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地下水的重要性范文1
關鍵詞:地下水問題;巖土工程勘察;水位;滲透參數;水位變化幅度
Abstract: the investigation of groundwater in geotechnical engineering investigation in a very important position and role. In geotechnical engineering, need the groundwater level are measured, and analyzes the water level and to the harm of geotechnical engineering. This paper analyzes the problems of groundwater in geotechnical engineering, the importance of geotechnical engineering from groundwater cause of the harm of analysis, this paper analyzes the groundwater water level of determination and variation of groundwater and corrosion resistance, and corrosion prevention of groundwater puts forward the relevant measures. Hope to be able to cause people to this problem of further attention, can play a guiding role in practice.
Keywords: groundwater problems; Geotechnical engineering; Water; Penetration parameters; Water level change range
中圖分類號:K826.16文獻標識碼:A 文章編號:
一、引言
巖土工程勘察對建筑物的地基選定和房屋建設具有重要的作用,而地下水問題是巖土工程勘察的重要方面之一,它不僅對巖土的性質和形狀產生重要的影響,還對建筑物的穩定性和持久性產生重要的影響。因此,在建筑物的設計中,需要考慮地下水對建筑物的作用和影響,重視對地下水的勘測,并采取相應的措施,以減少地下水對建筑物的不利影響。
二、地下水引起的巖土工程危害
地下水對巖土工程的影響,主要是由于地下水位的變化和水壓的變化所引起的。其中,水位的變化主要表現為上升、下降和水位的頻繁升降。水位的變化有可能會對建筑物產生破壞,導致巖土發生變形。此外,人們在建筑工程施工中,可能會改變地下水的天然動力平衡條件,對建筑工程產生嚴重的危害,比如發生流沙、管涌、基坑突涌等現象,對工程造成嚴重的影響,影響建筑工程的質量。
三、地下水水位的測定與變化幅度
1、地下水的測定。根據相關的規定,底層的滲透性決定穩定水位的時間間隔,在一般的情況下,對沙土和碎石土需要大于或者等于半小時,而對于粉土和粘性土則需要大于或者等于八小時。地下水水位的穩定時間受到地層滲透性差異的影響。如果在建筑施工的時候采用泥漿鉆進方法,穩定水位的時間則更長,如果在工程鉆探施工結束后,馬上對穩定水位進行測量,必然會產生數據不準確、不可靠的現象。為了解決這個問題,需要在場地鉆探結束的二十四小時后再測量靜止水位,從而得到準確的數據。
2、地下水變化幅度。同地表水一樣,地下水水位也有豐水期和枯水期之分。在勘測中,如果是豐水期,就可以較好的勘測出地下水對建筑物的影響,從而在施工中采取恰當的措施。但是,如果勘測的時候是枯水期,就很難預測豐水期水位的漲幅,在施工中,如何防水,將水位上漲對工程建筑的影響降到最小是比較難以處理的問題。在實踐中,很多的部門和施工單位對此都無計可施。
第一、地下水位上升。水位上升會對建筑工程產生很多的不利影響,比如,降低建筑工程的地基承載力、加劇砂土液化、使土壤發生變形,出現沼澤化現象等。同時,地下水位上升還會使巖土發生變形。
第二、地下水位下降。同水位上升一樣,地下水水位下降也會對建筑工程產生不利影響,如引起地面下沉、地表塌陷、海水滲透、地面裂縫等問題。這些問題會嚴重影響建筑物,對其產生很多的不利影響。
3、巖土層滲透系數的測定。巖土層滲透系數是各種降水方法的重要指標,他的取值不僅會影響降水工程的設計,還會影響降水方法的選擇,會對降水效果產生重要的影響。在工程建設的實踐中,由于需要開挖深基坑,需要降水,滲透系數的作用越來越大,適用范圍也越來越廣。在滲透系數的求值中,如果采用現場注水實驗和室內實驗,所得到的結果不能令人滿意,往往會存在很大的誤差。盡管野外試驗所得到的數據比較準確,但是它所耗費的時間長,所消耗的費用比較高,因而在工程勘察的實踐中運用得比較少,一般來說不被廣泛采用,而采用較多的是經驗值。在工程勘察和建設中,對巖土層滲透系數的測定需要采取適當的方法,要對室內試驗、現場注水試驗和經驗值進行比較,尋找最佳的方法。通常情況下,以現場注水試驗為主。
四、地下水的腐蝕性
地下水的類型具有多種多樣,水位的變化受到水文條件的影響,并隨著降水量的不同而有季節性的變化。同地表水一樣,地下水也有腐蝕性,主要原因是地下水的某種礦物含量過高。當地下水受到污染,某種化學成分過高,它同樣會有腐蝕性。在進行巖土工程勘察和建筑工程設計中,需要對地下水的腐蝕性進行考慮。通過對地下水的測量和分析,發現下層地下水比上層地下水的礦化度更高,腐蝕性更強。研究表明,深度小于十五米的地下水,其水質正?;蛘呱韵?,腐蝕性較弱。而深度大于十五米的地下水,其水質稍咸或者特咸,腐蝕性較強。
1、地下水腐蝕性對建筑物的危害性。第一、地下水化學成分腐蝕建筑物。化學成分含量過高,地下水便會腐蝕混凝土、管道、可溶性石材、鋼鐵構件等等。第二、地下水或者土壤中的鹽類腐蝕建筑物。地下水或者土壤中的鹽類會加快混凝土在腐蝕介質中的腐蝕速度,使建筑物的使用壽命縮短。第三、地下水的二氧化硫腐蝕建筑物。如果地下水的二氧化硫含量過高,對建筑物會有很大的危害性。如果地下水位較高,地下水的二氧化硫含量高,建筑物長時間處于腐蝕的環境之中,必然影響建筑物的穩定性和持久性。
2、防治措施。降低、防治地下水對建筑物的腐蝕需要采取多種措施。第一,需要防治地下水污染,減少工業污染物的排放和生活污水的排放,對工業污染物進行合理的回收和加工利用,采取恰當的措施對污水進行處理,防治地下水污染。第二、對混凝土采取良好的防腐措施。優化混凝土的水泥品質,水泥用量和水灰比。對于受腐蝕嚴重的部分,利用樁基礎進行防腐,同時采取適當的措施,如將瀝青涂于表面,采用高分子樹脂等,加強對樁身的防腐工作。
四、結束語
總而言之,在巖土工程勘察中,地下水占有相當重要的地位和作用。在勘測實踐中,需要對地下水進行全面的了解和分析,并采取適當的措施,將地下水對建筑物的影響降到最低。文章著重探討分析了地下水問題在巖土工程勘察中的重要性,希望能夠引起人們對對這一問題的而進一步關注,能夠對實踐起到指導作用。
參考文獻:
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地下水的重要性范文2
關鍵詞:工程地質;地質勘察;水文地質
中圖分類號:P62 文獻標識碼:A
一.引言
水文地質在工程中主要用于研究地下水質形成、分布、運動規律,物理、化學性質以及同其他水體的相互關系,是一種研究地下水的科學。隨著科學的發展和生產建設的需要,水文地質學又分為區域水文地質學、地下水動力學、水文地球化學、供水水文地質學、礦床水文地質學、土壤改良水文地質學等分支學科。在進行施工的過程中,進行水文地質勘察可以有效降低或消除在施工中的不安全因素,提高工程施工的效果。對工程地質具有非常重要的意義。
二.水文地質問題在工程地質勘察中的重要性
工程勘察是結構設計的重要依據,其質量的好壞直接影響到工程結構設計的安全。水文地質問題是工程勘察的重要問題,其重要性不容忽視。水文地質和工程地質二者關系極為密切,互相聯系和互相作用。地下水既是巖土體的組成部分,又是直接影響巖土體工程特性的重要因素,并且對基礎工程及建筑物的穩定性和耐久性具有一定影響。但往往易于被忽視,因為在實際的勘察工作中,在勘探成果內因為很少直接涉及水文參數的利用,水文地質問題往往只被認為是象征性的工作,在勘察中大多只是簡單地對天然狀態下的水文地質條件作一般性評價。水文地質問題應引起高度重視,為提高工程勘察質量,在勘察中加強水文地質問題的研究是十分必要的。在一些水文地質條件較復雜的地區,由于工程勘察中對水文地質問題研究不深入,設計中又忽視了水文地質問題,經常發生由地下水引發的各種巖土工程危害問題,令勘察和設計處于艱難的境地。在工程勘察中不僅要求查明與巖土工程有關的水文地質問題,評價地下水對巖土體和建筑物的作用及其影響,更要提出預防及治理措施的建議,為設計和施工提供必要的水文地質資料,以消除或減少地下水對巖土工程的危害。要查明地下水與周邊環境的關系,如地下水的補給、排泄條件、地表水與地下水的補排關系及其對地下水位的影響,周邊是否存在地下水和地表水的污染源及其可能的污染程度。地下水是重要的地質應力,其剝蝕作用和搬運作用對地表的巖土體具有強烈的破壞作用,因而是一種非常重要的外動力地質作用。工程勘察中切實做好水文地質工作將有效地減少或消除地下水對工程建筑和人類生產生活的危害,同時也對勘察水平的提高起著極大的推動作用。水文地質勘察是研究水文地質的主要手段,水文地質勘察的主要任務就是運用各種不同的勘察手段,來查明區域內基本的水文地質情況,解決一定的水文地質問題,為工程地質勘察提供基礎資料。
工程地質勘察中水文地質評估內容在以往的工程勘察報告中,由于缺少結合基礎設計和施工需要評價地下水對巖土工程的作用和危害在很多地區已發生多起因地下水造成基礎下沉和建筑物開裂傾斜的質量事故。
例如:某工程擬建辦公樓1幢(18-19F)、酒店公寓1幢(16-18F)及地下車庫一座(1F),總建筑面積43987m2。擬建場地西側有道路,南側40m有一住宅小區,層數為1+5+1F,采用CFG樁復合地基基礎,東側及北側為空地,但東側空地后規劃成與本工程性質相近的商業用房及地下車庫。
本工程基坑設計及施工采用鉆孔排狀支護+水泥土止水+坑內井點降水方案,止水深度為自然地面下14.50m,井點降水深度為自然地面下13.00m,而東側基坑施工后通常采用鉆孔樁+水泥土止水+坑內井點降水方案,但井點降水浮度為自然地面下18.00m,由于相鄰場地為粉砂為同一含水層,由于東側場地降水浮度比西側降水浮度深,基坑施工排水后,造成降落漏斗,造成淤泥質粉質粘土的再回傳,再壓縮,造成南側靠近道路1+5+1F住宅發生傾斜。
此案例說明了,由于對地下水的輕視,在基坑設計中疏忽大意,未進行全面了解該場地的水文地質環境對巖土層的地質情況的影響,使基坑降水高差過大至使臨近建筑物受損。通過此案例充分說明了了解地下水的水文情況與地質情況相結合重要的作用。
總結以往的經驗和教訓,我認為在今后在工程勘察中,對水文地質問題的評價主要考慮以下內容:(1)應重點評價地下水對巖土體和建筑物的作用和影響,預測可能產生的巖土工程危害,提出防治措施。(2)工程勘察密切結合建筑物地基基礎類型的需要,查明有關水文質問題,提供選型所需的水文地質資料。(3)應從工程角度,按地下水對工程的作用與影響,提出不同條件下應當著重評價的地質問題,如:對埋藏在地下水位以下的建筑物基礎中水對砼及砼內鋼筋的腐蝕性;對選用軟質巖石、強風化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎持力層的的建筑場地,應著重評價地下水活動對上述巖土體可能產生的軟化、崩解、脹縮等作用;在地基基礎壓縮層范圍內存在松散、飽和的粉細砂、粉土時,應預測不良因素液化的產生,液化形式主要以潛蝕、流砂、管涌形式出現;當基礎下部存在承壓含水層,應對基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進行計算和評價;在地下水位以下開挖基坑,應進行滲透和富水性試驗。并評價由于人工降水引起土動沉降,邊坡失穩進而影響建筑物穩定性的可能。滲透系數是含水層的一個重要參數,當計算水井出水量、水庫滲漏量時都要用到滲透系數數值。滲透系數的測定方法很多,可以歸納為野外測定和室內測定兩類。室內測定法主要是對從現場取來的試樣進行滲透試驗。野外測定法是依據穩定流和非穩定流理論,通過抽水試驗(在水井中抽水,并觀測抽水量和井水位)等方法,求得滲透系數。在各向異性介質中,滲透系數以張量形式表示。滲透系數愈大,巖石透水性愈強。強透水的粗砂礫石層滲透系數>10m/s;弱透水的亞砂土滲透系數為1~0.01m/s;不透水的粘土滲透系數
三.水文地質對巖土工程的影響
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合水、毛細管水和重力水三種,其中結合水又可分為強結合水和弱結合水兩種;巖土的主要的水理性質及其測試辦法有五種:軟化性;透水性;崩解性;給水性;脹縮性。軟化性是指巖土體浸水后, 力學強度降低的特性,一般用軟化系數表示,它是判斷巖石耐風化、耐水浸能力的指標。在巖石層中存在易軟化巖層時,在地下水的作用下往往會形成軟弱夾層。各類成因的粘性土層、泥巖、頁巖、泥質砂巖等均普遍存在軟化特性;透水性是指水在重力作用下,巖土容許水透過自身的性能。松散巖土的顆粒愈細、愈不均勻,其透水性便愈弱。在建筑工程的地基內,當地下水位在基礎底面以下壓縮層范圍內發生變化時, 就能直接影響建筑物的穩定性。若水位在壓縮層范圍內上升時,軟化地基土,使其強度降低、壓縮性增大,建筑物可能產生較大的沉降變形若水位在壓縮層范圍下降時,巖土的自重應力增加,可能引起地基基礎的附加沉降,如果土質不均勻或地下水位的突然下降也可能使建筑物發生變形破壞。例如:
1.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,采礦活動中的礦床疏干以及上游筑壩,修建水庫截奪下游地下水的補給等。地下水的過大下降,常常誘發地裂、地面沉降、地面塌陷等地質災害以及地下水源枯竭、水質惡化等環境問題,對巖土體、建筑物的穩定性和人類自身的居住環境造成很大威脅。
2.地下水頻繁升降對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生不均勻的脹縮變形,當地下水升降頻繁時,不僅使巖土的膨脹收縮變形往復,而且會導致巖土的膨脹收縮幅度不斷加大,進而形成地裂引起建筑物特別是輕型建筑物的破壞。地下水升降變動帶內由于地下水的積極交替,會將土層中的膠結物(如鐵、鋁等)成分流失,土層失去膠結物將造成土質變松、含水量孔隙比增大,壓縮模量、承載力降低,給巖土工程基礎選擇、處理帶來較大的麻煩。
3.地下水動壓力作用引起巖土工程危害。地下水在天然狀態下動水壓力作用比較微弱,一般不會造成什么危害,但在人為工程活動中由于改變地下水天然動力平衡條件,在移動的動水壓力作用下,往往會引起一些嚴重的巖土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。
四.結束語
在巖土工程問題中,地下水問題占有相當重要的位置,準確合理地查明地下水位,不僅使資料的可靠程度更高,而且可更好地用巖土體的潛在能力。能更好的預測、評價由于地下水位的變化所出現的巖土工程問題,提出有針對性的處理意見,使地質資料的可靠程度更高。因此,為提高工程勘察質量,在工程勘察中不僅要求查明與巖土工程有關地質問題,還應查明水文地質問題,以消除地下水對巖土工程的危害,隨著工程勘察的發展,其必將受到越來越廣泛的重視。
參考文獻:
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地下水的重要性范文3
關鍵詞:工程地質勘察;水文地質;環境影響
水文地質問題在巖土工程勘察和施工中始終是一個極為重要又常被忽略的問題。地下水既是構成巖土體的重要組成部分,直接影響巖土體的工程特性,又是基礎工程中的重要環境要素,成為改變巖土體特征的因素之一,直接影響建筑物的穩定性和耐久性。由于工程勘察中對水文地質條件調查、研究的不深入以及沒有足夠的重視,導致地下水引起的各種巖土工程危害時有發生。為此,正確評價地下水對巖土工程和建筑物的影響,避免其對工程造成不必要的損失和危害。
1水文地質勘察的內容
在以往常規的巖土工程勘察中,由于缺少結合基礎設計和施工需要評價地下水對巖土工程的作用和危害,在很多地區已發生多起因地下水造成的建筑基礎下沉及建筑物開裂的質量事故。針對過去的經驗和教訓,在以后的水文地質勘察中應主要考慮巖土的水理性質對建筑工程施工地區的水文地質問題做出客觀評價。與巖土的物理性質相類似,巖土的水理性質也是巖土工程地質性質的重要標志。巖土水理性質指的是巖土與地下水之間相互作用而顯現出來的一些性質,會直接影響到巖土的強度,進而影響到建筑工程的穩定性。過去的勘察工作往往比較重視巖土的物理力學性質,而水文地質勘察往往被當做一種象征性的工作,繼而忽略了對巖土水理性質的重要性,所以對巖土工程地質性質的評價不夠全面。
2 水文地質勘察的重要性
水文地質勘察是工程地質中一個非常重要的方面,對地下水正確的分析和評價,不僅關系到建筑工程的順利施工和正常使用,而且關系到人民群眾的生命財產安全。它可以分析地下水對建筑工程地區巖土工程地質性質的影響,作出客觀的評價和預測。在建筑施工過程中,應避免地下水對巖土工程造成危害。水文地質勘察的重要性體現在以下幾方面。
2.1 地下水位變化引起的巖土工程危害
地下水位變化包括地下水位上升、地下水位下降、地下水位頻繁升降三個方面。地下水位頻繁升降對巖土工程造成的危害主要包括可能引起建筑物的破壞和膨脹性巖土脹縮變形。
在天然條件下地下水位一般是季節性變化,雨季水位上升,旱季水位下降。這種天然變化是區域性的,漸變的,而且變化幅度較小。但是,人為因素引起的局部性地下水位升降變化往往比自然變化的幅度大,導致的巖土工程危害也更加嚴重。地下水位的升降超過一定程度有可能引起粉土以及粉細砂飽和液化而出現流砂、管涌等現象;也可能導致土壤鹽漬化、沼澤化而腐蝕建筑物;一些具特殊性的巖土體結構破壞、強度降低、軟化;地下洞室充水淹沒,基礎上浮、建筑物失穩;地裂、地面沉降、地面塌陷等災害以及地下水源枯竭、水質惡化等環境問題,對巖土體、建筑物的穩定性和人類自身的居住環境造成很大的威脅。
2.2 地下水動水壓力作用引起的巖土工程危害
地下水在天然狀態下動水壓力作用比較微弱,但是在建筑工程活動當中,由于改變了地下水天然動力平衡條件,在一定的動水壓力作用下,也會導致一些后果嚴重的巖土工程危害。如管涌、流砂、基坑突涌等,造成安全隱患,并影響工程質量,所以需要及時做好這方面的水文地質勘察工作。當建議采用樁基時,應評價采用樁的適宜性;對樁的類型、平面布置、直徑、長度和樁基持力層,提出建議;對樁尖持力層的選擇進行論證;提出樁的側摩阻力和端阻力;提出單樁承載力的建議;在大面積堆載及欠壓密地區,尚應分析樁周土對樁的負摩阻力;對預制樁或沉管樁的沉樁可能性,進行論證;挖孔樁、鉆孔樁、沖孔樁的成孔工藝,成孔過程可能出現的問題及施工技術措施,樁的施工質量控制方法和要求;對樁基工程設計、施工、檢測、監測的其他建議;一般應提出以樁的靜載荷試驗驗證以確定單樁承載力的建議。
2.3地下水位對巖土物理力學性質的影響
地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產生不均勻的脹縮變形,嚴重者形成地裂,引起建筑物特別是低層或輕型建筑物的破壞。當地下水升降頻繁時或變化幅度大時,不僅使巖土的膨脹收縮變形往復,而且會導致巖土的膨脹收縮幅度加大。因此,在膨脹性巖土地區進行巖土工程勘察時應特別注意對場地水文地質條件的研究,特別是地下水在升降變化中的高度和變化規律,這對地基基礎深度的選擇(宜選在地下水位以上或地下水位以下,不宜選在地下水位變動帶內)有主要的參考價值。
在建筑工程的地基內,當地下水位在基礎底面以下壓縮層范圍內發生變化時,就能直接影響建筑物的穩定性。若水位在壓縮層范圍內上升時,軟化地基土,使其強度降低、壓縮性增大,建筑物可能產生較大的沉降變形,若水位在壓縮層范圍下降時,巖土的自重應力增加,可能引起地基基礎的附加沉降,如果土質不均勻或地下水位的突然下降也可能使建筑物發生變形破壞。
在地下水位以上、地下水位變動帶和地下水位以下,具有明顯的變化規律土體從上到下,有天然含水量、孔隙比由小一大一小,壓縮模量、承載力由大一小一大的變化規律。這是由于地下水位以上部位,經長期淋濾作用,鐵鋁富集,并對土顆粒起膠結和充填作用,增大了土粒間粘接力,往往形成“硬殼層”,因而含水、孔隙比小而壓縮模和承載力增高,而位于地下水位變動帶的土層,由于地下水積極交替,土中的鐵鋁成分淋失,土質變松,因而含水量、孔隙比增大,壓縮模量、承載力降低。位于地下水位以下的土層,由于地下水交替緩慢,氧化、水解作用減弱,加之上部土層的自重壓力作用,土質比較密實,因而含水量、孔隙比減小,壓縮模、承載力增高。
巖土物理力學性質的與地下水位之間有著非常密切的聯系,尤其是那些風化殘積土、軟質巖石以及不同成因的粘性土等。所以要高度重視地下水位對巖土物理力學變化的影響,做好預測和指導工作,避免建筑工程出現因工程地質問題而導致的質量安全事故。
3 結論
總結以往的經驗和教訓,在今后的工程勘察中,應對水文地質問題的評價主要考慮以下內容:一是應重點評價地下水對巖土體和建筑物的作用和影響,預測可能產生的巖土工程危害,提出防治措施。二是工程勘察密切結合建筑物地基基礎類型的需要,查明有關水文質問題,提供選型所需的水文地質資料。三是應從工程角度,按地下水對工程的作用與影響,提出不同條件下應當著重評價的地質問題,如:對埋藏在地下水位以下的建筑物基礎評價、水對砼及砼內鋼筋的腐蝕性;對選用軟質巖石、強風化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎持力層的的建筑場地,應著重評價地下水活動對上述巖土體可能產生的軟化、崩解、脹縮等作用;在地基基礎壓縮層范圍內存在松散、飽和的粉細砂、粉土時,應預測產生潛蝕、流砂、管涌的可能性;當基礎下部存在承壓含水層,應對基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進行計算和評價;在地下水位以下開挖基坑,應進行滲透和抽水試驗,并評價由于人工降水引起地面沉降、邊坡失穩進而影響建筑物穩定性的可能。
巖土工程問題中,地下水問題占有相當重要的位置,準確合理地查明地下水位,不僅使資料的可靠程度更高,而且可更好地利用巖土體的潛在能力。因此,為提高工程勘察質量,在工程勘察中不僅要求查明巖土工程問題,而且要查明與巖土工程有關的水文地質問題,以消除地下水對巖土工程的危害。隨著工程勘察的發展,其必將受到越來越廣泛的重視,切實做好水文地質工作將對勘察水平的提高起極大的推動用。
參考文獻
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[2] 田學君.淺析水文地質對工程地質勘察的影響[J].考試周刊,2010.
地下水的重要性范文4
關鍵詞:工程地質;勘查;水文地質;重要性
Abstract: The underground water level plays a very important role in the study of geotechnical engineering problems. Analysis of underground water level research, improve the reliability of engineering data be imperative. This paper mainly describes the importance of the hydrological geological problems of engineering survey, and the main evaluation content from hydrogeology, soil hydraulic properties and groundwater from geotechnical hazards three big aspects.
Key words: engineering geology; exploration; hydrogeology; importance
中圖分類號:P641.72 獻標識碼:文章編號:2095-2104(2013)1-0020-02
1 對水文地質評價內容的研究
很多工程質量事故的發生就是由于勘測報告分析不到位而產生的,質量事故以基礎下沉和建筑物開裂為主。由以往的工程勘測報告中分析得出,水文地質這方面的內容缺乏與基礎設計和施工實際需要的分析,從而造成質量事故的發生。本文分析結合了以往的經驗教訓,認為在今后工程勘測中對水文地質的評價應該著重從以下方面入手:①根據勘測結果,提出實際可行的預防措施。②工程勘測與實際建筑物地基類型相結合,具體分析地基問題,弄清與該地基相符合的水文地質情況,依據實際狀況提出水文地質資料。③以工程角度為出發點,分析地下水對工程的影響度,以實際情況評價地質問題。
2 對巖土水理性質的研究
對巖土水理性質的研究是不可缺少的,因為巖土水理性質與巖土的強度和變形相關聯,更為重要的是它的某方面性質能對建筑物的穩定性產生直接的影響。與巖土的物理性質一樣,巖土水理性質也是巖土極為重要的工程地質性質。由以往的勘查報告中分析得出,對巖土的物理力學性質的測試得到注意,但是卻忽略了同樣重要的巖土水理性質,所以對巖土工程地質性質的評價往往是片面的。巖土的水理性質是由巖土與地下水相互作用而顯示出來。以下是對地下水的賦存形式及對巖土水理性質的影響研究,然后再對巖土的重要水理性質和研究測試方法給予相關簡介。
地下水的賦存形式:地下水可以分為三種,第一種是結合水,第二種是毛細管水,第三種是重力水,其區分的依據是它們在巖土中的賦存形式。
軟化性、透水性、崩解性、給水性和脹縮性是巖土的五個主要水理性質及其測試辦法。軟化性可以用軟化系數表示,它可以有力的判斷巖石耐風化和耐水浸能力軟化特性普遍存在于粘性土層、泥巖、頁巖、泥質砂巖等。透水性是指水在重力作用下,巖土容許水透過自身的性能。透水性與巖土的顆粒大小和巖土的均勻狀況有關。滲透系數可以用來表示透水性,抽水試驗可求取出巖土體的滲透系數是多少。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。巖土的顆粒和礦物成分和礦物結構與巖土的崩解性密切相關。
給水性一般以水度表示,它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。給水度作為含水層的重要水文地質參數,場地疏干時間能產生巨大的影響。實驗室的方法能夠有效的測試出給水度。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合水膜吸水變厚,失水變薄造成的。地裂縫、基坑隆起一般是由巖土的脹縮性引起的。此外,巖土的脹縮性與地基變形和土坡表層穩定相關聯。膨脹率、自由膨脹率、體縮率、收縮系數等可以標定巖土的脹縮性。
3 對地下水引起的巖土工程危害的研究
地下水引起的巖土工程危害由兩大原因造成,它們分別是地下水位升降變化和地下水動水壓力作用。
3.1對地下水升降變化引起的巖土工程危害的研究。地下水位條件及其升降變化能夠對巖土工程造成一定的威脅,所以正確的分析和了解地下水位條件及其升降變化是非常關鍵的。地下水位的升高與降低與雨季和旱季密切相關。但是地下水位由雨季和旱季的影響的變幅較小,而相對應的人為對地下水位的影響范圍較大,且人為的地下水位的變化對工程的影響更為深遠。①水位上升對巖土工程產生的危害。潛水位上升主要是由于地質因素和水文氣象因素的交叉影響。潛水面上升能導致不良地質現象的發生,如山體滑坡、崩塌。此外,潛水面上升能增強地下水對建筑物的腐蝕性,甚至影響到土壤。②地下水位下降對巖土工程產生的危害。人為因素是地下水位下降的最主要和最關鍵性的因素?,F在很多人無限制的用地下水、不經過實際調查亂建水庫、無規劃性的大規模采礦,這些都能直接引起地下水位下降,從而引發一系列的問題?,F在經常可以看到大面積的地裂和地面快速下沉和地面無故坍塌等等自然災害,殊不知這些都是由于人為因素造成的地下水位下降引起的。更為嚴重的是地下水位下降使水資源減少、水質大大不如從前,這些環境問題給人類的持續和和諧發展、給建筑物的穩定性、給巖土體產生巨大的危害,并阻礙人類的進步與發展。
3.2 對地下水位對巖土物理力學性質產生的影響的研究。地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產生不均勻的脹縮變形,如果地下水升降變化嚴重,能夠直接導致地裂,并對低層的和結構輕型的建筑物產生破壞性的影響。所以,對膨脹性巖土地區的場地水文地質條件的研究是必不可少的。在勘測過程中,應該以研究勘測地區的水位升降的變化及其變化的規律為主。
在勘測調查研究中發現,地下水位在基礎底面以下壓縮層范圍內發生變化時能對建筑物的穩定性產生直接威脅,其地基在建筑工程的范圍之內。更糟糕的是,當土質不均勻、地下水位突然下降時,建筑物有可能會變形,然后被破壞。
經調查研究發現,地下水位的變化有規律可循。地下水位巖土層一般可以分為三大類,第一類是地下水位以上,第二類是地下水位變動帶,第三類是地下水位以上。地下水以上部分由于經過長期的淋濾作用和鐵鋁富集,并對顆粒產生膠結和充填作用,從而大大增加了土拉間的連接能力,從而產生一種稱之為“硬殼層”的東西,所以地下水位以上有一大一小的變化規律。而位于地下水位變動帶的土層因為地下水交替非常地積極和活躍,所以巖土中的鐵鋁成分很快就被淋失,土質因此而變得非常松,從而導致了含水量、孔隙比增大、壓縮模量、承載力降低這樣的狀況發生。相反的,處于地下水位以下的土層,地下水交替相對緩慢,氧化、水解作用由地下水交替的緩慢而變得相對弱小。扭土層的自重壓力作用和土質相對密實這兩種情況也能使含水貧、孔隙比減小,壓縮模、承載力增高。
巖土的物理學性質變化規律與地下水位有著千絲萬縷的關系。以各種各樣的軟質巖石、成因各有不同的粘性土、風化殘積土尤為突出。由此看來,對地下水位的研究是十分重要的,同時得充分理解和分析巖土的物理學性質變化規律與地下水位的關系的研究。
3.3對地下水動水壓力作用引起的巖土工程危害的研究。人為的地下水動水壓力作用比天然的地下水動水壓力作用對巖石工程的危害程度更大,影響范圍更廣。平常常見的危害如流砂、管涌、基坑突涌等就是由人為的地下水壓力作用下改變了地下水天然動力的平衡條件而產生的。由此可見,對地下水動水壓力作用的巖土工程危害的研究是很有必要的。
4 結語
由上綜述可見,為了有效預防和將地下水對巖石工程的危害降到最小,工程地質勘查工作是不容忽視的。在進行地質勘查工作中,了解清楚所有關于巖土工程的水文地質狀況,力求最大限度提高工程勘測質量。根據勘測實際情況,提出實際可行的預防和治理措施,并給設計師和工程隊提供有幫助的水文地質材料。水文地質問題由于長期處于被忽視的狀態,由此引發各式各樣的巖土工程問題。由此可見,水文地質在工程勘測和設計施工中處于舉足重輕的位置,不容忽略。尤為重要的是在勘測過程中,一定要查明與巖土工程密切相關的水文地質問題以及它將對巖土工程和建筑物產生什么樣的作用和有什么樣的影響,從而有效的為設計師和施工人員提供有價值的水文地質資料,力爭把危害減到最小。
參考文獻:
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地下水的重要性范文5
【關鍵詞】工程地質;水文地質;勘察;措施
1 巖土水理性質在工程勘察中的重要性
巖土水理性質指的是, 巖土與地下水互相作用時所顯示出來的相關性質, 其結果并不單一。巖土水理性質與巖土物理性質兩者都是巖土重要的工程地質性質,這些資料在工程地質勘察中有著不可或缺的重要性。巖土水理性質不僅會對巖土的強度和變形起到影響作用, 而且有一些性質還可能直接對建筑物的穩定性產生影響。在過去的勘察中, 對巖土物理力學性質的測試相對重視, 而對巖土水理性質卻存在忽視,因此在這種情況下,對巖土工程地質性質的評價是沒有達到最佳效果的。首先我們應當了解地下水的賦存形式以及對巖土水理性質的相關影響, 因為巖土的水理性質是巖土和地下水兩者互相作用所顯示出來的性質, 地下水按照其在巖土中的賦存形式可以分為:結合水、毛細管水、重力水這三種形式,其中的結合水又可細分為弱結合水與強結合水兩種。巖土所存在的主要水理性質以及測試它們的方法有以下幾種: 軟化性、透水性、給水性、崩解性、脹縮性等。
2 地下水的分類
地下水分類的方法有很多種, 但歸納起來主要有兩種,其一是根據地下水的某一因素或某一特征進行分類; 其二是根據地下水的若干特征綜合考慮進行分類。如按照地下水的來源、水溫、化學成分等特征分類屬于前一種分類方法。這種分類方法有很大的局限性, 不能反映各特征間的內在聯系。后一種分類方法即綜合分類, 它是根據地下水的某一主要特征, 同時也考慮到其他特征來進行分類的。它能夠比較全面的反映出不同類型地下水的規律和特征。綜合分類主要考慮地下水的埋藏條件和含水介質( 空隙) 類型。地下水按照埋藏條件分為上層滯水、潛水和承壓水; 按含水介質( 空隙) 類型分為孔隙水、裂隙水和巖溶水。
3 認識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的動水壓力作用兩個方面的原因造成的。
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,當地下水位的變化達到一定程度時,都會對巖土工程造成危害,地下水位變化引起的危害又可分為三種方式: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,主要有人類活動因素如工程建筑施工、工業廢水和生活污水的滲透等影響;水文氣象因素如降雨量、氣溫等;地質因素如含水層顆粒大小、總體巖性水平變化等。有時往往是幾種因素的綜合結果。
①土壤沼澤化、鹽漬化,巖土及地下水對建筑物腐蝕性增強。
②斜坡、河岸等巖土產生滑移、崩塌等不良地質現象。
③一些具特殊性的巖土體結構破壞、強度降低、軟化。
④引起粉細砂及粉土飽和液化、出現流砂、管涌等現象。
⑤地下洞室充水淹沒,基礎上浮、建筑物失穩。
⑥引起堅硬巖土軟化,水解、膨脹、抗剪強度降低。
3.2 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、采礦活動中的礦床疏干以及上游筑壩、修建水庫截奪下游地下水的補給等。地下水的過大下降可能引起巖土工程的危害主要體現在以下幾個方面:
①常常誘發地裂、地表塌陷、地面塌陷等地質災害,對巖土體、建筑物的穩定性產生重大影響并直接威脅人類生命財產安全。
②地下水源枯竭、水質惡化等環境問題,對人類自身的居住環境造成很大威脅。
③施工降水等活動中產生水頭差導致動水壓力的產生,使粉細砂、粉土層中的土顆粒受到沖刷,將細顆粒沖走,使土的結構遭到破壞。
3.3地下水動力作用引起巖土工程危害
地下水在天然狀態下動水壓力作用比較微弱,一般不會造成什么危害,但在人為工程活動中由于改變了地下水天然動力平衡條件,在移動的水壓力作用下,往往會引起一些嚴重的巖土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等,造成安全隱患及影響工程質量。
3.4 地下水頻繁升降對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生不均勻的脹縮變形,當地下水升降頻繁時,不僅使巖土的膨脹收縮變形往復發生,而且會導致巖土的膨脹收縮幅度不斷加大,進而形成地裂引起建筑物特別是輕型建筑物的破壞。地下水升降變動帶內由于地下水的積極交替,會將土層中膠結物鐵、鋁成分淋失,使土層失去膠結物而變得松軟,孔隙比增大,含水量增多,壓縮性增大,強度降低,給巖土工程基礎選擇、處理帶來較大的麻煩。
3.5 基坑地下水對工程的影響
基坑工程一般位于地下水位以下, 地下水問題突出, 地下水對基坑工程的主要影響有以下幾點:
(1)惡化基坑開挖施工的條件。地下水滲入基坑, 淹沒工作面,將嚴重影響開挖施工的質量和效率,同時坑內排水會造成基坑周圍地面沉降、變形, 導致周圍建(構)筑物下沉、變形、開裂、傾斜等破壞;
(2)造成流沙、管涌等不良現象。在顆粒細小的非粘性土中開挖基坑, 由于坑內外產生水頭差, 導致地下水向坑內滲流, 甚至產生流沙、管涌等破壞作用, 嚴重影響基坑工程及周圍建( 構) 筑物的安全;
(3)軟化基坑周圍的土質, 降低坑壁、坑低巖土體的強度,產生側壁變形、底鼓等。
(4)增大支護結構上的壓力。由于地下水的存在, 設計擋土止水結構上的水土壓力增大, 相應地增加基坑支護的費用和施工困難。
4地下水控制采取的措施
地下水對工程的影響主要表現在以下兩個方面: 地下水與巖土相互作用, 使巖土的強度和穩定性降低、性能變差, 從而產生各種不良的后果, 諸如滑坡、流沙、地基沉陷、隧道涌水、壩基滲漏等, 給各種土木工程的施工和運用造成不良的后果, 甚至帶來災難性的后果; 地下水中的有害化學成分,例如CO2、SO4- 2、CI-等, 對水位下的混凝土結構和鋼結構產生侵蝕、破壞作用, 縮減建(構)筑物的使用壽命?;庸こ痰牡叵滤刂品椒ㄖ饕忻鳒吓潘⒔邓透魸B等幾種類型。
(1)明溝排水。明溝排水時在基坑內設置排( 截) 水溝和集水井, 用抽水設備將地下水從集水井內排出, 達到坑內無地下水的目的。明溝排水適用于潛挖基坑, 地下水位高出坑底不多, 且坑壁土層不易產生流沙、管涌或坍塌。
(2)井點降水。井點降水是利用井( 孔) 在基坑周圍同時抽水, 把地下水降低到基坑底面以下的降水方式。常用的井點降水方式主要有: 電滲法、輕型井點、噴射井點和深井井點。
(3)隔滲?;痈魸B方法包括側向隔滲和封底隔滲。側向隔滲方法非為截水墻、截水帷幕和凍結法等?;觽认蚋魸B設施應穿過透水層底且應進入下臥隔水層一定深度。當透水層埋藏深、厚度大, 側向隔滲設施穿過透水層難度大或不經濟時, 也可采用懸掛式側向隔滲( 未穿透透水層) 與基坑封底隔滲相結合的方法。
地下水的重要性范文6
關鍵詞:水文地質、工程勘察、危害作用、巖土工程
前言:
水文地質指自然界中地下水的各種變化和運動的現象。水文地質學是研究地下水的科學。它主要是研究地下水的分布和形成規律,地下水的物理性質和化學成分,地下水資源及其合理利用,地下水對工程建設和礦山開采的不利影響及其防治等。在工程勘察、設計和施工過程中,水文地質問題是一個極為重要但也易于被忽視的問題。水文地質和工程地質二者關系極為密切,彼此互相聯系相互作用。
為提高工程勘察的質和量,在勘察中加強水文地質問題的研究是十分必要的,在工程勘察中查明有關的水文地質問題,并提出合理的預防及治理措施,為設計施工提供必要的水文地質資料,以消除或減少地下水對巖土工程的危害。
一、工程地質勘察中水文地質評價內容
工程地質勘察是為查明影響工程建筑物的地質因素而進行的地質調查研究工作。所需勘察的地質因素包括地質結構或地質構造:地貌、水文地質條件、土和巖石的物理力學性質,自然(物理)地質現象和天然建筑材料等。這些通常稱為工程地質條件。查明工程地質條件后,需根據設計建筑物的結構和運行特點,預測工程建筑物與地質環境相互作用的方式、特點和規模,并作出正確的評價,為確保建筑物的穩定與正常使用提供解決方案。
水文地質勘察設計的主要內容:
1、調查河流及小溪的水位、流速、流量、洪水標高及淹沒情況;
2、調查水井的水位、水量、變化幅度及水井結構和深度;
3、調查泉的出露位置、類型、溫度、流量和變化幅度;
4、調查地下水的埋藏條件、水位變化規律、變化幅度;
5、了解地下水的流向和水力梯度;
6、調查地下水的類型和補給來源
7、了解地下水的化學成分及其對建筑物材料的腐蝕性。
結合本人多年的實際經驗和教訓,在今后的工程勘察設計中,對水文地質問題的評價,應主要考慮以下內容:
(1)從工程角度,按地下水對工程的作用與影響,提出不同條件下應當著重評價的地質問題。
(2)工程勘察設計中還應密切結合建筑物地基基礎類型的需要,查明有關水文地質問題,提供選型所需的水文地質資料。
(3)重點評價地下水對巖土體和建筑物的作用和影響,預測可能產生的巖土工程危害,提出防治措施。
(4)在查明地下水的天然狀態的基礎上,著重分析預測在人為活動中地下水的變化情況及對巖土體和建筑物的反作用。
二、地下水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,當地下水位的變化達到一定程度時,都會對巖土工程造成危害,地下水位變化引起危害表現分:
1、水位上升引起的巖土工程危害,可能造成土壤沼澤化、鹽漬化,斜坡巖土體產生滑坡崩塌等不良地質現象;
2、地下水位下降引起的巖土工程危害,由于地下水位的過大下降常常產生地面沉降、地面塌陷等地質災害及水源枯竭、水質惡化等環境問題;
3、地下水位頻繁升降,可能直接影響建筑物的穩定性。
地下水升降頻繁時,使巖土的膨脹收縮變形往復,導致巖土的膨脹收縮幅度不斷加大,進而形成地裂引起建筑物特別是輕型建筑物的破壞。
地下水在天然狀態下水力作用比較弱,由于人為活動中改變了地下水天然的動力平衡,往往會產生一些嚴重的巖土工程危害,如流砂、管涌及基坑突涌等。
三、巖土水理性質在工程勘察中的重要性
巖土水理性質是指巖土與地下水相互作用時顯示出來的各種性質。巖土水理性質與巖土的物理性質都是巖土重要的工程地質性質。巖土的水理性質包括以下幾方面:(1)容水性:指常壓下巖土孔隙中能容納一定水量的性能,以容水度表示即巖土孔隙中能容納水量的體積與該巖土總體積之比。(2)持水性:指飽水巖土在重力作用下排水后仍能保持一定水量的性能,以持水度表示即飽水巖土在重力作用下釋水后,所能持水量的體積與該巖土總體積之比。(3)給水性:指在重力作用下飽水巖土從孔隙中能自由流出一定水量的性能,以給水度表示即在常壓下飽水巖土在重力作用下流出來的水體積與該巖土總體積之比。(4)毛細管性:以毛細管上升高度、速度和毛細管水壓力來表示。(5)透水性:指在水的重力作用下,巖土容許水透過的能力,以滲透系數表示。(6)含水量:重量含水量與體積含水量:巖土中含水的重量與干燥巖土重量之比。巖土的水理性質不僅影響巖土的強度和變形,而且有些性質還直接影響到建筑物的穩定性。以往在勘察中對巖土的物理力學性質的測試比較重視,對巖土的水理性質卻有所忽視,因而對巖土工程地質性質的評價是不夠全面的。