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工程勘察中的水文地质问题

2019-10-20 12:29:33    358次浏览

工程勘察中的水文地质问题论文探究以往工程勘察设计中水文地质问题被忽视的原因;结合文献资料与工作经验,提出增加相关水文地质评价内容的建议;并评价其危害给工程带来的不便。

地下水是岩土体的组成部分,它既影响建筑物场地地基岩土体的工程特性,又对建筑物地基基础的稳定性和耐久性产生影响。

实践证明, 在工程勘察、设计和施工过程中, 水文地质问题始终是一个极为重要但也是一个易于被忽视的问题。

之所以重要, 是因为水文地质和工程地质二者关系极为密切, 互相联系和互相作用, 地下水既是岩土体的组成部分, 直接影响岩土体工程特性, 又是基础工程的环境, 影响建筑物的稳定性和耐久性。

市场竞争激烈,不少勘察单位由于种种原因低价承接勘察业务,导致勘察质量和技术进步有停滞不前的趋势。

而在实际的勘察工作中,在勘探成果内因为很少直接涉及水文参数的利用, 水文地质问题往往只被认为是象征性的工作, 在勘察中大多只是简单地对天然状态下的水文地质条件作一般性评价,因而容易被忽视。

在一些水文地质条件较复杂的地区, 由于工程勘察中对水文地质问题研究不深入, 设计中又常忽视水文地质问题, 经常发生由地下水引发的各种岩土工程危害问题,令勘察和设计处于难堪的境地。

例如:江西省某地区某高层建筑,基坑埋深-7.5米,基础采用冲击成孔灌注桩,整个基础的按图施工,在东侧进行冲击成孔灌注桩时,地下水位升高,造成基坑积水,无法成桩。

但基础形式已无法更改,只好扩建排水设施,采用护壁和支护的办法成孔,造成施工成本加大,工期延误。

经分析是因勘察设计时对地下水位判定有误造成的,给建设和施工方都造成一定的损失。

为提高工程勘察质量, 在勘察中加强水文地质问题的研究是十分必要的, 在工程勘察中不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题, 评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响, 更要提出预防及治理措施的建议, 为设计和施工提供必要的水文地质资料, 以消除或减少地下水对岩土工程的危害。

2. 工程地质勘察中水文地质评价内容

总结以往的经验和教训, 结合基础设计和施工的需要评价地下水对岩土工程的作用和危害。

我们认为今后在工程勘察中, 对水文地质问题的评价, 主要应考虑以下内容:

(1)应重点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。

(2)工程勘察中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。

(3)不仅要查明地下水的天然状态和天然条件下的影响, 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。

(4)应从工程角度, 按地下水对工程的作用与影响, 提出不同条件下应当着重评价的地质问题。

3. 工民建岩土工程勘察中水文地质评价内容

结合我们在工民建岩土工程勘察中实际遇到的水文地质问题,应从以下几方面着重注意,做好水文地质评价:

(1)埋藏在地下水的水位以下的建筑地基基础,应根据地下水水质分析资料和地基基础所处的地下水环境,评价地下水对混凝土等的腐蚀性。

(2)对选用软质岩石,强风化岩,残积土,膨胀土等岩土体,作为地基基础持力层的建筑场地中。

应根据地下水水位埋藏深度及其动态变化资料,评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化崩解、胀缩等有害作用。

(3)在地基基础压缩层的范围内存在松散饱和的粉细砂和粉土层。

基础工程施工过程中可能引起水头差时。

应根据地下水动水压力变化资料,预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性。

(4)埋藏在地下水位以下的粉砂、粉细砂、粉土类在抗震设防烈度要求时要评价其液化可能,在压缩层范围内的地基在基础设计施工中应重点维护其天然状态的稳定性,预测整体工程竣工后维护不当可能引起的地基蠕变。

(5)地下水在冻胀和融沉中的作用:在盐渍化地区应提供地下水的水位毛细上升高度等,评价地下水在形成盐渍化中的作用,在山区,由于地下水参与作用可能造成的崩塌、岩土滑坡等应做出预测评估。

(6)在地下水位以下开挖基坑,采取排水措施,应根据抽水试验资料,评价含水层的渗透型和富水性,以及由于工程施工降水在地下水位下降期的范围内,能否引起土体沉降或边坡失稳,影响周围构筑物的稳定性。

当基础下部存在承压含水层,在评价基坑开挖后应注意引起承压水头压力冲毁基坑底板,造成突涌的可能性。

(7)对重要工程的水文地质参数应大量获取当前资料,如年度水位变幅及水位,还应根据需要提供或评价50年或100年一遇的洪水对其的影响。

(8)岩土工程勘察中要按规范和工程需要做好有关水文地质测试工作和地下水检测工作。

4. 全面了解地下水引起的岩土工程危害

地下水引起的岩土工程危害, 主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。

地下水位变化可由天然因素或人为因素引起, 但不管什么原因,当地下水位的变化达到一定程度时, 都会对岩土工程造成危害, 地下水位变化引起危害又可分为三种方式:

(1)水位上升引起的岩土工程危害。

潜水位上升的原因是多种多样的, 其主要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、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响, 有时往往是几种因素的综合结果。

(2)地下水位下降引起的岩土工程危害。

地下水位的降低多是由于人为因素造成的, 如集中大量抽取地下水、采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝、修建水库截夺下游地下水的补给等。

地下水的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题, 对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。

(3)地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。

地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形, 当地下水升降频繁时, 不仅使岩土的膨胀收缩变形往复, 而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大, 进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。

尤其是以膨胀型粘土为浅基础的轻型建筑物,常发生膨胀收缩变形造成房屋开裂。

地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱, 一般不会造成什么危害, 但在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件, 在移动的动水压力作用下, 往往会引起一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。

流砂、管涌、基坑突涌的形成条件和防治措施在有关的工程地质文献中已有较详细的论述, 这里不再重复。

水文地质工作在建筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用, 随着工程勘察设计的发展, 其必将受到越来越广泛的重视, 切实做好水文地质工作将对工程勘察水平的提高起着极大的推动作用。

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