土木工程地质论文.docx

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皖 西 学 院

土木工程地质结课论文

题 目 岩土工程中水文地质问题的危害性探讨
姓 名 孟不凡
学 号 2013012156
专业班级 土木工程1303班
指导老师 蔡金龙

摘要:水文地质问题会严重影响到岩土工程的质量，针对此问题，要树立正确 的态度,对水理状况进行合理的分析，及时发现问题并提出可行性的解 决措施。
关键词:岩土工程水文地质问题危害性
经济和社会的快速发展带动了建筑行业的飞速进步，岩土工程也 随之大量出现，岩土工程的勘察工作取得了较大突破。岩土工程在建 设施工过程中，易受到当地水文地质状况的影响，两者是紧密相联，相 互作用的。然而，在对岩土工程进行勘察设计及施工的过程中，现场的 水文地质状况却没有得到应有的重视，这无疑为以后的施工留下了巨 大的隐患。因此，在进行相关勘察工作时,应当注意对当地的水文地质 状况及可能存在的问题进行一个深入的分析，制定周密的预防解决措 施以减少水文地质问题所造成的负面影响。其中，地下水问题在岩土 工程中是最常见的，会影响到基础的特性及建筑物的稳定性和持久性。
1岩土水理性质简析
岩土水理性质指岩土与地下水相互作用时显现的特性，它与岩土 的物理性质一样，都属于岩土重要的工程地质性质。岩土的这种性质 会直接影响岩土的形状与强度，严重时会使岩土产生变形，间接影响到 建筑物的稳定。传统的地质勘测中，工作人员重视对岩土物理力学性 质的检测，对岩土水理性质重要性认识不足，导致得出的岩土工程地质 性质的勘测结果不全面。岩土水理性质主要从地下水的赋存形式和水 理性质及研究方法几个方面来进行思考。地下水的赋存形式主要有三 种：重力水、结合水和毛细管水，其中结合水又有强结合水和弱结合水 之分。
岩土的水理性质及测试方法有软化性、崩解性、给水性、透水性及 胀缩性五种。透水性，水在重力作用下能够透过岩土，透水性就是岩土 允许水透过的特性。岩石坚硬，其中有裂隙或岩溶，发育越好,透水性 就越强;反之，岩石松散，颗粒细小且不均匀，透水行便差。透水性通过 渗透系数来表示，可通过抽水试验来获得具体的渗透系数。崩解性，指 岩土由于浸水湿化，土粒连接能力变差，土体易解体崩散。软化性，一 般通过软化系数进行表示，它是岩土由于浸水湿化，力学强度下降的一 种特性，是岩石耐水浸能力和耐风化的重要判断标准。若岩石层中有 易软化岩层的存在,在地下水的作用下会形成软弱夹层。这种软化特 性在泥岩、泥质砂岩、页岩及粘性土层中比较常见。此外，岩土所存在 的基坑隆起、地裂缝等现象，与岩土的胀缩性有关，该性能通过膨胀率、
体缩率收缩系数及自由膨胀率来判定，影响土坡表层稳定性和地基变 形的程度。除了上述几种主要性能外，岩土的水理性质还有毛细管性、 溶水性及可塑性等。
2水文地质评价分析
首先，重点评价对象为地下水与岩土结构及建筑物的关系，预测可 能产生的危害并提出解决措施。该项目的评价内容主要包括工程项目 概况、地质条件、现场自然条件及稳定性、相关技术标准、勘察目的、工 作进度、岩土性质、岩土强度和变形参数、地下水水位及埋藏情况、地基 承载力、地下水对建筑的腐蚀程度等内容。
其次，水文地质勘察评价的内容主要有地下水概况、地基基础方 案、工程地质条件、水土腐蚀状况、工程地质层的埋藏与分布状况、场地 的稳定性及抗震性等。进行评价时，应注意结合岩土工程的实际情况， 结合不同条件下下的地下水情况。具体的问题有地下水对钢筋混凝土 的腐蚀状况评价、地下水对建筑材料的软化状况评价、岩土涨缩问题评 价等。
最后，水文地质勘察中，要注意建筑物地基类型的需求，选择地基 类型时，要对该地的水文地质的历史状况、岩土性质、岩层岩性及物理 学性质等有一个基本的掌握，将岩层、水文地质和建筑三者联系在一
起。勘查时，要注意观察现场是否存在断裂状况和地质不良状况，从而 决定设计施工活动。
3水文地质勘察
水文地质问题的出现与地质勘查工作中的忽视态度有很大关系， 在勘察报告中很少涉及水文参数问题。对于岩土工程来说，它的工程 地质灾害与基础设计都不能缺少水文地质勘测这一环节。
3.1水文地质勘察的基本要求
岩土工程的水文地质勘察必须遵循最基本的施工要求，基本的勘 察要求应从资料搜集和实践勘察两个角度出发，主要内容包括四个方 面：
首先，从自然地理条件方面进行水文地质勘察。该方面主要是指 对该区域内的地形地貌特征和水文特征等展开勘察工作，判断是否属 于季风气候区，气候特征有哪些，从而判断气候的湿润度。至于地形地 貌方面，主要是根据地形地貌状况来判断流水方向及水系特征，从而进 一步了解地貌侵蚀状况及土壤堆积状况。其次，是对地质环境的勘察 工作。该环境主要是指施工位置的地质构造状况。要细致勘察地层岩 性、构造控制及基地构造等方面。第三，勘察地下水位状况。尽量做到 准确掌握该地区几年来的地下水位变化状况，并预测今后的发展趋势， 了解地表水补排状况和地下水补给状况，以促进地下水勘察工作的有 效展开。最后，是对含水层以及隔水层的勘察方面。要想确定地下隔 水层的埋深和厚度状况，需要从含水层分布、地下水类型及水流变化等 方面进行分析，勘测时要做好勘察参数的记录，从而根据地下水质状况 选择建材。
3.2岩土工程中水文地质问题的重要性探究
水文地质问题在一定程度上会对工程施工中的地质变化产生影 响，地质变化又会影响到建筑的施工工程。在水文地质问题的探究方 面存在着一定的局限性，许多岩土工程在设计时仅靠分析相关的数据 和记录，很少到实际施工现场进行勘察，思想上重视程度不够，这样就 导致水文问题得不到有效解决，影响工程施工质量。建设完成后，因地 下水问题而导致的岩土工程问题时有发生，从而影响到建筑的稳定性 和安全性。上述方面确定了水文地质问题的重要地位。
4地下水引发的岩土工程问题及注意事项
4.1.1地下水位影响岩土物理学性质
地下水位变化会使膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形，严重时会 形成断裂，从而破坏低层或者轻型的建筑物。若地下水位变化幅度大， 次数多，会导致岩土不断的发生膨胀收缩的现象，同时,岩土的膨胀收 缩幅度也会不断增加。因此，在膨胀性岩土区域内进行勘察工作时，要 特别注意观察现场的水文地质条件，地下水位的升降变化规律可作为 地基基础深度选择的参考值，基础深度应尽量避开地下水位变动带，尽 量在地下水位的上方或者是下方的位置。在基础底面下压缩层范围 内，若地下水位发生变化，会影响到建筑物的稳固性。水位上升，会使 地基土发生软化，降低强度和压缩性,这样会导致建筑物发生沉降。相 反的，若水位下降，岩土的自重压力会相应的增加，这时，地基基础会附 加沉降，地下水位突降或者是土质不匀，建筑物会遭到巨大破坏。
在地下水位以上、地下水位变动带及地下水位以下之间有_定的 变化规律:土体从上到下，它的压缩模盆、承载力的变化规律为大小大， 而空隙、天然含水量的变化规律为小大小。这是因为地下水位以上部 位由于经常遭到淋滤，铁铝富含量大，起到胶结和充填土颗粒的作用， 从而增大了土拉间连接力，构成硬壳层，这样使得含水量和孔隙比小， 压缩模和承载力会增高。处于地下水位变动带位置的土层，地下水流 动大，土层中的铁铝等成分流失，土层松散，这样的话，含水量和孔隙比 大，承载力和压缩模量会有所降低。土层若是处在地敲去熔渣。敲渣部位到熔池的距离应大于1m;③在自动焊过程中不应 断弧，如有断弧则必须将停弧处刨成1: 5斜坡，并搭接50mm再引弧施 焊，焊后搭接处应修磨匀顺;④单面焊双面成型的焊缝应在坡口背面贴 严、贴牢工艺规定的陶质衬垫;⑤对于锚箱的四条主焊缝、横隔板与锚 箱间的连接焊缝，焊后对焊缝进行超声捶击处理;⑥圆柱头焊钉的焊接 工艺参数（焊接电流、焊接时间、焊钉伸出长度和焊钉提升高度等）应通 过其焊接工艺试验确定，试验结果应符合GB/T10433的规定。
(3) 梁段间焊缝的焊接:①梁段经检查合格后方可进行梁段间焊缝 的焊接，施焊顺序应严格按焊接工艺规程执行;②梁段间焊缝的焊接和 焊接检验应符合规范及《韩土二号桥制作规则》的有关规定;③梁段间 焊缝经检查合格后，按照先_侧对接后角接，再另一侧对接的顺序焊接 U形肋、板肋和球扁钢嵌补件。
(4) 焊接顺序的确定:①桥位的焊接必须对称焊，即以桥中心线为 对称，两边同时同方向施焊底板、顶板的对接焊然后再对称施焊嵌补段 焊缝。施焊底板、腹板对接焊时应从下到上进行;②具体部位的焊接顺 序:a.斜顶板与人行道板的焊接:采用C〇2药芯焊，先焊钢箱梁内侧，焊 缝焊完，再用埋弧自动焊焊接外侧，即保证熔透;b.斜顶板与顶板：先焊 钢箱梁里侧焊缝，焊完后在钢箱梁外侧消跟，焊接箱外焊缝，保证焊缝 熔透的要求，达到钢箱梁密封的作用；c.顶板、底板纵向对接采用同时 同方向焊接或者中间向两侧同时焊接;d.顶板对接焊缝焊接完成后，再 焊接顶板与横隔板的对接焊；
(5) 考虑外界因素的施工工艺。现场单元板桥位拼装作业不具备 室内条件，现场施工环境复杂，昼夜温差大，风荷载也会影响钢箱梁线 形。
① 焊接选择合理的合拢段的安装时间；（每跨合龙段梁定位组装选
择）；
② 进行长度方向的温差补偿（对于固定基准点定位尺寸，根据环境
温度变化情况进行计算补偿）；
③ 考虑温度对钢箱梁的外形影响，当定位钢箱梁顶单元板板时，由 于受到顶单元板板的遮盖，日光不够直接照射到底板，造成顶单元板板 的钢板温度高于底板而变形，所以要预留横向的焊接预留量。
④ 焊接焊接温度对钢箱梁的几何尺寸和线形也有影响，故要预留 焊接收缩量。（当钢板厚度在20mm以下时，焊缝平均收缩量约为
0. 1mm/mx20m=2mm〇)
⑤ 分析验算风荷载对钢箱梁接支架的侧向推力，钢箱梁拼装就位 时考虑位移预留量。
4结语
钢箱梁线形质量是钢箱梁外观质量的重要指标之一，采用桥位支 架单元板拼装钢箱梁的施工工艺具有工作面大，作业速度快，安全风险 小,节约成本等诸多优点，但是由于施工条件复杂，影响因素多，给桥梁 线形质量控制增加了很大的难度,施工前必须经过细致缜密的规划设 计，充分考虑各种不利因素，施工过程中每一环节须加以严格控制，方 能确保钢箱梁整体线形质量。
4.1.2地下水升降引发岩土工程问题
地下水位状况及升降变化是岩土工程勘测中需要调查的问题之 _。在自然条件下，地下水位的变化受季节性的影响，雨季时水位相应 的上升，旱季时水位则下降。天然状态下的水位变化具有区域性和渐 变性，变化幅度不明显，若是添加人为因素，则局部性的地下水位变化 幅度要大得多，会造成更加严重的岩土工程问题。首先，水位上升状 况。潜水位的上升是多种因素综合的结果，地质因素的影响，比如总体 岩性产状、含水层结构等；其它的还有水文气象因素如气温、降水量等 方面的影响，人为因素包括管道施工、灌溉等方面。地下水位的上升对 岩土工程的影响主要表现在以下几个方面：河岸等位置的岩土体发生 崩塌、滑移等地质问题；地下室充水，基础上浮;土壤盐渍化与沼泽化对 建筑物的腐蚀;岩土体软化、结构破坏引起的流砂、管涌等现象。其次 是潜水位的下降状况。潜水位的下降多与人为因素有关，比如上游筑 坝、水库进行储水时会大量拦截下游的地下水补给、生产生活用水来源 于大量抽取地下水、采矿过程中矿床疏干情况等。地下水位若下降过 大，地下水源枯竭，会引发较为严重的地面沉降、地裂及地面塌陷等灾 害，还会引发水质恶化等环境问题，不仅会影响到建筑物的稳定，还会 影响到人类的生产生活。
4.1.3动水压力作用造成的危害
在自然状态下，地下水的动水压力比较小，人为活动会造成地下水 天然动力失去平衡，这样会引发一些较为严重的岩土工程问题，比如管 涌、流砂、基坑突涌等。
4.2注意事项
在岩土工程施工中，应注意从水文地质角度出发，强调地质勘查工 作的有效性。在勘察过程中，除了水文地质问题外，还要关注水文问题 与岩土的关系。在正式施工之前，应综合考察现场的地下水位问题、自 然环境及隔水层状况，除此之外，含水层分布及其深度也是地质勘查的 重要环节。
岩土工程施工的水文地质参数应当有一个精确的把握，主要包括 地下水压、起始压力参数分析、地下水流测速、P-Q曲线绘制及地下水 位的测定等内容。
5结束语
综上所述，水文地质危机会导致岩土工程出现不同程度的问题，其 中，地下水问题最为突出。当前岩土施工过程中容易忽视水文地质问 题，这样就会很难保证建筑的质量，因此，展开严格的水文地质勘测工 作显得尤为重要，要从审查与监管层面保证该项工作的展开。获得精 确合理的数据，不仅能增强资料的可信度,还能够合理利用水文及地质 条件，提高施工质量。查明并消除水文地质问题必将受到广泛的重视。

命运如同手中的掌纹，无论多曲折，终掌握在自己手中
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