李富永
【摘 要】結合工作經(jīng)驗就工程勘察中會遇到很多方面的問題,水文地質(zhì)問題就是其中之一。本研究針對建筑地基基礎工程勘察中涉及的水文地質(zhì)問題,就引起地質(zhì)工程危害的主要因素、巖土水理性質(zhì)和水文地質(zhì)評價內(nèi)容等三方進行了探討,以期能引起勘察工作者對水文地質(zhì)的重視,加強對水文地質(zhì)的分析和判斷,提高工程地質(zhì)勘察成果的有效性,為工程建設的開展提供保障。
【關鍵詞】建筑施工;地質(zhì)勘察;水文地質(zhì)
工程地質(zhì)勘察中不能缺少水文地質(zhì),因為地下水文地質(zhì)環(huán)境不僅僅是巖土體的一個組成部分,還是基礎工程的環(huán)境,會給巖土體工程特性帶來直接影響,影響工程的耐久性和穩(wěn)定性。但在工程勘察過程中,水文地質(zhì)調(diào)查最容易被忽視,這主要緣于工程地質(zhì)勘探成果一般不涉及水文地質(zhì)參數(shù),水文地質(zhì)調(diào)查往往被當作應付國家規(guī)范、標準檢查的一項任務,工程地質(zhì)勘察中對水文地質(zhì)條件只做簡要的評價。
為改變這種錯誤的做法,就要加強水文地質(zhì)問題的研究,只有這樣才能提高工程勘察質(zhì)量。按照工程地質(zhì)勘察的實際要求,勘察工作既要查明與巖土工程相關的有關水文地質(zhì)條件,還要針對地下水給巖土體和建筑物帶來不良地質(zhì)作用進行評價,對潛在的問題提出防治措施。
一、工程地質(zhì)勘察工作中涉及的水文地質(zhì)調(diào)查內(nèi)容
一般情況下,影響工程的水文地質(zhì)因素主要有:巖層中含水層與隔水層的厚度、分布和組合關系;地下水的類型、水位及水位變動幅度,承壓含水層的特征和水頭,土層或巖層滲透性的強弱等等因素。為提高工程地質(zhì)勘察工作的質(zhì)量,應在工程地質(zhì)勘察中對下述幾個方面進行調(diào)查和評價:
1)評價的關鍵應放在地下水給工程帶來的影響上,針對水文地質(zhì)對工程潛在危害,提出應對辦法;2)在工程地質(zhì)勘察中,應在弄清建筑物地基基礎類型的基礎上,著重調(diào)查與該基礎類型相關的水文地質(zhì)條件;3)在水文地質(zhì)條件調(diào)查工作中,重點要查清地下水的自然狀態(tài)及其發(fā)展變化規(guī)律,分析并預測工程實施過程中及實施后給地下地質(zhì)水文情況帶來的可能變化及不良影響,提前設計預防措施。
二、水文地質(zhì)條件對工程造成危害的主要因素
水文地質(zhì)條件會給工程帶來危害,究其原因,主要是地下水動水壓力作用和地下水位升降變化兩方面因素。自然或人為原因都會帶來地下水位的變化,一旦地下水位變化突破臨界值,就會給工程帶來地質(zhì)危害,研究表明,引起危害的地下水位變化主要有3種情況:
1)地下水位下降。當前,由于經(jīng)濟的快速發(fā)展,人為因素成為地下水位下降的主要原因,例如過度利用地下水、礦床疏干、修建水庫截流下游地下水水源、流域上游筑壩等,這些因素常會引發(fā)一系列問題。一旦地下水位的下降過大過快,常會誘發(fā)一些地質(zhì)災害,如地面沉降、地面塌陷和地裂等,也會造成一些環(huán)境問題,如水質(zhì)惡化、地下水源枯竭等,在年降水量較小的地區(qū)會引起土地的沙漠化,在海邊有可能會造成海水倒灌。這些地質(zhì)災害或環(huán)境問題會給工程和人類的居住環(huán)境帶來巨大的威脅;
2)潛水位上升。水利工程建設及區(qū)域水文條件的變化常會造成潛水位上升,如修建水庫、地下水來源地的河流、湖泊、水庫等水位的上升。建筑物的安全性和穩(wěn)定性易受潛水位上升的影響,其影響主要有以下幾個方面:
一是通過軟化地基影響建筑物的安全。潛水位上升,促使粘性土壓縮性增高、強度降低和含水率增高,誘發(fā)建筑物的沉降變形;二是潛水位上升會誘發(fā)地基隆起或側移,前者會導致建筑物的基礎上浮,后者導致建筑物傾斜或墻體破裂;三是潛水位上升會促使砂土或粉土達到飽和狀態(tài),通常會引發(fā)流砂、管涌現(xiàn)象,也會帶來砂土液化等問題;四是造成潛水位以下的地下室浸水,使其喪失使用價值;五是改變土壤的化學性狀,如沼澤化、鹽漬化等,給建筑物帶來腐蝕;
3)地下水位升降。通過對水文地質(zhì)規(guī)律的研究發(fā)現(xiàn),氣候、氣壓、潮汐以及地球與月球引力變化,附近區(qū)域水體的水位變化等都會引起地下水位反復升降。地下水位的升降帶來的影響主要有這幾方面:導致建筑物基礎土的壓密;增加基礎工程材料的腐蝕性破壞;水位變化導致的干濕交替容易腐爛;使建筑基礎土層中一些鹽類發(fā)生溶解作用導致建筑物位移;引起膨脹性巖土的均勻的脹縮變形,造成地裂并給建筑物造成結構破壞。
研究表明,自然狀態(tài)下地下水的動水壓力作用較弱,難于給地面工程造成不利影響,但隨著人類工程建設活動的不斷增加,特別是大型水利工程的建設,會改變較大區(qū)域范圍內(nèi)的水文地質(zhì)狀況,帶來一系列嚴重的工程水文地質(zhì)危害。
三、工程勘察中水文地質(zhì)問題的應對措施
針對工程勘察中的水文地質(zhì)問題,可以采取以下應對措施:
1)加強對工程地質(zhì)勘察規(guī)范或規(guī)程學習。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,當前我國工程地質(zhì)勘察工作已經(jīng)擁有了完備的規(guī)范、規(guī)程體系,這些規(guī)范性文件對勘察工作的目的、任務、評價都做了具體的、切實可行的規(guī)定,是工程地質(zhì)技術人員開展工作的主要依據(jù)。工程地質(zhì)技術人員必須要高度重視規(guī)范、規(guī)程,了解和熟悉其要求,這樣才能在開展工程地質(zhì)勘察時做足工作量布置,設置足夠的原狀土樣測試數(shù)據(jù)、及時劃分抗震地段。通過研讀規(guī)范、規(guī)程,工程地質(zhì)管理者和技術人員在吸收文件的相關規(guī)定后,能不斷地充實和提高理論水平和實踐操作能力;
2)重視地下水埋藏狀況的調(diào)查。在調(diào)查時,要明確調(diào)查的重點,設置必要的調(diào)查指標體系,弄清地下水的類型、補給及排泄條件、地下水位、水位變化幅度及規(guī)律,在此基礎上,對地下水對建筑材料的腐蝕性進行評價,涉及到基坑工程的還應做抽、壓水試驗,調(diào)查土層的滲透性質(zhì)等。預估地下水可能帶來的突涌、流沙或管涌等潛在的威脅,制定出有效和可行的防治措施建議。
四、結語
在建筑工程基礎地質(zhì)勘察中要高度重視水文地質(zhì)調(diào)查,作為建筑工程地質(zhì)環(huán)境的組成部分,較差的水文地質(zhì)條件會給建筑工程帶來多方面的危害,建筑工程項目的組織者、實施者在建筑工程實施前就應該調(diào)查清楚地基基礎的水文地質(zhì)情況,制定出有針對性防治措施,提高工程的穩(wěn)定性和安全性,更好地完成工程建設。
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