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地下水是各類工程建設必須考慮的基礎環境之一,對巖土工程地基巖土體的性質有著最為直接的重大影響。地下水位的升降、水壓的波動以及水質的變化,都會改變巖土工程原有的平衡穩定環境,為各類工程的穩定性產生潛在的威脅。工程質量的提升,地下水對工程建設危害性的降低,都需要建立在科學的水文地質勘察基礎之上,所以,探討地下水對巖土工程的處理方法很有必要。
1地下水對巖土工程勘察的影響
地下水對巖土工程勘察的影響多表現為負面影響,也即是危害性影響。地下水對巖土工程勘察的危害性影響,究其根源,是因為地下水水位升降、地下水水壓波動以及水體本身的腐蝕性等原因導致的。
(1)地下水水位升降導致巖土結構的不均勻縮脹。地下水水位因受自然或人為因素的影響,伴隨著周圍巖土含水量、承載力等的變化,處于周期性的波動狀態,當波動超過一定閾值,會引發原本穩定的巖土結構發生質的不均勻縮脹。一般情況下,地下水位的下降可能會引起地表塌陷、地下水源枯竭、水質惡化等不良的地質問題,地下水位上升可能會導致沙土地震液化的加劇和淺基礎地基的承載力的降低。極端情況下,受巖土結構不均勻縮脹的影響,土層孔隙比率和含水量變動,地裂現象、地基較淺建筑物的坍塌較為常見,嚴重影響到工程施工的有序進行。地下水水位波動過于頻繁時,同時伴隨著巖土結構的劇烈變動,極易促使巖土中的金屬元素成分隨著土壤淋溶作用的發生而大量流失,快速改變土壤質地和屬性,致使土質孔隙度增大、含水量增加、土質變松,進而降低巖土壓縮模量和承載力,為工程的施工等帶來極大的安全隱患。
(2)水壓波動打破巖土環境的穩定性。宏觀層面,地下水本身及其活動都會對周圍巖土產生一定的壓力。自然且穩定狀態下,地下水水壓較小或是巖土中的壓力處于平衡狀態,基本不會對工程建設產生危害性影響。但人為活動的參與,極易打破原有的水壓平衡,改變地下水活動狀況,變動的壓力牽一發而動全身,巖土中土壤顆粒物質改變原有平衡狀態,管涌、流砂、基坑突涌等極易發生,就可能給工程造成嚴重的影響。
(3)水體腐蝕性降低巖土工程壽命。地下水所含化學成分復雜,腐蝕性化學組分眾多,氯鹽、硫酸鹽、鎂鹽等通過電解質作用對巖土工程中的混凝土構件、鋼鐵、管道器材、可溶性石材等有強烈的腐蝕作用,以此降低地基的穩定性?;炷林械哪承┏煞衷谑艿降叵滤治g時,會引發鋼筋水泥表層保護膜的破壞,加速鋼筋的銹蝕,進而減小鋼筋的橫截面積,降低其載荷能力。
2巖土工程中水文地質的勘察要點
在巖土現場開展勘察活動是工程建設的基本準備,此時開展合理的地下水水文地質勘察分析是非常有必要的。
(1)相關水文條件的檢查。水文地質作為自然環境的一部分,在對相關的水文條件進行檢查時,區域性的氣候資料必不可少,例如像工程所處地區地下水補給條件、水位動態變化、降水量等關鍵參數的確定。其次,多數情況下,工程施工及周邊在建工程因為改動了地基巖土穩定的平衡環境,多數會對地下水造成影響。
(2)水文地質問題的查明。只有從實際地下水情況以及現場人工活動對地下水位的影響出發,獲得巖土工程施工地區準確的水文地質資料,才能為地下水對后期人為工程活動危害性進行較為準確的預測。隨后,針對具體問題需要具體解決,找出地下水可能對工程實施危害性影響的根源與關鍵點所在,進而采取綜合的防治措施。最后,根據不同類型的工程建設不同的施工要求,明確相關的水文地質問題。
(3)重視巖土工程地質勘測。因為處于地下水水位之下的工程建筑基礎與地基,必然會受到地下水的影響,所以在測定水位的同時,還要對地下水對鋼筋、混凝土的建筑材料的腐蝕情況進行考慮,以應對地下水腐蝕危害。測定時,需要嚴格根據測定順序及注意事項進行各項內容的測定,要事先將測水管打入含水層中或者要洗孔之后再進行測量,提高巖土建筑的耐久度。
3巖土工程中水文地質的勘察處理方法
(1)嚴格根據勘測順序,加強靜水位的測量。靜水位指的是抽水前或水位恢復后井、孔中的地下水水位,表征了水文地質穩定狀態下的水位情況。必須獲取真實有效的地下水凈水位數據,在勘測中依照分層測定原則,嚴格執行測定時間表上的各項進程。將測水管下放至含水層20cm處對靜水位進行測量,在得到地下水勘測所得數據的基礎上,對其進行科學分析預估地下水對建筑的影響程度,做出預防方案,盡可能減小地下水對工程的危害。
(2)加強水理性質分析。在進行巖土工程先期勘測時,應該做好巖土水理性質的勘測。巖土主要的水理性質有崩解性、透水性、軟化性、脹縮性、給水性五種。崩解性和土質的礦物成分和顆粒成分有著很大的關系,可以用抽水試驗來測量透水性,軟化性是巖土耐水浸、耐風化能力的指標,脹縮性通過產生基坑隆起控制著土坡表層的穩定性,對場地施工時間有影響的給水性可以通過室內實驗獲取。
(3)對癥下藥,制定對應的處理措施。首先,巖土工程現場勘查中的水文地質勘察是重中之重。一定嚴謹細致,依據地下水潛水層、含水層分布及水位留存數據來進行地下水影響預防,進而制定合適的預防措施;其次,為了避免地下水位升降對工程的危害性影響,做好地下水位人工控制升降預防措施,在巖土工程勘察中要對可能影響工程結構穩定性的水文狀況做勘測;然后,要合理布置,根據地下承壓含水層實際情況做好承壓水動水壓力沖擊底板相關數據的分析,最終有效降低地下水動水壓力對工程基底板的侵蝕;最后,工程壽命的長短跟地下水中的腐蝕因子關系相對較大。為了增強工程基底抗腐蝕性,要根據工程實際情況,以工程場地地下水腐蝕環境調查為基礎,仔細分析腐蝕介質以及腐蝕特點,有針對地對不同pH值的地基進行處理,優選普通水泥、硅酸鹽水泥以及骨料,優化混凝土的配合,添加適量的外加劑,同時對混凝土采取附加隔離防護措施。
4結語
在巖土工程勘察的內容中,地下水問題是巖土工程施工中非常重要的一個方面,不管是水位的升降,還是水壓環境的波動,地下水是保證工程勘察質量以及巖土工程安全和性能的重要方面,都需要準確、詳實的地下水水文地質條件調查結果的科學支持,以此準確把握巖土體中的水文地質條件。只有做好對水文地質的勘察工作,巖土工程勘察的效果才會得到根本性的極大提高。
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