徐小軍 付彩霞
(重慶地勘局208水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊,重慶 400700)
在《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001)中,明確了對地下水的勘察要求、水文地質(zhì)參數(shù)的測定、地下水作用的評價,總結(jié)以往的經(jīng)驗和教訓(xùn),我們認(rèn)為今后在工程勘察中,對水文地質(zhì)問題的評價,主要應(yīng)考慮以下內(nèi)容:
1.1 查明地下水的類型、賦存狀態(tài)及主要含水層的分布規(guī)律,分析預(yù)測人為工程活動中地下水的變化情況。還應(yīng)重點評價地下水對巖土體和建筑物的作用和影響,預(yù)測和評價可能產(chǎn)生的巖土工程危害,并提出防治措施。
1.2 SE程勘察中還應(yīng)密切結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類型的需要,查明有關(guān)水文地質(zhì)問題,包括地下水的補給排泄條件、地表水與地下水的補排關(guān)系及對地下水位的影響等,提供選型所需的水文地質(zhì)資料。
1.3 應(yīng)從工程角度,按地下水對工程的作用與影響,提出不同條件下應(yīng)當(dāng)重點評價的地質(zhì)問題。如:地下水對建筑物基礎(chǔ)的腐蝕性:承壓含水層對基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性評價;開挖基坑應(yīng)進行滲透性和富水性試驗;評價基坑邊坡及周圍建筑物穩(wěn)定性。
巖土水理性質(zhì)是指巖土與地下水相互作用時顯示出來的各種性質(zhì)。巖土的水理性質(zhì)不僅影響巖土的強度和變形,而且有些性質(zhì)還直接影響到建筑物的穩(wěn)定性。巖土的水理性質(zhì)主要為可塑性及稠度狀態(tài)、軟化性、崩解性、透水性、給水性和脹縮性等。
2.1 可塑性及稠度狀態(tài)
是粘性土區(qū)別于砂土的重要特征,可用塑性指數(shù)與液性指數(shù)來判別,由土的狀態(tài)可推知土的性能。
2.2 軟化性
是指巖土體浸水后力學(xué)強度降低的特性。一般用軟化系數(shù)表示,它是判斷巖石耐風(fēng)化、耐水浸能力的指標(biāo)。在巖石層中存在易軟化巖層時,在地下水的作用下往往會形成軟弱夾層。
2.3 崩解性
是指巖土浸水濕化后,土粒連接被削弱、破壞,使土體崩散、解體的特性。巖土的崩解性與土的顆粒成分、礦物成分、結(jié)構(gòu)等關(guān)系極大,崩解性通常采用耐崩解系數(shù);以表征。
2.4 透水性
是指水在重力作用下,巖土容許水透過自身的性能。松散巖土的顆粒愈細(xì)、愈不均勻,其透水性便愈弱;堅硬巖石的裂隙或巖溶愈發(fā)育,其透水性就愈強。透水性一般用滲透系數(shù)表示,滲透系數(shù)可通過抽水試驗、注水試驗和壓水試驗確定。
3.1 地下水的量測
根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》(GB 50021-2001)穩(wěn)定水位的時間間隔按地層的滲透性確定.對沙土和碎石土不得少于O.5h,對粉土和粘性土不得少于8h,并宜在勘察結(jié)束后統(tǒng)一量測穩(wěn)定水位。但在實際中地下水位量測存在諸多的問題。以致造成水位量測不準(zhǔn)確、不齊全、數(shù)據(jù)不可靠??偨Y(jié)以往工作中的實踐經(jīng)驗,筆者以為地下水位的量測應(yīng)注意以下幾點:
3.1.1 待整個場地鉆探結(jié)束24h后統(tǒng)一測定各個鉆孔靜止水位,測量工具應(yīng)按有關(guān)規(guī)定執(zhí)行,并定期用鋼尺校正。
3.1.2 地下水位觀測應(yīng)考慮周圍地下水開采情況的影響,若量測時間正好處于附近抽水井抽水下降漏斗時,所量測到的地下水位肯定偏深。
3.1.3 水位量測應(yīng)與鉆孔坐標(biāo)、標(biāo)高回測相結(jié)合。由于勘探孔口周圍的不平整等原因.造成水位量測誤差過大.水位量測盡可能同孔口坐標(biāo)、標(biāo)高回測采用同一參照位置。
3.1.4 分析近年地下水的變化幅度以及歷史最高水位、最低水位、平均水位.初步判斷量測數(shù)據(jù)的合理性。
3.1.5 如果鉆孔深度范圍內(nèi)有多個含水層,應(yīng)分層量測水位。
3.2 地下水動態(tài)變化及其危害
受地表水的影響,地下水在不同時期的動態(tài)變化.直接影響到抗浮設(shè)計水位的確定,施工的計劃安排等,并且一直困擾著設(shè)計、施工等諸多單位和部門。地下水位的升降變化還可能造成了諸多的巖土工程危害。
3.2.1 地下水位上升
地下水位上升會使淺基礎(chǔ)地基承載力降低,沙土地震液化加劇,建筑物震陷加劇。土壤沼澤化、鹽漬化。巖土體產(chǎn)生變形、滑移等不良地質(zhì)現(xiàn)象.地下水位產(chǎn)生凍脹作用的影響;會對建筑物、濕陷性黃土、崩解性巖土、鹽漬巖土產(chǎn)生影響:會使膨脹性巖土產(chǎn)生脹縮變形。
3.2.2 地下水位下降
地下水位下降往往會引起地表塌陷、地面沉降、海水入侵、地裂縫的產(chǎn)生和復(fù)活以及地下水源枯竭、水質(zhì)惡化等一系列不良地質(zhì)問題.并對建筑工程產(chǎn)生不良影響。近年來隨著城市建設(shè)突飛猛進地發(fā)展.在工程中應(yīng)進行抗浮驗算。經(jīng)濟合理地確定抗浮設(shè)計水位將涉及工程造價、施工難度和周期等一些十分關(guān)鍵的問題。
3.2.3 地下水頻繁升降
地下水升降變動帶內(nèi)由于地下水的積極交替.會將土層中的膠結(jié)物中的鐵、鋁等成分淋失。由于土層失去了膠結(jié)物.這就會使得土質(zhì)變得較為松動。由于含水量的孔隙比逐漸增大.就會造成壓縮的模量和承載力逐漸降低。這就會給巖土工程在處理和選擇上帶來極大的麻煩。
4地下水的腐蝕性。地下水的腐蝕性反應(yīng)在它對混凝土、金屬材料和設(shè)備的破壞上。當(dāng)?shù)叵滤泻心承└g性成分時,它破壞混凝土基礎(chǔ)。危害建筑物和構(gòu)筑物的穩(wěn)定性伸。為了防止此類危害的發(fā)生,在巖土工程勘察中,必須對能觸及到混凝土基礎(chǔ)及其它混凝土構(gòu)筑物的水體采樣,進行水化學(xué)腐蝕性分析,評價地下水的腐蝕性,為工程設(shè)計提供依據(jù)。因此,全面了解環(huán)境介質(zhì)的特征,有針對性地測試分析相關(guān)的腐蝕性參數(shù),以便采取安全合理的防護措施,已成為工程建設(shè)中一個不容忽視的重要環(huán)節(jié)。
4.1 地下水腐蝕性對建筑物危害分析
當(dāng)?shù)叵滤械哪承┗瘜W(xué)成分含量過高時,水對混凝土、可溶性石材、管道及鋼鐵構(gòu)件及器材都有腐蝕作用,地下水中S042-、C1-含量高,被埋入混凝土的鋼筋表面產(chǎn)生一層鈍化保護層.這一保護層在水泥開始水化反應(yīng)后很快自行生成。然而氯離子能夠破壞這層氧化膜,鋼筋在水和氧的存在下發(fā)牛銹蝕。銹蝕物的牛成導(dǎo)致了混凝土的破裂、剝落和分層,這就必然加速鋼筋的銹蝕;銹蝕過程減小了鋼筋的橫截面積.也就減小了它的荷載能力。當(dāng)?shù)叵滤谑艿轿廴镜惹闆r下,外部環(huán)境條件就加快了混凝土的腐蝕速度,縮短了建筑物的使用壽命。
4.2 防治措施
地下水對建筑物的腐蝕過程多種多樣又極為復(fù)雜。因此須通過正確可靠的設(shè)計、施工方法提高建筑物的抗蝕性。最大限度地提高混凝土本身的保護作用。綜合考慮,主要通過以下方法解決地下水腐蝕的問題:
在設(shè)計方面:選擇合適的、較低的水灰比,采用合適的保護層厚度,添加密實劑,合理選擇骨料級配,減少空隙率。
在施工方面:施工過程中對各種原材料進行嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗控制,不合格原材料不得用于混凝土工程,在混凝土的澆筑、振搗、養(yǎng)護等環(huán)節(jié)中精心施工,嚴(yán)格控制,提高混凝土質(zhì)量。隨著工程勘察的不斷發(fā)展.地下水問題必將受到越來越廣泛的重視,切實做好水文地質(zhì)工作將對工程勘察水平的提高起極大的推動作用。
巖土工程問題中,地下水問題占有相當(dāng)重要的位置,準(zhǔn)確合理地查明地下水的水文地質(zhì)條件,既使資料的可靠程度更高,而且可更好地利用巖體的潛在能力。因此,為提高工程勘察質(zhì)量,在工程勘察中要求查明與巖土工程有關(guān)的水文地質(zhì)問題,以消除或減少地下水對巖土工程的危害;隨工程勘察的發(fā)展,其必將受到越來越廣泛的重視,切實做好水文地質(zhì)工作將對勘察水平的提高起著極大的推動作用。
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