摘要:隨著工程勘察技術(shù)的不斷發(fā)展和人們對(duì)水文地質(zhì)勘測(cè)認(rèn)識(shí)的不斷提高,水文地質(zhì)研究在工程勘察中重要性也得到更多人的關(guān)注。在工程勘察設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中,水文地質(zhì)與工程地質(zhì)之間存在著相互聯(lián)系、相互作用的密切聯(lián)系,地下水作為土壤和基礎(chǔ)工程環(huán)境的組成部分,不僅直接影響巖土工程的地質(zhì)條件和特征還直接或間接的影響建筑物的穩(wěn)定和安全。本文結(jié)合作者多年工作經(jīng)驗(yàn),分別從地下水引起的巖土工程危害,水文地質(zhì)對(duì)工程的危害,工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)問(wèn)題的評(píng)價(jià)等內(nèi)容闡述了水文地質(zhì)勘察的相關(guān)問(wèn)題。
關(guān)鍵詞: 水文地質(zhì),問(wèn)題,評(píng)價(jià)
一、地下水引起的巖土工程危害
工程勘察地下水水位時(shí)應(yīng)注重調(diào)查研究其波動(dòng)。天然條件下地下水的水位通常是季節(jié)性變化,雨季水位上升,旱季水位下落。地下水運(yùn)動(dòng)往往比更大的自然變化所引起的巖土工程的危害更為嚴(yán)重。
(1)水位上升引起的地質(zhì)災(zāi)害。地下水上升的原因是多種多樣的,主要地質(zhì)因素如含水層巖性結(jié)構(gòu),水文和氣象因素如降雨,溫度和人為因素等灌溉,建筑等,有時(shí)往往是多種因素綜合作用的結(jié)果。由于潛水面上升對(duì)巖土工程可能造成:①土壤沼澤化、鹽漬化,巖土及地下水對(duì)建筑物腐蝕性增強(qiáng)。②斜坡、河岸等巖土體巖產(chǎn)生滑移、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象。③一些具特殊性的巖土體結(jié)構(gòu)破壞、強(qiáng)度降低、軟化。④引起粉細(xì)砂及粉土飽和液化、出現(xiàn)流砂,管涌等現(xiàn)象。⑤地下洞室充水淹沒(méi),基礎(chǔ)上浮,建筑物失穩(wěn)。
(2) 地下水位下降引起的巖土工程危害。地下水位下降是由人為因素引起的,如集中大量抽取地下水,開(kāi)采活動(dòng)攔截地下水補(bǔ)給等。地下水過(guò)度下降常常誘發(fā)裂縫、地面塌陷、地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害和水資源的枯竭、水質(zhì)惡化等環(huán)境問(wèn)題,對(duì)巖土體、建筑物的穩(wěn)定性和人類自身的居住環(huán)境造成很大的威脅。。
。3)地下水頻繁升降對(duì)巖土工程造成的危害
地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產(chǎn)生不均勻的脹縮變形,當(dāng)?shù)叵滤殿l繁時(shí).不僅使巖上的膨脹收縮變形往復(fù),而且會(huì)導(dǎo)致巖土的膨脹收縮幅度不斷加大,進(jìn)而形成地裂引起建筑物特別是輕型建筑物的破壞。地下水升降變動(dòng)帶內(nèi)由于地下水的滲透,會(huì)將土層中的鐵、鋁成分淋失,土層失去膠結(jié)物將造成土質(zhì)變松、含水量孔隙比增大,壓縮模量、承載力降低,給巖土工程基礎(chǔ)選擇、處理帶來(lái)較大的麻煩。
二、工程水文地質(zhì)的評(píng)價(jià)細(xì)節(jié)
應(yīng)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。工程勘查密切結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類型的需要,查明有關(guān)水文質(zhì)問(wèn)題,提供選型所需的水文地質(zhì)資料。應(yīng)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,當(dāng)基礎(chǔ)下部存在承壓含水層,應(yīng)對(duì)基坑開(kāi)挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進(jìn)行計(jì)算和評(píng)價(jià);在地下水位以下開(kāi)挖基坑,應(yīng)進(jìn)行滲透和富水性試驗(yàn)。并評(píng)價(jià)由于人工降水引起土凍沉降,邊坡失穩(wěn)進(jìn)而影響物穩(wěn)定性的可能。
三、水文地質(zhì)對(duì)工程的危害
1.對(duì)地表建筑物的危害
在這個(gè)方面突出表現(xiàn)為地下水對(duì)地面巖土工程的危害。地下水會(huì)因?yàn)槿藶橐蛩鼗驓夂颦h(huán)境因素的影響而發(fā)生變化,地下水的變化往往會(huì)造成地面已建成建筑物基礎(chǔ)的變化。比如過(guò)度抽取地下水,容易造成地表塌陷,進(jìn)而威脅到建筑物的安全。常見(jiàn)的問(wèn)題是建筑物倒塌、墻體裂縫和巖土工程扭曲變形等。主要原因是地下水受到影響后,使地下含水層和建筑物基礎(chǔ)之間的力學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。
2.對(duì)地表樁基工程的危害
工程施工中,為了加固地基,提高建筑物地基對(duì)建筑物的承載能力,通常采用樁基礎(chǔ)。在地質(zhì)勘察階段,我們要非常注意地下水賦存情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài),依據(jù)這些情況決定是否采用樁基礎(chǔ),具體采用預(yù)制樁、攪拌樁,還是灌注樁等。如果地下水比較豐富,流速也比較快,再加上樁基周圍的巖土比較松軟,就會(huì)造成樁基周圍巖土流失、松動(dòng),影響到樁基的周邊摩擦力,甚至?xí)箻痘プ饔谩M瑫r(shí),也要考慮到樁身和周圍土層受到地下水影響而發(fā)生下沉的速度,不能使樁身下沉速度小于土層下沉速度,那樣土層會(huì)對(duì)樁身產(chǎn)生負(fù)方向上的摩擦力,進(jìn)而影響到樁基的承載能力。
3.對(duì)基坑工程施工的危害
我們?cè)诠こ淌┕み^(guò)程中,特別是在比較擁擠的城市環(huán)境中建設(shè)高層建筑時(shí),因?yàn)槭艿街車h(huán)境的限制,不能像在相對(duì)開(kāi)闊的區(qū)域那樣直接開(kāi)挖基坑,一般都是采用垂直開(kāi)挖的辦法,避免對(duì)周邊建筑的影響。這時(shí)候就會(huì)對(duì)所開(kāi)挖部分的地下水進(jìn)行抽排,降低地下水位。但是,如果我們對(duì)地下水的具體情況不清楚,局部大量抽水,會(huì)引起周邊建筑物基礎(chǔ)部分土層突然下沉,危及到周邊建筑的安全。
四、工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)問(wèn)題的評(píng)價(jià)內(nèi)容
工程勘察中水文地質(zhì)的主要評(píng)價(jià)內(nèi)容從以上幾個(gè)方面看,究竟應(yīng)該從哪些方面對(duì)工程勘察中水文地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行評(píng)價(jià)呢?主要有以下幾個(gè)方面:對(duì)工程有影響的水文地質(zhì)因素有:地下水的類型,地下水位及變動(dòng)幅度,含水層和隔水層的厚度和分布及組合關(guān)系,土層或巖層滲透性的強(qiáng)弱及滲透系數(shù),承壓含水層的特征及水頭等。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,為提高工程地質(zhì)勘察質(zhì)量,應(yīng)在工程地質(zhì)勘察中加強(qiáng)對(duì)水文地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題的研究,不僅要求查明與巖土工程有關(guān)的水文地質(zhì)問(wèn)題,評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土體和建筑工程可能產(chǎn)生的作用及其影響,更要提出預(yù)防及治理措施的建議,為設(shè)計(jì)和施工提供必要的水文地質(zhì)資料,以消除或減少地下水對(duì)工程建設(shè)的危害。但在工程地質(zhì)勘察報(bào)告中,通常缺少結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工的需要評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土工程的作用和危害。今后在工程地質(zhì)勘察中應(yīng)從以下幾個(gè)方面對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行評(píng)價(jià)。
1.應(yīng)重點(diǎn)評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土體和建筑的作用和影響,預(yù)測(cè)可能產(chǎn)生的巖土工程危害,提出防治措施。
2.工程地質(zhì)勘察中還應(yīng)密切結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類型,查明與該地基基礎(chǔ)類型有關(guān)的水文地質(zhì)問(wèn)題,提供選型所需的水文地質(zhì)資料。
3.不僅要查明地下水的天然賦存狀態(tài)和天然條件下的變化規(guī)律,準(zhǔn)確測(cè)算或者模擬出工程施工中人為因素的影響會(huì)對(duì)地下水造成的影響。詳細(xì)掌握地下水有可能對(duì)建筑物基礎(chǔ)部分的掩體、工程施工及已建成建筑物造成的危害。
4.地下水位的高低對(duì)各種建筑物都很重要,在分析工程地質(zhì)問(wèn)題時(shí),地下水位以上和以下要分別對(duì)待。地下水位的變化對(duì)巖土工程的影響巨大,是工程勘察的重點(diǎn)內(nèi)容。
5.根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件的具體情況,研究不同的地質(zhì)條件對(duì)不同工程類型的影響,對(duì)典型的問(wèn)題進(jìn)行評(píng)價(jià),綜合各種因素,讓設(shè)計(jì)人員、工程地質(zhì)方面的專家等多方面人員參與,提出具體的防治地下水對(duì)工程產(chǎn)生負(fù)面影響的應(yīng)對(duì)措施。具體評(píng)價(jià)的內(nèi)容包括:地下水的水位、腐蝕性,重點(diǎn)是依據(jù)地下水位、地下水性質(zhì)及其分布,地下水的活動(dòng)情況,分析評(píng)價(jià)地下水對(duì)建筑物基礎(chǔ)巖土體的損壞情況,對(duì)有可能發(fā)生的問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測(cè)和防治。
6.在建設(shè)大型項(xiàng)目的時(shí)候,如果地質(zhì)環(huán)境資料不全面的情況下,應(yīng)該組織專業(yè)人員進(jìn)行水文地質(zhì)專項(xiàng)勘察,通過(guò)水文地質(zhì)試驗(yàn)提供水文地質(zhì)的各種參數(shù),為建筑物具體采用什么樣的樁基形式和進(jìn)行科學(xué)的工程設(shè)計(jì)提供水文地質(zhì)參數(shù)。也可以配合水文地質(zhì)部門,在具體施工區(qū)域內(nèi)的場(chǎng)所設(shè)立觀測(cè)裝置,對(duì)水文地質(zhì)情況進(jìn)行連續(xù)的,不間斷的觀測(cè),以便掌握詳細(xì)的、系統(tǒng)的、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),為有效防止工程因水文地質(zhì)問(wèn)題受到影響奠定基礎(chǔ)。
結(jié)束語(yǔ):水文地質(zhì)勘察是工程建設(shè)中不能缺少的一個(gè)重要組成部分。地質(zhì)勘察工作質(zhì)量的好壞,決定著工程方案的決策和工程建設(shè)能否順利進(jìn)行。在工程勘察中要求查明與巖土工程有關(guān)的水文地質(zhì)問(wèn)題,以消除下水對(duì)巖土工程的危害。切實(shí)做好水文地質(zhì)工作將對(duì)勘察水平的提高起極大的推動(dòng)作用。
參考文獻(xiàn):[1]淺談水文地質(zhì)在工程地質(zhì)勘察中的重要性