浅谈水文地质在工程勘察中的作用

  • 来源:建筑网   2018-08-15 17:53
摘要:

在工程勘察过程中,为提高勘察质量,特别要求查明与岩土工程有关的水文地质问题,有效地测定有关水文地质的各种参数,为设计和施工提供必要的水文地质资料,从而避免出现因水文地质作用而影响工程施工质量的现象。

水文地质指的是自然界中地下水的各种变化和运动的现象。在工程勘察、设计和施工过程中,水文地质问题是一个非常重要的问题,也是经常被忽视的问题,需要我们提高重视。为提高工程勘察的质量,在勘察中加强水文地质问题的研究是十分必要的。在工程勘察中查明有关的水文地质问题,并提出合理的预防及治理措施,为设计施工提供必要的水文地质资料,从而减少或消除水文地质问题对工程施工质量的危害。 

一、工程勘察中水文地质评价内容

工程地质勘察是为查明影响工程建筑物的地质因素而进行的地质调查研究工作。所需勘察的地质因素包括地质结构或地质构造:地貌、水文地质条件、土和岩石的物理力学性质,自然(物理)地质现象和天然建筑材料等。这些通常称为工程地质条件。查明工程地质条件后,需根据设计建筑物的结构和运行特点,预测工程建筑物与地质环境相互作用的方式、特点和规模,并作出正确的评价,为确保建筑物的稳定与正常使用提供解决方案。

水文地质勘察设计的主要内容:

1、调查河流及小溪的水位、流速、流量、洪水标高及淹没情况;

2、调查水井的水位、水量、变化幅度及水井结构和深度;

3、调查泉的出露位置、类型、温度、流量和变化幅度;

4、调查地下水的埋藏条件、水位变化规律、变化幅度;

5、了解地下水的流向和水力梯度;

6、调查地下水的类型和补给来源;

7、了解地下水的化学成分及其对建筑物材料的腐蚀性。

在工程勘察过程中,如果不注重水文地质条件,会直接影响到工程的安全。结合笔者多年的相关工作经验,在工程勘察设计的过程中,对水文地质问题的评价,应主要从以下几个方面着手:

(1)从工程角度,按地下水对工程的作用与影响,提出不同条件下应当着重评价的地质问题。如:①对埋藏在地下水位以下的建筑物,应评价水对钢筋的腐蚀性。在地下水位以下开挖基坑,应进行渗透性和富水性试验,并评价由于人工降水引起土体沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定性的可能性。

(2)工程勘察设计中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要,查明有关水文地质问题,提供选型所需的水文地质资料。

(3)重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响,预测可能产生的岩土工程危害,提出防治措施。

(4)在查明地下水的天然状态的基础上,着重分析、预测未来人为活动中地下水的变化情况以及变化对岩土体和建筑物的影响。

二、工程勘察中水文地质的作用

鉴于以往在评价地下水对岩土工程的作用和危害过程中,所做的分析工作与基础设计和施工需要结合不够紧密,导致发生许多基础下沉和建筑物开裂的质量事故。总结以往的经验和教训,我们认为今后在工程勘察中,应注意分析水文地质的以下作用。

1、地下水对已有建筑物的影响

由于地质、气候、水文、人类的生产活动等因素的作用,地下水位经常会有很大的变化。这种变化对已有建筑物可能引起各种不良的后果,特别是当地下水位在基础底面以下变化时,后果更为严重。当地下水位在基础底面以下压缩层范围内上升时,水能浸湿和软化岩土,从而使地基的强度降低,压缩性增大,建筑物就会产生过大的沉降或不均匀沉降,导致建筑物的倾斜或开裂;当地下水位在基础底面以下压缩层范围内下降时,水的渗流方向与土的重力方向一致,地基中的有效应力增加,基础就会产生附加沉降。

2、地下水对桩基工程的影响

软弱地基地层很少由单一土质构成,变化相对较复杂,为此往往采用桩基工程(包括预制桩、灌注桩、搅拌桩等)加固地基,提高地基承载力。为了不使桩周地层松动或坍塌,提高成桩质量,选择相应的成桩方式时必须考虑地下水的赋存运动情况。另一方面由于受地下水的影响,当桩身下沉量小于土层下沉量时,桩周土对桩身产生负摩擦力,严重的会影响单桩承载力。特别地,当建筑场地承压水或潜水的流速大于3m/min时,不宜使用混凝土灌注桩或水泥搅拌桩。

3、地下水对基坑开挖支护的影响

随着城市的发展,高层、超高层建筑物越来越多,基坑也越来越深,受施工场地和施工工艺的影响,往往要求采用垂直开挖,开挖深度基本都超过当地地下水埋深。深基坑开挖经常会遇到地下水涌水、冒砂等问题。为降低地下水水头压力、疏干基坑、固结土体、稳定边坡和防止流沙等,常采用井点降水方法降低地下水水位(水头压力)。但是,由于降水能使局部地下水位突然下降,会对基坑支护结构和邻近建筑物产生影响,造成地表或邻近建筑物不均匀沉降。

三、工程勘测过程中水文地质参数的测定

在工程勘测阶段,水文地质参数具有很重要的作用,搞清楚水文地质情况,为后期的工作提供准确详实的水文地质参数是一项重要任务。在实际工作中测定方法对最终测量结果的准确性至关重要。

1、测定要求

(1)在实际勘测过程中,经常遇到含水地层情况,这是就需要对地下水水位进行测定。在测量时,一般测量静止的地下水位,在勘察工作全部结束以后,是地下水位探测的最佳时间段,因为此时地下水位受人为勘察活动的影响较小。在测量水位阶段,在采取泥浆钻进方法进行钻孔观测时,应在测水位前将测水管深人到含水层中20cm左右最好,或是在洗孔后对地下水位进行量测。如果遇到多层含水的地质环境,在测量地下水位时,要采取隔水措施或止水措施。

(2)地下水流向和流速的测定要求。测量地下水流向时,一般采用几何法,所钻各个空内的水流方向同时测量,据此来确定工程所在地地下水总体的流向,避免单孔测量的偶然性。在对地下水水流速度测定时,一般采用指示剂法,利用化学试剂及其具体表现来测算。充电法也可用来测定地下水流向和流速。