水理性質(zhì)的影響,然后再對(duì)巖土的幾個(gè)重要的水理性質(zhì)及研究測(cè)試方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。
1、地下水的賦存形式: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。
2、巖土的主要的水理性質(zhì)及測(cè)試辦法:(1) 透水性,是指水在重力作用下,巖土容許水透過(guò)自身的性能。松散巖上的顆粒愈細(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,巖上體的滲透系數(shù)可通過(guò)抽水試驗(yàn)求取。 (2) 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的性能,以給水度表示。給水度是含水層的幾個(gè)重要水文地質(zhì)參數(shù),也影響場(chǎng)地疏時(shí)間。給水度一般采用實(shí)驗(yàn)室方法測(cè)定。(3) 脹縮性,是指巖土吸水后體積增大,失水后體積減小的特性,巖土的漲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。(4) 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,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(lèi)成因的粘性上層、泥巖、頁(yè)巖、泥質(zhì)砂巖等均普遍存在軟化特性。 (5) 崩解性,是指巖浸水濕化后,由于土粒連接被削弱,破壞,使土體崩敞、解體的特性。
三、地下水引起的巖土工程危害
地下水引起的巖土工程危害,主要是由于地下水位升降變化和地下水動(dòng)水壓力作用兩個(gè)方面的原因造成的。
1、地下水升降變化引起的巖土工程危害。地下水位變化可由天然因素或人為因素引起,但不管什么原因,當(dāng)?shù)叵滤坏淖兓_(dá)到一定程度時(shí),都會(huì)對(duì)巖土工程造成危害,地下水位變化引起危害又可分為三種方式:
(1)水位上升引起的巖土工程危害。潛水位上升的原因是多種多樣的,其主要受地質(zhì)因素如含水層結(jié)構(gòu)、總體巖性產(chǎn)狀;水文氣象因素如降雨量、氣溫等及人為因素如灌溉、施工等的影響,有時(shí)往往是幾種因素的綜合結(jié)果。由于潛水面上升對(duì)巖土工程可能造成:①地下洞室充水淹沒(méi),基礎(chǔ)上浮,建筑物失穩(wěn)。②引起粉細(xì)砂及粉土飽和液化、出現(xiàn)流砂,管涌等現(xiàn)象。③一些具特殊性的巖土體結(jié)構(gòu)破壞、強(qiáng)度降低、軟化。④斜坡、河岸等巖土體巖產(chǎn)生滑移、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象。⑤土壤沼澤化、鹽漬化,巖土及地下水對(duì)建筑物腐蝕性增強(qiáng)。
(2) 地下水位下降引起的巖土工程危害。地下水位的降低多是由于人為因素造成的,如集中大量抽取地下水.采礦活動(dòng)中的礦床疏干以及上游筑壩,修建水庫(kù)截奪下游地下水的補(bǔ)給等。地下水的過(guò)大下降,常常誘發(fā)地裂、地面沉降、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害以及地下水源枯竭、水質(zhì)惡化等環(huán)境問(wèn)題,對(duì)巖土體、建筑物的穩(wěn)定性和人類(lèi)自身的居住環(huán)境造成很大威脅。
(3)地下水頻繁升降對(duì)巖土工程造成的危害。地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產(chǎn)生不均勻的脹縮變形,當(dāng)?shù)叵滤殿l繁時(shí).不僅使巖上的膨脹收縮變形往復(fù),而且會(huì)導(dǎo)致巖土的膨脹收縮幅度不斷加大,進(jìn)而形成地裂引起建筑物特別是輕型建筑物的破壞。地下水升降變動(dòng)帶內(nèi)由于地下水的滲透,會(huì)將土層中的鐵、鋁成分淋失,土層失去膠結(jié)物將造成土質(zhì)變松、含水量孔隙比增大,壓縮模量、承載力降低,給巖土工程基礎(chǔ)選擇、處理帶來(lái)較大的麻煩。
2、地下水動(dòng)壓力作用引起巖土工程危害。地下水在天然狀態(tài)下動(dòng)水壓力作用比較微弱,一般不會(huì)造成什么危害,但在人為工程活動(dòng)中由于改變地下水天然動(dòng)力平衡條件,在移動(dòng)的動(dòng)水壓力作用下,往往會(huì)引起一些嚴(yán)重的巖土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成條件和防治措施在有關(guān)的工程地質(zhì)文獻(xiàn)已有較詳細(xì)的論述,這里不再重復(fù)。
四、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,水文地質(zhì)工作在建筑物持力層選擇、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、工程地質(zhì)災(zāi)害防治等方面都起著重要的作用,隨著工程勘察的發(fā)展,將受到越來(lái)越廣泛的重視,切實(shí)做好水文地質(zhì)工作將對(duì)勘察水平的提高起著極大的推動(dòng)作用。
參考文獻(xiàn):
[1]陳雁.水文地質(zhì)之路[J].中煤地質(zhì)報(bào),2009.
[2]郭永海,王駒.高放廢物地質(zhì)處置中的地質(zhì)、水文地質(zhì)、地球化學(xué)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2007.
1 工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)評(píng)價(jià)內(nèi)容
在工程勘察中,對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題的評(píng)價(jià),主要應(yīng)考慮以下內(nèi)容:
1.1 應(yīng)重點(diǎn)評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土體和建筑物的作用和影響,預(yù)測(cè)可能產(chǎn)生的巖土工程危害,提出防治措施。
1.2 工程勘察中還應(yīng)密切結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類(lèi)型的需要,查明有關(guān)水文地質(zhì)問(wèn)題,提供選型所需的水文地質(zhì)資料。
1.3 應(yīng)從工程角度,按地下水對(duì)工程的作用與影響,提出不同條件下應(yīng)當(dāng)著重評(píng)價(jià)的地質(zhì)問(wèn)題,如:①對(duì)埋藏在地下水位以下的建筑物基礎(chǔ)中水對(duì)砼及砼內(nèi)鋼筋的腐蝕性。②對(duì)選用軟質(zhì)巖石、強(qiáng)風(fēng)化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎(chǔ)持力層的建筑場(chǎng)地,應(yīng)著重評(píng)價(jià)地下水活動(dòng)對(duì)上述巖土體可能產(chǎn)生的軟化、崩解、脹縮等作用。在地基基礎(chǔ)壓縮層范圍內(nèi)存在松散、飽和的粉細(xì)砂、粉上時(shí),應(yīng)預(yù)測(cè)產(chǎn)生潛蝕、流砂、管涌的可能性。③當(dāng)基礎(chǔ)下部存在承壓含水層,應(yīng)對(duì)基坑開(kāi)挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進(jìn)行計(jì)算和評(píng)價(jià)。④在地下水位以下開(kāi)挖基坑,應(yīng)進(jìn)行滲透和富水試驗(yàn),并評(píng)價(jià)由于人工降水引起土體沉降、邊坡失穩(wěn)進(jìn)而影響周?chē)ㄖ锓€(wěn)定的可能性。
2 巖土水理性質(zhì)
巖土水理性質(zhì)是指巖士與地下水相互作用時(shí)顯示出來(lái)的各種性質(zhì)。巖土水理性質(zhì)與巖土的物理性質(zhì)都是巖:巖土的水理性質(zhì)不僅影響巖土的強(qiáng)度和變形,而且有些性質(zhì)還直接影響到建筑物的穩(wěn)定性。以往在勘察中對(duì)巖土的物理力學(xué)性質(zhì)的測(cè)試比較重視,對(duì)巖土的水理性質(zhì)卻有所忽視,因而對(duì)巖土工程地質(zhì)的評(píng)價(jià)是不夠全面的。巖土的水理性質(zhì)是巖土與地下水相互作用顯示出來(lái)的性質(zhì),下面首先介紹一下地下水的賦存形式及對(duì)巖土水理性質(zhì)的影響,然后再對(duì)巖土的幾個(gè)重要的水理性質(zhì)及研究測(cè)試方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。
2.1 地下水的賦存形式: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。
2.2 巖土的主要的水理性質(zhì)及測(cè)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,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(lèi)成因的粘性上層、泥巖、頁(yè)巖、泥質(zhì)砂巖等均普遍存在軟化特性。②透水性,是指水在重力作用下,巖土容許水透過(guò)自身的性能。松散巖上的顆粒愈細(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,巖上體的滲透系數(shù)可通過(guò)抽水試驗(yàn)求取。 ③崩解性,是指巖浸水濕化后,由于土粒連接被削弱,破壞,使土體崩敞、解體的特性。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的性能,以給水度表示。給水度是含水層的幾個(gè)重要水文地質(zhì)參數(shù),也影響場(chǎng)地疏時(shí)間。給水度一般采用實(shí)驗(yàn)室方法測(cè)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,巖土的漲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。
3 地下水引起的巖土工程危害
地下水引起的巖土工程危害,主要是由于地下水位升降變化和地下水動(dòng)水壓力作用兩個(gè)方面的原因造成的。
3.1 地下水升降變化引起的巖土工程危害。地下水位變化可由天然因素或人為因素引起,但不管什么原因,當(dāng)?shù)叵滤坏淖兓_(dá)到一定程度時(shí),都會(huì)對(duì)巖土工程造成危害,地下水位變化引起危害又可分為三種方式:
3.1.1 水位上升引起的巖土工程危害。潛水位上升的原因是多種多樣的,其主要受地質(zhì)因素如含水層結(jié)構(gòu)、總體巖性產(chǎn)狀;水文氣象因素如降雨量、氣溫等及人為因素如灌溉、施工等的影響,有時(shí)往往是幾種因素的綜合結(jié)果。由于潛水面上升對(duì)巖土工程可能造成:①土壤沼澤化、鹽漬化,巖土及地下水對(duì)建筑物腐蝕性增強(qiáng)。②斜坡、河岸等巖土體巖產(chǎn)生滑移、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象。③一些具特殊性的巖土體結(jié)構(gòu)破壞、強(qiáng)度降低、軟化。④引起粉細(xì)砂及粉土飽和液化、出現(xiàn)流砂,管涌等現(xiàn)象。⑤地下洞室充水淹沒(méi),基礎(chǔ)上浮,建筑物失穩(wěn)。
3.1.2 地下水位下降引起的巖土工程危害。地下水位的降低多是由于人為因素造成的,如集中大量抽取地下水.采礦活動(dòng)中的礦床疏干以及上游筑壩,修建水庫(kù)截奪下游地下水的補(bǔ)給等。地下水的過(guò)大下降,常常誘發(fā)地裂、地面沉降、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害以及地下水源枯竭、水質(zhì)惡化等環(huán)境問(wèn)題,對(duì)巖土體、建筑物的穩(wěn)定性和人類(lèi)自身的居住環(huán)境造成很大威脅。
3.1.3 地下水頻繁升降對(duì)巖土工程造成的危害。地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產(chǎn)生不均勻的脹縮變形,當(dāng)?shù)叵滤殿l繁時(shí).不僅使巖上的膨脹收縮變形往復(fù),而且會(huì)導(dǎo)致巖土的膨脹收縮幅度不斷加大,進(jìn)而形成地裂引起建筑物特別是輕型建筑物的破壞。地下水升降變動(dòng)帶內(nèi)由于地下水的滲透,會(huì)將土層中的鐵、鋁成分淋失,土層失去膠結(jié)物將造成土質(zhì)變松、含水量孔隙比增大,壓縮模量、承載力降低,給巖土工程基礎(chǔ)選擇、處理帶來(lái)較大的麻煩。