工程地质对土木工程的影响范文

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篇1

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）26-0123-02

双语教学是教学改革的重要方法之一，也是培养具有国际视野和国际竞争力、面向未来的新型社会主义现代化建设高素质人才的必然趋势，同时也是评价专业办学水平的一个标准[1]。为了适应这一形势，重庆交通大学经过多年酝酿，于2011年成立了国际学院，并在2013经教育部批准设立中外合作土木工程项目班，开始招收新生。通过土木工程（国际项目班）课程的学习，使学生具备较高的专业英语水平，掌握扎实的专业知识，具有直接参与国际项目招（投）标、设计、施工、管理工作的能力，具有土木工程的基础理论与专业知识，具备较强的工程实践能力、创新意识与良好的综合素质。通过工程师基本训练，培养知识、能力、素质协调发展，懂管理、懂技术、懂经济、懂法规，具有国际竞争力的高素质、复合型、国际化的高层次土木工程技术人才[2]。工程地质作为土木工程学科重要的专业基础课，所以在国际项目中实行双语教学就显得尤为重要。

一、工程地质课程双语教学的背景

当前，社会主义现代化建设蓬勃发展，许多大型的交通、能源和水利工程都已开工建设，这对工程地质的研究与教学提出了新的要求。虽然众多学者在工程地质学研究方面取得了较多的理论和实践研究成果，但仍然不能满足工程技术飞速发展的需要。此外，近年来中国频发的多种地质灾害（地震、泥石流、滑坡等），对人民的生命财产造成了重大损失。因此，无论从工程建设还是灾害治理角度考虑，都应该加大、加快对工程地质学的研究力度。欧美等发达国家在工程地质学研究领域有着较为成熟的经验和先进的理论方法，这就要求国内的工程地质研究人员具备较好的外文文献阅读水准，能快速地在海量的外文文献中找到有用信息，并对其很好地理解。此外，高校作为培养中国国际人才的重要基地，必须在专业知识方面对学生进行有目的的专业英语培养，使学生今后能更好地适应国际交流的需要[1]。

二、工程地质课程双语教学的现状

目前，国内高校工程地质课程的讲授以汉语教学为主，仅有少数高校开展了双语教学的尝试。在理论和实践教学中也呈现出形式多样的局面，有的高校采用全英文教材，有的高校仅在课件上采用全英文形式；在教授过程中，考虑到学生对知识点和专业术语的理解，教师基本不会采取全英文授课，仍以汉语或英汉交替为主。基于此，笔者结合自己几年的工程地质双语教学经验，将教学过程中的一些问题进行深入的总结和分析。

三、工程地质双语教学方法分析

无论采用何种教学方法，工程地质课程双语教学的主体目标仍然是一致的，即要让一名土木工程专业学生在学习本课程后，达到以下的基本要求和能力：（1）根据地质资料在野外能辨认常见的岩石和土，了解其主要工程性质；（2）能辨认基本的地质构造类型及较明显、简单的地质灾害现象，并了解这些构造及不良地质对工程建筑的影响；（3）能在土木工程设计、施工和运营中运用各种工程问题的基本知识。在该课程中实践双语教学必须有利于教学目标的实现而不是削弱。对于工程地质这样的专业基础课，采用双语教学的初衷，一方面是为了培养具有国际视野、掌握相关领域的专业技能、具有广泛适应性的国际化高级专门人才；另一方面也期望通过这种教学模式增强学生学习兴趣，促进以学生为主体的教学理念的实现。

工程地质课程双语教学过程中的首要问题是学时紧张。根据教学大纲，工程地质双语教学学时数与汉语教学学时数基本相当。但在双语教学过程中，很多重要的工程地质专业术语和工程地质分析原理，在英语讲完后都会辅以汉语重复解释，以便学生对知识点能够理解透彻；另外，双语教学中教师都会引入一些具有国际前沿性的专业知识，这就导致对于相同一个知识点的讲授，双语教学将占据更多的课堂时间，因此，按照教学大纲制定的学时数必然显得较为拮据。所以，笔者建议在开展工程地质双语教学时，必须适度增加学时数，或者增加课外辅导学时，并计入教师工作量。此外，为了充分调动学生的积极性，可以适度增加双语课程的学分。

工程地质双语教学对教师提出更高的要求。工程地质是所有土木工程学科的专业基础课，这就要求教师要具有广阔的专业知识视野和扎实的基本理论功底，只有这样才能将内容系统进行融会贯通的讲授。由于课堂上有相当比例的英文讲授，因此课前备课必须做足功课，不仅内容全面，而且要尽可能用英文原汁原味的表述讲授内容，所以备课时，尽量多参考原版教材。英语授课中，为了学生能更好地记忆和理解讲授内容，教师应该降低PPT放映速度和英语讲授语速，在使用多媒体教学的同时，注意结合板书等传统的教学方式，多设置一些课堂环节，加强和学生之间的交流，可以每隔一定时间，询问学生有什么问题或评论，鼓励学生大胆提问，增加教师与学生的互动环节，这样可以有效提高学生的兴趣和积极性。

同样，双语教学也要求学生具有较高的英语基础，国际项目班学生英语水平参差不齐，对待双语教学的积极性和主动性也千差万别。因此，在双语教学实践中要大胆创新，以学生为主体，允许学生在开设课程初期自主选择汉语课程或双语课程进行试听，对不同老师的教学方式和教学风格进行对比，并在规定期限内选定适合自己的授课方式。这样既可以调动学生的积极性，也能激励教师更好地改进教学方法。

此外，在双语教学过程中一定要杜绝哑巴英语现象。教师可以针对一些重要的知识点，设置成不同的专题，让学生在课堂上讲授，这可以在一定程度上增强他们说英语的勇气。另外，为了能更好地讲解专题知识，学生会在课前会花更多的时间和精力去查询阅读相关文献，这也间接提高了其对知识的理解；为了能使自己更好地表达和精彩地演讲，学生会查清每个单词的发音，并反复练习陈述，会用尽心思制作演讲PPT[1]，这些都能从很大程度上提高学生自主学习的能力。

四、教材的选择

国内工程地质教材建设始于上世纪50年代，之后各个时期都出现过比较经典的教材，但至今还没有专门适用于工程地质学双语教学的教材。笔者专业特点，并结合几年来的教学经验，精心选择了石振明、孔宪立主编的，于2011年中国建筑工业出版社出版的《工程地质学》（第2版）[3]。该教材详细叙述了工程地质和水文地质的基本知识、岩土工程特性、不良地质现象、工程地质原位测试和勘察以及各类地质问题对工程的影响，系统地阐述了工程地质的基本原理、地质作用及土木工程中的工程地质问题及其勘察评价等，在注意学科本身的系统性时，力求充分反映近年国内外工程地质理论和实践的发展水平。此外，笔者通过对近10年国外出版的工程地质学英文教材进行了梳理统计后，选择了由F.G.Bell编著的Engineering Geology[4]。该原版英文教材全面阐述了工程地质基本理论知识，对重要知识点通过图表、图片等形式来加以说明，并详细分析了工程建设中的地质影响因素，系统阐述了工程地质基本原理，与笔者所选中文教材能形成很好的对应。通过这两本教材，学生可以全面进行双语学习。但毕竟是按两套不同的教学体系编著而成的教材，所以两种教材在交替使用过程中还是一定程度上破坏了课程的连续性。因此，若想保证双语教学的授课质量，最好能结合授课的具体专业，有的放矢地规划编写适合的工程地质双语教学教材。

五、教学资源建设

双语教学实践中优质教学资源的整合和建设是非常重要的。学院教务部门可以召集工程地质教研室的老师和外籍教师组成一个双语教学研究团队，中外教师可以将备课和授课中搜集的工程案例、习题、图片或工程现场的flas、视频等教学资源拿出来集中讨论，并结合具体教学实践做出一定的筛选，将最终的筛选结果放在双语教学课程网站上，供学生学习。课程网站可以链接与我校有合作协议的外国院校或是其他的公开双语教学资源库。将网站对学生开放，并设置学生留言功能，可以将授课后的体会和建议在网站上予以反馈，以利于双语课程教与学的良性循环。另外，为了使教学过程顺利进行，可对与课程相关的纸质教材、媒体教材、网络教材进行整合，以适应课堂教学的需要[5]。

六、结语

作为土木工程专业重要的基础课程，开设工程地质双语教学是其他后续土木相关专业课程双语教学的基础。笔者在总结分析国内工程地质双语教学现状的基础上，结合自己的教学体会和心得，提出一些提高双语教学效果的建议。但工程地质双语授课是一种新的教学方式，还需国内各高校相关教学人员加强交流，大胆创新，继续探索研究教学方法，促进双语课程教学水平的提高。

参考文献：

[1]黄雨，卞国强，叶为民.土木工程专业工程地质学双语教学改革探讨[J].高等建筑教育，2009，18，（2）.

[2]年延凯.土木工程专业国际工程地质课程英文教学研究[J].高等建筑教育，2014，23，（1）.

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Abstract: our country groundwater has very important influence on construction projects, especially the large-scale construction of high-rise buildings, so the geological exploration work must be done well before the construction adjust measures to local conditions the design of the building. In a water depends on the decisive role in engineering, and especially the groundwater he determines the stability of the foundation engineering, and a series of vital role. Groundwater is an important natural resources in the crust, was one of the geotechnical three-phase component of an important part. Groundwater is closely related to the project, and influence each other. On the one hand, there are a variety of groundwater for civil engineering adverse effects (like quicksand, piping, etc.) and impact; Another fluffy, civil engineering activities and can induce and aggravate the groundwater activity. Visible, groundwater is of engineering geological analysis, evaluation, and geological disaster prevention and control of a very important factor.

Keywords: engineering geology and groundwater engineering

中图分类号： P642 文献标识码：A文章编号：

地下水是一种重要的地址营力，其改变地壳表面的能力不可忽视。了解地下水的储蓄存在条件和地下水类型，以及地下水的运动形式等基本特点。有助于掌握地下水对工程的危害。当我们在施工的同时我们将尽量的避开与地下水的正面交锋，当在工程上我们遇到了地下水的时候我们应该合理的解决地下水的问题。地下水主要是腐蚀我们的建筑物。

一、地下水的基本知识及类型

储藏和运动与岩土的孔隙和裂隙的水叫地下水。在土木工程建设中，一方面地下水是生产生活供水的重要来源，特别是在干旱地区，地表水缺乏，供水主要靠地下水。另一发面，地下水的活动又是威胁施工安全、造成工程病害的重要因素，例如，基坑、隧道涌水、滑坡活动价、基础沉陷和冻胀变形等都与地下水活动有直接关系。

地下水分类：根据岩土中水的物理力学性质不同及水与岩土颗粒间的相互关系，可以有以下六种状态：气态水、吸着水（强结合水）、薄膜水（若结合水）、毛细水（非结合水）、重力水（非结合水）、固态水。

为了有效地利用地下水和对地下水某些特征进行深入的研究，必须进行地下水分类。由于利用地下水和研究地下水的目的和要求不同，有许多不同的地下水分类方法。总的看来有两大分类法：一是根据地下水某一方面或几个方面的因素对其进行分类；而是尽可能得全面的考虑到影响地下水特征的各种因素对其进行综合分类。前者例如地下水按温度分类，按总矿化度分类，按硬度分类及按pH分类等。后者则主要按埋藏条件和含水层性质对地下水进行综合分类。按埋藏条件分类：上层滞水、潜水、承压水三种，按含水层性质分类：孔隙水、裂隙水、岩溶水三种。

第二，地下水对各种工程建设的影响

首先地下水对地基承载力和变形的影响，在地下水的影响下，地基承载力会有明显的下降，特别是当地下水位埋藏较浅，地基压缩层范围内的土体呈饱和状态时，地下水充满土的孔隙，土颗粒间的作用力减小，导致土质软化，压缩性增大，承载力降低。在湿陷性黄土地区，当地下水位上升时，土体中的可溶盐类被溶解，黄土特有的粒状架空结构遭到破坏，导致土体强度降低，在自重或附加应力作用下，会发生湿陷变形，基础产生不均匀沉降。

在膨胀土地区，地下水多为上层滞水或裂隙水，随着季节水位的变化，可使膨胀土产生不均匀的胀缩变形，而当地下水位变化频繁或变化幅度较大时，不仅土的膨胀收缩变形往复，而且胀缩幅度也大，建筑物升裂、变形而破坏。

在寒冷地区，地下水位升高，由于冻结作用，土中的水分往往向冻结区迁移和集聚，冰冻形成冰夹层或冰锥等，使地基土产生冻胀，地面隆起，使建筑物开裂破坏。此外，土体在冻结状态时虽具有较高的强度和较低的压缩性，但当温度升高土解冻后，其抗压和抗剪强度就会大大降低，对于含水率很大的土体，融化后的黏聚力约为冻土时的十分之一。此外，地下水位的下降同样会给工程造成危害，如由于过量开采地下水引起水位下降，造成水中孔隙水压力减小，有效应力增大，土层压缩量增大，造成地面沉降或塌陷，导致房屋开裂、井管上拔，地下铁路错开等问题。

由此可见，地下水对地基承载力、变形和地基稳定等均会产生不利影响，对此必须予以高度重视，工程地质勘察不仅要重视水文地质参数的测定，还应注意收集与整理区域性水位动态变化资料，建立区域性水文地质资料数据库，对建筑物范围内的地下水位变化规律进行定量分析，做好地下水位的预测、预报工作。

其次，地下水对基础工程施工的影响

渗流对坝基、边坡、地下工程等均有直接或潜在的破坏作用，容易产生流砂、管涌等，往往对工程造成严重影响。地下水是影响边坡稳定性的重要因素。许多滑坡都与地下水的租用有关，如著名的长江鸡爪子滑坡、甘肃的洒勒山滑坡等都与地下水的活动有关。

基坑工程一般位于地下水位以下，地下水问题比较突出，地下水对基坑工程的主要影响有：（1）恶化基坑开挖施工的条件。地下水流入基坑，淹没工作面，将严重影响开挖施工的质量和效率，同时坑内排水会造成基坑周围地面沉降、变形，导致周围建筑物下降、变形、开裂、倾斜等破坏。（2）造成流砂、管涌等不良现象。在颗粒细小的非粘土中开挖基坑，由于坑内外产生水头差，导致地下水向坑内渗流，甚至产生流砂、管涌等破坏作用，严重威胁基坑工程及其周围建筑物的安全。（3）软化基坑周围的土质，降低坑壁，坑底岩土体的强度，产生侧壁变形、底鼓等。对于放坡开挖的基坑，由于谁对边坡土体的软化及渗流作用，还会造成边坡塌陷、滑坡等事故。（4）造成基坑突涌。当基坑下都有承压水时，开挖基坑减小了含水层的上覆隔水层厚度。（5）增大支护结构上的压力。由于地下水的存在，设计挡土止水结构上的水土压力增大，相应的增加基坑支护的费用和施工难度。

地下工程多位于地下水位以下。地下水对地下工程的影响尤为突出，无论是设计还是施工或是正常运行，都必须考虑和控制地下水对地下工程产生的不良影响。地下水对地下工程的影响主要表现为：（1）产生静水压力作用于洞石衬砌，增加支护结构上的压力，造成硐室围岩沿软弱结构面滑动，造成硐室变形、失稳等。地下水还会产生渗漏、管涌，影响地下工程的正常使用。（2）地下水使岩土软化，强度降低；使围堰中软弱夹层泥化，减小层间阻力；还会使某些岩土（如石膏、岩盐、高岭土等）产生溶解、膨胀，造成硐室变形。（3）造成地下工程施工中产生涌水、流砂、涌泥等现象，引起洞室变形、塌方和冲溃，甚至淹没和堵塞洞室，砂、水混合物涌入洞室，常常造成严重事故，影响地下工程的施工和地下建筑物的使用。

地下水对土木工程的影响主要表现在两个方面：（1）地下水与岩土体相互作用，是岩土的强度和稳定性降低、性能变差，从而产生各种不良的影响，如滑坡、岩溶、流砂、管涌、土沸、地基沉陷、道路翻浆、水坝渗漏等，给各种土木工程施工和建筑物的正常使用造成困难与危害，甚至酿成灾难性事故，如美国加利福尼亚圣洁新托隧道施工中遇到断层破碎带大量涌水，墨西哥市地面发生严重不均匀沉陷，意大利瓦伊昂水库的大滑坡等等，都与地下水活动有关。（2）地下水中的有害化学成分CO2、SO4-、CL-等，对水位下的混凝土结构和钢结构产生侵蚀、破坏作用，虽短建筑物的使用寿命等。

因此在地质工程建设中应该非常注重地下水对工程的影响，防止出现各种事故，延长建筑物的寿命做好地质勘探研究与设计，地质师更应做好专业的预算与测量保证工程的安全同时注重环境影响。

参考文献：

1、《工程地质学》，2006.10，中国建筑工业出版社

2、《地基与基础》，2009.4，清华出版社

3、《地基处理》，2009.8，化工出版社

4、《软土基础》，1899，中国铁道出版社

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中图分类号：TN95文献标识码： A

一、探地雷达概述

探地雷达是一种利用地下介质电性差异特性来探测目标体的方法，应用探地雷达探测的特点是快速、连续、无损，其探测结果通常都是以成像方式显示，对于简单条件下的异常体探测工作，探地雷达资料的定性解释较为直观，复杂地质条件下的探测工作，探地雷达资料的定性解释和定量解释仍具有一定的难度。在浅部地层探测中的探地雷达一般都属于超宽带雷达，具有丰富的高频成分，和其他物探方法相比，具有分辨率较高、定向性好等优点，因此应用于浅部规模小的目标体效果比较显著。近年来随着工程建设的快速发展，探地雷达技术在公路检测、隧道衬砌检测、地下金属物体探测、地质灾害探测、地质调查、考古等方面有着广泛的应用。

二、工作原理与方法

1.探地雷达的工作原理

发射天线T以脉冲形式向地下发射电磁波，当遇到有电性差异的介质时，电磁波在分界面处发生反射，返回地面后被接收天线R接收，并由采集系统以数字形式记录下来，通过软件进行显示处理，可以分析地下界面反射回来电磁波的时间、频率、振幅、相位等特性，推断地下目标体的空间位置、形态等。目标体的顶界面深度由公式1确定：

h＝(t2v2-x2)1/2/2

式中：t为电磁波的传播时间，v为电磁波的传播速度，x为发射天线和接收天线之间的距离。实际工作中，对于如混凝土一类的均质体，电磁波传播速度比较容易确定，但是大多数情况下地层结构都是比较复杂的综合体，电磁波的传播速度不易准确确定，采用一些根据经验给定的电磁波介电常数也往往不可靠，电磁波速度选取的不准确必然会对探测结果的准确性带来影响。

对于浅部探测工作，通常使用1GHz、900MHz、500MHz的高频天线，天线的体积相对较小，发射天线和接收天线往往集成在一个天线盒中，可以连续地进行探测工作，水平桩号的控制由仪器所带的转轮自动控制，或者在探测过程中根据米尺由手动标记控制。

2.目标体的深度与介质对电磁波的吸收作用

进行地下目标体的检测时，探地雷达并不是万能的，有的对目标的检测体并没有效果，出现这种现象的原因是进行电磁波发射的过程中，通过目标体反射回地面，其中的能量会被大大的减弱。进行探测的过程中，如果介质的削减系数是一定的，目标在地下越深，波就会被强烈的衰减，另外，进行探测的过程中，介质系数的不断衰减，电磁波的能量也会不断的衰减。试验表明，不同地质介质的衰减系数差异较大，因此，随着目标体埋深和周围介质对电磁波吸收作用的变化，表面上所接收到的反射波的强度也会发生改变。如果反射波的强度小于千扰背景时，要想在雷达记录剖面上识别来自目标体的有效反射将是不可能的，在此条件下，地质雷达就难以作为可行的探测方法。

3.目标体的几何形态及规模

进行探测的过程中，雷达系统的分辨率跟目标体的规模和目标体之间的组合关系有关，而雷达的理论分辨率跟脉冲子波的频带宽度和天线中心的频率关系很大，因此进行探地雷达探测的过程中，为了保证探测的效果，要不断提高雷达的理论分辨率。

4.干扰波的类型、强度及特点

在接收目标体的有效反射回波时，不可避免地还会收到各种各样的干扰波。无论是规则干扰波还是不规则干扰波，对于在雷达剖面上识别有效波都是不利的。为了改善记录质量，必须研究干扰波的类型及特点，采取措施提高信噪比。研究表明:当记录信噪比在1.5一2范围时，才能可靠地识别有效波。进行探测时，探测的环境和温度也是非常重要的。

三、探地雷达在我国的具体应用

1.在土木工程检测中的应用

国内GPR 技术在土木工程检测领域的应用研究主要以实际工程探测为主，且应用也多集中在隧道衬砌及道路路面检测。利用探地雷达方法和其它方法对公路隧道衬砌混凝土进行了检测，通过对比认为探地雷达检测隧道工程质量需要进一步研究。进行地铁通道脱空的研究中，并通过室内模型试验查明了空洞的位置，但对空洞的具体形状却无法定量分析。探地雷达对隧道衬砌混凝土厚度的探测，通过实际工程例证，表明探地雷达检测混凝土厚度的可靠性。探地雷达检测混凝土质量，主要分析混凝土的压实度、脱空及厚度等。此外探地雷达技术目前在土木工程无损检测的应用报道还包括工程地质勘查，桥梁工程桩基检测，大体积混凝土质量检测，隧道掌子面前方地质情况预报，市政管线及其隐蔽工程探测等。

2.探地雷达数据采集

探地雷达在采集数据的过程中会受到各种随机噪声和外界因素干扰，且介质对电磁波具有不同程度的吸收和散射，因此有必要对采集的原始数据进行一系列的处理。数据处理的目的就是压制干扰，提高分辨率，突出目标信号。数据处理主要有滤波和增益，滤波可以滤掉信号中的低频振荡或高频噪声等成分; 增益可以使雷达波的信号得到恢复或还原，能够增强有效信息。探地雷达采集的数据是随时间变化的，最终的成果图需通过速度转换成深度剖面，速度的求取可根据经验值或现场测定。

3.探地雷达在金属物体工程探测中的应用

探地雷达法在探测浅部金属物体时，即使有埋深相对较大、目标体规模较小、地下水的影响等不利因素，探测效果往往也会较好。在地下混凝土排水管道质量检测中，探地雷达由发射天线向混凝土中发射电磁波，电磁波在传播过程中，当遇到电性差异的目标体时，便发生反射，由接收天线所接收，其反射遵循斯奈尔反射定律。电磁波反射信号的强度主要取决于上、下介质的电性差异，电性差异越大，反射信号越强; 反之，反射信号越差。

4.探地雷达在岩洞工程中的应用

在完整的石灰岩中，弱反射、弱衰减是电磁波传播的表现形式，反射同相轴一致性好的特征，其频谱特征呈现为振幅能量主要集中在一个频率上，且其值比较固定。在具体的岩溶区域中，电磁波的传播以图像的形式在雷达中表现出来，通过多次的震荡，不断的进行强反射和衰减，对相应的复杂地质的情况进行分析、表现，岩溶性质不同，其表现的频率也是不同的。针对这种现象，我们可以根据雷达信号的振幅、强弱等，对岩溶的相关参数进行判断，然后结合实际存在的地质的具体情况，对雷达的剖面图进行分析，对岩溶地区的地理信息进行提取，保证岩溶区域各项信息的具体情况。

5.探地雷达在混凝土、排水工程勘察中的应用

对排水管道混凝土介质而言，当混凝土内部存在着如裂缝、不密实等质量问题时，由于这些部位与周围完整混凝土之间存在较大的电性差异会使雷达信号产生较强的反射，波形特征也会发生改变。因此，根据接收到的反射波旅行时间、幅度和波形等信息，可检测排水管道的质量问题。

综上所述，近年来，随着我国科学技术的不断发展，各种工程施工的技术水平也在不断的提高，探地雷达的应用，能够促进工程建设更好的完成，有效的减小认为的误差，保证工程施工的质量。

篇4

中图分类号：U664 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（b）-0048-02

南充市某污水处理厂中途泵站，拟建建筑物主要为二层厂房建筑，拟安装动力设备，基础形式未定。提升泵房基础开挖深度为13.86 m。要求提升泵房地基承载力为fak=200 kpa，开挖后基础地基主要为含粘卵石，承载力不足，地基土不均匀。提升泵房基坑靠临时工棚一侧有上部堆载（建材）和运输车辆通过，车辆荷载为30 t。

1 工程实例部分

1.1 工程地质条件

1.1.1 工程岩土层分布

经勘测发现，场地岩土除上覆耕土外，下部分别由第四系全新统冲洪积粉土、粉质粘土、粉细砂，含粘卵石层、卵石层及侏罗系遂宁组粉砂质泥岩组成。各层岩土自上而下分别为：第四系全新统耕土，含较多的植物根系，局部见炭质，湿，结构疏松，孔隙发育，层厚0.50～0.80 m；第四系全新统冲洪积层，孔隙发育，含少量粉质粘土条带和粉砂快团，层厚2.0～1.90 m；粉质粘土，针状孔隙发育，纹层较发育，层厚为0.40～1.90 m；粉细砂，该层土在场地内连续分布，厚度4.20～6.90 m；含粘卵石，公海层土在场地内连续分布，厚度变化不大，厚度2.90～5.00 m；卵石，粒径35～90 mm，个别大于200 mm，空隙内填充20～35%的圆砾、粉细砂，饱和，呈稍密、中密状态为主，层厚3.40～7.90 m。

1.1.2 水文地地质条件

场地内地下水主要为上层潜水和孔隙潜水。孔隙潜水赋存于砂、卵石层中，主要由大气降水和附近地表水体补给，以地下水径流排泄为主，初见水位在5.05～6.65 m。根据邻近场地已有水文地质资料，稳定水位埋深在5.50 m左右，地下水变化幅度受季节影响明显。

1.2 可能存在的工程地质问题分析

由于在场地中存在着上层潜水以及砂卵石中存在孔隙水，那么由于地下水的原因可能出现的工程地质问题有以下几方面。

（1）流沙。这种现象容易在细砂，粉沙，粉质粘土中，特别是在有动力水的情况下容易发生。

（2）潜蚀。因为当开挖后容易形成一定的渗透水流的水力梯度，在这种情况下，动力水就会把岩土中的颗粒带走，潜蚀又分为机械和化学潜蚀。

（3）砂土液化。在施工过程中要接触到粉细砂层，而且还有上层的震动荷载。

2 地基处理措施比选

地基处理方法的选择原则是，应最大限度发挥天然地基的潜在能力，尽可能采用天然地基方案。当采用简易的处理措施或通过加强上部结构的整体刚度措施后，仍难以满足建筑工程要求时，再考虑采用地基处理方案[1]。

在选择地基处理方案时候，要结合当地环境和经济技术条件、材料来源、地基土层的埋藏条件和土的特性指标和处理目的工程造价、工程进度等多方面的因素来综合考虑。就目前的地基处理方案来看，常用到的方法有如下几种，见表1。

3 本工程地基处理方案

由于本工程泵房基础所要求的地基承载能力为200 Kpa，而基坑开挖到的含粘卵石层的承载能力只有160 Kpa，因此地基的承载能力不足，要进行地基处理。再从地质勘测资料来看，基坑开挖的深度达到了13.8 m，而含粘卵石层最深的地方也只有14.8 m，其下面就是承载能力很高的卵石层，也就是说，我们需要处理的地基深度为1.0 m。

再从换土垫层法的概念及自身的特点来看，换土垫层法就是挖除浅层的承载能力不足的土层，再回填性质较好的土，经夯压密实即可，因此采用换土垫层法简易可行。再从换土垫层法的特点和使用范围来看，其技术要求相对于其他处理方法来说比较简单，而它适用于基坑面积宽大和开挖土方量大的回填土方工程，其适用土质也比较广泛。因此，本工程采用换土垫层法来处理地基能得到较好的效果，从经济因素来看，用换土垫层法也是有利的。

3.1 垫层设计

3.1.1 垫层材料的选择

材料的选择应尽量考虑就地取材和压实后能获得较高模量的材料，其要求材料性能稳定、无腐蚀性、低压缩性材料。对于本工程来说，由于提升泵房的基础有振动荷载，故不适用砂（砂石、碎石）垫层来处理，综合各种因素的考虑，建议本工程采用干渣垫层来处理[2]。

干渣垫层取代天然碎石是冶金渣综合利用的有效途径之一。它具有原料量大、工程造价低和节约天然资源等优点。凡缺乏天然砂石料的地区，干渣不仅用于回填可增加其应用途径，而且可缓解砂石料紧缺的矛盾，因此，具有显著的设计效益和经济效益。经破碎、筛分的干渣称为分级干渣（8～40 mm 和40～60 mm二级）；未经破碎和筛分者称为原状干渣，经破碎但未经筛分者称为混合干渣（0～60 mm）。

3.1.2 垫层厚度的确定

由于本工程的含粘卵石层处理深度只有1.0 m，所以干渣垫层的厚度就取1.0 m。

3.1.3 垫层宽度的确定

由大量的工程经验可知，基础地面的应力扩散角根据不同的土质有一些差别，但是其值的大小均在20～30°之间，从安全的角度考虑，本工程就取30°的应力扩散角，因此，基础低面要加宽L=2×tg30°=2×0.58=1.16 m。

3.1.4 垫层承载能力的确定

垫层的承载能力应根据实验资料来确定，当无实验资料时，可按下表来确定（见表2）。

3.2 垫层施工

3.2.1 干渣材料的选择

干渣材料的选择可根据工程的具体条件选用。对于本工程来说，是属于大面积垫层，建议采用混合干渣或原状干渣，原状干渣最大粒径不大于200 mm或不大于碾压分层虚铺厚度的2/3。

3.2.2 干渣垫层的技术条件应符合的指标

（1）定性须合格；（2）散密度应大于1.1 t/m3；（3）泥土于有机杂质的含量应小于5%[3]。

3.2.3 施工方法选择

采用分层碾压法施工。压实可用平板振动法或碾压法，对于本工程的大面积施工，建议采用8～12 t压路机或推土机碾压，每层虚铺厚度不大于300 mm；也可采用2～4 t振动压路机碾压每层虚铺厚度不大于350 mm，单位面积振动时间不少于60 s，碾压便数由现场实验确定，没有进行实验也可采用相关的规定来进行。

3.2.4 干渣垫层质量检验

质量检验有分层施工质量检验和工程质量验收。分层施工质量检验应达到表面坚实、平整、无明显软陷，压陷差小于2 mm；工程质量验收可通过荷载实验进行，在有充分实验依据时，也可采用标准贯入实验或静力触探实验。

4 结论

本文通过对各种地基处理技术的全面对比，结合工程现场实际，从技术实用和经济等多方面全面考虑，采用换土垫层法对南充市某污水处理厂进行地基处理，取得较好效果，为类似工程提供了丰富的理论支持和实际经验。

参考文献

篇5

中图分类号：P62文献标识码： A

引言

水文地质既是岩土工程勘察组成的一部分，又直接影响了岩土工程的特性和质量，甚至还影响到建筑的安全性、稳定性和耐久性。因此在岩土工程中不仅要弄清水文地质和岩土工程之间相互作用的关系，还需要评价地下水对岩土体和建筑的产生的影响。

一、水文地质问题在工程地质勘查中的重要性

在对岩土工程进行勘查以及施工过程中需要对岩土工程周边的水文地质进行仔细的勘察，而有些工程施工单位在工程施工过程中最容易忽视对工程周边进行水文地质勘察。工程地质情况在很大程度上是受水文地质情况所决定的，因为岩土体中含有地下水，地下水可以对岩土体产生直接的影响，而且水文地质条件对于岩土工程的稳固性有非常大的影响。一些工程施工单位在进行工程勘察的过程中仅仅是对工程周边表面的水文地质进行勘查，而没有对地下的水文地质条件进行勘查，这样便使得工程勘察工作没有达到很好的质量，在工程建设过程中，或者建设完成之后，可能发生由地下水而导致的工程危害。为了保障工程的安全性和稳固性，则需要在工程勘察过程中加强对水文地质问题的勘察。

二、工程地质勘察中水文地质的危害

不管是地下水位的升降变化，还是动水压力，都会在一定程度上危害到岩土工程。主要有两方面的原因会造成地下水水位的变化，分别是天然引起的和人为引起的。如果地下水位有着较大的变化，超出了规定的限值，那么就会导致大量岩土工程质量问题的出现，促使危害的形成。一般情况下，可以将水文地质的危害分为三种情况：

潜水位上升造成的危害： 附近河流、水库以及湖泊等水位的升高，都是在一定程度上升高潜水位，此外，一系列灌溉工程的渗漏问题也会升高潜水位，比如工业废水、给排水管道、引水渠道等等，通过调查发现，潜水位的升高，会对建筑物的质量产生严重危害；具体体现在这些方面，潜水位的升高，会降低建筑

物地基硬度，土壤的含水率得到增加，这样土壤的强度可能就会达不到要求，建筑物的沉降变形问题容易出现。潜水位的升高，会导致砂土出现饱和情况，这样地震液化问题就容易出现，发生一些流砂或者管涌问题等。因为潜水位的上升，斜坡的临空面会降低本身岩土的力学性能，导致滑移或者崩塌等现象的发生，正常功能会丧失掉。还会促使有浸水现象发生于建筑物的地下室，对于其正常使用产生不利影响。

地下水位下降给岩土工程造成的危害：通常情况下，是人为原因造成了地下水位的下降，他们大多是出于自身利益考虑，将地下水抽取出来进行补给，将矿床疏干，以便更好的采矿。地下水位如果出现了很大的下降，就会导致一系列地质灾害的发生，比如地面沉降、地裂以及地面塌陷等等，水质恶化以及地面塌陷等也是容易出现的地质灾害，严重影响到人们的日常生活，还会在一定程度上危害到环境。

地下水位波动给岩土工程带来的危害：很多的因素都会引起地下水水位波动，比如气候季节的改变、河流湖泊的改变以及水库水位的变化等等；通过调查发现，地下水位的波动会给岩土工程带来严重的危害，具体表现在这些方面，一是地下水水位的波动会压密土体，再加压土体，会增加其密度；二是建筑物基础建筑材料的腐蚀程度会得到增加；三是地下水水位波动太懂，木桩的干湿度会出现不断更替的状态下，这样木桩腐烂情况就会加快，泥炭土的危害会更加的大。四是在一些含盐地层，比如钠盐层或者石膏地层等，溶解情况就会发生，进而使建筑有很大的位移发生。五是地下水水位的变化，会导致岩土出现胀缩变形情况，且这种变形是没有规律的，如果水位变化比较的频繁，岩土胀缩变形情况也会频繁的发生，并且会加大胀缩的幅度，导致地裂事故的发生，给建筑物带来一定程度的破坏。如果地下水是处于自然状态下，只有十分微弱的动水压力作用，那么破坏情况一般不会发生；但是如果在工程活动中，如果天然平衡条件被认为的进行了改变，或者受到了动压力的作用，就会给岩土工程造成很大的危害，导致一系列灾害的发生。

三、地下水对岩土工程的影响

（一）流沙现象。在岩土工程中，毁灭性的流砂现象是岩土工程的禁忌。如果挖掘地面低于地下水位，如果不是降水作业，地下水头大于基座，地下水向上渗流是可能的，水底的流砂现象将给施工带来极大的不便和困难，甚至影响附近的建筑安全。

（二）沙土振动液化。沙土饱和后，由于运动使它变得致密，导致土壤孔隙水压力增大，沙土颗粒之间有效应力降低，抗剪强度降低。通过周期性振动，土壤孔隙水压力增加，严重者可完全抵消沙土颗粒之间的有效应力，悬浮状态下的沙土颗粒接近液体性质，土壤液化。如果沙土液化，通常会在地表裂缝处冒沙或是喷水，导致地基失去作用而发生沉降。

（三）地下水的腐蚀性。在沿海地下水中，镁离子、氯离子和硫酸根离子的浓度相对较高，会导致钢筋混凝土的腐蚀。

四、地下水对岩土工程的危害

（一）水文地质评价内容分析研究

调查以往的工程地质勘察报告发现由于很多土木工程在进行设计和施工时没有考虑到水文地质的影响进而导致很多例因水文地质影响而造成建筑工程的建筑物开裂以及基础下沉等工程事故的发生。因此为了保障人员和财物的安全在进行工程地质勘察时应充分考虑水文地质的影响。

（1）在进行工程地质勘察时应对勘察范围内地下水的天然状态和天然条件下的影响有详细的了解进而预测地下水在人为工程施工中的具体变化情况以及地下水对建筑物和宕土体的作用效应。

（2）在调查水文地质时应根据实际建筑工程的需要能够根据实际情况提供相关水文地质的详细资料。

（3）从工程角度分析地下水对宕土工程的反作用并能够根据实际的工程情况对地下水提出不同的评价标准：①对于在宕土工程地基施工范围内的土质存在饱和、松散的粉土、粉细砂的情况应考虑到可能产生管涌、流砂、潜蚀以及地震液化等情况；②对建筑场地的承载部位地质选用膨胀土、残积土、强风化宕以及软质宕石等宕土体的情况，应预测上述宕土体由于地下水活动可能发生胀缩、崩解以及软化等现象。

五、水文地质勘察中的地下水问题及相应措施

（一） 地下水的测量及存在的问题

一般情况下，岩土工程勘察中，地下水的测量与计算方法通常为钻孔。通常是通过钻孔提取岩芯后 0.5 h，测量孔内水位；有条件的，还可测量终孔后24 h 的水位，测量稳定的地下水位。然而，这种方法对于只有含水层贯通的地层是合理的；对于含水层不贯通的地层和局部不透层水的地层，则存在很大的漏洞，为以后的工程设计和施工造成很大的弊端。

（二） 解决地下水问题的措施

为了更准确的测出地下水位，准确找出透水层，可采用分段钻进法进行测量。具体方法如下：1) 设计好每天钻进的工作量，循序渐进。2) 每天钻进工作结束后，可将孔中水抽干。第二天开钻前再测量水位，以明确该地段含水的稳定性。

3) 如果上部地层都不含水，可以一直这样进行下去，直到发现含水层。如果上部已有含水层，可将水抽干，把测量段暂时密封起来，第二天再测量，以查明该地段的水压大小，含水性与水位的稳定性。

一般情况下，岩体完整段一般不含水。节理、裂隙密集段可能无水，也可能有水。通过以上的周密测量，可以把地层分为不含水段与含水段，再结合地球物理勘探仪，准确确定出地层的含水带，从而根据含水带的分布特点，结合裂隙渗透的原理，来准确判断地下水对岩体稳定性的影响。

结语

综上所述，准确的水文地质评估，明确的岩土水理性质，以及对地下水的全面勘察和正确处理，不仅使工程岩土勘察工作的可靠程度大大提高，而且还能更好地用岩土体的潜在能力，为人类的居住环境的长治久安做出重大贡献。