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摘要:在岩土工程的设计和施工过程中,地下水对于整个工程的影响是非常大的。因此我们在进行岩土工程的设计和施工时,在对拟建场地地质条件进行全面了解的同时,还应对拟建场地所在地区的地下水的水理性质有全面的了解。为了保证岩土工程的设计和施工顺利进行,需由相关有资质的单位进行水文条件分析。本文就地下水作用对岩土工程的影响进行简单的阐述。
关键词:地下水作用;岩土工程;影响;分析
1引言
地下水对岩土工程的设计及施工具有重要影响,解决不好极有可能造成严重的工程质量问题。在工程设计与施工过程中,必须对当地的水文地质条件进行整体、全面的研究,评价地下水的作用与影响。在对地下水类型、埋藏条件和活动规律全面掌握的前提下,对工程施工采取针对性的措施,确保工程施工安全有序的进行。
2岩土的水理性质
岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩土重要的工程地质性质。岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形,而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视,对岩土的水理性质却有所忽视,因而可能造成对岩土工程地质性质的评价不够全面。
岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质,地下水的赋存形式对岩土水理性质具有重要影响。
2.1地下水的赋存形式:地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、毛细管水和重力水三种,其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。
2.2岩土的主要的水理性质及其测试办法:
2.2.1软化性,是指岩土体浸水后,力学强度降低的特性,一般用软化系数表示,它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时,在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性土层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。
2.2.2透水性,是指水在重力作用下,岩土容许水透过自身的性能。松散岩土的颗粒愈细、愈不均匀,其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育,其透水性就愈强。透水性一般可用渗透系数表示,岩土体的渗透系数可通过抽水试验、渗水试验和压水试验求取。
2.2.3崩解性,是指岩土浸水湿化后,由于土粒连接被削弱、破坏,使土体崩散、解体的特性。岩土的崩解性与土的颗粒成分、矿物成分、结构等关系极大,以蒙脱石、水云母、高岭土为主的残积土以散开方式崩解,而以石英为主的残积土多以裂开状崩解为主。
2.2.4给水性,是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水量的性能,以给水度表示。给水度是含水层的一个重要水文地质参数,也影响场地疏干时间。给水度一般采用实验室方法测定。
2.2.5胀缩性,是指岩土吸水后体积增大,失水后体积减小的特性,岩土的胀缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚,失水变薄造成的。岩土的胀缩性往往是产生地裂缝、基坑隆起的重要原因之一,对地基变形和土坡表层稳定性有重要影响。标定岩土胀缩性的指标有:膨胀率、自由膨胀率、体缩率、收缩系数等。
3地下水引起的岩土工程危害
3.1地下水升降变化引起的岩土工程危害: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:
3.1.1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。
3.1.2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。长期大量开采地下水,造成地下水位急剧下降,是地面下沉的主要原因。
3.1.3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。
3.2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。
4地下水的防治措施
4.1地下水的污染治理
为有效防止地下水对岩土工程的破坏,首先应进行地下水的污染治理。应严格控制工业废水的排放,将污染降到最小。其次,应对农业用药进行限制使用;第三,采用先进的净水标准,并逐步完善污水净化系统,进一步利用工业、农业以及生活废水。
4.2地下水腐蚀防治措施
水泥质量以及水灰比是影响混凝土结构耐久性的重要因素。因此,在进行地下水腐蚀防治处理时应针对腐蚀环境以及腐蚀物采取针对性的措施。可以通过加强对混凝土外层的保护来降低腐蚀。对于受腐蚀较为严重的地方可以采用性能较为稳定的矿渣水泥或者是抗腐蚀性能较强的抗硫酸盐水泥。在受到严重腐蚀的区域应采取桩基础的地基形式,并在桩身涂上树脂涂膜或者沥青。必要的话应进行降水、排水和换土。
4.3加强地质勘察资料的整理工作
在进行地质勘察资料的整理和编制过程中,应该进行全面性的检查,加强审查力度,对径流量、降雨量、降水量等进行分析统计,提高地质勘察资料的整理编制的可靠性和全面性,使其与地质勘察工作有机结合起来,并能够为地质勘察工作提供有力的数据支撑。
4.4提高对工程地质勘察中地下水的影响的重视程度
地下水勘察是工程地质勘察的重要组成部分,对工程地质勘察具有重要影响。在进行地下水勘察研究时,需要对水的PH值、硬度以及包含的各类矿物质等各类指标进行分析。通常情况下,进行工程地质勘察过程中对地下水的勘察重视程度不足,对地下水的危害分析不全面,就无法及时发现可能出现的问题,无法及时采取措施。因此,应加大对地下水勘察的重视程度,并对可能出现的危害进行全面分析并制定具体的措施,以确保工程地质勘察质量。
5小结
在地质工程当中,地下水起着非常重要的作用。它对地质工程的影响是非常大的,有时由于地下水的渗入,会影响整个岩土的性能。在进行岩土的开挖过程中,当因工程需要需降低地下水水位或采取其他会引起地下水水位变化的措施时,可能会导致场地岩土体的性能受到破坏,造成岩土的开裂,甚至对在建工程造成安全隐患。相关人员应该加强对于地下水和岩土层之间关系的探讨和研究,尽量在工程的施工中降低地下水对岩土层的影响。
参考文献
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