分析地下水作用對巖土工程的影響

分析地下水作用對巖土工程的影響一、地下水作用對巖土工程的影響（一）地下水升降作用所帶來的影響地下水不論是上升或者是下降，都將在一定程度上影響巖土工程的施工。1、地下水上升可能帶來的影響在諸多地質(zhì)因素與水文氣象因素的影響下，例如總體巖性、水層結(jié)構(gòu)、氣溫、降雨量等，同時再加上一些人為因素（施工、灌溉），潛水位會發(fā)生上升。而潛水位上升將帶來極大的危害，具體表現(xiàn)為：將造成嚴(yán)重的土壤沼澤化，強(qiáng)化地下水對建筑物或構(gòu)筑物的腐蝕；極易引發(fā)丘陵山地地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害，例如泥石流、山體滑坡以及巖土體崩塌等等；同時還可能引發(fā)建筑物失穩(wěn)、地下洞室充水淹沒等等。2、地下水下降可能帶來的影響地下水下降，這主要是人為因素引發(fā)的，例如因灌溉、采礦等需要而抽取地下水，在河流上游興建水庫與水壩致使河流下游地下水不足，這些都將導(dǎo)致地下水下降。一旦地下水下降，將引發(fā)極為嚴(yán)重的后果，例如地面下沉、土地干裂；與此同時，還將引發(fā)一些環(huán)境問題，例如水質(zhì)下降、地下水枯竭等。（二）地下水動力作用所帶來的影響通常，地下水的動力作用，當(dāng)其處于天然狀態(tài)下時，對巖土工程的作用并不大，相對而言，其對巖土工程的危害也并不很大；然而，在人為因素的作用之下所形成的地下水運(yùn)動，一般都有比較大的動力作用，缺乏規(guī)律性的地下水運(yùn)動，將造成極為嚴(yán)重的后果，例如可能引發(fā)基坑突涌、流砂等，進(jìn)而對巖土工程的施工質(zhì)量帶來極大的影響。地下水能夠增加巖土體的容重與含水量，且對巖體產(chǎn)生化學(xué)作用和物理作用，進(jìn)而致使巖土結(jié)構(gòu)面發(fā)生軟化現(xiàn)象，且使得巖土體性質(zhì)發(fā)生變化，此外，地下水的力學(xué)作用，將對邊坡的平衡造成破壞，最終對邊坡的穩(wěn)定帶來影響。二、水文地質(zhì)評價的內(nèi)容在過去有很多關(guān)于工程勘察的報(bào)告，其中在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工方面對于水文地質(zhì)并沒有做出深入的研究與評價，這就使得很多地區(qū)發(fā)生過許多因地下水造成的基礎(chǔ)下沉與建筑物質(zhì)量事件，通過實(shí)際的調(diào)研和以往案例的總結(jié)，在以后的工程勘察過程中，對水文地質(zhì)問題要引起足夠的重視，同時也要做出合理的評價，一般來說水文地質(zhì)問題可以從以下幾個方面來進(jìn)行分析：工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)的評價內(nèi)容一般可以分為三個部分：第一部分應(yīng)該重點(diǎn)評價的是地下水對于巖土體和建筑物的影響和作用，根據(jù)其影響和作用來預(yù)測將來有可能產(chǎn)生的工程危害，同時也要提出相應(yīng)的防治措施。第二部分是指在實(shí)際的工程勘察中應(yīng)該以建筑物的地基類型為基礎(chǔ)，找出相關(guān)工程中水文地質(zhì)存在的問題，并且要提供出所需的水文資料。第三部分要從工程地質(zhì)勘察的角度，認(rèn)真分析地下水對于實(shí)際工程的作用，提出在不同的條件下應(yīng)該重點(diǎn)評價哪方面的問題。由上圖所示第三部分又可以分為四點(diǎn)：①針對那些埋在地下水位以下的建筑物要著重分析地下水對于混凝土和混凝土內(nèi)鋼產(chǎn)生的腐蝕性；②在建筑物建設(shè)過程中如果巖土體選擇的是一些軟質(zhì)強(qiáng)風(fēng)化巖石、膨脹土體為基礎(chǔ)的，可以重點(diǎn)分析地下水對于以上巖石和土體的軟化和崩解作用；③如果建筑地基的壓縮過于松散或存在飽和的粉細(xì)砂，則重點(diǎn)考慮這種地基產(chǎn)生潛蝕、流砂以及管涌的可能性；④如果建筑地基下面是承受壓力的含水層，那么就應(yīng)該對基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進(jìn)行重點(diǎn)分析和探討。三、巖土工程勘察中的幾個重要的水文地質(zhì)問題（一）做好水文地質(zhì)勘察的關(guān)鍵因素1、巖石的裂隙性裂隙的成因多種多樣，巖石和裂隙合在一起統(tǒng)稱為“巖體”，并將其中的裂隙概化為“結(jié)構(gòu)面”。顯然，結(jié)構(gòu)面是巖體中最薄弱的環(huán)節(jié)。搞清結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀、參數(shù)和分布，是水文地質(zhì)勘察設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。巖體中的地下水是沿著巖體中的裂隙和洞穴流動的，隨著裂隙和洞穴的形態(tài)和分布的不同，有脈狀裂隙水、網(wǎng)狀裂隙水、層狀裂隙水、洞穴水等不同的地下水類型，這些不同類型的裂隙地下水對巖土工程勘察的影響是各不相同的。2、土的孔隙性土是一種散體材料，存在孔隙。對于土的孔隙性，應(yīng)明確以下問題：（1）對于飽和土是固、液兩相，對于非飽和土是固、液、氣三相，于是產(chǎn)生了有效壓力和孔隙壓力，孔隙壓力又有孔隙水壓力和孔隙氣壓力。（2）在飽和土中，由于孔隙水壓力的增長和消散，不同的加荷速率導(dǎo)致地基承載力不同，是否及時支撐，對軟土基坑穩(wěn)定有不同的表現(xiàn)。（3）滲透系數(shù)和地層組合的差別，導(dǎo)致基礎(chǔ)沉降速率的差別。（4）飽和土中的超靜水壓力可導(dǎo)致擠土效應(yīng)，使樁被擠斷、擠歪和上浮；地震時的超靜水壓力可導(dǎo)致砂土和粉土液化等情況的出現(xiàn)。（5）非飽和土的孔隙氣壓力形成基質(zhì)吸力，基質(zhì)吸力隨著土中含水量的增加而降低，因而是不穩(wěn)定的。（二）地下水的腐蝕問題1、腐蝕機(jī)理地下水的類型具有多種多樣，水位的變化受到水文條件的影響，并隨著降水量的不同而有季節(jié)性的變化。同地表水一樣，地下水也有腐蝕性，主要原因是地下水的某種礦物含量過高。當(dāng)?shù)叵滤艿轿廴?，某種化學(xué)成分過高，它同樣會有腐蝕性。在進(jìn)行巖土工程勘察和建筑工程設(shè)計(jì)中，需要對地下水的腐蝕性進(jìn)行考慮。通過對地下水的測量和分析，發(fā)現(xiàn)下層地下水比上層地下水的礦化度更高，腐蝕性更強(qiáng)。研究表明，深度小于十五米的地下水，其水質(zhì)正常或者稍咸，腐蝕性較弱。而深度大于十五米的地下水，其水質(zhì)稍咸或者特咸，腐蝕性較強(qiáng)。2、地下水腐蝕的防治措施防止、降低地下水腐蝕要采取廣泛的綜合措施。因?yàn)榈叵滤奈廴臼怯烧麄€周圍環(huán)境的污染造成的，地下水污染是可以防治的，把生產(chǎn)的工業(yè)廢料減少到最低程度，改善污水凈化排放工藝，加工利用工業(yè)和日常生活的廢料是解決地下水污染的重要措施。（三）巖土的主要水理性質(zhì)及其測試方法1、軟化性是指巖土體浸水后，力學(xué)強(qiáng)度降低的特性，一般用軟化系數(shù)表示，它是判斷巖石耐風(fēng)化、耐水浸能力的指標(biāo)。在巖石層中存在易軟化巖層時，在地下水的作用下往往會形成軟弱夾層。各類成因的粘性土層、泥巖、頁巖、泥質(zhì)砂巖等均普遍存在軟化特性。2、透水性是指水在重力作用下，巖土容許水透過自身的性能。松散巖土的顆粒愈細(xì)、愈不均勻，其透水性便愈弱。堅(jiān)硬巖石的裂隙或巖溶愈發(fā)育，其透水性就愈強(qiáng)。透水性一般可用滲透系數(shù)表示，巖土體的滲透系數(shù)可通過抽水試驗(yàn)、滲水試驗(yàn)和壓水試驗(yàn)求取。3、崩解性是指巖土浸水濕化后，由于土粒連接被削弱、破壞，使土體崩散、解體的特性。巖土的崩解性與土的顆粒成分、礦物成分、結(jié)構(gòu)等關(guān)系極大，以蒙脫石、水云母、高嶺土為主的殘積土以散開方式崩解，而以石英為主的殘積土多以裂開狀崩解為主。4、給水性