【摘 要】:水文地質(zhì)學(xué)對(duì)地下水的研究,著重于自然歷史和地質(zhì)環(huán)境的影響,同主要用水文循環(huán)和水量平衡原理研究地下水的地下水水文學(xué)關(guān)系密切。在不同環(huán)境中地下水的埋藏、分布、運(yùn)動(dòng)和組成成分均不相同,在工程地質(zhì)勘察中查明水文地質(zhì)的狀況,并討論了防治水文地質(zhì)危害的相應(yīng)對(duì)策。
【關(guān)鍵詞】:地質(zhì)勘查;水文地質(zhì)問題;解決方法
中圖分類號(hào):F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
引言
在進(jìn)行地質(zhì)勘察的過程中,技術(shù)人員往往最容易忽略的問題是水文地質(zhì)的問題,以及它可能帶來的危害,本文將從地質(zhì)勘察中被忽略的水文地質(zhì)危害展開討論,針對(duì)這些危害給工程造成的影響進(jìn)行分析并評(píng)價(jià)。筆者結(jié)合自己的實(shí)踐,在工程地質(zhì)的勘察、設(shè)計(jì)以及施工中,有一個(gè)非常重要而又很輕易地被忽略的問題就是水文地質(zhì)問題。
一、水文地質(zhì)的重要性
水文地質(zhì)有著與工程地質(zhì)極為密切的關(guān)系,二者相互作用、相互聯(lián)系,密不可分。地下水是巖土的組成結(jié)構(gòu),它對(duì)巖土體工程的特性有著直接的影響,同時(shí)也會(huì)影響基礎(chǔ)工程,從而影響到建筑的耐久性和穩(wěn)定性。在工程地質(zhì)的勘察過程中,因?yàn)閷?shí)質(zhì)的勘察工作幾乎不會(huì)涉及到水文參數(shù),所以很多時(shí)候水文地質(zhì)工作就被工作人員一筆帶過,只是對(duì)天然地下水位作簡單的一般性評(píng)價(jià),而忽略了它的問題。此外,在水文地質(zhì)比較復(fù)雜的一些地區(qū),工程勘察人員受條件所限,對(duì)水文地質(zhì)研究不深,在設(shè)計(jì)中對(duì)水文地質(zhì)的問題重視程度不夠,從而眼看地下水給各種巖土工程造成危害,不斷地給勘察院和設(shè)計(jì)院敲響警鐘。因此,在進(jìn)行工程地質(zhì)的勘察過程中,為提高工程勘察的質(zhì)量,保證工程的穩(wěn)定性,使工程順利進(jìn)行,必須要加大對(duì)水文地質(zhì)問題的研究力度。在進(jìn)行巖土工程地質(zhì)勘察的時(shí)候,不但要查明水文地質(zhì)的問題,還要分析地下水對(duì)建筑物的影響和作用,并提出相應(yīng)的預(yù)防措施和整治對(duì)策,為工程地質(zhì)的設(shè)計(jì)和施工的有效開展提供全面可靠的依據(jù)資料,降低地下水對(duì)工程的危害。
1、預(yù)防因地下水升降帶來的問題
造成地下水位波動(dòng)的原因可能有:氣候的變化,季節(jié)變化,地球與月球引力變化,河流、湖泊、水庫水位變化,潮汐變化及氣壓變化等。地下水位的升降超過一定程度有可能造成粉土以及粉細(xì)砂飽和液化而出現(xiàn)流砂、管涌等問題,也可能導(dǎo)致土壤鹽漬化、沼澤化而腐蝕建筑物。因此在水文地質(zhì)勘察工作當(dāng)中要密切注意并調(diào)查掌握地下水位的條件以及升降變化的情況。
2、預(yù)防因地下水壓力作用帶來的問題
在自然狀態(tài)下,地下水動(dòng)水壓力的作用十分微弱。但是在工程活動(dòng)當(dāng)中,由于地下水天然動(dòng)力平衡的條件被改變,在動(dòng)水壓力作用下也會(huì)導(dǎo)致一些后果嚴(yán)重的巖土工程危害。如管涌、流砂以及基坑突涌等,需要做好這方面的水文地質(zhì)勘察工作。當(dāng)建議采用樁基時(shí),應(yīng)評(píng)價(jià)采用樁的適宜性;對(duì)樁基工程設(shè)計(jì)、施工、檢測、監(jiān)測應(yīng)提出以樁的靜載荷試驗(yàn)驗(yàn)證或確定單樁承載力的建議。
3、預(yù)防地下水位對(duì)巖土性質(zhì)的影響
毫無疑問,巖土物理力學(xué)性質(zhì)的與地下水位之間有著非常密切的聯(lián)系,尤其是那些風(fēng)化殘積土、軟質(zhì)巖石以及不同成因的粘性土等。所以要高度重視地下水位對(duì)巖土物理力學(xué)變化的影響,做好預(yù)測和指導(dǎo)工作,避免工程出現(xiàn)因地質(zhì)問題而導(dǎo)致的質(zhì)量安全事故。
二、水文地質(zhì)的危害
地下水對(duì)巖土工程引發(fā)的危害,主要原因是地下水水位的升降變化以及動(dòng)水壓力的作用。地下水水位變化的原因主要分為天然引起和人為引起的變化。而當(dāng)?shù)叵滤蛔兓^大,超過一定范圍時(shí),就會(huì)造成巖土工程的質(zhì)量問題,形成危害,其危害可以分為三種。
1、潛水位上升造成的危害
引起潛水位上升的主要原因是,附近河流、水庫、湖泊的水位升高帶來的影響。此外,還有工業(yè)廢水,各種地下給排水管道以及引水渠道等灌溉工程的滲漏問題引起潛水位上升,潛水位的上升會(huì)極大危害建筑物的質(zhì)量。
潛水位的上升會(huì)使建筑物地基變軟,還能增加土壤的含水率,從而降低土壤的強(qiáng)度,增加其壓縮性,使建筑物更容易發(fā)生很大的沉降變形。
對(duì)地基造成側(cè)移或使地基隆起,從而使基礎(chǔ)上浮,讓建筑物失穩(wěn)。
潛水位的上升會(huì)引起砂土和粉土飽和,從而出現(xiàn)地震液化的問題,可能引發(fā)流砂和管涌等問題發(fā)生。
斜坡的臨空面會(huì)因潛水位的上升致使本身的巖土力學(xué)性能降低,從而發(fā)生滑移和崩塌等現(xiàn)象,導(dǎo)致其破壞,喪失正常功能。
使建筑物的地下室浸水,影響其正常使用。
增加土壤的鹽漬化、沼澤化,增強(qiáng)建筑物腐蝕性,降低建筑物使用的耐久性。
2、地下水位下降給巖土工程帶來的危害
地下水位的下降大多都是人為造成的,大多都是出于自己的私心。他們抽取地下水,用于補(bǔ)給,疏干礦床用于采礦。地下水水位下降太大,經(jīng)常會(huì)引發(fā)地面沉降、地裂和地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生,還會(huì)引起水質(zhì)惡化和地下水枯竭等問題,給人們?nèi)粘I顜碓S多不便,同時(shí)也對(duì)環(huán)境造成一定的危害。有些地方甚至可能沙漠化,或引發(fā)海水倒灌的現(xiàn)象,這種破壞相當(dāng)嚴(yán)重,甚至對(duì)人類的居住環(huán)境帶來破壞,它已經(jīng)不是影響一兩個(gè)人的問題,而會(huì)影響絕大部分人。
3、地下水水位變化給巖土工程帶來的危害
引起地下水水位波動(dòng)的主要因素為,氣候和季節(jié)變化,河流和湖泊的變化,水庫水位的變化,潮汐及氣壓的變化等,地下水水位的波動(dòng)會(huì)造成:
地下水水位的波動(dòng)會(huì)使土壓密,土體的再加壓會(huì)使其密度比原來密度更大。加大建筑物基礎(chǔ)建筑材料的腐蝕程度。地下水水位波動(dòng)太大,會(huì)使木樁進(jìn)行干濕度交替,加快木樁腐爛,對(duì)于泥炭土來說,水位的波動(dòng)對(duì)其更不利;對(duì)一些鈉鹽層和石膏地層等含鹽地層易發(fā)生溶解,進(jìn)而使建筑物發(fā)生很大的位移;地下水水位的波動(dòng)還容易引起一些巖土發(fā)生不規(guī)律的脹縮變形,反復(fù)的水位變化會(huì)使巖土脹縮變形頻繁,還會(huì)使其脹縮的幅度越來越大,引發(fā)地裂,從而引起建筑物破壞。地下水在自然狀態(tài)下,動(dòng)水壓力的作用很微弱的時(shí)候,一般不會(huì)發(fā)生破壞,但是在工程活動(dòng)中,被人為地改變了其天然平衡的條件,或者由于動(dòng)壓力、揚(yáng)壓力作用,就會(huì)引發(fā)危害性很大的巖土工程,比如流砂、基坑突涌、管涌等災(zāi)害。
三、工程地質(zhì)勘察中針對(duì)水文地質(zhì)危害的對(duì)策
1、重視對(duì)水文地質(zhì)問題的評(píng)價(jià)
為提高地質(zhì)勘察質(zhì)量,應(yīng)在地質(zhì)勘察中加強(qiáng)對(duì)水文地質(zhì)問題的研究,不僅要求查明與巖土有關(guān)的水文地質(zhì)問題,要評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土體可能產(chǎn)生的作用及其影響。具體來說,可以從以下三個(gè)方面入手:
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)測可能產(chǎn)生的巖土工程危害,提出防治措施。
地質(zhì)勘察中應(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)問題,提供選型所需的水文地質(zhì)資料。
在分析地質(zhì)問題時(shí),地下水位以上和以下要分別對(duì)待。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)問題。
2、重視對(duì)巖土水理性質(zhì)的測試
從地質(zhì)學(xué)上講,巖土的水理性質(zhì)主要是指巖土與地下水相互作用時(shí)顯示出來的各種性質(zhì),包括容水性、持水性、給水性、毛細(xì)管性、透水性等,這些特性與構(gòu)成巖士的固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三相緊密相關(guān)。不同形式的地下水對(duì)巖土水理性質(zhì)的影響程度有所不同。研究表明,巖土的水理性質(zhì)不僅影響巖土的強(qiáng)度和變形,而且有些性質(zhì)還直接影響到建筑物的穩(wěn)定性。而在以往的地質(zhì)勘察中對(duì)巖土工程地質(zhì)性質(zhì)的評(píng)價(jià)還不夠全面。因此,在地質(zhì)勘察過程中,通過對(duì)測試巖土的水理性質(zhì)指標(biāo),不僅可以為今后地下水位水量發(fā)生變化時(shí)應(yīng)采取的工程措施提供依據(jù),還能更加科學(xué)的評(píng)價(jià)巖土的地質(zhì)特性。水文地質(zhì)對(duì)巖土工程建筑物造成影響,而水文地質(zhì)的種類繁多。如地下水的類型,地下水位及其變動(dòng),還有含水層以及隔離層的分布和組合關(guān)系,此外,土層和巖層滲透參數(shù)和滲透的強(qiáng)度等,這些因素都可能對(duì)建筑物穩(wěn)定性造成影響。因此,要提高工程質(zhì)量,就要加強(qiáng)工程勘察中對(duì)水文地質(zhì)的研究,不僅要查出巖土工程相關(guān)的水文地質(zhì)因素,還要具體明確它們對(duì)建筑物產(chǎn)生的具體影響和作用,對(duì)造成的危害要提出及時(shí)的防御措施,為后期的工程施工提供有力的水文地質(zhì)信息,從而減少水文地質(zhì)對(duì)工程建設(shè)質(zhì)量造成的危害。
結(jié)束語
綜上所述,水文地質(zhì)工作在建筑物持力層選擇、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、工程地質(zhì)災(zāi)害防治等方面都起著重要的作用,影響巖土工程建筑的水文地質(zhì)因素很多,其中有人為的,也有自然的影響。在工程地質(zhì)勘察中,勘察和設(shè)計(jì)人員一定要重視對(duì)水文地質(zhì)條件的考察研究,分析其對(duì)建筑物基礎(chǔ)的影響,并采取相應(yīng)的預(yù)防和整治措施,保證建筑物的質(zhì)量安全,也為后期工程的施工提供有效的依據(jù),對(duì)工程建設(shè)作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
[1]揣英琦,鄒兆鋼,劉慧,等.水文地質(zhì)與工程地質(zhì)勘察[J].科技致富向?qū)В?011(13):250.
[2]陳虎.淺析巖土工程勘察中水文地質(zhì)存在的問題與對(duì)策[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2011(23).
[3]徐偉軍.工程地質(zhì)勘察與水文地質(zhì)[J].城市建設(shè),2010(18):97-99.