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岩土工程勘察中水文地质研究2篇

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第一篇:水文地质勘察研究

1水文地质勘察的主要内容

研究发现,在传统的岩土工程勘察资料中,因为缺少了施工条件与基础设计对岩土工程建设中地下水危害及作用,在很多地方都发生过很多起由水文地质问题引发的建筑物裂缝及地基下沉类事故问题。以历史为鉴,我们应积极吸取经验教训,在以后的水文勘察工作中,必须重视水文地质问题,并积极评价其特点。在具体操作中,应注意以下几点内容:1)详细、准确评价水文地质对建筑物及岩土的影响与作用,预测极易发生的岩土工程故障,并提早做好防范工作;2)在岩土工程勘察过程中,要紧密结合工程特点及建筑物实际需求,准确勘察工程地点的水文地质情况,积极提供建筑物建设所需要的水文地质详情;3)应准确勘察岩土工程周围的水文地质自然风貌,并评估其对工程的各种影响,应重点分析并预测在工程建设过程中地下水会发生怎样的变化,这些变化会对建筑物及岩土发生怎样的影响;4)从工程方面考虑,依照地下水对具体工程的影响与作用,详细提出各种情况下应重点评价的水文地质问题,例如:第一,水对深埋在地下水水位之下的建筑物地基中钢筋及混凝土的腐蚀程度。第二,对选择膨胀土、残积土、强风化岩、软质岩石等岩土当成基础里层的工程场地,应重点评价地下水文对各种岩石可能产生的胀缩、崩解、软化等作用。第三,当地基的压缩层中出现了饱和、松散的粪土、细砂时,应预防产生管涌、流砂、潜蚀等可能性。第四,当建筑物的地基下部包含有承压含水层的话,应注重对地基坑开挖之后地下水对地基底板产生强大冲击的可能性进行评价与估算。第五,当工程地基在地下水位以下时,应积极进行富水性和渗透性试验,特别是在山区,应精准勘察水文详情并积极评价因人工降水而引发的山体滑坡、泥石流等问题,尽量避免影响建筑物的持久性与安全性。想要正确地评价岩土工程的水文地质情况,必须注意以下几点:1)精准评价地下水地工程产生的各种影响,预测可能会发生的危害情况,并积极最好应对措施;2)在具体勘察中,应依据具体的建筑地基情况,详细查找与该地基情况有关的水文地质问题,为未来的建筑施工准备详尽、准确的水文地质信息;3)详细测量工程所在地地下水的自然状态及变化特点,一边准确地分析并预测因人为原因对地下水位产生的影响,进而对岩土工程产生不利影响;4)针对高层建筑,假如水文地质情况对其抗震性、地基产生较大影响时,有必要邀请专业的水文地质企业对该工程所在地进行详细的、全面的勘察。

2地下水对岩土工程产生的危害

地下水是岩土的重要组成成分,直接决定了岩土工程的特点,也决定了建筑物的耐久性与稳定性。因地下水而产生的岩土工程问题,大多是因地下水位地下水产生上升或下降两种原因引起的。在岩土工程的勘察过程中,应深刻了解工程周围地下水位的自然情况及升降特点。通常情况下,地下水位的变化往往具有季节性特征,雨季到来时,水位随之上升,旱季来临,水位自然下降,最低与最高水位之间的地带被称之为水位的变化带。一般情况下,地下水位的自然变动是渐变的、区域性的,并且一般变化范围很小,除非遭遇重大自然灾害。但是,近年来,因人为原因造成的局部地下水水位大幅度及快速升降常常比自然条件下的变化要大很多,其对岩土工程产生的危害十分严重。为了准确评估地下水水位变化对工程的不利影响,在岩土工程勘察中,应精准地勘察其静水位。这里所说的静水位,是指在自然情况下,该地地下水的稳定位置,对静水位进行勘察时,应满足以下几点要求:1)上部是潜水、下部是多层含水层或承压水的地区,都应该分层次地测量器静水位;2)净水位应具有一定的稳定性,在钻进中首次见到的水位并不一定是精确的静水位。通常来说应每个小时测量一次,连续三次测量的数值相同,或者三次测量的值的差值不高于3cm的,就可将其当成静水位;3)依据岩土工程勘察的实际需求,可在勘察完毕后,统一测量该工程各处的静水位。由于静水位都具有相对性,其随着地下水的排泄及补给情况不断发生变化;4)借助泥浆钻进时,为减少泥浆对含水层的影响,在测量静水位之前,应把测水管放进含水层以下20cm处或者洗清钻孔后,再进行静水位的测量。为了清除、准确掌握工程地区地下水位的升降情况,可依据岩土工程的实际需求对水位变化进行严格的监测,全面了解地下水最低及最高水位的变化情况。

2.1地下水位上升引起的危害因地下水水位上升引发的岩土工程在乎,主要体现在以下几个方面:1)具有一定坡度的岩土发生大规模滑坡、崩塌,或者出现泥石流等,这种情况主要出现在风化现象严重的山区、丘陵地带;2)崩解性强的岩土易被崩解或软化,进而破坏岩土结构,使其稳定性降低、压缩能力增强。这种情况主要发生在强风化及风化后存在积土的地区;3)造成粉土及粉细砂被水浸泡成松散、饱和状态,极易发生砂土液化、流砂等状况。这种情况多出现在第四系湖积细砂、冲积细砂层中;4)可引起地下洞、地下室内严重充水甚至被淹没,导致建筑物地基上浮,最终造成建筑物失稳、倾斜等问题。这种情况在各个地区都可能发生。

2.2地下水位下降引起的危害地下水水位不均衡大幅下降的主要原因,通常是由人为因素引起的,比如,过量或过于集中地取用地下水,造成地下水的取用量远远大于补给量,造成地下水位不断大幅下降,形成漏斗区。另一方面,工程活动比如施工排水、降水工程、矿床疏干等,可可能引发地下水位局部大幅下降。这种情况下,引起的岩土工程危害主要表现在地裂、地面下沉、地面塌陷等,其严重破坏了岩土的稳定性,降低了建筑物的持久性。在有些地区,因为排水、供水引起的地下水位大幅度下降,引起地下水漏斗区过度扩大,可造成该地区水资源的枯竭,继而引发严重的地裂及地面坍塌事件。

3结论

总之,水文地质问题在岩土工程的地质灾害防御、基础设计、持力层选择等方面都发挥着很大的积极作用,只有深刻认识水文地质队岩土工程的重要影响,才能从根本上重视其作用,并积极采取措施予以应对,最终减少危害的发生。随着科学技术的日益先进,有关部门应积极利用先进技术详细把握水文地质的详细情况,趋利避害地开展岩土工程建设,有效预防水文地质灾害的发生,使岩土工程更好的为人们的生产生活服务。

作者:郭勇军单位:中石化油田工程服务分公司

第二篇:水文地质岩土工程设计

1水文地质测绘

水文地质测绘工作是水文地质勘察工作的基础部分,是工程地质与水文地质勘察中的重要手段之一。测绘工作的流程包括:准备、野外作业、内业整编。测绘结构的呈现形式主要包括:提出相应的地质图、地貌图、综合水文地质图、刨面图以及水文、气象图表和文字报告。水文地质测绘必须注意精度的选取,应该根据比例尺的精度要求确定单位面积内的观测点以及观测线路的长度等,比如对于1:50000的测绘比例精度下,对于预松散岩层地区选择地质观测点歌说为0.3~0.6个每平方千米,对于基岩地区应设置0.75~2.0个每平方千米;对于水文地质观测点个数一般为0.2~0.6个,选择的观测线路长度应为1.0~2.0km每平方千米。对于同时进行地质和水文地质的观测时应相应扩大观测点数量。

2勘察施工要点

2.1物探工作根据岩层具有不同的物理性质,常用电法勘探和弹性波勘探两种方法测定地下深处地质层物理参数,了解深处地质体的情况。其中,弹性波勘探包括地震勘探、声波和超声波勘探等,可以探测大范围内覆盖层厚度和基岩状况,探查含水层,追踪古河道位置,查询断层碎带,测定风化层厚度以及岩土的弹性参数等。

2.2钻探工作通过在人力、物力的带动下旋转切割或冲击凿碎岩石,形成直径比较小的深度比较大的钻孔。通过去除的岩芯可以直观的确定岩层性质、地质构造、岩体风化等特征。根据从钻孔中去除的岩样和水样,设计相关试验,比如工程地质、水文地质以及灌浆试验、长期观测工作以及地应力测量等。相对于物探工作而言,钻探勘探精度比较高,勘探深度大、受地下水限制、钻进速度快,是在水文地质条件下,岩土工程勘察的常用手段。

2.3坑探工作坑探工作虽然受到限制,而且成本比较高,但是其具有工具简单,技术要求不高,揭露的面积比较大,勘探人员可以直接观察到地质现象等诸多优点,因此也是勘探中常用手段。

3重视野外试验

该项工作是水文地质勘探中经常进行且十分重要的勘察方法。是获得工程地质水文地质问题定量评价、工程设计、施工和认识水文地质条件,评价地下水资源所需参数的主要手段。具体野外水文试验主要包括抽水试验、渗水试验、岩溶连通试验、钻孔压水试验、回灌试验、地下水流向以及流速测定试验等。除此之外,还包括对岩土的野外试验,主要内容包括岩土大型剪力试验、岩土力学性质、载荷试验、触探与岩体弹性模型测定等。在实际工程建设中,还应加入对低级处理试验,主要包括装机承载力试验和灌浆试验等。

3.1钻孔压水试验钻孔压水试验评价岩层的完整性和渗水程度具有重要意义。根据压水水头、试段长度以及深入水量,能够确定裂隙岩石的渗透性能。通过该试验,还可以定性的了解地下不同深度处岩层的裂隙发育的相对程度以及相对透水性,为论证水利建筑物地基与库区岩层的透水情况、制定防渗处理办法提供最基础的数据资料。

3.2岩土力学性质试验岩土力学性质试验是水文地质岩土工程勘察的重要勘察目标,因此必须重视岩土的力学性质。具体包括抗压试验、载荷试验、变形性试验、抗剪应力试验等内容,具体内容如下:(1)岩体抗压试验。将延时时间加压至破坏,测出岩石抗压强度。(2)岩体抗剪应力试验。该实验包括对岩体软弱结构面的抗剪强度试验,岩体本身抗剪力试验和混凝土与岩体胶结面抗剪力试验。通过相互垂直的两个方向的作用力,绘制不同方向剪应力与剪切位移的关系曲线,确定抗剪强度参数。

3.3土体载荷试验土体载荷试验是一种现场模拟试验。该实验用来测量和确定地基土体容许承载力、研究地基土体变形范围以及应力分布状况、测定地基土体变形模量和地基土体容许承载力强度等。土体载荷试验对于在地质比较软弱和不均匀的地基工程地质勘探中应用极为广泛,特别是对于大型的工业、民用建筑建设勘探中应用较多,对获得评价地基稳定性结论具有重要意义。

4需要注意的问题

对于水文地质岩土勘察应当重视对岩土水理性质的实验和研究,重视地下水可能引起的岩土工程危害。岩土水理性质可以通过改变岩土强度,时期变形,进而影响建筑物稳定性。根据地下水的赋存形式,比如毛细管水、结合水、重力水三种形式的分析和测定,对地下水升降变化进行长期观测等,对岩土的透水性、崩解性、给水性、软化性和胀缩性进行全面的分析,并作出评价和给出明确的解决办法。

5结束语

水文地质条件下的岩土工程由于要改变地下水天然的动力平衡条件,将会造成严重岩土工程危害,常见的危害如基坑、惯用和流砂等,因此一方面要加强前期的各项地质、水文地质的勘察和试验,另一方面,随着工程的进展,还要根据进度,进行长期观测,长期观测部分是对前期勘探复验的重要一步,便于设计和施工的调整,对避免重大工程事故具有重要意义。

作者:王科以单位:中国建筑材料工业地质勘查中心辽宁总队

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