浅析地下水对岩土工程的影响及水文地质的条件评价地理地质论文.doc

浅析地下水对岩土工程的影响及水文地质的条件评价_地理地质论文 　　摘 要：本文只要阐述了地下水作用对岩土工程的影响，并针对基坑工程中水文地质的条件进行评价分析，仅供参考　　关键词：地下水 岩土工程 基坑工程 水文地质　　　　1 地下水作用对岩土工程的影响　　1.1潜水位上升引起的岩土工程危害　　潜水位上升的原因很多，主要有：（1）含水层颗粒细小，其渗透性弱，直下径流差，尤其是上覆粗粒松散地层时，地表水容易下渗；（2）当包气带薄时，毛细带接近地表，土饱和差小；（3）地下水流梯度小或者平缓时，排泄不畅；（4）当含水层沿水流方向岩性突然变细、渗透性减弱或遇到隔水层时，潜水排泄困难；（5）河流、湖塘、水库、渠道等地表水体渗入补给等潜水位上升在第四系全新统冲积、海积松散粉细砂层中，可导致粉细砂土层产生流砂、砂土液化；对已有的建筑物可能造成地下洞室充水淹没、基础上浮、建筑物失稳；在海积平源低洼地带可使土壤沼泽化、盐渍化；而在风化残积土及强风化岩区，可产生崩解性岩土软化、崩解以及滑移、崩塌等　　1.2地下水位过大下降引起的岩土工程危害　　地下水位局部过大下降引起的原因，主要是人为因素改变了水文地质条件造成的，如集中过量的抽取地下水，使地下水的开采量大于补给量，导致地下水位过大而持续下降，降落漏斗亦相应的不断扩大；地下水位局部过大下降引起的主要岩土工程问题是地面塌陷、地面沉降、地裂，破坏岩土体的稳定性，危害建筑物的稳定性。

　　1.3地下水位升降变化引起的岩土工程危害　　地下水位升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀变形，严重者形成地裂，引起建筑物特别是低层或轻型建筑物的破坏这对地基基础深度的选择（宜选在地下水位以上或地下水位以下，不宜选在地下水位变动带内）有重要的参考价值　　在建筑工程的地基内，当地下水位在基础底面以下压缩层范围内发生变化时，就能直接影响建筑物的稳定性若水位在压缩层范围内下降时，岩土的自重应力增加，可能引起地基基础的附加沉降，如果土质不均匀或地下水位的突然下降也可能使建筑物发生变形破坏　　1.4地下水动水压力作用引起的岩土工程危害　　地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱，但是在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件，在一定的动水压力作用下，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　　2 基坑工程水文地质条件评价　　2.1地下水的物理、化学作用评价　　对埋藏在地下水位以下的建筑地基基础，应根据地下水质分析资料和地基基础所处的地下水环境，评价地下水对混凝土的腐蚀性；选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为地基基本持力层的建筑场地，应根据地下水的埋藏深度及其动态变化资料，评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等有害作用。

　　2.2地下水的力学作用评价　　地下水的力学作用原则上是可以定量计算的，通过力学模型的建立和参数的测定，可以用解析法或数值法得到合理的评价但地下水的作用往往是复杂多变的，即使在赋存条件和水质基本不变的前提下，地下水对岩土体和结构基础的作用也往往是一个变化的过程，开始可能影响不大，但一旦发现危害明显就难以处理，所以必须防范于未然，开展必要的水文地质评价工作　　2.2.1水文地质参数的确定　　对于地下水位以下开挖基坑，水文地质条件评价首先要考虑的问题，一是建议采取何种降水措施；二是能否疏干基坑内的地下水而得到便利安全的作业面，在造成水头差的情况下，基坑侧壁和底部土体是否稳定；三是由于地下水的降低，是否会对邻近建筑、道路和地下设施造成不利影响而以上的这一系列问题，首先要取得地下水设计技术参数，其中包括稳定地下水位、渗透系数、孔隙水压力、影响半径等　　静水位是指天然状态下地下水稳定水位，勘察期间可利用钻孔、探井或侧压管进行观测，但应符合下列要求：　　在上部为潜水、下部为承压水或多层含水层地区，均应分层测定水位；静水位的测定应有一定的稳定时间，钻进过程中的初见水位不一定是静水位一般地区每小时测定一次，三次所测水位值相同或孔内水位差不超过2~3cm者，可作为静水位；　　宜在勘察结束后，统一测量一次静水位。

渗透系数是设计计算的重要指标，可采用抽水试验、注水试验、压水试验、室内渗透试验等方法测定根据我院在该区的勘察经验，对一般性的基坑开挖项目，可采用钻孔进行野外抽水试验结合室内渗透试验来确定　　抽水试验是求算含水层水文地质参数的有效方法之一，在一般情况下，也就是在水文地质条件不是十分复杂的地区，采用稳定流抽水试验即可满足要求抽水量和水位降深应根据工程性质、试验目的和要求确定，一般可根据需要采用1～2次水位降深，一般情况下，应使最大的水位降深接近工程设计的水位标高抽水试验的稳定时间一般为8～24h，具体可根据工程要求和含水地层的渗透性确定　　2.2.2抗浮评价　　地下水对基础的浮力作用，是最明显的一种力学作用在一般情况下，如在透水性较好的土层或节理发育的岩石地层中，浮力可以用阿基米德原理计算，但对于渗透系数很低的粘性土来说，由于渗透过程极为复杂，基础所受到的浮力可能小于水柱高度　　但当地下水为潜水类型且无长期水位观测资料时，如果仅按勘察期间实测水位来确定抗浮设防水位又不够确切，应结合场地地形、地貌、地下水补给、排泄条件和含水层顶板标高等因素综合确定对重要工程的抗浮设防水位应进行专门论证后确定，以确保工程使用安全，同时也避免不必要的浪费。

　　2.2.3地下水渗流作用评价　　为了避免地下水对基坑可能产生的破坏作用，首先是调查区域水文资料、监测有关的水文地质参数，同时分析基坑的岩土工程地质条件，作出综合的分析评价从土质条件上分析，当岩土层的不均匀系数Cu>10时，易产生潜蚀；为此，在工程勘察中应查明基坑范围内隔水层的厚度、岩性、重度，承压含水层顶板埋深、承压水头高度，含水层的类型、岩性等，应根据基坑开挖深度，判断能否产生突涌现象以及预测突涌形式及其危害可按岩土工程勘察规范提供的公式进行估算：　　H≥（rw/r）　　式中：H——基坑开挖后不透水层的厚度；　　 r——土的重度；　　 rw——水的重度；　　 h——承压水头高于含水层顶板的高度　　通过判断，如果可能产生突涌现象，则需提出防治措施的建议　　防治突涌可以考虑两个方案：一是控制基坑开挖深度，使基底隔水层保留不致产生突涌的厚度；二是在基坑外围设置排水孔，降低承压水位，减少承压水头压力　　2.2.4降水与周围环境评价　　基坑开挖与降水必须考虑到邻近建筑物的安全，特别是在细颗粒的软弱土层中，必须认真对其进行分析评价但在大部份的岩土工程勘察报告中，往往重视不够，有些可能只一句话带过。

降水对周围环境的影响应根据抽水试验资料，评价含水地层的渗透性和富水性，以及由于工程施工降水，在地下水位下降影响范围内，能否引起土体沉降、地面沉降或边坡失稳、影响周围建筑物的稳定性如某热电厂工地，地下水位埋深为0.8m左右，废液处理池基坑开挖深度为5.8m，平面占地面积为10.0m×16.0m，浅部地层为粉质粘土、淤泥质粉质粘土夹粘质粉土层，开挖前地下水位降至6.5m左右，开挖后使周边20.0m范围内地面均出现了不同程度的沉降，最大沉降超过0.3m，由于没有安排好施工程序，使北侧已建造至二层的管理用房发生倾斜、开裂而报废　　因此，对于位于地下水位以下的基坑开挖工程，岩土工程勘察水文地质条件评价时应对降水、开挖工作作必要的建议措施根据该地区的施工经验，一般可采取以下措施：　　（1）安排好施工顺序，开挖工程周边的建（构）筑物应待基坑工程施工结束后再进行施工；　　（2）在粉土和粉细砂层中降水、井点钻探施土，应防止塌孔涌砂，过滤器设计加工不应产生涌砂、松动土层；　　（3）在建筑物沿基坑一侧采用旋喷桩、混凝土桩等形成阻水帷幕，防止地下水位的下降；或采用回灌井技术，以保持建筑物所在地原有的地下水位，并做好四周地下水位的观测工作，分析水位下降趋势与流量变化，及时调整抽水、开挖的技术方案，以确保施工安全。

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