巖土工程勘察中的水文地質(zhì)問題

1引言

所有工程項(xiàng)目的建設(shè)在設(shè)計(jì)和施工前，都必須按照規(guī)范要求對擬建場地進(jìn)行巖土工程勘察。查明場地的地形地貌，詳細(xì)查明巖土組成及其分布、變化規(guī)律，分析各層士的物理力學(xué)件質(zhì)，為工程建設(shè)的設(shè)計(jì)和施工具有極其重要的意義。水文地質(zhì)情況對巖土的作用較大，直接影響到巖土體的變形、強(qiáng)度與穩(wěn)定性。水體中的化學(xué)成分也會(huì)對工程材料和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生腐蝕性破壞，地下水位的變化也可能會(huì)引起各種各樣的巖十工程問題。因此對水文地質(zhì)問題進(jìn)行深入的研究是巖士工程勘察任務(wù)的重要內(nèi)容，為工程基礎(chǔ)方案設(shè)計(jì)和地基施工提供依據(jù)。

2巖土工程勘察中水文地質(zhì)評價(jià)內(nèi)容

巖土工程勘察中水文地質(zhì)調(diào)查的主要內(nèi)容包括地下水位埋深、地下水的類型和腐蝕性、補(bǔ)給排泄條件、主要含水層以及滲透性能、地表水與地下水的水利聯(lián)系、近五年的地下水位變化情況與主要影響因素、工程區(qū)域山的氣象資料等。在地基基礎(chǔ)、地下結(jié)構(gòu)施工中，應(yīng)考慮地下水對主體結(jié)構(gòu)的上浮作用；驗(yàn)算邊坡穩(wěn)定性時(shí)，考慮地下水及其動(dòng)水壓力對邊坡穩(wěn)定性的影響；在地下水位上升時(shí)要考慮巖土的回彈和附加浮托力；在地下水水位下降時(shí)要考慮可能的地面沉降以及；起的其它工程地質(zhì)災(zāi)害。

3巖土主要的水理性質(zhì)及其測試辦法

3.1巖土的水理性質(zhì)

(1)軟化性是指巖體和土體受水浸潤后，其穩(wěn)定性和強(qiáng)度降低的性質(zhì)，并用軟化系數(shù)來表示。

(2)透水性體現(xiàn)了巖體透過水的能力，一般用透水系數(shù)表示。

(3)崩解性指巖體經(jīng)水作用后，溶解于水的程度，通過溶解度表示。

(4)給水性腱示了巖體和土體在勢能存在下向外部環(huán)境釋放水量的能力，用給水度表示。

(5)脹縮性就是巖體受水作用后，本身體積的變化，一般用膨脹系數(shù)表示。

3.2巖土水理性質(zhì)的測試辦法

(1)土層的取樣與測試

一般土樣的質(zhì)量取決于土層的被擾動(dòng)程度，這種擾動(dòng)存在與取樣前、中、后，直至試樣制備的整個(gè)過程中。在取樣之前，首先應(yīng)對土層進(jìn)行鑒別，確定土體的被擾動(dòng)情況，是不擾動(dòng)，輕微擾動(dòng)，顯著擾動(dòng)，還是完全擾動(dòng)；然后根據(jù)士體狀況，選擇合適的取樣工具進(jìn)行取樣操作。對試樣進(jìn)行檢測，一般要進(jìn)行載荷、靜力、動(dòng)力、旁壓、剪切、滲透性等性能的檢測。

(2)巖體的取樣與測試

巖體的取樣關(guān)鍵是對巖心的獲取。所謂巖芯就是指準(zhǔn)確的從最空只能夠獲得的能夠全面代表相應(yīng)巖層的巖柱，對巖芯的采取率不應(yīng)低于8 0％。在采取巖芯時(shí)，應(yīng)盡量保證其完整性，防止出現(xiàn)破碎和擾動(dòng)，并做到不受外物的污染和侵蝕。在對試樣的檢測上，與土層相類似，同樣要進(jìn)行載荷、靜力、動(dòng)力、旁壓、剪切、滲透性等方面的檢測。

4地下水變化引起的巖土工程問題

4.1地下水位上升引起的巖土工程危害

(1)淺基礎(chǔ)地基的承載能力降低

在不同基礎(chǔ)形式下，通過對不同類型的粘性土或砂性+地基，運(yùn)用極限荷載理論分析了不同地下水位的上升情況對地基承載能力的影響結(jié)果，發(fā)現(xiàn)不管是粘性士或是砂性土質(zhì)，其實(shí)際承載能力都將隨著地下水位的上升而減小。而粘性土地基內(nèi)部存在粘聚力作用，使得其承載能力下降較小，最大的下降率在45％-5 5％，但砂性土的最大下降率則達(dá)到了70％左右。

(2)巖土產(chǎn)生滑移、變形、崩塌試問現(xiàn)象

在河邊、斜坡、河谷等地帶進(jìn)行工程項(xiàng)目施工建設(shè)時(shí)，要特別重視地下水位變化對建筑穩(wěn)定性的影響。在地下水位上升時(shí)，巖體和土體的浸潤程度和范圍增大，這樣將使得巖土被水飽和軟化，并造成其抗剪強(qiáng)度的降低；而在地下水回流的時(shí)候，將可能對巖土產(chǎn)生潛蝕作用，使其結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度遭到破壞：且在地下水位的升降變化匯總頁會(huì)增大凍水壓力，這些都將會(huì)引起巖土的滑移、變形和崩塌現(xiàn)象。

(3)建筑物震陷加劇

對于飽和的疏松細(xì)粉砂地基，地下水位的上升會(huì)促使液化震陷的動(dòng)荷因素和結(jié)果放大，使得建筑物附加沉降加劇。對于柔軟的粘性土層，地下水位的上升不但增加了其飽和度，而且增大了土體的飽和范圍，從而造成了士體的靜強(qiáng)度降低，因此，在地震作用下，巖土將會(huì)產(chǎn)生瞬問塑性剪切破壞，并產(chǎn)生極大的剪切變形。

4.2地下水位下降引起的巖土工程危害

(1)地面沉降

據(jù)相關(guān)資料介紹，我國最早的地面沉降是在20世紀(jì)60年代左右出現(xiàn)的，原因主要是地下水的過量開采，且發(fā)現(xiàn)地面沉降的區(qū)域與區(qū)域降落漏斗的中主心區(qū)域相一斂。對于未固結(jié)的松散巖層，特別是當(dāng)細(xì)粒與粗粒相間成層剛，地下水位下降極易發(fā)生地面沉降?？梢?，地下水位下降引起的巖土工程問題越來越成為一個(gè)亟待解決的問題。

(2)地下水枯竭、水質(zhì)惡化

我國地表水豐富．但分布及其不均，使得可利用水源變得的相對緊缺，所以經(jīng)常造成了各地對地下水的過量開采。根據(jù)一些文獻(xiàn)研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)叵滤Y源的開采量小于該開采條件下的補(bǔ)給量，由開采而消耗的地下水將能夠得到補(bǔ)充，水資源就可以源源不斷的開采下去；但是，如果地下水的開采量超過了該開采條件下的地下水補(bǔ)給量，就需要消耗含水層中的地下水進(jìn)行補(bǔ)充，這樣會(huì)引起地下水水位的降低，并形成區(qū)域降落漏斗。倘若長期進(jìn)行地下水的超量開采，造成區(qū)域漏斗的不斷擴(kuò)大與加深，那么地下水資源將會(huì)逐漸減少，甚至枯竭，并會(huì)增大水中的有害離子，造成水體的礦化度刑高。

(3)海水入侵、腐蝕性增強(qiáng)

在自然狀態(tài)下，濱海的淡水含水層與海水一般處于相對平衡的狀態(tài)。淡的地下水受大氣降水補(bǔ)給，并在含水層中運(yùn)動(dòng)排入大海。盡管地下淡水與海水所占的位置會(huì)隨著補(bǔ)給量的大小而產(chǎn)生進(jìn)退運(yùn)動(dòng)，但總體還是處于一種相對穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。如果對地下水的開采量過大，地下水排泄到大海中的水量將會(huì)減少，那么這種動(dòng)態(tài)平衡將會(huì)被打破，造成海水不斷向陸地部分推進(jìn)，使得淡水水質(zhì)變成，并加強(qiáng)了水的腐蝕性。

4.3地下水位頻繁升降對巖土工程造成的危害

對于存在膨脹性巖體和士體的地區(qū)，地下水由于為裂隙水和上層滯水，所以很難有統(tǒng)一的地下水位．并且對早、雨季的變化比較敏感。地下水位的季節(jié)性升降變化，會(huì)造成膨脹性巖體和土體的非均勻膨脹收縮變化；在水位上升過程中，地下水將浸潤巖體和土體，使得其被水解、軟化、膨脹，造成巖土結(jié)構(gòu)的變化和強(qiáng)度的降低。如果地下水位的升降頻率過快或是幅度變化較大，將會(huì)使得巖土的膨脹收縮往復(fù)，且幅度加大，最終造成巖土的穩(wěn)定性變差，極易出現(xiàn)工程地質(zhì)災(zāi)害。

結(jié)束語

水文地質(zhì)問題是巖土工程勘察中亟待解決的重要問題。地下水位的升降不僅會(huì)影響到巖土本身的性質(zhì)，而且會(huì)引起巖土滑移變形、承載能力下降、地面沉降和塌陷、水資源枯竭、海水入侵等一系列的水文地質(zhì)問題，從而造成各種巖土工程災(zāi)害，對工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和施工產(chǎn)生極大的影響。因此，為保證工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)和施工的順利進(jìn)行，必須對巖土工程勘察中的水文地質(zhì)問題進(jìn)行較深入的研究

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