摘要:水文地質(zhì)在工程地質(zhì)勘察中起著越來(lái)越重要的作用,因此切實(shí)做好水文地質(zhì)勘察,充分發(fā)揮其在工程地質(zhì)勘察中的積極作用,以消除或減少工程的危害,真正保證工程的質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:巖土工程勘察;水文地質(zhì);重要性;評(píng)價(jià);對(duì)策
中圖分類號(hào):K826.16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
一、水文地質(zhì)勘察現(xiàn)狀及重要性
人類發(fā)展演化過(guò)程中,經(jīng)歷了各種各樣地質(zhì)作用所造成的災(zāi)害,其中大部分地質(zhì)災(zāi)害的形成都有地下水的參與。據(jù)大量事實(shí)統(tǒng)計(jì),地下水與巖土體互相作用所造成的地質(zhì)災(zāi)害具有類型的多樣性、機(jī)理的復(fù)雜性、分布的廣泛性、災(zāi)害的嚴(yán)重性和可控性等特征。同時(shí),目前在生產(chǎn)和科研實(shí)踐中對(duì)地下水作用致災(zāi)的重要性認(rèn)識(shí)及勘察研究投入不夠,在工程地質(zhì)勘察評(píng)價(jià)中對(duì)地下水作用的定性定量分析還是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。為提高工程勘察質(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)巖土體和建筑物的作用及其影響,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)巖土工程的危害。
巖土的水理性質(zhì)影響巖土的強(qiáng)度、抗變形、液化能力,繼而影響到工程建筑的穩(wěn)定性和安全性,主要包括軟化性、透水性、結(jié)水性、崩解性、脹縮性以及持水性、容水性、毛細(xì)管性和可塑性等。軟化性是判斷巖石耐風(fēng)化、耐水浸能力的指標(biāo);透水性表現(xiàn)為松散巖上的顆粒越細(xì)、越不均勻,透水性便越弱。崩解性與巖土的顆粒大小,礦物成分以及礦物結(jié)構(gòu)有關(guān);給水性一般用給水度表示,不僅影響場(chǎng)地疏干時(shí)間,也影響基坑涌水量;脹縮性是產(chǎn)生地裂縫、基坑隆起的原因之一。在巖土工程勘察中向來(lái)重視測(cè)試巖土體的物理力學(xué)性質(zhì),卻容易忽視水理性質(zhì),因此工程地質(zhì)評(píng)價(jià)中缺少水文地質(zhì)評(píng)價(jià)是常見(jiàn)的現(xiàn)象,造成工程地質(zhì)評(píng)價(jià)片面化,覆蓋不夠全面。
二、工程勘察中水文地質(zhì)勘察內(nèi)容
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、土層或巖層滲透性強(qiáng)弱及滲透系數(shù)、承壓含水層的特征及水頭等。為提高工程地質(zhì)勘察質(zhì)量,消除或減少地下水對(duì)工程建設(shè)的危害,在工程地質(zhì)勘察中應(yīng)查明與巖土有關(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,且提供必要的水文地質(zhì)資料。
1.自然地理?xiàng)l件
包括氣象水文特征和地形地貌等內(nèi)容。氣象水文特征是指工程所屬地域是屬于亞熱帶還是熱帶,季風(fēng)氣候與否,擁有的濕潤(rùn)程度與熱量等。地形地貌是指工程區(qū)域周圍的水系、平原或高原特征、地形開(kāi)闊平坦與否、地貌侵蝕和堆積情況如何等。
2.地質(zhì)環(huán)境條件
包括工程所在區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造特征、基底構(gòu)造及其對(duì)第四系厚度的控制、地層巖性、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等方面的內(nèi)容。
3.地下水位情況
包括近2~5年最高地下水位、水位變化趨勢(shì);地下水補(bǔ)給排泄條件、地表水與地下水的補(bǔ)排關(guān)系及對(duì)地下水位的影響等。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。
4.含、隔水層情況
各含水層和隔水層的埋藏條件、地下水類型、流向、水位及其變化幅度;主要含水層的分布、厚度及埋深;通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)定地層滲透系數(shù)等水文地質(zhì)參數(shù)等;場(chǎng)地地質(zhì)條件下對(duì)地下水賦存和滲流狀態(tài)的影響、判定地下水水質(zhì)建筑材料的腐蝕性等。
工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)評(píng)價(jià)
總結(jié)以往的工程地質(zhì)勘察工作,由于設(shè)計(jì)報(bào)告缺乏地下水對(duì)巖土工程的危害評(píng)價(jià),在一些地質(zhì)環(huán)境薄弱的地區(qū),施工方按照設(shè)計(jì)施工后,已發(fā)生多起因地下水造成的災(zāi)害,因此在工程勘察中提供科學(xué)的依據(jù)對(duì)水文地質(zhì)評(píng)價(jià)可保障建筑工程的安全,評(píng)價(jià)的內(nèi)容主要包括以下幾點(diǎn):
1.結(jié)合當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件、巖土體性質(zhì),重點(diǎn)評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土體和建筑工程的作用和影響,預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的地質(zhì)危害以及巖土工程危害,提出相應(yīng)的防治措施。
2.工程地質(zhì)勘察中密切結(jié)合工程建筑的地基基礎(chǔ)類型,根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行專門的水文地質(zhì)勘察,為工程選型設(shè)計(jì)提供所需的水文地質(zhì)參數(shù)和水文地質(zhì)資料。
3.在進(jìn)行查明水文地質(zhì)條件工作時(shí),不僅要明確地下水的自然分布狀態(tài),同時(shí)更重要的是要分析預(yù)測(cè)由于人為因素引起地下水的變化情況,詳細(xì)掌握由此導(dǎo)致的巖土體和建筑工程的變化。
4.在建設(shè)大型項(xiàng)目時(shí),對(duì)地質(zhì)環(huán)境資料較匱乏的地區(qū),應(yīng)組織專業(yè)人員進(jìn)行針對(duì)性的水文地質(zhì)勘察。
5.地下水水位的高低對(duì)各種工程建筑均有影響,因此在分析具體的工程地質(zhì)問(wèn)題時(shí)對(duì)地下水水位以下和地下水水位以上要區(qū)別對(duì)待,具體問(wèn)題具體分析。
6.按地下水對(duì)工程的作用與影響,針對(duì)不同的地質(zhì)條件有針對(duì)性的評(píng)價(jià)并提出相應(yīng)的預(yù)防措施,例如對(duì)建筑場(chǎng)地基礎(chǔ)持力層為強(qiáng)風(fēng)化巖、殘積土、膨脹土等巖土體的,應(yīng)重點(diǎn)考慮地下水活動(dòng)對(duì)巖土體造成的軟化、崩解、脹縮作用。當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)壓縮層內(nèi)有松散的粉細(xì)砂時(shí),應(yīng)分析產(chǎn)生流砂、管涌的可能性;當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)下部有承壓含水層時(shí),應(yīng)計(jì)算和評(píng)價(jià)基坑開(kāi)挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性。
四、水文地質(zhì)危害分析及對(duì)策研究
1.水文地質(zhì)危害
地下水對(duì)巖土工程造成的水文地質(zhì)危害,主要有兩個(gè)方面,一是地下水位的升降變化造成的;二是地下水的動(dòng)水壓力造成的。
水位變化造成的水文地質(zhì)危害
地下水水位升降變化對(duì)巖土工程造成的危害主要有以下三種方式,水位上升造成的危害;水位下降造成的危害;水位頻繁升降變化造成的危害。潛水位上升可造成土壤鹽堿化、沼澤化,增強(qiáng)了對(duì)巖土工程的腐蝕性;在一些地質(zhì)環(huán)境不穩(wěn)定的地區(qū)易發(fā)生滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害;在一些工程場(chǎng)地容易出現(xiàn)砂土液化、管涌、流砂等現(xiàn)象,還會(huì)造成基礎(chǔ)上浮,工程失穩(wěn)等。地下水水位的大幅度下降,經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致地面沉降,地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害,同時(shí)會(huì)出現(xiàn)水質(zhì)惡化、水源枯竭等問(wèn)題,給人類的生活造成重大惡劣影響。地下水水位頻繁波動(dòng),由于巖土體的脹縮性,會(huì)導(dǎo)致工程地基的失去穩(wěn)定性,甚至造成建筑體變形破壞。
動(dòng)水壓力造成的水文地質(zhì)危害
由于人為工程的作用破壞了地下水的天然動(dòng)力平衡條件,在浮動(dòng)的動(dòng)水壓力條件下,經(jīng)常出現(xiàn)基坑突涌,流砂以及管涌等嚴(yán)重的水位地質(zhì)危害。
2.水文地質(zhì)危害的對(duì)策研究
工程地質(zhì)勘察的最終成果是巖土工程勘察報(bào)告,它為建筑工程地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及施工提供必要的依據(jù)。報(bào)告內(nèi)容是否全面可靠,關(guān)系到后期工程設(shè)計(jì)施工的安全與否。
工程地質(zhì)勘察中的工程地質(zhì)條件包括地形地貌、水文地質(zhì)、巖土的物理力學(xué)性質(zhì),地質(zhì)現(xiàn)象等。待查明工程地質(zhì)條件之后,在結(jié)合項(xiàng)目的具體結(jié)構(gòu)特點(diǎn),預(yù)測(cè)工程地質(zhì)作用的帶來(lái)的影響,對(duì)此給出正確的客觀的評(píng)價(jià),為確保建筑的安全防護(hù)措施提供相關(guān)依據(jù)。
開(kāi)展水文與環(huán)境地球物理勘探調(diào)查地質(zhì)、水文地質(zhì)情況以及地下水分布狀態(tài)。重點(diǎn)在地面調(diào)查較困難無(wú)法解決問(wèn)題的地段進(jìn)行物探工作,將高密度電法勘探和激發(fā)極化法電法勘探結(jié)合起來(lái),既保證了深度的要求又考慮了分辨率的問(wèn)題。同時(shí)在工程地質(zhì)勘探和水文地質(zhì)勘探中還可應(yīng)用瞬變電磁法和高密度電發(fā)勘探結(jié)合使用進(jìn)行深部精細(xì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的勘察工作。
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