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地下水对岩土工程的影响及水文地质的条件评价

时间:2014-04-06 23:29来源:地球 2013年10期 作者:解腾飞 夏秦安点击:
  [摘要]地下水是岩土体的一种重要组成部分,在岩土工程的施工中,地下水具有重要的影响作用,因此,在岩土工程施工前,要对岩土体进行勘察,在设计阶段,要对地下水可能在工程中造成的危害进行分析,并加以预防,确保工程施工的顺利进行。本文就地下水对岩土工程的影响进行了探讨,并针对岩土工程中水温地质的条件进行了评价分析。
  [关键词]地下水 岩土工程 水文地质 影响 评价
  岩土体中主要的一种组成部分就是地下水,其对岩土工程的地基岩土体的性质具有直接影响的作用。在岩土工程的前期勘察、设计、施工中,地下水是一个较为重要却有易被忽视的问题,因为没有得到足够的重视,在施工中往往会发生由地下水引起的各种岩土工程危害,所以,在岩土体工程前期勘察中,要对和岩土工程有关的水文地质情况进行严格的查看,对地下水会引起的危害和印象进行评价,在设计和施工中提供必要的水文地质资料,减少和防止地下水对岩体工程的影响。
  1地下水对岩土工程的影响
  1.1地下水的腐蚀性影响
  地下水中会存在某些具有腐蚀性的成分,会对岩土工程中的可溶性石材、管道器材、钢铁、混凝土构件等造成严重的腐蚀。混凝土中的钢筋在水泥发生水化现象后,表明会自动产生一层钝化的保护膜,但是地下水中含有的氯离子会对这层保护膜产生影响,造成钢筋材质在水分和氧气的作用下出现锈蚀的现象。钢筋锈蚀后,会减小钢筋的横截面积,降低钢筋的荷载能力。同时,钢筋锈蚀物还会使混凝土出现剥落、分层、破裂等现象。如地下水受到污染,会对混凝土的腐蚀程度加深,从而缩短了建筑物的使用寿命。
  1.2动水压力引起的岩土工程影响
  地下水在自然状态下,动水压力十分薄弱,不会对工程产生任何影响,但是当进行人为岩土建设时,会破坏地下水的自然平衡,产生地下层动水压力,在动水压力的作用下,会对岩土工程造成严重的影响,如基坑突涌、流砂、管涌等。
  1.3地下水位对岩土工程的影响
  地下水位附近的岩土体在孔隙、承载力、天然含水量等方面具有显著的变化规律,因为地下水位以上的部分长期的受到淋滤作用,使土颗粒发挥了胶结、充填的效果,增加了土拉间连接力,形成“硬壳层”,导致孔隙和含水量减小,增加了承载力。处于地下水位变动带的土层因为地下水的交替作用,造成土层中铁铝成分的流失,使土质变松,增加了孔隙和含水量,降低了承载力和压缩模量。
  1.4水位升降对岩土工程的影响
  地下水位的变化可能是由自然因素引起的,也可能是人为因素造成的。当地下水位的变化达到一定程度时,会对岩土工程造成严重的影响。当地下水位上升时,会使沙土地震液化加快,降低浅基础地基的承载力,发生变形、岩土滑移、土壤沼泽化、盐渍化等地质不良现象。当地下水位下降时,会发生水质恶化、地裂缝、地下水源枯竭、海水入侵、地表塌陷、地面下沉等不良地质现象,会使岩土层产生变形、反复膨胀收缩,造成岩土层地裂等影响。同时,还会造成土层中的铝、铁元素流失,使土层失去土壤胶结物,土质变松,降低承载力和压缩模量,对岩土工程的处理和选择产生严重的影响。
  2岩土工程水文地质条件评价
  2.1地下水力学作用评价
  地下水的力学作用是可以进行定量计算的,通过参数的测定和力学模型的简陋,可以使用数值法或者是解析法进行合理的评价。担忧由于地下水的作用较为复杂多变,即使在水质和赋存条件不变的基础下,地下水对结构基础和岩土体的影响也是一个变化的过程,在最初时的影响并不明显,但是一旦发现问题,则处理起来较为困难,因此西药要防范于未然,进行必要的水文地质评价。
  (1)降水和周围环境评价。降水和基坑挖掘必须要对周围的建筑物安全进行考虑,尤其是在细颗粒的软弱土层中,必须要进行认真的评价分析。降水对周围环境的影响要按照抽水试验资料对含水地层的富水性和渗透性进行评价,对因为工程施工降水,在地下水位下降影响的范围中,是否会发生影响周围建筑物的稳定性、地面边坡失稳或者是沉降、土体沉降等问题进行评价。
  (2)地下水渗流作用评价。为了防止地下水对基坑产生破坏影响,要对区域的水文资料进行调查,对有关的水文地质参数进行监测,对于基坑的岩土工程地质条件进行分析,做出综合的评价分析。从土质条件角度出发,如岩土层的不均匀系数Cu>10时,会发生潜蚀的现象,所以在工程的勘察中,要对基坑范围内的隔水层重度、岩性、厚度和承压含水层的承压水头高度、顶板埋深以及含水层的岩性、类型等进行调查,要按照基坑挖掘的深度,对是否会出现突涌现象进行判断,同时对突涌的形式和危害进行预测。
  (3)抗浮评价。地下水对基础的浮力作用是较为显著的一种力学影响。通常在节理发育的岩石地层或者是透水性较好的图层中,浮力可以适应阿基米德原来进行计算,但是对渗透系数较低的粘性土而言,因为渗透的过程较为复杂,基础受到的浮力较水柱的高度较低。当地下水为潜水类型时,丙炔没有长期的水位观测资料,只根据勘察期间所测得的水位对抗浮设防水位进行确定是不足够的,需要和场地的含水层顶板标高、排泄条件、地下水补给、地貌、地形等因素进行结合,做出综合评价。
  2.2地下水化学、物理作用评价
  如建筑地基的基础需要埋藏在地下水位以下,需要按照地下水质对资料和地基基础所在的地下水环境进行分析,对地下水对混凝土的腐蚀性进行评价。如建筑场地选择使用膨胀土、残积土、强风化石、软质岩石等岩土体作为地基的基本持力层,需要按照地下水的动态变化和埋藏深度资料对地下水活动对岩土体会产生的胀缩、崩解、软化等不良影响进行评价。
  地下水的影响在岩土工程中是较为重要的因素,对地下水进行准确合理的勘察,可以使资料的可靠程度提高,更好的对岩土体的潜在能力进行利用。所以为了使岩土工程的施工质量得到提高,在施工前要对地下水对岩土的影响和与岩土工程有关的水文地质问题进行评价,减少或者是防止地下水对岩土工程的影响。
  参考文献
  [1]杨定国,卢雯.浅谈基坑开挖工程水文地质条件评价[J].西部探矿工程,2010,02:28-30.
  [2]宋杰,郝嘉胤,王海燕.岩土工程中的水文地质问题[J].煤炭技术,2011,01:132-133.
  [3]曹辉.地下水对岩土工程的危害及工程勘察中水文地质勘察注意事项[J].民营科技,2013,01:316+42.
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