【摘 要】 在工程地質(zhì)勘察設(shè)計(jì)和施工中往往忽視了水文地質(zhì)的重要性,水文地質(zhì)作為一個(gè)重要的工程地質(zhì)勘察環(huán)節(jié)是必不可少的,在工程設(shè)計(jì)和施工的過(guò)程中由于沒有對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題足夠的重視而導(dǎo)致的各種巖土工程危害經(jīng)常出現(xiàn)。因此在工程地質(zhì)勘察匯總水文地質(zhì)的重要性就凸顯出來(lái)了,本文就工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)對(duì)巖土工程建筑物及水利工程的作用和影響作出深入的分析,特別是對(duì)工程活動(dòng)中由于地下水活動(dòng)而導(dǎo)致出現(xiàn)的工程地基土的管涌、流土、基坑突涌情況,提供一些可供參考的意見和措施,從而減少由于水文地質(zhì)問(wèn)題而引發(fā)的工程事故。
【關(guān)鍵詞】 水文地質(zhì) 管涌 流土 基坑突涌;
1 水文地質(zhì)評(píng)價(jià)內(nèi)容
由于在工程地質(zhì)勘察中對(duì)水文地質(zhì)的評(píng)估往往缺乏重視,尤其是水文地質(zhì)的評(píng)估中缺乏結(jié)合工程技術(shù)設(shè)計(jì)和施工對(duì)巖土工程的作用與危害,經(jīng)常會(huì)造成因地下水而導(dǎo)致的工程建筑下沉的現(xiàn)象,甚至導(dǎo)致建筑物的開裂、傾斜等安全事故。通過(guò)對(duì)以往的巖土工程事故進(jìn)行總結(jié)和分析得出,工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)的評(píng)價(jià)必須要考慮以下內(nèi)容。
1.1 地下水對(duì)巖土體和建筑物的作用影響
水文地質(zhì)的評(píng)估和勘察必須要重視地下水對(duì)巖土體和對(duì)建筑物的作用于影響,從而才能準(zhǔn)確的預(yù)見到未來(lái)可能出現(xiàn)的巖土工程質(zhì)量問(wèn)題和安全隱患,從而針對(duì)具體的問(wèn)題來(lái)進(jìn)行防治和解決。
1.2 結(jié)合具體的巖土性質(zhì)來(lái)察明水文地質(zhì)
在工程地質(zhì)勘察中進(jìn)行水文地質(zhì)的勘察與評(píng)估需要結(jié)合具體的工程施工環(huán)境,根據(jù)建筑物地基基礎(chǔ)類型的需要來(lái)勘察水文地質(zhì),從而為工程地質(zhì)勘察和工程施工提供相關(guān)的地質(zhì)資料與水文地質(zhì)信息,保證巖土工程的安全與質(zhì)量。
1.3 不同條件下的水文地質(zhì)問(wèn)題
從巖土工程勘察的角度來(lái)看,由于地下水對(duì)巖土工程的作用和影響不同,所以對(duì)工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)的評(píng)估也要在不同環(huán)境和條件下進(jìn)行。比如在對(duì)建筑物下埋藏有地下水的情況下,這時(shí)就需要考慮到砼及砼內(nèi)鋼筋的腐蝕性等問(wèn)題,其次對(duì)于巖土工程施工中選用軟質(zhì)巖石、殘積土、風(fēng)化巖等作為基礎(chǔ)持力層的區(qū)域應(yīng)該特別注意地下水的活動(dòng)而導(dǎo)致的巖土體軟化、崩解和脹縮等作用。而如果在工程地基基礎(chǔ)壓縮層范圍內(nèi)存在松散、飽和的粉細(xì)砂和沙土等情況時(shí),應(yīng)對(duì)潛蝕和管涌等安全隱患做一個(gè)大致預(yù)測(cè),盡可能的防止巖土工程事故的發(fā)生。另外如果工程基礎(chǔ)下部存在承壓含水層的話,水文地質(zhì)的勘察就需要對(duì)基坑開挖后的承壓水倒流情況進(jìn)行預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià),盡量的防止此類事故的發(fā)生。需要注意的是,在地下水位以下進(jìn)行基坑的開挖,一定要做好水滲透和富水性試驗(yàn),從而保證巖土工程的穩(wěn)定性與質(zhì)量,避免沉降和邊坡滑塌現(xiàn)象的發(fā)生。
2 工程地質(zhì)勘察水文地質(zhì)的重要性分析
(一) 工程地質(zhì)勘查水文地質(zhì)的重要性
地下水引起的巖土工程危害,主要是由于地下水位升降變化和地下水動(dòng)水壓力作用兩個(gè)方面的原因造成的,地下水位和地下水動(dòng)水壓力的作用主要是引起地下土層中的成分發(fā)生變化,引起土層的疏松和軟土層,造成土層流失,形成管涌、基坑突涌等地質(zhì)危害。
2.1 地下水升降變化引起的巖土工程危害
地下水位變化一般由自然因素和人為因素引發(fā),如果地下水位的升降幅度達(dá)到一定程度,就會(huì)對(duì)巖土工程造成嚴(yán)重的危害。第一,工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)的勘察必須要注意地下水位條件和升降程度的變化。一般來(lái)講,天然條件下地下水位的變化有季節(jié)性,和氣候有著較大的關(guān)系,在雨季時(shí)地下水位上升,而在旱季時(shí)地下水位就有所下降,不僅如此,地下水位的升降和地質(zhì)條件、區(qū)域也有著較大的關(guān)聯(lián),具有一定的區(qū)域性和漸變性,但是地下水水位的升降幅度不會(huì)太大。但是在巖土工程施工中人為因素所引起的地下水位升降和自然條件下的地下水位升降危害更大。尤其是在巖土工程施工過(guò)程中,盲目的抽取地下水造成地下水水位下降,導(dǎo)致地裂和滑塌的現(xiàn)象,不僅如此,地下水位的升降也對(duì)巖土體結(jié)構(gòu)造成了巨大的破壞,巖土體的強(qiáng)度下降等原因引起了細(xì)沙和粉土的飽和,進(jìn)一步產(chǎn)生了流沙和管涌的安全問(wèn)題,甚至導(dǎo)致地下建筑淹沒、侵蝕工程建筑地基的問(wèn)題,從而威脅到整個(gè)工程的質(zhì)量與安全。某工程在施工過(guò)程中忽視了水文地質(zhì)勘察的重要性,出現(xiàn)了由于地下水位變化而造成的危害。由于地下水位頻繁的升降變化,造成了巖土工程施工區(qū)域發(fā)生了土壤鹽堿化、沼澤化的現(xiàn)象,腐蝕了施工區(qū)域的巖土體。從而導(dǎo)致了施工中滑塌情況的出現(xiàn),不僅如此,由于沒有進(jìn)行水文地質(zhì)勘察,為后來(lái)的施工建設(shè)埋下了安全隱患,以至于巖土工程施工區(qū)域經(jīng)常出現(xiàn)管涌和流沙問(wèn)題,在該工程建設(shè)完工后,也因?yàn)榈叵滤坏南陆祵?dǎo)致建筑物的沉降,極大的影響了該工程的質(zhì)量,造成了巨大的損失。地下水水位降幅過(guò)大,往往會(huì)誘發(fā)地裂、地面沉降、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,甚至造成地下水資源的枯竭和水質(zhì)的惡化,不僅如此,對(duì)對(duì)巖土體、建筑物的穩(wěn)定性和人類的居住環(huán)境也會(huì)造成很大威脅。
2.2 地下水動(dòng)壓力作用引發(fā)的巖土工程危害
由于地下水凍水壓力作用在自然條件下較為微弱,一般難以對(duì)巖土工程造成危害,但是在人們的工程活動(dòng)破壞了地下水的天然平衡狀態(tài),并在地下水的動(dòng)水壓力作用下時(shí)常引發(fā)較為嚴(yán)重的巖土工程危害問(wèn)題,比如流土、管涌、基坑突涌等問(wèn)題。如果在基坑下部存在有承壓含水層時(shí),由于開挖基坑一定程度上削減了隔水層的厚度,一旦隔水層受力出現(xiàn)問(wèn)題,那么承壓水的巨大壓力就會(huì)直接造成基坑底板的破壞,形成突涌的問(wèn)題。不僅如此,因?yàn)榈叵滤乃徊还潭?,時(shí)漲時(shí)落,這種反復(fù)變化的問(wèn)題造成了土質(zhì)中的礦物質(zhì)流失,使得土質(zhì)變得十分松軟。而且由于土質(zhì)中含水量的增加、孔隙比擴(kuò)大、水壓力大幅降低,極易導(dǎo)致地基的承載力受到較大的削減,從而也非常容易引發(fā)巖土工程危害問(wèn)題的發(fā)生。
(二)地下水引起的巖土工程危害的預(yù)防措施
在工程地質(zhì)勘察中應(yīng)該著重基坑開挖深度的查驗(yàn),比如開挖范圍內(nèi)隔水層的厚度、重度、巖性,承壓含水層頂板的埋深度、承壓水頭的高度,地下含水層的類型和巖性等方面,通過(guò)這些方面的查驗(yàn)就能對(duì)突涌的問(wèn)題和形式進(jìn)行一個(gè)大致的判斷,并可以制定一套相關(guān)的預(yù)防措施。對(duì)由于地下水引起的管涌;流土;基坑突涌的防治措施可以從以下幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行。因?yàn)楣苡楷F(xiàn)象的發(fā)生主要是由于在滲流作用下,土體中的細(xì)顆粒在粗顆粒形成的孔隙中流失,進(jìn)而擴(kuò)大孔道,導(dǎo)致水閘地基骨架破壞,造成建筑物倒塌等事故。而流土的出現(xiàn)同樣是因?yàn)闈B流的作用而導(dǎo)致的,在滲流作用下往往會(huì)出現(xiàn)局部土體隆起的現(xiàn)象,并在某一范圍內(nèi)顆?;蝾w粒群同時(shí)發(fā)生移動(dòng)并流失,流土的問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致土塊的隆起、浮動(dòng)和斷裂等問(wèn)題,給巖土工程帶來(lái)極大的安全隱患。不僅如此,地下水引起的巖土工程危害要特別注意基坑突涌的問(wèn)題?;油挥康膯?wèn)題會(huì)造成承壓水頂破坑底導(dǎo)致基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)失穩(wěn),釀成事故。2011年2月,某工程基坑開挖至電梯基坑處時(shí),突然發(fā)生大量涌砂、涌水現(xiàn)象,同時(shí)基坑西側(cè)路面發(fā)生下沉開裂,西側(cè)及南側(cè)基坑支護(hù)水平位移驟增。該例事故說(shuō)明,前期采取必要的措施可以對(duì)由地下水引起的管涌;流土;基坑突涌現(xiàn)象進(jìn)行有效防治。
1. 在底板下設(shè)置截水墻,板樁等用來(lái)延長(zhǎng)滲流的流徑,以降低水力坡降。
2. 在可能產(chǎn)生管涌或流土的地段設(shè)置反濾層。
3. 基坑四周設(shè)置井點(diǎn),進(jìn)行抽水,降低地下水位,保證施工作業(yè)在無(wú)地下水滲入的情況下進(jìn)行。
4. 基坑外圍設(shè)排水孔,有效降低承壓水位及承壓水頭壓力。
通過(guò)以上幾個(gè)方面進(jìn)行具體施工時(shí)一定要注意基坑周邊排水溝的設(shè)置,并要結(jié)合具體的情況對(duì)地面硬化處理,從而保證基坑周邊地表水的及時(shí)排除,有效的防治地表水滲入基坑周邊土體,影響到基坑的安全,給巖土工程施工帶來(lái)不利的影響。同時(shí),還可以在巖土工程施工時(shí)在建筑物周圍留取一定的補(bǔ)水設(shè)施,從而防止在干旱條件或過(guò)度抽取地下水造成地下水水位下降而引發(fā)的地面沉降塌陷現(xiàn)象,盡可能的避免工程危害問(wèn)題的發(fā)生。因此在工程地質(zhì)勘查水文地質(zhì)是非常重要的。
3 工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)的重要性總結(jié)
總而言之,工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)的勘察是十分重要的。結(jié)合近年來(lái)巖土工程中所出現(xiàn)的水文地質(zhì)所導(dǎo)致的各種問(wèn)題與事故占了相當(dāng)大的比重,因此在工程地質(zhì)勘察中科學(xué)準(zhǔn)確的進(jìn)行水文地質(zhì)勘察是十分必要的。通過(guò)查明地下水的水位等信息,不僅能夠高效的利用巖土體潛在能力,而且可以提高巖土工程的使用質(zhì)量,避免安全事故和工程質(zhì)量問(wèn)題的出現(xiàn)。在工程地質(zhì)勘察中重視水文地質(zhì)的勘察,對(duì)于整個(gè)巖土工程和地質(zhì)勘察行業(yè)的發(fā)展具有重要意義,而且從某種程度上也可以促進(jìn)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1] 中華人民共和國(guó)建設(shè)部《巖土工程勘察規(guī)范》[J],中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2002年2月
[2] 王大純,張大權(quán),史毅虹等《水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》[J],北京地質(zhì)出版,1995
[3] 王紅蓮,趙鐵峰淺談鉆孔原始地質(zhì)編錄[J]中國(guó)科技信息,2007,2