□張壯壯 □徐賀娜 □單新亞(河南省駐馬店水文水資源勘測(cè)局)
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,更多的工程施工進(jìn)入到地下,一方面,地下水作為巖土的一部分,直接影響了巖土體的物理、化學(xué)等性質(zhì)。地下水作為地下工程存在的外部環(huán)境,會(huì)對(duì)地下工程造成直接影響,降低地下建筑穩(wěn)定性和持久性等,另一方面,水文勘查的失實(shí),往往使地下工程施工困難,成本增加,甚至造成毀滅性事故,因此,做好水文地質(zhì)勘查,就能興利除害,指導(dǎo)社會(huì)生產(chǎn)。在工程勘查工程中,要切實(shí)做好水文地質(zhì)勘查工作,客觀掌握地下水文狀況,進(jìn)而為地下施工提供依據(jù),消除地下水對(duì)建筑質(zhì)量的影響以及帶來的巖土工程危害。
工程地質(zhì)勘察是對(duì)工程建筑物地區(qū)的工程地質(zhì)環(huán)境,地質(zhì)概況進(jìn)行調(diào)查分析,并對(duì)可能產(chǎn)生的工程地質(zhì)問題作出預(yù)測(cè),根據(jù)分析結(jié)果,盡量的利用不利條件,去開辟、改造一些不利的地質(zhì)因素,為后期的規(guī)劃、施工、設(shè)計(jì)、管理提供可靠的數(shù)據(jù)資料,因此工程地質(zhì)勘察工作具有重要意義,傳統(tǒng)上可以分為以下幾個(gè)階段。
1.1 規(guī)劃勘察。
進(jìn)行規(guī)劃勘察主要是為工程的初步選擇提供可靠的地質(zhì)信息、資料。這一階段的主要工作是,對(duì)整個(gè)地區(qū)的地質(zhì)、地形、地貌、地震資料進(jìn)行收集編錄;并核實(shí)該工程建設(shè)地的土質(zhì)條件、以及系列的主要工程地質(zhì)問題;評(píng)估工程實(shí)施的可能性;對(duì)規(guī)劃案中要求的天然建筑材料情況進(jìn)行普查。
1.2 可行性研究勘察
河流、河段規(guī)劃方案制定后,需要進(jìn)行可行性研究勘察,勘察的作用在于為規(guī)劃中涉及的堤壩、壩型選擇、引水線路以及樞紐工程的布置提供支持,保證地質(zhì)資料對(duì)工程的意義。
1.3 初步設(shè)計(jì)勘察
所謂初步設(shè)計(jì)勘察,是在可行性研究中,選擇的堤壩地址、建筑地中進(jìn)行勘察。包括整個(gè)水利工程、建筑區(qū)域內(nèi),堤壩、樞紐的選擇,進(jìn)行地質(zhì)論證,提供建筑可用的地質(zhì)資料。
1.4 技施設(shè)計(jì)勘察
對(duì)初步設(shè)計(jì)中選擇的樞紐建筑場(chǎng)地進(jìn)行的勘察叫技施設(shè)計(jì)勘察,該類勘察的意義在于,建議已經(jīng)勘察的地質(zhì)資料中的結(jié)論,并提出優(yōu)化場(chǎng)地建設(shè)方案。
過去的工程勘察報(bào)告中,往往缺乏同基礎(chǔ)設(shè)計(jì)之間的溝通,也缺乏對(duì)地下水對(duì)巖土工程影響的評(píng)價(jià),在很多地區(qū)都出現(xiàn)地下水系統(tǒng)引起的建筑物基礎(chǔ)設(shè)備下沉、房屋開裂等事件,我們需要總結(jié)過去的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),對(duì)水文地質(zhì)問題評(píng)價(jià)時(shí)需要考慮以下幾個(gè)方面。一是,展開對(duì)地下水對(duì)巖土工程、建筑物造成危害可能性評(píng)價(jià)工作,作出一定的預(yù)警,提出防范措施,解決辦法。二是,進(jìn)行工程勘察時(shí),還必須和建筑物地基基礎(chǔ)類型聯(lián)系思考,尋求水文地質(zhì)問題的根源,并為建筑工程提供更多合理的資料。三是,對(duì)地下水在自然狀態(tài)、自然條件下可能出現(xiàn)的情況見下評(píng)估,并分析預(yù)測(cè)可能給人們生活造成損失的情況,還需考慮巖土層與建筑物之間相互作用。四是,就工程角度來分析,地下水同工程之間的作用,并尋找出針對(duì)不同的環(huán)境、工程,地勘工作的重點(diǎn)內(nèi)容:第一,對(duì)埋藏的過深的地下水淹沒的建筑物基礎(chǔ)部分中,材質(zhì)的腐蝕危害程序;第二,當(dāng)遇到建于軟質(zhì)巖石、殘積土質(zhì)、強(qiáng)風(fēng)化巖、膨脹土體之上的建筑場(chǎng)地,需要著重的考慮,低下水層對(duì)巖層造成的軟化、崩解、膨脹的可能性;第三,若建筑物的地基需要建設(shè)在內(nèi)含松散、飽和的粉細(xì)沙、沙土地中,需要對(duì)沙體的流量、管涌情況進(jìn)行評(píng)估;第四,若地基部分需承壓含水層,則需要將基坑挖開后,精確計(jì)算、評(píng)估承壓水沖毀基坑底板的可能性;第五,盡量避免在地下水層開挖基坑,開挖前進(jìn)行滲水性、富水性試驗(yàn),評(píng)價(jià)出人工降雨、等人為條件給后天造成的建筑物不穩(wěn)定可能性。
工程實(shí)施前,對(duì)建筑地周圍,地下水可能造成的巖土工程危害進(jìn)行評(píng)估,危害的形勢(shì)主要有兩種,即地下水位的升降變化和低下水動(dòng)造兩種原因,引起低下水位變化的因素可能有兩種,第一是水位發(fā)生改變,第二人為因素造成的改變,無論根源是什么,引起地下水位變化出現(xiàn)一定程度后,巖土工程就出現(xiàn)了危害,低下水位變化出現(xiàn)的影響因素有以下幾種:
3.1 水位上升造成的巖土工程損害
淺水位升漲得原因復(fù)雜,最主要的原因是地質(zhì)含水層的總體結(jié)構(gòu)、巖層情況;其次還有,水文氣候因素,如降雨、氣溫變化、澆灌、施工影響,或者是多種因素的混合影響。具有包括以下幾種:第一,土壤沼澤化、巖漬化、巖土對(duì)地下建筑造成的腐蝕;第二斜坡、河岸地質(zhì),造成的巖層滑落、崩塌等情況;第三,某些特殊的巖土層,結(jié)構(gòu)易改變、軟化、下降;第四,粉細(xì)砂和粉土飽和液化、流砂出現(xiàn)、造成管涌;第五,地下室被地下水淹沒,建筑上浮,失衡。
3.2 地下水位的降低造成的巖土危害
地下水位下降,多是由于人為因素造成,比如,往常我們經(jīng)常大量的抽取地下水、采集礦物,造成的礦床疏干,又或者是上游筑壩、水庫修建時(shí),造成下游水源緊張,一旦下降程度過大,往往誘發(fā)地質(zhì)裂縫、地面沉降、塌陷等地質(zhì)災(zāi)害,使得地下水枯竭、水質(zhì)惡化等問題出現(xiàn),對(duì)巖層、建筑的穩(wěn)定性造成威脅。
3.3 水文地質(zhì)工作的作用
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,切實(shí)做好水文地質(zhì)工作將對(duì)勘察水平的提高起著極大的推動(dòng)作用。地下水的頻繁的上升、下降也會(huì)對(duì)工程的穩(wěn)定性造成影響,地下水的水位變化造成了膨脹性的巖土出現(xiàn)彭縮形變,一旦地下水升降頻率加快,則導(dǎo)致巖土膨脹、收縮過度,伸縮幅度不斷增大,進(jìn)而使得地裂產(chǎn)生,建筑物不穩(wěn)定,尤其一些小型建筑容易被破壞,自然狀態(tài)下的動(dòng)水壓力作用較小,難以造成很大的危害,若人工工作過程中,導(dǎo)致地下天然環(huán)境失衡,則移動(dòng)動(dòng)水壓力作用中,巖土出現(xiàn)松散、管涌。