摘要:在工程勘察過(guò)程中,為提高勘察質(zhì)量,特別要求查明與巖土工程有關(guān)的水文地質(zhì)問(wèn)題,有效地測(cè)定有關(guān)水文地質(zhì)的各種參數(shù),為設(shè)計(jì)和施工提供必要的水文地質(zhì)資料,從而避免出現(xiàn)因水文地質(zhì)作用而影響工程施工質(zhì)量的現(xiàn)象。本文簡(jiǎn)要分析了水文地質(zhì)在工程勘察中的作用,并提出了一些建設(shè)性的意見(jiàn)以供參考。
關(guān)鍵詞:水文地質(zhì);工程勘察;作用
中圖分類號(hào): U469 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
引 言:
水文地質(zhì)指的是自然界中地下水的各種變化和運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。在工程勘察、設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中,水文地質(zhì)問(wèn)題是一個(gè)非常重要的問(wèn)題,也是經(jīng)常被忽視的問(wèn)題,需要我們提高重視。為提高工程勘察的質(zhì)量,在勘察中加強(qiáng)水文地質(zhì)問(wèn)題的研究是十分必要的。在工程勘察中查明有關(guān)的水文地質(zhì)問(wèn)題,并提出合理的預(yù)防及治理措施,為設(shè)計(jì)施工提供必要的水文地質(zhì)資料,從而減少或消除水文地質(zhì)問(wèn)題對(duì)工程施工質(zhì)量的危害。
一、工程勘察中水文地質(zhì)評(píng)價(jià)內(nèi)容
工程地質(zhì)勘察是為查明影響工程建筑物的地質(zhì)因素而進(jìn)行的地質(zhì)調(diào)查研究工作。所需勘察的地質(zhì)因素包括地質(zhì)結(jié)構(gòu)或地質(zhì)構(gòu)造:地貌、水文地質(zhì)條件、土和巖石的物理力學(xué)性質(zhì),自然(物理)地質(zhì)現(xiàn)象和天然建筑材料等。這些通常稱為工程地質(zhì)條件。查明工程地質(zhì)條件后,需根據(jù)設(shè)計(jì)建筑物的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特點(diǎn),預(yù)測(cè)工程建筑物與地質(zhì)環(huán)境相互作用的方式、特點(diǎn)和規(guī)模,并作出正確的評(píng)價(jià),為確保建筑物的穩(wěn)定與正常使用提供解決方案。
水文地質(zhì)勘察設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容:
1、調(diào)查河流及小溪的水位、流速、流量、洪水標(biāo)高及淹沒(méi)情況;
2、調(diào)查水井的水位、水量、變化幅度及水井結(jié)構(gòu)和深度;
3、調(diào)查泉的出露位置、類型、溫度、流量和變化幅度;
4、調(diào)查地下水的埋藏條件、水位變化規(guī)律、變化幅度;
5、了解地下水的流向和水力梯度;
6、調(diào)查地下水的類型和補(bǔ)給來(lái)源;
7、了解地下水的化學(xué)成分及其對(duì)建筑物材料的腐蝕性。
在工程勘察過(guò)程中,如果不注重水文地質(zhì)條件,會(huì)直接影響到工程的安全。結(jié)合筆者多年的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn),在工程勘察設(shè)計(jì)的過(guò)程中,對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題的評(píng)價(jià),應(yīng)主要從以下幾個(gè)方面著手:
(1)從工程角度,按地下水對(duì)工程的作用與影響,提出不同條件下應(yīng)當(dāng)著重評(píng)價(jià)的地質(zhì)問(wèn)題。如:①對(duì)埋藏在地下水位以下的建筑物,應(yīng)評(píng)價(jià)水對(duì)鋼筋的腐蝕性。在地下水位以下開(kāi)挖基坑,應(yīng)進(jìn)行滲透性和富水性試驗(yàn),并評(píng)價(jià)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)定性的可能性。
(2)工程勘察設(shè)計(jì)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(wèn)題,提供選型所需的水文地質(zhì)資料。
(3)重點(diǎn)評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土體和建筑物的作用和影響,預(yù)測(cè)可能產(chǎn)生的巖土工程危害,提出防治措施。
(4)在查明地下水的天然狀態(tài)的基礎(chǔ)上,著重分析、預(yù)測(cè)未來(lái)人為活動(dòng)中地下水的變化情況以及變化對(duì)巖土體和建筑物的影響。
二、工程勘察中水文地質(zhì)的作用
鑒于以往在評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土工程的作用和危害過(guò)程中,所做的分析工作與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工需要結(jié)合不夠緊密,導(dǎo)致發(fā)生許多基礎(chǔ)下沉和建筑物開(kāi)裂的質(zhì)量事故?偨Y(jié)以往的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),我們認(rèn)為今后在工程勘察中,應(yīng)注意分析水文地質(zhì)的以下作用。
1、地下水對(duì)已有建筑物的影響
由于地質(zhì)、氣候、水文、人類的生產(chǎn)活動(dòng)等因素的作用,地下水位經(jīng)常會(huì)有很大的變化。這種變化對(duì)已有建筑物可能引起各種不良的后果,特別是當(dāng)?shù)叵滤辉诨A(chǔ)底面以下變化時(shí),后果更為嚴(yán)重。當(dāng)?shù)叵滤辉诨A(chǔ)底面以下壓縮層范圍內(nèi)上升時(shí),水能浸濕和軟化巖土,從而使地基的強(qiáng)度降低,壓縮性增大,建筑物就會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的沉降或不均勻沉降,導(dǎo)致建筑物的傾斜或開(kāi)裂;當(dāng)?shù)叵滤辉诨A(chǔ)底面以下壓縮層范圍內(nèi)下降時(shí),水的滲流方向與土的重力方向一致,地基中的有效應(yīng)力增加,基礎(chǔ)就會(huì)產(chǎn)生附加沉降。
2、地下水對(duì)樁基工程的影響
軟弱地基地層很少由單一土質(zhì)構(gòu)成,變化相對(duì)較復(fù)雜,為此往往采用樁基工程(包括預(yù)制樁、灌注樁、攪拌樁等)加固地基,提高地基承載力。為了不使樁周地層松動(dòng)或坍塌,提高成樁質(zhì)量,選擇相應(yīng)的成樁方式時(shí)必須考慮地下水的賦存運(yùn)動(dòng)情況。另一方面由于受地下水的影響,當(dāng)樁身下沉量小于土層下沉量時(shí),樁周土對(duì)樁身產(chǎn)生負(fù)摩擦力,嚴(yán)重的會(huì)影響單樁承載力。特別地,當(dāng)建筑場(chǎng)地承壓水或潛水的流速大于3m/min時(shí),不宜使用混凝土灌注樁或水泥攪拌樁。
3、地下水對(duì)基坑開(kāi)挖支護(hù)的影響
隨著城市的發(fā)展,高層、超高層建筑物越來(lái)越多,基坑也越來(lái)越深,受施工場(chǎng)地和施工工藝的影響,往往要求采用垂直開(kāi)挖,開(kāi)挖深度基本都超過(guò)當(dāng)?shù)氐叵滤裆。深基坑開(kāi)挖經(jīng)常會(huì)遇到地下水涌水、冒砂等問(wèn)題。為降低地下水水頭壓力、疏干基坑、固結(jié)土體、穩(wěn)定邊坡和防止流沙等,常采用井點(diǎn)降水方法降低地下水水位(水頭壓力)。但是,由于降水能使局部地下水位突然下降,會(huì)對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和鄰近建筑物產(chǎn)生影響,造成地表或鄰近建筑物不均勻沉降。
三、工程勘測(cè)過(guò)程中水文地質(zhì)參數(shù)的測(cè)定
在工程勘測(cè)階段,水文地質(zhì)參數(shù)具有很重要的作用,搞清楚水文地質(zhì)情況,為后期的工作提供準(zhǔn)確詳實(shí)的水文地質(zhì)參數(shù)是一項(xiàng)重要任務(wù)。在實(shí)際工作中測(cè)定方法對(duì)最終測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。
1、測(cè)定要求
(1)在實(shí)際勘測(cè)過(guò)程中,經(jīng)常遇到含水地層情況,這是就需要對(duì)地下水水位進(jìn)行測(cè)定。在測(cè)量時(shí),一般測(cè)量靜止的地下水位,在勘察工作全部結(jié)束以后,是地下水位探測(cè)的最佳時(shí)間段,因?yàn)榇藭r(shí)地下水位受人為勘察活動(dòng)的影響較小。在測(cè)量水位階段,在采取泥漿鉆進(jìn)方法進(jìn)行鉆孔觀測(cè)時(shí),應(yīng)在測(cè)水位前將測(cè)水管深人到含水層中20cm左右最好,或是在洗孔后對(duì)地下水位進(jìn)行量測(cè)。如果遇到多層含水的地質(zhì)環(huán)境,在測(cè)量地下水位時(shí),要采取隔水措施或止水措施。
(2)地下水流向和流速的測(cè)定要求。測(cè)量地下水流向時(shí),一般采用幾何法,所鉆各個(gè)空內(nèi)的水流方向同時(shí)測(cè)量,據(jù)此來(lái)確定工程所在地地下水總體的流向,避免單孔測(cè)量的偶然性。在對(duì)地下水水流速度測(cè)定時(shí),一般采用指示劑法,利用化學(xué)試劑及其具體表現(xiàn)來(lái)測(cè)算。充電法也可用來(lái)測(cè)定地下水流向和流速。