【摘要】一直以來,水文地質(zhì)問題都是工程地質(zhì)勘察與設(shè)計施工的重要環(huán)節(jié),但卻又常常被人忽視。由于地下水是巖土體主要的組成部分,所以,對巖土體工程特性也會產(chǎn)生直接影響,同時也是最基本的基礎(chǔ)工程地質(zhì)環(huán)境。因此,本文在認(rèn)真分析工程地質(zhì)勘察中的水文地質(zhì)評價內(nèi)容及勘查要求,找準(zhǔn)影響因素的基礎(chǔ)上,以基坑地下水的控制為例,具體分析了工程地質(zhì)勘察中的水文地質(zhì)問題。
【關(guān)鍵詞】工程地質(zhì);勘察;水文地質(zhì)
一、地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)評價內(nèi)容
1.依工程場地所處水文地質(zhì)情況,依工程場地巖土體所屬性質(zhì),因地制宜,重點(diǎn)評價地表水或地下水對巖土體和建(構(gòu))筑物的作用和影響,從而預(yù)測可能產(chǎn)生的巖土工程危害,提出防治措施。例如:甘南州區(qū),如碌曲,卓尼山區(qū)的部分建筑區(qū)域、場地,某地區(qū)大部分建筑場地,因巖土體的含水率高,且夏季降水量大,冬季凍土層厚,因此,在工程勘察時,不僅要考慮地下水對巖土體和建(構(gòu))筑物的作用和影響,更重要的是研究地表水帶來的不利影響。
2..工程勘察中還應(yīng)密切結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類型的需要,查明有關(guān)水文地質(zhì)問題,提供基礎(chǔ)選型所需的水文地質(zhì)資料。
3.應(yīng)從工程角度,按地下水對工程的作用與影響,提出不同條件下應(yīng)當(dāng)著重評價的地質(zhì)問題,如:
①對埋藏在地下水位以下的建(構(gòu))筑物基礎(chǔ),地下水對混凝土及鋼筋混凝土的腐蝕性;
、趯x用軟質(zhì)巖石、強(qiáng)風(fēng)化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎(chǔ)持力層的建筑場地,應(yīng)著重評價地下水的活動對上述巖土體可能產(chǎn)生的軟化、崩解、脹縮等作用;
、墼诘鼗A(chǔ)壓縮層范圍內(nèi)存在松散、飽和的粉細(xì)砂、粉土?xí)r,應(yīng)預(yù)測產(chǎn)生潛蝕、流砂、管涌的可能性;
、茉诘叵滤灰韵麻_挖基坑,應(yīng)進(jìn)行滲透和富水試驗(yàn),并評價由于人工降水引起土體沉降、邊坡失穩(wěn)進(jìn)而影響周圍建筑物穩(wěn)定的可能性。
4.當(dāng)基礎(chǔ)下部存在承壓含水層,應(yīng)對基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板(突涌)的可能性進(jìn)行計算和評價。如:古浪縣城區(qū)西北,基礎(chǔ)下部存在淺層承壓含水層,承壓含水層約距地表面9m,因施工前未進(jìn)行計算和評價,基坑開挖后,承壓水沖毀基坑底板突涌,致使地下水涌淹1/3基坑。在地下水位以下開挖基坑,應(yīng)進(jìn)行滲透性和富水性試驗(yàn),并評價由于人工降水引起的土體沉降、邊坡失穩(wěn)進(jìn)而影晌周圍建筑物穩(wěn)定性的可能性。
二、地質(zhì)中勘察水文地質(zhì)的要求
1.自然地理?xiàng)l件
這里主要指的是地形地貌、氣象水文特征等,地形地貌包含了工程共區(qū)域內(nèi)的水系、平原、高原特征、地貌侵蝕以及堆積等情況;氣象水文特征則指的是工程所處的區(qū)域是熱帶還是亞熱帶、季風(fēng)氣候、濕潤程度等情況。
2.地質(zhì)環(huán)境
這里主要指的是區(qū)域內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造特征、基底構(gòu)造、地層巖性、新構(gòu)造運(yùn)動等。
3.地下水位
這里指的是最近2-5年之內(nèi),區(qū)域內(nèi)最高地下水位和水位的實(shí)際變化趨勢;地下水補(bǔ)給排泄的實(shí)際條件、地下水和地表水補(bǔ)排的關(guān)系對地下水位可能產(chǎn)生的影響。由于地下水位對巖土工程產(chǎn)生的影響較大,所以一直都是重要的工程勘察內(nèi)容。
三、水文地質(zhì)問題對工程產(chǎn)生的影響
1.工程受到地下水水位下降的影響分析
由于工程施工單位作業(yè)人員缺少安全意識,或者是安全意識落實(shí)程度不足,施工區(qū)域之內(nèi),頻頻出現(xiàn)不合理地質(zhì)利用等情況,由于過度的開采、地下水抽取頻繁或者是上游水庫不合理的修建等問題,直接影響到工程區(qū)域之內(nèi)的地下水補(bǔ)給狀態(tài),這是地下水位下降的關(guān)鍵性因素。所以,這樣很容易讓工程施工作業(yè)受到地面下沉或者是地面塌陷等質(zhì)量問題的影響,無法有效地應(yīng)用地下水資源,就無法保障工程項(xiàng)目整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
2.工程受到地下水水位上升的影響分析
在地下水水位出現(xiàn)上升變化趨勢中,會出現(xiàn)較為明顯的施工區(qū)域土壤鹽堿化,在長時間的運(yùn)行過程中,工程項(xiàng)目就可能因?yàn)樯仙牡叵滤霈F(xiàn)腐蝕等問題,直接影響到巖土工程體硬度指標(biāo)與整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的發(fā)揮。最關(guān)鍵點(diǎn)在于:由于地下室保持長時間的充水狀態(tài),必定會出現(xiàn)工程項(xiàng)目地基基礎(chǔ)上浮的趨勢,大量管涌、流砂等質(zhì)量問題的出現(xiàn),也會破壞工程項(xiàng)目整體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
3.工程受到多地下水水位上升與下降頻繁波動的影響分析
頻繁地地下水位上升或者是下降,不僅會對巖土質(zhì)量穩(wěn)定性產(chǎn)生影響,同時也會給后續(xù)的建筑物運(yùn)行埋下安全隱患。由于地下水水位頻繁的波動,在巖土土體之中必定會有一種類似于膠體的膠結(jié)物物質(zhì)產(chǎn)生,從而出現(xiàn)巖土土體中鋁元素、鐵元素大量流失的現(xiàn)象,直接影響到巖土基本的承載能力,最終加大工程的施工難度。
四、基坑工程的地下水控制措施
對于工程地質(zhì)而言,地下水造成的影響主要包含了兩個方面:巖土與地下水之間的相互作用,使得巖土的穩(wěn)定性與強(qiáng)度受到影響,導(dǎo)致其性能變差,最終出現(xiàn)諸如流沙、滑坡、地基沉陷等多種不良厚度,直接影響到工程的施工以及后期的運(yùn)用,甚至還可能帶來不可預(yù)計的災(zāi)難;在地下水中,還有C02.S04-.Cl-等有害的化學(xué)成分,對水位之下的鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞與侵蝕作用,大幅度縮短建筑物的使用壽命。
1.基坑地下水對工程帶來的影響
一般來說,基坑工程都位于地下水位之下,一旦地下水問題突出,必定會對基坑工程帶來影響,主要在于:
第一,基坑開挖施工條件惡化。當(dāng)?shù)叵滤钊氲交又,會將工作面淹沒,從而影響開挖施工的效率與質(zhì)量,同時,坑內(nèi)的排水還會影響到基坑周邊地面的變形與神將,直接導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)變形、開裂、下沉等諸多問題。
第二,出現(xiàn)管涌、流沙等不良現(xiàn)象。如果基坑開挖處于顆粒細(xì)小的非粘性土當(dāng)中,由于坑內(nèi)外存在水頭差,所以,當(dāng)?shù)叵滤疂B流入坑內(nèi),就可能出現(xiàn)管涌、流沙等破壞,從而影響到基坑以及周邊建筑物的安全性。
第三,基坑周邊的土質(zhì)被軟化,會降低巖土體坑底與坑壁的強(qiáng)度,出現(xiàn)側(cè)壁變形、底部鼓起等問題。
第四,支護(hù)結(jié)構(gòu)上方的壓力被增大。由于存在地下水,所以,擋土比水結(jié)構(gòu)上的水土壓力會持續(xù)增大,相應(yīng)的,就會增加基坑支護(hù)施工難度與成本。
2.基坑工程地下水控制措施
控制基坑工程的地下水主要由明溝排水、降水以及隔滲等集中方式。
第一,明溝排水。利用明溝排水法是在基坑內(nèi)部設(shè)置集水井和排水溝,通過抽水設(shè)備在集水井中抽取地下水,已達(dá)到坑內(nèi)無水的效果。這一類方法主要適用于潛挖基坑,地下水位高出坑底不多,并且在坑壁上不會輕易出現(xiàn)坍塌、管涌以及流沙等問題。
第二,降水。這里說的降水指的是井點(diǎn)降水,主要是在抽取基坑周圍地下水時,將地下水降低至基坑底面之下的一種降水方式。一般最常用的有深井井點(diǎn)、電滲法、噴射井點(diǎn)和輕型井點(diǎn)等方法。
第三,隔滲。基坑的隔滲又包含了側(cè)向與封底兩種隔滲法。側(cè)向隔滲法分為凍結(jié)法、截水墻以及節(jié)水帷幕等;觽(cè)向隔滲設(shè)施需要穿過相應(yīng)的透水層,并且進(jìn)入到下臥隔水層一定深度的區(qū)域之內(nèi)。如果透水層厚度大、埋藏深,那么利用側(cè)向隔滲設(shè)施不經(jīng)濟(jì),且難度較大,這時就可以利用懸掛式的側(cè)向隔滲與基坑封底隔滲相互結(jié)合的方式來完成地下水處理。
五、結(jié)束語
地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)問題不容忽視,為確保工程的順利進(jìn)行和工程的質(zhì)量應(yīng)引起足夠重視。對水文地質(zhì)問題的探究還需要我們更深入的了解,為工程地質(zhì)勘察提供更精確的方案。
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