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因素與水文氣象因素的影響下，例如總體巖性、水層結構、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：將造成嚴重的土壤沼澤化，強化地下水對建筑物或構筑物的腐蝕；極易引發(fā)丘陵山地地區(qū)的地質災害，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，這些都將導致地下水下降。一旦地下水下降，將引發(fā)極為嚴重的后果，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動，一般都有比較大的動力作用，缺乏規(guī)律性的地下水運動，將造成極為嚴重的后果，例如可能引發(fā)基坑突涌、流砂等，進而對巖土工程的施工質量帶來極大的影響。地下水能夠增加巖土體的容重與含水量，且對巖體產生化學作用和物理作用，進而致使巖土結構面發(fā)生軟化現(xiàn)象，且使得巖土體性質發(fā)生變化，此外，地下水的力學作用，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、水文地質評價的內容在過去有很多關于工程勘察的報告，其中在基礎設計與施工方面對于水文地質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下沉與建筑物質量事件，通過實際的調研和以往案例的總結，在以后的工程勘察過程中，對水文地質問題要引起足夠的重視，同時也要做出合理的評價，一般來說水文地質問題可以從以下幾個方面來進行分析：工程地質勘察中水文地質的評價內容一般可以分為三個部分：第一部分應該重點評價的是地下水對于巖土體和建筑物的影響和作用，根據其影響和作用來預測將來有可能產生的工程危害，同時也要提出相應的防治措施。第二部分是指在實際的工程勘察中應該以建筑物的地基類型為基礎，找出相關工程中水文地質存在的問題，并且要提供出所需的水文資料。第三部分要從工程地質勘察的角度，認真分析地下水對于實際工程的作用，提出在不同的條件下應該重點評價哪方面的問題。由上圖所示第三部分又可以分為四點：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鋼產生的腐蝕性；②在建筑物建設過程中如果巖土體選擇的是一些軟質強風化巖石、膨脹土體為基礎的，可以重點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砂，則重點考慮這種地基產生潛蝕、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，那么就應該對基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進行重點分析和探討。三、巖土工程勘察中的幾個重要的水文地質問題（一）做好水文地質勘察的關鍵因素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“結構面”。顯然，結構面是巖體中最薄弱的環(huán)節(jié)。搞清結構面的產狀、參數和分布，是水文地質勘察設計的重點，也是難點。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）滲透系數和地層組合的差別，導致基礎沉降速率的差別。（4）飽和土中的超靜水壓力可導致擠土效應，使樁被擠斷、擠歪和上??；地震時的超靜水壓力可導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吸力，基質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。當地下水受到污染，某種化學成分過高，它同樣會有腐蝕性。在進行巖土工程勘察和建筑工程設計中，需要對地下水的腐蝕性進行考慮。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。研究表明，深度小于十五米的地下水，其水質正?；蛘呱韵?，腐蝕性較弱。而深度大于十五米的地下水，其水質稍咸或者特咸，腐蝕性較強。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。因為地下水的污染是由整個周圍環(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及其測試方法1、軟化性是指巖土體浸水后，力學強度降低的特性，一般用軟化系數表示，它是判斷巖石耐風化、耐水浸能力的指標。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、愈不均勻，其透水性便愈弱。堅硬巖石的裂隙或巖溶愈發(fā)育，其透水性就愈強。透水性一般可用滲透系數表示，巖土體的滲透系數可通過抽水試驗、滲水試驗和壓水試驗求取。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、結構等關系極大，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