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[摘 要] 地下水问题在工程勘察设计和施工过程中,始终是一个极为重要的问题。本文分析了地下水对土体的作用及影响,提出了勘测、设计等阶段防治地下水的相关措施,以消除或减少地下水对岩土
工程的危害。
[关键词] 工程勘察 水文地质 地下水 预防措施 土体
研究表明,大多数地质灾害以及各类岩土工程事故大多与地下水作用有关。而地下水的存在及对土体的影响又是设计过程中比较容易忽视的,各地最近煤矿突水事故一次又一次给我们敲响了警钟。因此分析地下水与土体间的作用,防范甚至杜绝地下水工程事故显得尤为重要。
1.地下水对土体作用及其影响
1.1边坡稳定分析
水对土坡稳定性的影响很大,观察资料表明,绝大部分滑坡皆因遇水时收到侵蚀和排水不良引起,由于雨水渗入使得地下水位上升,土体上部荷重增大;孔隙水压力提高,有效应力降低,相应抗剪强度降低;土的抗滑力小于抗滑力,最终引发边坡失去稳定并沿滑动面下滑。
1.2沙土的震动液化
饱和沙土且颗粒较小时,在突然振密而排水不畅的情况下,土粒受到孔隙水的反作用力而处于悬浮状态,而接近液体的性质,这时土便被液化。沙土液化时一般在地表裂缝中喷水冒沙、地基失效并发生过大的沉降。可采用将桩基础深入液化深度下的稳定土层或采用震动加密、沙桩挤密、强夯等措施加密。
1.3流沙现象
地下水在渗流过程中对土有渗透力的作用。当至下而上渗流的渗透力等于土的有效重度时,土粒间有效应力消失,土粒处于悬浮状态,可随水而自由流动,就产生了流沙。
流沙现象是一种危害极大的工程地质灾害。现在一般通过减少基坑内外水头差或增加渗流路径的方法防治流沙。
2.地下水引起的岩土工程危害
水文地质和工程地质二者关系极为密切:互相联系和互相作用。地下水是岩土体的组成部分,直接影响岩土体的工程特性,影响建筑物的稳定性和耐久性。地下水位变化主要分为地下位上升、下降两个方面。
2.1地下水位上升引起的危害
(1)土壤沼泽化、盐渍化、增强岩土及地下水对建筑物的腐蚀性。主要发生于海积平原低洼地带。(2)斜坡岩土体产生滑移、崩塌等不良地质现象,主要发生于风化作用强烈的丘陵台地区。(3)崩解性岩土软化、崩解,岩体结构破坏,强度降低,压缩性增大,抗剪强度降低,导致建筑物破坏。(4)导致粉细沙及粉土被水饱和呈松软状态,可能产生流沙、砂土液化等。(5)对地下建筑物的防潮、防湿或稳定性产生影响,还有可能由于地下水位的上升导致地结构被淹没。
2.2地下水位下降引起的危害
地下水位主要是过量抽取地下水,使得地下水位过大而持续下降,导致土层中的孔隙水土压力降低,颗粒间的有效应力增加,地层压密超过一定限度,即表现地面沉降。其危害有:1)地面标高降低使防汛堤坝下沉,城市易受洪水袭击;使桥墩下沉,桥梁净空减小,影响通航;严重地区,形成成片洼地,一到雨季,使道路积水,住宅进水。2)地面的不均匀沉降使建筑物失稳,破坏通讯光缆、电力电缆、供水、供气管道。3)地面沉降造成的大幅度低洼湿地面积,导致耕地沼泽化等等。
3.防治地下水的工程措施
3.1水文地质勘测
查明主要含水层的分布、厚度、埋深,各含水层和隔水层的埋藏条件、地下水类型、流向、水位变化趋势及其变化幅度;通过现场测定地层渗透系数等水文地址参数。要详尽了解最高地下水位的标高、类型、补给来源、水质、流量、压力以及历年气候变化情况、降水量、蒸发量及底层冻结深度等技术指标。
3.2排水系统设计
一方面调节和排除地表水,防治水流对土坡的渗透和冲刷。在滑坡区外修建截水沟,在滑坡体内,要疏通、加固和铺砌自然沟谷等,以防积水下渗。另一方面要排除地下水。
3.3支护与隔水设计支护结构
支护与隔水设计支护结构不仅能承受基坑开挖卸载所产生的土压力,而且能够有效的承担动水压力,起到阻隔地下水的作用。
3.4抗浮设计主体工程采用天然地基时,单层地下室或裙房地下室可采用加大恒载抗浮。
4.结语
岩土工程问题中,地下水问题占有相当重要的位置,准确合理地查明地下水的水文地质条件,不仅使资料的可靠程度更高,而且可更好地利用岩土体的潜在能力。因此,为保证建筑物的安全必须消除或减少地下水对岩土工程的危害。■
参 考 文 献
[1]刘成宇.土力学[M].中国铁道出版社.
[2]李隽蓬.谢强.土木工程地质[M].西南交通大学出版社.
工程的危害。
[关键词] 工程勘察 水文地质 地下水 预防措施 土体
研究表明,大多数地质灾害以及各类岩土工程事故大多与地下水作用有关。而地下水的存在及对土体的影响又是设计过程中比较容易忽视的,各地最近煤矿突水事故一次又一次给我们敲响了警钟。因此分析地下水与土体间的作用,防范甚至杜绝地下水工程事故显得尤为重要。
1.地下水对土体作用及其影响
1.1边坡稳定分析
水对土坡稳定性的影响很大,观察资料表明,绝大部分滑坡皆因遇水时收到侵蚀和排水不良引起,由于雨水渗入使得地下水位上升,土体上部荷重增大;孔隙水压力提高,有效应力降低,相应抗剪强度降低;土的抗滑力小于抗滑力,最终引发边坡失去稳定并沿滑动面下滑。
1.2沙土的震动液化
饱和沙土且颗粒较小时,在突然振密而排水不畅的情况下,土粒受到孔隙水的反作用力而处于悬浮状态,而接近液体的性质,这时土便被液化。沙土液化时一般在地表裂缝中喷水冒沙、地基失效并发生过大的沉降。可采用将桩基础深入液化深度下的稳定土层或采用震动加密、沙桩挤密、强夯等措施加密。
1.3流沙现象
地下水在渗流过程中对土有渗透力的作用。当至下而上渗流的渗透力等于土的有效重度时,土粒间有效应力消失,土粒处于悬浮状态,可随水而自由流动,就产生了流沙。
流沙现象是一种危害极大的工程地质灾害。现在一般通过减少基坑内外水头差或增加渗流路径的方法防治流沙。
2.地下水引起的岩土工程危害
水文地质和工程地质二者关系极为密切:互相联系和互相作用。地下水是岩土体的组成部分,直接影响岩土体的工程特性,影响建筑物的稳定性和耐久性。地下水位变化主要分为地下位上升、下降两个方面。
2.1地下水位上升引起的危害
(1)土壤沼泽化、盐渍化、增强岩土及地下水对建筑物的腐蚀性。主要发生于海积平原低洼地带。(2)斜坡岩土体产生滑移、崩塌等不良地质现象,主要发生于风化作用强烈的丘陵台地区。(3)崩解性岩土软化、崩解,岩体结构破坏,强度降低,压缩性增大,抗剪强度降低,导致建筑物破坏。(4)导致粉细沙及粉土被水饱和呈松软状态,可能产生流沙、砂土液化等。(5)对地下建筑物的防潮、防湿或稳定性产生影响,还有可能由于地下水位的上升导致地结构被淹没。
2.2地下水位下降引起的危害
地下水位主要是过量抽取地下水,使得地下水位过大而持续下降,导致土层中的孔隙水土压力降低,颗粒间的有效应力增加,地层压密超过一定限度,即表现地面沉降。其危害有:1)地面标高降低使防汛堤坝下沉,城市易受洪水袭击;使桥墩下沉,桥梁净空减小,影响通航;严重地区,形成成片洼地,一到雨季,使道路积水,住宅进水。2)地面的不均匀沉降使建筑物失稳,破坏通讯光缆、电力电缆、供水、供气管道。3)地面沉降造成的大幅度低洼湿地面积,导致耕地沼泽化等等。
3.防治地下水的工程措施
3.1水文地质勘测
查明主要含水层的分布、厚度、埋深,各含水层和隔水层的埋藏条件、地下水类型、流向、水位变化趋势及其变化幅度;通过现场测定地层渗透系数等水文地址参数。要详尽了解最高地下水位的标高、类型、补给来源、水质、流量、压力以及历年气候变化情况、降水量、蒸发量及底层冻结深度等技术指标。
3.2排水系统设计
一方面调节和排除地表水,防治水流对土坡的渗透和冲刷。在滑坡区外修建截水沟,在滑坡体内,要疏通、加固和铺砌自然沟谷等,以防积水下渗。另一方面要排除地下水。
3.3支护与隔水设计支护结构
支护与隔水设计支护结构不仅能承受基坑开挖卸载所产生的土压力,而且能够有效的承担动水压力,起到阻隔地下水的作用。
3.4抗浮设计主体工程采用天然地基时,单层地下室或裙房地下室可采用加大恒载抗浮。
4.结语
岩土工程问题中,地下水问题占有相当重要的位置,准确合理地查明地下水的水文地质条件,不仅使资料的可靠程度更高,而且可更好地利用岩土体的潜在能力。因此,为保证建筑物的安全必须消除或减少地下水对岩土工程的危害。■
参 考 文 献
[1]刘成宇.土力学[M].中国铁道出版社.
[2]李隽蓬.谢强.土木工程地质[M].西南交通大学出版社.