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摘要:随着经济建设的发展,国内各种工程建设不断增加,在各种工程建设中,对周围地质进行勘察是非常重要的环节,其勘察结果的准确性,对整个工程能否实现其预期目标,以及工程最终质量都有很大影响,甚至会影响到工程经济与社会价值。而在对地质进行勘察时,水文地质中的各种数据非常关键,对其进行勘察也有很大价值,可以将水文相关数据提供给施工与设计企业,在进行设计或者施工时,与水文地质情况相结合,进而降低或者消除水文作用对工程带来的负面影响,缓解工程可能受到损伤的状况。本文主要对工程地质勘察中水文地质问题的必要性进行分析,以便为国内相关行业提供借鉴。
关键词:工程;地质勘察;水文地质;
1.工程地质概述
工程地质是一项科学,是对人们建造的各种工程中与地质有关的问题进行调查、分析并解决,其主要目的就是勘察各种工程现场的地质情况,并对现场与工程有关的地质问题进行分析与评估,并在建筑物的作用下,对地质情况可能发生的作用与变化进行预测,进而使工程选择最合适的施工场地,对地质情况比较差的工程提出解决的对策,进而为工程设计,有序施工等提供有效的依据。在进行研究时,主要是对岩土的组织成分以及结构,对力学、化学、物理性质及对工程稳定带来的影响等进行分析,对工程地质状况进行分类,进而提出岩土改良措施。地质勘探技术是借助力学与地质相关知识,对工程中遇到的地质现象与问题进行回答,主要目的是要了解工程所处位置的地质状况,对其中可能存在的问题进行分析,对建筑现在地质情况进行评价,进而从地质角度确保工程和地质相适应,确保工程安全、稳定。
2.岩土主要的水理性质
在工程地质勘察中,对岩土进行勘察主要是勘察岩土的物理与水理性质,在以往的勘察中,一般都对岩土物理方面的性质比较重视,往往忽视了其水理方面的勘察,所以对工程地质的勘察方面就有一定的片面性。岩土水理性质就非常关键,不仅会对岩土强度与变形状况带来影响,对建筑稳定也有直接的影响,岩土和地下水的互相作用,就会显示岩土的水理性质,下面对其在地下水影响下可能出现的变化进行介绍,并对测试水理性质的方法进行分析。
(1) 岩土给水性
这一性质是指饱水岩土,会在重力作用下,从各种孔隙或裂缝中能够自由流出水的性能,对其则用给水度进行表示,给水度在地质水文勘探中是一个非常重要的数据参数,对场地的疏干时间以及含水层等都有很大影响,而测定给水度一般都借助实验室进行,其测量精度也比较准确。
(2) 透水性
这里主要指地下水在重力影响下,水可以穿透岩土的性能。对于一些比较坚硬的岩石来说,其透水性可能随着裂缝或者岩溶的发育而不断加强。而对于比较松散的岩土来说,其透水性范围会随岩土细密度以及颗粒不均等的加大而追歼减弱。一般来说,可以使用渗透系数对透水性进行表示,借助压水、抽水或者渗水实验都能够得到岩土的渗透系数。
(3) 胀缩性
这里是指岩土在失水后其体积会减小,而在吸水后,其体积会增加的性质,这一特性主要是因为水膜与颗粒表面相结合,失水时会变薄,吸水后会变厚而引起的,裂缝以及基坑的隆起等出现的原因之一,通常就由于岩土胀缩性,这对岩土表层的稳定以及地基的变形带来重大影响。而膨胀率、收缩系数以及体缩率等就是对胀缩性进行测定的指标。
(4) 崩解性
这种性质主要是岩土在浸水并湿化后,其自身土粒之间的连接会被破坏或者削弱,进而造成土体出现解体与崩散的状况。一般来说,对岩土崩解性进行测量的指标主要是崩解方式、时间等。土粒连接的结构和成分以及矿物成分等都对崩解性有很大影响,以残积土为例,其崩解时间通常是6到24小时,崩解量则为1.83%-33%。不同类型的岩土,其崩解的方式差异较大,高岭土或水云母等崩解时主要是散开的方式,石英等崩解时主要是裂开的状态。
3.岩土工程因地下水变化带来的危害
(1) 地下水频繁升降带来的危害
地下水上升或下降情况,能够使岩土出现不均匀变形或胀缩,如果地下水出现频繁升降时,岩土收缩或膨胀变形情况不仅会往复,而且还会造成岩土收缩膨胀的幅度大大增加,进而出现地裂,对建筑尤其是轻型建筑带来破坏。
地下水的升降变动带因为地下水的不断交替,岩土层内的铝、铁等成分会不断流失,如果岩土失去这些胶结物,土质就可能变的比较松动,而且因为含水量空隙比也不断增加,就会导致承载力与压缩模量不断下降,这就给工程在选择与处理方面带来麻烦。
(2) 地下水动压力带来的危害
地下水在天然状态下,其动水压力作用一般比较薄弱,通常并不会带来什么威胁。但如果受到人为因素的影响,比如工程建设活动,地下水天然的动力平衡就可能会被打破,如果受到严重的移动压力影响,就可能对岩土工程带来危害,比如出现基坑突涌、管涌或流砂等现象,当然,面对这些威胁,相关部门也进行了详细分析,也有一些有效措施对其进行解决。
(3) 地下水对岩土物理力学性质的影响
地下水升降都会对膨胀性的岩土带来影响,使其出现不均匀的变形与胀缩,严重者会出现地裂等限制。在工程建筑地基中,如果地下水在基础底面下压缩层范围内出现变化,就会对建筑稳定产生直接的影响,如果水位在压缩层内上升,就会使地基土不断软化,地基土的强度得到降低,其压缩性也不断增加,那么建筑就可能出现大范围的变形和沉降现象。如果水位在压缩层内下降,岩土自重应力就会增加,可能使地基基础附加沉降,也使工程建筑出现变形,遭到破坏。
(4) 受污染的地下水带来的危害
当前世界范围内的水资源短缺问题非常明显,当前的水污染问题也非常严重。一般而言,地下水水质较高,不会影响建设项目和建设项目的质量。在此阶段,地下水在人为因素的影响下受到严重污染,大量有害物质随着地表径流渗入地下水,从而改变了地下水的化学性质。当前,酸雨对于环境的不良影响较大,酸雨不仅严重破坏了自然环境,而且将地下水的水质变为酸性,破坏了地下岩土结构,破坏了岩石结构的稳定性,并产生了严重影响。因此,在目前的工程地质调查中,技术人员有必要对地下水的化学性质和PH值进行调查和分析,以建立相关的工程设计和施工方案。
4.水文地质勘探的必要性
(1) 防止地下水升降对工程带来的危害
地下水升降如果超过限度,就可能出现管涌、流砂等现象,也可能使土壤沼泽化或盐渍化,对建筑产生腐蚀作用,所以在水文地质工作中,需要对地下水变化等情况进行密切调查,切实掌握。自然情况下,地下水一般是随着季节不断变化,旱季其水位降低,雨季则上升,这种变化的幅度一般比较小,而且是区域性渐变性的。但在城市内,因为人为因素造成地下水在局部区域内,其升降情况比自然情况下的幅度大,这带来的危害也更严重,需引起重视。要对岩土主要的物理性质、原位测试数据等进行统计与分析,并对岩土相关参数的适用性与准确性进行研究,对不同勘测方法结果进行研究,进而为工程建设提供数据支持,有效降低地下水升降危害。
(2) 防止地下水动水压力带来的危害
在自然情况下,地下水的动水压力作用非常小,但如果受到工程建筑的影响,地下水的动力平衡状态就会被打破,在动水压力下可能出现一些严重的危害,比如流砂或管涌等现象,这就需要做好水文地质勘察。在使用桩基时,要对桩的适用性进行评价,对其长度、直径、类型等进行分析,对合适的桩尖持力层进行分析。在大范围的压密或堆载区域,要对桩周围土壤对桩的负摩阻力的影响进行分析,切实降低对工程带来的危害。
(3) 保证工程的质量
地下水水位在各种因素的影响下波动,水位高低均会影响工程的施工质量。简言之,土壤保持其自身的酸碱平衡以确保稳定性和硬度。一方面,当水位上升时,岩石和土壤之间的平衡就被破坏。此外,地下水中所含的熔融盐会腐蚀建筑材料并降低其承载能力。另一方面,当水位上升时,水会停滞不前,有时会在建筑材料中形成缝隙。当水位降低时,地下水所承受的压力和水压也会降低,地基沉降并压低了建筑工程。此外,岩石和土壤层中淤泥和颗粒的流失破坏整个建设项目的结构,容易引起安全隐患。
5.结束语
总之,在工程地质勘察中,水文地质问题至关重要,需要引起相关人员重视,在工程施工前,要做好对水文地质问题的调查研究,分析其可能存在的危险,并采取针对性措施进行解决,进而有效降低地下水对工程施工以及建筑的危害,确保工程有序施工。
参考文献:
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