奚新定 呂治剛
(安徽省交通勘察設(shè)計院有限公司 安徽合肥 230011)
巖土工程勘察中水文地質(zhì)勘察的地位及內(nèi)容探討
奚新定 呂治剛
(安徽省交通勘察設(shè)計院有限公司 安徽合肥 230011)
隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展,巖土工程勘察取得了很大的進(jìn)步,水文地質(zhì)勘察是巖土工程勘察的核心環(huán)節(jié),對巖土工程勘察具有重要意義。水文勘察的主要內(nèi)容包括地質(zhì)環(huán)境、地下水位、地形地貌及隔水層狀況,其中地下水位是勘察的重點(diǎn),對提升巖土工程的安全性具有重要的促進(jìn)作用。本文主要從地質(zhì)勘察的性質(zhì)出發(fā),淺談水文地質(zhì)勘察的重要性及具體應(yīng)用的方法。
地下水位;水文地質(zhì)勘察;巖土工程勘察
水文地質(zhì)勘察在巖土勘察中占有相當(dāng)重要的地位,主要原因是因?yàn)閹r土工程地質(zhì)與水文地質(zhì)是緊密相連的,要想提高巖土工程的施工質(zhì)量,加強(qiáng)水文地質(zhì)勘察是必要的前提條件。由于水文地質(zhì)勘察的工作量偏大,具體內(nèi)容復(fù)雜多樣,只有有效保證水文地質(zhì)勘察的精確性與經(jīng)濟(jì)性,才能確保巖土工程的施工質(zhì)量能有效提高。
1.1 水文地質(zhì)勘察的現(xiàn)狀
在社會的不斷發(fā)展中,各項(xiàng)自然災(zāi)害都會始終伴隨人類前進(jìn)的步伐,其中地下水是影響大多數(shù)地質(zhì)災(zāi)害形成的主要因素。據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計,由地下水和巖土相互形成地質(zhì)災(zāi)害的具體特征具有機(jī)理復(fù)雜、災(zāi)害嚴(yán)重、種類多種多樣的特性,還同時具有可控制性[1]。另一方面,人們在實(shí)際工程勘察中對地下水的作用沒有一個清楚的認(rèn)識,國家的實(shí)際投入相對較低,客觀上導(dǎo)致地下水的分析在巖土工程勘察中還處于初始階段。
1.2 水文地質(zhì)勘察的影響
在巖石工程的初期,基礎(chǔ)埋深是重要的組成部分。工作人員在進(jìn)行基礎(chǔ)埋深設(shè)計時,一定要充分考慮當(dāng)?shù)氐幕舅那闆r及施工區(qū)域地下水的變化情況,以此提高基礎(chǔ)埋深設(shè)計的合理性。當(dāng)巖土工程區(qū)域存在地下水賦存現(xiàn)象的時候,工程人員首先應(yīng)對地下水的深度進(jìn)行精確計算,同時制定降低地下水位的措施。除此之外,水文地質(zhì)勘察工作一定程度上還會影響工程的地質(zhì)結(jié)構(gòu),例如地下水上升會導(dǎo)致土地軟化,從而影響施工區(qū)域的土壤結(jié)構(gòu),嚴(yán)重時還會導(dǎo)致建筑出現(xiàn)裂縫,沒有及時采取措施的話,會降低建筑物的穩(wěn)定程度。
2.1 勘察含水層、隔水層情況
具體內(nèi)容包括地下水滲流、賦存情況;水文地質(zhì)相關(guān)參數(shù);地下水的類型、水位狀況、變化情況及流向等;主要含水層的基礎(chǔ)厚度及埋深、分布規(guī)律;隔水層的埋藏條件;含水層的埋藏條件;地下水水質(zhì)對建筑材料的腐蝕程度,隔水層情況見圖1。
圖1 隔水層示意圖
2.2 勘察施工區(qū)地下水位
地下水位是巖土工程質(zhì)量的重要影響因素。如果地下水位喪失穩(wěn)定性,經(jīng)常出現(xiàn)上升或沉降情況,就容易使工程發(fā)生塌陷事故,在威脅施工人員生命安全的同時,還會造成工程的地基受損,進(jìn)而降低了工程的安全性和穩(wěn)定性[2]。因此施工人員需要將巖土工程的設(shè)計規(guī)劃與施工區(qū)域的具體水文地質(zhì)情況相結(jié)合,指派專業(yè)人員對施工區(qū)域的地下水位狀況進(jìn)行仔細(xì)勘察,具體的勘察內(nèi)容包括:地下水的流動狀況、地下水滲漏情況、地下水升降的主要原因、地下水位的歷史情況、近五年地下水位的變化情況。
2.3 勘察地質(zhì)環(huán)境情況
地質(zhì)環(huán)境狀況在巖土工程中的勘察范圍主要包括第四系厚度的控制情況、基底構(gòu)造、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造情況、新構(gòu)造運(yùn)動。
2.4 勘察自然地理?xiàng)l件
氣象水文狀況及地形地貌情況是自然地理?xiàng)l件勘察的主要對象[3]。其中巖土工程施工區(qū)域內(nèi)的地貌地形、水系、地貌堆積、侵蝕情況又是地形地貌勘察的重點(diǎn)。而濕潤度、氣候類型則是氣象水文特征勘察的主要內(nèi)容。
3.1 水文地質(zhì)工作的主要方法
3.1.1 工具探測法
通常意義上的工具探測法主要是指利用先進(jìn)、精密的儀器對巖土工程施工區(qū)域進(jìn)行巖石性質(zhì)勘察,具體的勘察內(nèi)容包括地質(zhì)巖石的電性、硬度、構(gòu)成成分、硬度、放射性、彈性及密度等相關(guān)參數(shù)??辈烊藛T通過對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析,可以加深其對水文地質(zhì)狀況的理解,有利于提升巖土工程方案的合理性與可行性[4]。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,工具探測法日趨完善,由于其具有較強(qiáng)的針對性和適用性,目前被廣泛應(yīng)用于巖土工程勘察中的水文地質(zhì)勘察中?,F(xiàn)階段的工具測探法還包括電阻率法測探、淺震探測法、聲波探測法、電磁波探測法等。工具探測法具有較高的適用性與針對性,并且探測速度快,但其也缺乏獨(dú)立探測的可能性,需要與其他探測方法共同應(yīng)用。
3.1.2 實(shí)驗(yàn)分析法
實(shí)驗(yàn)分析法的核心就是實(shí)驗(yàn)手段,工作人員通過調(diào)查取樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢測,以此來分析工程勘察區(qū)域的參數(shù)樣本,從而有利于幫助勘察人員更好的掌握水文地質(zhì)的當(dāng)前情況。目前,水文地質(zhì)勘察中的實(shí)驗(yàn)分析法的具體內(nèi)容涵蓋諸多方面,例如壓水、注水、聯(lián)通、抽水、防水等。抽水試驗(yàn)是目前應(yīng)用的最廣泛的一種,勘察人員利用相關(guān)的勘察測量工具進(jìn)行抽水試驗(yàn),可以得出抽水孔的特征曲線(見圖2)與實(shí)際抽水量等相關(guān)數(shù)據(jù),勘察人員可以利用這些數(shù)據(jù)來對水層的具體特征進(jìn)行評估,從而促使勘察人員對工程勘查區(qū)域的水文條件、稅收問題等因素進(jìn)行深入了解。綜合來看,實(shí)驗(yàn)分析法具有較高的應(yīng)用價值但缺乏全面性和獨(dú)立性,需要與其他方法搭配使用。
3.2 水文地質(zhì)工作的作用
3.2.1 影響巖石物理學(xué)性質(zhì)
在巖土工程項(xiàng)目中,巖土物理學(xué)性質(zhì)是重要的影響因素,而水文地質(zhì)又是決定物理學(xué)性質(zhì)的關(guān)鍵。例如地下水位的升降情況會對巖土的膨脹性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響,容易使巖土層的內(nèi)部結(jié)合失衡,從而使巖土的緊固性和密實(shí)性遭到了很大程度的削弱[5]。如果地下水位出現(xiàn)頻繁變化,巖土的收縮及膨脹幅度也會出現(xiàn)較大波動,當(dāng)幅度增大到一定值時,可能會引發(fā)地裂,嚴(yán)重破壞建筑物的穩(wěn)定性。所以勘察人員在巖土工程勘察中要全面搜集和分析巖土的密度、成分、膨脹特性等數(shù)據(jù),全面把握水文地質(zhì)與風(fēng)化殘疾巖土、軟質(zhì)巖土、黏性巖土等巖土物理性質(zhì)之間的關(guān)系,從而加深對地下水整體變化規(guī)律及分布情況的了解,為勘察人員制定改善巖土物理性質(zhì)的應(yīng)對措施提供依據(jù)。合理設(shè)置建筑地基施工的基礎(chǔ)深度,降低水文地質(zhì)對巖土物理性質(zhì)的影響,有利于提高建筑物的安全性與穩(wěn)固性。
圖2 抽水孔特征曲線
3.2.2 影響巖土工程的施工質(zhì)量
在巖土工程的施工過程中,勘察人員對地下水位升降情況的掌握程度會直接影響其整體質(zhì)量。如果勘察人員在巖土工程勘察初期對水文地質(zhì)信息掌握的不完善,可能間接導(dǎo)致巖土工程的施工方案缺乏合理性與可行性,容易引發(fā)安全事故。例如地下水位上升就會打破土壤的酸堿平衡,土壤中蘊(yùn)含的可溶性鹽會嚴(yán)重腐蝕建筑物的混凝土,削弱建筑物的穩(wěn)固性。除此之外,地下水位上升還會引發(fā)山體滑坡、泥石流等自然災(zāi)害,嚴(yán)重威脅巖土工程的施工安全。如果勘察人員對地下水位的變化情況及其影響因素進(jìn)行調(diào)查與分析,在方案設(shè)計時將水文地質(zhì)條件納入考慮范圍,有利于提高工程設(shè)計的實(shí)用性與合理性,對提高巖土工程的施工工藝與施工質(zhì)量具有重要意義。
綜上所述,水文地質(zhì)工作對巖土工程地質(zhì)勘察具有重要意義,還會嚴(yán)重影響整個建筑工程的地基施工、巖土施工等各個環(huán)節(jié)及投入使用后的建筑物安全性與穩(wěn)固性。隨著工程勘察的不斷發(fā)展,水文地質(zhì)勘察工作會受到勘察人員越來越廣泛的重視,加強(qiáng)水文地質(zhì)工作有利于消除地下水對人類生活與工程建筑的危害。只有全面做好水文地質(zhì)工作,掌握足夠可靠、有效的水文地質(zhì)信息,才可以為巖土工程提供必要的資料參考與數(shù)據(jù)支持,從而使地下水變化對建筑物安全的影響降低,推動勘察水平逐漸提高。
[1]李堅.巖土工程勘察中的水文地質(zhì)問題分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2012(8).
[2]楊峰.巖土工程勘察中關(guān)于水文地質(zhì)問題的相關(guān)研究[J].城市地理,2014(14).
[3]尹湃.淺談巖土工程勘察中水文地質(zhì)勘察的地位及內(nèi)容[J].科技信息,2011(22).
[4]曹豫湘.淺析巖土工程勘察中水文地質(zhì)勘察與評價[J].中華民居(下旬刊),2013(8).
[5]楊長恒.工程地質(zhì)勘察中重視水文地質(zhì)問題的必要性分析[J].黑龍江水利科技,2014(05).
P641.72
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1004-7344(2016)29-0193-02
2016-9-28