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地下水对岩土工程的影响和勘察现场需要注意的问题

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发布时间:2021-11-18
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地下水对岩土工程的影响和勘察现场需要注意的问题

建材天水地质工程勘察院有限公司 张宇

  前言

  地下水的勘测以及评价是岩土工程得以顺利开展的重要前提,它是各项基础工程必须面临的问题,地下水的勘测以及评价不准确对建筑工程会造成极大的危害。例如,地下水的水位上升或者是下降,都会对建筑工程的地基基础具有一定程度的侵蚀作用,从而造成建筑的稳定性下降、使用寿命减短、产生安全隐患等后果;为了避免这些情况的产生,就必须在建筑工程活动开展之前,对拟建场地的地质情况进行全面详细的勘察,调查场地是否适合建造建筑物。对场地进行勘察,是为了给工程前期的设计以及后期的施工提供安全可靠的信息资料,避免因为地下水的活动而造成安全事故,从而达到提高工程质量的最终目的。

  1 地下水对岩土工程的影响

  1.1地下水水位变化的工程影响

  虽然地下水具有季节性变化和区域性变化的特点,但是,在通常情况下地下水的水位变化不是很明显。近几年,由于人为因素的破坏,导致地下水的水位变化不再按规律变化,这给建筑工程造成了非常严重的影响。现今,为了更进一步的分析地下水会给岩土工程带来怎样的影响,在岩土工程中的地下水水位勘测时增加了静水位测定,静水位测定包括承压水位测定、潜水水位测定以及含水层勘测等内容。地下水水位变化的具体表现是静水位的升降,对静水位进行测量的目的,是为了给地下水位变化的勘测环节提供有效的参考数据。潜水位变化是地下水位变化的一种,也会给岩土工程的地基带来影响,主要是因为潜水位的上升会引起地下水位的上升;潜水位上升给岩土工程带来的影响有:潜水地表周围出现土壤盐渍化或沼泽化,造成土壤坡体下滑或坍塌,从而使岩土体整体结构受到破坏,导致岩土体出现崩解现象,甚至导致岩土体砂土流失的严重后果,使得岩土工程的地基充水,建筑结构失衡的现象。潜水位上升会直接引起地下水位上升,从而给岩土工程的地基带来影响。一般情况下,在地下水下降的过程中都会伴着地下水的补给,假如地下水的补给不够的时候,就会影响到水位的正常下降,从而导致地下水的降落扩大;地下水的水位下降会直接导致地表的岩土层的塌陷或者下沉,使得岩土工程建筑的整体结构稳定性下降。地下水的水位升降—般都会引起岩土的膨胀变形现象,甚至导致岩土层断裂;当地下水的水位上升到岩土层的压缩层时,会使岩土层的强度下降,从而导致地基软化,进一步造成地基下沉以及岩土工程建筑整体结构变形的严重后果。地下水的水位的升降幅度不够规律的话,会使岩土层严重受损,导致岩土工程地基受到影响,从而破坏了岩土工程建筑整体结构的稳定性,减短建筑的使用寿命[1]。

  1.2地下水改变工程的岩土力学性质

  一般情况下,地下水的水文状况表现为:地下水的水位以及附近岩土的压缩模量、孔隙率、含水量以及土层的承载力,通过这些参数可以具体的了解到地下水的水文状况。自然状态下的地下水状况一般都具有一定的规律性,例如,孔隙率会伴随着地下水由上至下的顺序呈现出低-高-低的规律性,但是,也有存在特殊的情况,孔隙率也会出现不规律的极端变化现象。因为岩土层区域长期的受到地下水的侵蚀,所以会提升岩土层的胶结性,增加岩土层间的连接拉力,使得岩土层变得更加的坚硬强固。但是,如果地下水的水位升降变化规律异常不稳定时,长期受到地下水长期侵蚀的岩土层会变得疏松,导致岩土层的含水量以及孔隙率上升,进一步会对岩土层的结构造成严重的破坏。由此可见,地下水的水位升降异常会破坏岩土体,从而造成岩土工程的地基不够稳定,给岩土工程的整体结构带来威胁。

  1.3 地下水动水压力作用影响

  在自然状态下,地下水的水动力所带来的压力较小,但是,在开展岩土工程的时候,在一定程度上会影响到地下水的水动力,从而导致水动压力的改变;水动压力的改变,会导致岩土体松动,使得岩土工程的地基不再稳定,进而影响到岩土工程的整体结构。地基是决定整栋建筑物稳定性的关键所在,地基的基坑内有承压含水层,在整栋建筑强大压力的作用下,会使基坑的承压含水层的水动压力上升,上升的水动压力会作用于基坑的底板,出现基坑的地下水涌出的现象,导致基坑内的混凝土流失,使得地基变得不稳定,严重影响到岩土工程的施工进程[2]。

  1.4 地下水对建筑物基础的侵蚀作用

  地下水中通常含有腐蚀性的离子,如 CI-、SO42-等,这些离子会腐蚀建筑物基础。基础是由混凝土以及钢筋等材料制成的,混凝土对于整个工程而言是极为重要的,但是,混凝土非容易遭到腐蚀,出现分层、脱落的现象。基础中的钢筋受到地下水的浸泡极易生锈断裂,造成基础受损,从而影响到建筑整体结构的稳定。

  2 岩土工程勘察现场需要注意的问题

  在地质环境相对复杂的地域,岩土工程的施工会受到地质环境的很大限制,所以说,开展勘察工作对于岩土工程的施工质量以及安全而言是极其重要的。通常情况下,在开展勘察工作时需要注意以下几个的问题:

  2.1 地下水变化幅度测定

  地下水和地表水一样,都有枯水期和丰水期。在开展勘测现场时,假如现在正处于丰水期,更利于工作人员勘测地下水的变化幅度,并且准确的分析地下水对岩土工程的影响程度,有利于施工人员在施工期间采用正确的防范措施。假如现在正处于枯水期,勘测人员很难准确的测出地下水的变化幅度,这给岩土工程的施工带来了很大的难度。所以,在勘测地下水变化幅度的时候.尽量选择丰水期。如果只能在枯水期开展勘测现场工作时,应该着重分析地下水变化幅度对地基的影响,并且通过预测地下水变化的幅度,采取相应的防范措施来加强岩土工程建筑的整体结构的稳定程度,阻止地面断裂的现象发生,使岩土工程的施工安全以及质量获得保障。

  2.2 岩土层渗透系数的测定与求值

  测定岩土层的渗透系数是分析不同降水法的重要指标也是勘察现场的重要工作之一。岩土工程的整体设计在一定程度上受到渗透系数的影响。例如,在岩土工程的施工中,挖掘地基的基坑时必须要以岩土层的渗透系数作为参考依据,由此可见,做好岩土层渗透系数的测定与求值是多么的重要。在获取岩土层渗透系数的时候,如果勘测人员使用室内试验或者现场注水试验的方式来获取数据的话,所获得的数据往往与真实的数据相差甚远,相对于以上两种方式而言,通过野外抽水试验得到的数据要相对接近于真实值,但是野外抽水试验法会耗费很多的时间以及费用,所以并没有得到广泛的应用。综上所述,在勘测人员在对岩土层渗透系数测定以及求值时,应该运用得当的方法。对注水试验、抽水试验、室内试验进行对比分析,采取其中最适合的一个来开展岩土层渗透系数的测量与求值工作。

  2.3 地下水腐蚀性测定

  对地下水进行腐蚀测定是提高岩土工程的安全性有效的方法。一般情况下,气候条件以及地质条件会对地下水的水位变化有直接的影响。地下水和地表水一样,通常具有腐蚀性,地下水的腐蚀性会随着环境污染而增强。所以,在对岩土工程进行勘察时,勘察人员必须合理考量地下水的腐蚀性。通过研究分析发现,下层的地下水的腐蚀性要比上层的地下水与腐蚀性要强。岩土工程施工的设计人员可以采用耐腐蚀的材作为岩土工程的施工材料,完善水灰比例可以有效的提高建筑物的抗腐蚀能力。通过测定地下水的腐蚀性,根据测定结果采取恰当的防腐措施,以此延长建筑物的使用寿命[3]。

  3 结 语

  开展岩土工程的过程中,必须要非常重视地下水的问题,不仅要勘察地下水的水位变化情况,还要勘察地下水的酸碱程度,必须对地下水的水文地质条件进行认真详细的调查研究,使勘察得出的数据更完善、更全面,从而提高各项资料的安全可靠性,以达到充分挖掘以及利用岩土体性能的最终目的。为了使岩土工程的安全、性能和工程勘察的质量得到保障,就必须把与岩土工程有关的水文地质问题列入工程勘察的项目当中。本文通过分析地下水对于岩土工程的危害以及影响,总结出几个勘察地质现场时需要注意的几点问题,但是,在实际的岩土工程勘察工作中,还需要更全面的掌握场地的详细情况,包括岩土工程的特点、性质以及当地的自然环境等等,做到因地制宜,设计相对应的地质勘察方案,提高工程勘察的水平,保障岩土工程的质量,带来良好的社会效益和经济效益。

  参考文献

  【1】郭建军,刘尚君.略论地质工程中的水文地质问题【J】.地下水,2010(05):114~118.

  【2】邓江平.析地下水对岩土工程的影响及勘察现场注意要点【J】.科技与企业,2013(17)∶163~166.

  【3】刘福臣,张振善,王 文.地下水对岩土工程的影响分析及对策【J】.中国勘察设计,2013(O7)∶178~181.