李 颖
山西省煤炭地质资源环境调查院,山西太原 030006
在工程施工以前,要对地质进行充分的勘察,这是保证工程能够顺利施工的前提。在工程地质勘察中,水文地质占据着重要的地位。处理好水文地质问题,能够提高工程地质勘察的质量,避免工程发生重大质量问题,造成经济损失。
在实际的工程勘察中,有很多的因素能够影响水文地质的勘察,一般有以下几种:地下水位的类型、岩石的含水层以及渗透强度、隔水层的厚度、水位变化的幅度和承压含水层等。在工程地质勘察中,为了保证工程的质量,必须要加强勘测地下水对整体工程的影响。通过勘测出的水文地质条件,来分析出地下水危害工程的程度,并且根据实际情况制定解决措施。在工程地质勘察中,要以工程的类型为基础,通过调查水文地质来分析地下水的实际状态和发展变化,从而预测出工程施工中地下水可能发生的状况,并且制定出有效的预防措施。
如果工程选址在软质岩石、强风化岩以及膨胀土、残积土等上面,要加强分析地下水对建筑物软化、胀缩以及崩解等。在建筑物的基础压缩层含有粉土细沙时,要计算好承压含水层对建筑物底部的作用力。在挖掘地下水位基坑时,要进行渗透性实验,提高建筑物的稳定性。
研究岩土的水理性质就是研究地下水与岩土作用后而表现出来的性质,这些性质的研究直接关系着工程地质勘测的质量。岩土的水理性质包含岩土的强度与变形,同时也对建筑物的稳定性产生巨大的影响。在工程地质勘察中,一般重视岩土的物理力学性质,对岩土的水理性质缺少足够的重视,导致工程的地质勘察工作不够全面。
岩土的水理性质就是地下水与岩土作用而产生的性质,在研究岩土水理性质前要先了解地下水的赋存形式以及地下水对岩土水理性质的影响。一般地下水赋存在岩土中就有三种形式:结合水、重力水以及毛细管水,结合水有强弱结合水之分。岩土的水理特质一般有几种。第一,软化性。在岩土体被水渗入后,导致了岩土的力学特点被降低,用软化的系数来表示软化性,是判断岩土风化以及水浸的重要指标。如果岩土层中存在容易软化的岩土,那么经过地下水的作用,就会在岩土层中形成软弱的夹层。一般在泥岩、页岩以及泥质沙岩中都有显著的软化性质。第二,透水性。经过重力作用,水透过岩土而表现出岩土的一种性能。在岩土层中,如果颗粒小,分布不均匀,那么透水性就会很弱,如果岩土中含有裂缝,那么透水性就强。一般使用透水系数表示透水性,通过抽水实验可以计算出岩土体的渗透性。第三,崩解性。在岩土被水渗透后,削弱了颗粒间的连接,导致土体解体。岩土的崩解性受土体的颗粒、矿物成分以及结构的影响。第四,给水性。在重力作用下,饱水的岩土会从缝隙中流出一定的水量,用给水度表示给水性,这是水文地质勘测的重要参数,经过实验室测定,能够计算出工程范围的疏干时间。第五,胀缩性。岩土在吸收大量水分以后就会导致体积增大,而失去水分以后体积就会缩小。这种性质是因为颗粒的表面吸水就会变厚,而失去水分就会变薄导致的,使用膨胀率表示胀缩性,一般发生地裂和基坑隆起就是因为这种性质。
水文地质对工程造成的危害一般有两个方面:地下水位的升降以及动水压力。
地下水位变化可能是由人工因素或者自然因素引起,在水位变化达到某种程度时,就会影响工程地质勘察,从而危害整体工程。首先因为某些因素导致水位上升,比如含水层的结构发生变化,水文气象造成大量降雨或者施工带来的影响等,都会对工程地质勘察带来影响。地下水位的上升会对整体工程造成几点危害,第一,使地下土壤沼泽化,增强了地下水腐蚀建筑物的速度;第二,斜坡上的岩石可能发生崩塌等情况,这严重的威胁建筑物的安全;第三,破坏了某些岩石的结构,降低和软化了岩石的强度;第四,可能会稀释粉土、粉细沙,形成饱和溶液,导致流沙和管涌等情况的发生;第五,淹没地下洞室,使建筑物基础上浮,导致建筑物失稳。其次,是地下水位下降对工程的影响。一般地下水位下降都是因为人工因素,比如抽取大量的地下水,水库拦截地下水的补给等一些情况,会导致地面下降甚至坍塌以及地裂等,这严重的造成了水质的恶化,也给建筑工程带来了巨大的威胁。最后,通过地下水位的不断变化,会导致岩石不断的发生膨胀和收缩,这会破坏建筑物的结构。由于地下水位的变化,会流失土层中的铁、铝等一些金属成分,这会增大岩土含水量的孔隙,使土质变松,降低了承载力,这严重的影响了地质勘察的结果,给工程带来安全隐患。
一般正常情况下,地下水的动压力是比较微弱的,不会对工程产生巨大的影响,可是如果在工程建设中,因为人为因素而改变了地下水动压力的坏境,破坏了动力的平衡,会发生流沙、管涌等情况,导致地下水的动压力对工程产生极大的影响。
1)在工程地质勘察以后,要详细的填写工程勘察报告,这是工程施工的重要依据。工程地质勘察内容的全面性直接关系着工程施工的安全性。因此,工程地质勘察的报告中一定要有详细的水文地质内容,主要有地下水的类型,含水层的分布情况以及埋深,岩石的厚度以及类型,静止的水位和涌水量,水流的流向等。要勘测好每个含水层彼此之间以及地表水的水理联系,设计好地下水的补给和抽取。勘测水文地质的重要参数一般有软化和渗透系数,膨胀率以及给水度,预测好不同季节地下水位的趋势。
2)在工程地质勘察中,要将工程所在范围的地形地貌,地质现象以及水文地质等数据详细的勘测好,根据不同的实际情况,计算好地质对工程的影响,可能带来的危害,正确的评价地质条件,然后制定出合理的解决措施,保证工程的顺利施工,建筑物的安全。
3)要勘察好水文与环境的地质、水文地质、地下水分布等实际情况,要重点勘察地面调查困难的地段,利用先进的设备和技术对水文地质详细勘测,详细的掌握水文地质的精细结构。
随着科技的不断进步和完善,工程地质勘察工作可以借助先进的设备和技术,保证工程能够顺利的施工,有效的降低地质灾害而给工程造成的损失。在实际操作中,要加强研究水文地质问题,提高工程的安全性,提升经济效益。
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