论岩土工程勘察中的水文地质问题.pdf

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1、论岩土工程勘察中的水文地质问题论岩土工程勘察中的水文地质问题摘要：本文结合作者多年的工作经验,探讨了地下水的类型及其特征,提出了地下水引起的岩土工程的危害 ,并进行了解决方法和思路的探讨。关键词：岩土工程勘察；水文地质；地下水危害；问题中图分类号：P641.72 文献标识码：A 文章编号：引言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

2、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， 从而会引发各第 1 页 共 7 页种岩土工程灾害。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

3、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。本文结合自己多年的工作经验， 通过实例提出了传统地下水测量方法在岩土工程中产生的一些问题及原因分析， 并探讨了解决方法和思路。 1岩土工程勘察中的水文地质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

4、包括以下几个方面： 1.1 应着重评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响，预测可能产生的岩土工程危害，提出防治措施。 1.2在进行工程勘察时还应密切结合建筑物地基基础类型的需要，查明有关水文地质问题，提供选型所需的水文地质资料。 1.3 在查明地下水的天然状态和天然条件下的影响的前提下，更重要的是分析预测在人为工程活动中地下水的变化情况， 及对岩土体和建筑物的反作用。 1.4 岩土工程勘察中的水文地质评价内容，应根据工程特点、气候条件等，分析地下水位、水质及动态变化产生的对岩土体及建筑物第 2 页 共 7 页的力学作用和物理、化学作用。 2岩土主要的水理性质及其测试办法 2.1 岩土的水理性质

5、 (1)软化性是指岩体和土体受水浸润后，其稳定性和强度降低的性质，并用软化系数来表示。 (2)透水性体现了岩体透过水的能力，一般用透水系数表示。 (3)崩解性指岩体经水作用后，溶解于水的程度，通过溶解度表示。 (4)给水性腱示了岩体和土体在势能存在下向外部环境释放水量的能力，用给水度表示。 (5)胀缩性就是岩体受水作用后，本身体积的变化，一般用膨胀系数表示。 2.2 岩土水理性质的测试办法 (1)土层的取样与测试一般土样的质量取决于土层的被扰动程度， 这种扰动存在与取样前、中、后，直至试样制备的整个过程中。在取样之前，首先应对土层进行鉴别，确定土体的被扰动情况，是不扰动，轻微扰动，显著扰动，还

6、是完全扰动；然后根据士体状况，选择合适的取样工具进行取样操作。对试样进行检测，一般要进行载荷、静力、动力、旁压、剪切、渗透性等性能的检测。 (2)岩体的取样与测试岩体的取样关键是对岩心的获取。 所谓岩芯就是指准确的从最空第 3 页 共 7 页只能够获得的能够全面代表相应岩层的岩柱， 对岩芯的采取率不应低于 8 0。在采取岩芯时，应尽量保证其完整性，防止出现破碎和扰动，并做到不受外物的污染和侵蚀。在对试样的检测上，与土层相类似，同样要进行载荷、静力、动力、旁压、剪切、渗透性等方面的检测。 3地下水变化引起的岩土工程问题引起地下水位变化的主要是天然因素或人为因素引起的， 但不管什么原因，当地下水位

7、的变化达到一定程度时， 都会对岩土工程造成危害，岩石力学性质会随着水位的变化而变化，形成如图（1）所示的曲线特征，地下水位变化引起危害又可分为3 种方式。图（1） 3.1 地下水位上升引起的岩土工程危害水位上升引起的岩土工程危害。 造成潜水位上升的原因是多种多样的，其主要是受地质因素如含水层结构、 总体岩性产状水文气象因素（如降雨量、气温等）的影响，有时往往是几种因素的综合结果。如图（2）由于潜水面上升对岩土工程可能出现以下的情况：图（2） (1)浅基础地基的承载能力降低在不同基础形式下，通过对不同类型的粘性土或砂性+地基，运用极限荷载理论分析了不同地下水位的上升情况对地基承载能力的影响结果，

8、发现不管是粘性土或是砂性土质， 其实际承载能力都将随着地下水位的上升而减小。而粘性土地基内部存在粘聚力作用， 使得第 4 页 共 7 页其承载能力下降较小，最大的下降率在 45-5 5，但砂性土的最大下降率则达到了 70左右。 (2)岩土产生滑移、变形、崩塌试问现象在河边、斜坡、河谷等地带进行工程项目施工建设时，要特别重视地下水位变化对建筑稳定性的影响。 在地下水位上升时，岩体和土体的浸润程度和范围增大，这样将使得岩土被水饱和软化， 并造成其抗剪强度的降低；而在地下水回流的时候，将可能对岩土产生潜蚀作用，使其结构和强度遭到破坏：且在地下水位的升降变化汇总页会增大冻水压力，这些都将会引起岩土的滑

9、移、变形和崩塌现象。 (3)建筑物震陷加剧对于饱和的疏松细粉砂地基， 地下水位的上升会促使液化震陷的动荷因素和结果放大，使得建筑物附加沉降加剧。对于柔软的粘性土层，地下水位的上升不但增加了其饱和度， 而且增大了土体的饱和范围，从而造成了士体的静强度降低，因此，在地震作用下，岩土将会产生瞬问塑性剪切破坏，并产生极大的剪切变形。 3.2 地下水位下降引起的岩土工程危害 (1)地面沉降原因主要是地下水的过量开采， 且发现地面沉降的区域与区域降落漏斗的中主心区域相一敛。 对于未固结的松散岩层，特别是当细粒与粗粒相间成层刚，地下水位下降极易发生地面沉降。可见，地下水位下降引起的岩土工程问题越来越成为一个

10、亟待解决的问题。 (2)地下水枯竭、水质恶化第 5 页 共 7 页我国地表水丰富但分布及其不均，使得可利用水源变得的相对紧缺， 所以经常造成了各地对地下水的过量开采。 根据一些文献研究，发现当地下水资源的开采量小于该开采条件下的补给量， 由开采而消耗的地下水将能够得到补充， 水资源就可以源源不断的开采下去； 但是，如果地下水的开采量超过了该开采条件下的地下水补给量， 就需要消耗含水层中的地下水进行补充，这样会引起地下水水位的降低，并形成区域降落漏斗。倘若长期进行地下水的超量开采， 造成区域漏斗的不断扩大与加深，那么地下水资源将会逐渐减少，甚至枯竭，并会增大水中的有害离子，造成水体的矿化度刑高。

11、 (3)海水入侵、腐蚀性增强在自然状态下， 滨海的淡水含水层与海水一般处于相对平衡的状态。淡的地下水受大气降水补给，并在含水层中运动排入大海。尽管地下淡水与海水所占的位置会随着补给量的大小而产生进退运动， 但总体还是处于一种相对稳定的动态平衡状态。 如果对地下水的开采量过大，地下水排泄到大海中的水量将会减少， 那么这种动态平衡将会被打破，造成海水不断向陆地部分推进，使得淡水水质变成，并加强了水的腐蚀性。 3.3 地下水位频繁升降对岩土工程造成的危害对于存在膨胀性岩体和士体的地区， 地下水由于为裂隙水和上层滞水， 所以很难有统一的地下水位 并且对早、 雨季的变化比较敏感。地下水位的季节性升降变化

12、， 会造成膨胀性岩体和土体的非均匀膨胀收缩变化；在水位上升过程中，地下水将浸润岩体和土体，使得其被第 6 页 共 7 页水解、软化、膨胀，造成岩土结构的变化和强度的降低。如果地下水位的升降频率过快或是幅度变化较大， 将会使得岩土的膨胀收缩往复，且幅度加大，最终造成岩土的稳定性变差，极易出现工程地质灾害。 4结论总而言之，在岩土工程勘察中，地下水占有相当重要的地位和作用。在勘测实践中，需要对地下水进行全面的了解和分析，并采取适当的措施，将地下水对建筑物的影响降到最低。 文章着重探讨分析了地下水问题在岩土工程勘察中的重要性， 希望能够引起人们对这一问题的进一步关注，能够对实践起到指导作用。参考文献： 1 宋赞工程勘察中的水文地质问题不容忽视科技咨询导报2007. 3 杨振水地下水对地方岩土工程的影响研究科教论坛2008. 4 高大钊岩土工程勘察与设计人民交通出版社2010.第 7 页 共 7 页