(遼寧有色勘察研究院,遼寧 沈陽 110013)
地下水是構(gòu)成巖土體的重要組成部分,同時(shí)也是影響水文地質(zhì)環(huán)境,改變巖土體特征的重要因素,另外還會(huì)對該區(qū)域的建筑物的穩(wěn)定性和安全性造成很大的影響。傳統(tǒng)的巖土工程勘探只是對一般的水文系數(shù)進(jìn)行勘探,但是沒有針對具體的施工環(huán)境、建筑物性質(zhì)、施工和使用需要進(jìn)行詳細(xì)的水文地質(zhì)問題勘探,尤其是在一些地質(zhì)環(huán)境和水文結(jié)構(gòu)復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境中由于水文地質(zhì)勘探問題導(dǎo)致的巖土工程安全事故時(shí)有發(fā)生,不得不引起工程建設(shè)部門的高度重視。
基于建筑土層結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和高要求性,在巖土工程勘探中水文地質(zhì)評價(jià)應(yīng)該注重勘探因素的全面性和準(zhǔn)確性,避免由于缺少結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工需要評價(jià)對地下水文地質(zhì)綜合質(zhì)量而造成的施工安全問題。筆者結(jié)合多年的工作經(jīng)驗(yàn),并查閱大量的相關(guān)資料,總結(jié)出水文地質(zhì)環(huán)境勘探中的幾項(xiàng)主要內(nèi)容,現(xiàn)表述如下:
(1)重點(diǎn)通過測定相應(yīng)的水文系數(shù)并結(jié)合專業(yè)的測量和評價(jià)軟件對地下水的分布、含水量、水位等基本性質(zhì)進(jìn)行評測,并對其在影響巖土體和建筑物中的穩(wěn)定性中發(fā)揮的作用進(jìn)行全面評價(jià),針對具體情況提出對應(yīng)的策略。
(2)地基作為建筑物的根基其建設(shè)質(zhì)量關(guān)乎著建筑物的整體穩(wěn)定性和安全性,因此工程勘探中的水文勘探必須結(jié)合地基的基礎(chǔ)類型和建設(shè)需要,查明相關(guān)的基本水文參數(shù)和地質(zhì)環(huán)境,然后根據(jù)實(shí)際需求檢測水文地質(zhì)結(jié)構(gòu),為工程建設(shè)提供必備的資料支持。
(3)水文勘測中不僅要分析其在自然條件下的基本信息,還需要檢測其在人為因素下地下水對土質(zhì)結(jié)構(gòu)以及地上建筑物的影響,如對建筑物的地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性等造成的反作用等。
(4)從工程學(xué)的角度出發(fā),探討不同水文條件和建筑條件下水文地質(zhì)問題評價(jià)的著眼點(diǎn)和關(guān)注點(diǎn),從而有針對性的對地下水對地上建筑的影響進(jìn)行評價(jià),總結(jié)來說,主要分以下幾個(gè)方面:一是深埋于地下水位以下的鋼筋混凝土來說,應(yīng)該重點(diǎn)評測地下水對于該結(jié)構(gòu)的腐蝕性和破壞性,建立強(qiáng)度隨時(shí)間變化曲線;二是當(dāng)選用軟質(zhì)巖石、風(fēng)化巖、殘積土以及膨脹土等作為基本的持力層的建筑物來說,應(yīng)該重點(diǎn)評價(jià)地下水對這些結(jié)構(gòu)帶來的軟化、脹縮以及崩解等影響;三是對于建筑物地基下部存在承壓含水層的情況,應(yīng)該對基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的概率進(jìn)行模擬與計(jì)算;四是對于在地下水位開挖基坑的情況,應(yīng)該重點(diǎn)評價(jià)開挖部位地下水的滲透性和富水性,并對地基層下沉、邊坡不穩(wěn)等事故發(fā)生的概率進(jìn)行系統(tǒng)性評價(jià),同時(shí)對其可能給建筑物的穩(wěn)定性帶來的影響進(jìn)行分析。
由于實(shí)際地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜多變,地下水的含水量、水位以及分布區(qū)域受多方面的影響,且在很多情況下,諸如降水量增多、人工灌溉等會(huì)導(dǎo)致地下水位出現(xiàn)不同程度的上升,由此極容易導(dǎo)致土壤局域沼澤化,影響土質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,從而導(dǎo)致水土流失、土壤塌方的情況時(shí)有發(fā)生,并給土層上方的建筑物的勘探和施工帶來嚴(yán)重的影響。在巖土工程的勘探和施工過程中一旦出現(xiàn)地下水位上升的情況,一方面對地下的建筑結(jié)構(gòu)如鋼筋、混凝土、筑基巖等造成嚴(yán)重的腐蝕,另一方面還會(huì)由于土質(zhì)結(jié)構(gòu)的固性弱化而造成建筑物地基的穩(wěn)定性下降,最終造成建筑物的局部塌方現(xiàn)象。
另外,地下水位的上升還有可能破壞建筑物中的一些特殊的巖體結(jié)構(gòu)導(dǎo)致巖土體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低,從而引發(fā)流沙、管涌等一系列的問題,給施工單位和相關(guān)機(jī)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)利益和社會(huì)效益造成嚴(yán)重影響。
地下水水位的下降是由多種因素導(dǎo)致的,其中人為因素占決定性因素。目前隨著人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展,人類生產(chǎn)和建設(shè)活動(dòng)對地下水的含水量和分布帶來絕對性影響,如過度開采地下水、修建水庫、在地下水的上游修建水壩等活動(dòng)都會(huì)造成區(qū)域內(nèi)的地下水水位嚴(yán)重下降,進(jìn)而使得塌方、塌陷等事故的發(fā)生率明顯上升,如我國河北滄州地區(qū)的地下漏斗的形成就與地下水的過度開采有關(guān),且該地區(qū)地面下降的問題也驗(yàn)證了這一結(jié)論。
巖土工程勘探過程中如果沒有重視地下水位下降的問題,建筑物在建設(shè)和使用過程中很有可能在建筑物本身巨大的重量作用下而出現(xiàn)土地龜裂、地面下沉等事故的發(fā)生,甚至可能嚴(yán)重破壞建筑物的地基穩(wěn)定性和整體結(jié)構(gòu),給人身安全帶來巨大隱患。
前文中已經(jīng)提及,地下水位受多種因素的影響,而現(xiàn)實(shí)情況總是復(fù)雜多變的,多種影響因素的交織作用極易導(dǎo)致地下水位出現(xiàn)頻繁上升和下降的問題,而這一問題對于巖土工程的穩(wěn)定性和安全性來說是致命的。
究其原因,主要是地下水位的頻發(fā)上升和下降引發(fā)的地面高度的上升和下降會(huì)造成巖土體的不規(guī)則膨脹和壓縮,而這種不規(guī)律性的變化會(huì)對巖土工程中建筑物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性帶來無法修復(fù)的破壞,很可能在很短的時(shí)間內(nèi)建筑物的主體結(jié)構(gòu)就會(huì)出現(xiàn)龜裂、坍塌、傾斜以及扭曲等現(xiàn)象,從而破壞了建筑物的整體結(jié)構(gòu)。
另外,水位的頻繁上升和下降還有可能造成土質(zhì)疏松,降低了土質(zhì)結(jié)構(gòu)的承載能力,繼而引起的滑坡和泥石流等問題也會(huì)對建筑物造成致命性的影響。
綜上所述,水文地質(zhì)問題在巖土工程的勘探設(shè)計(jì)和建設(shè)過程中起著至關(guān)重要的作用,其勘探和評價(jià)質(zhì)量在很大程度上決定著巖土工程的開發(fā)和建設(shè)質(zhì)量,因此在實(shí)際建設(shè)工作中需要充分重視水文地質(zhì)勘探問題,對地下水的水位、分布、含水量以及變化趨勢等基本性質(zhì)進(jìn)行重點(diǎn)勘查,針對具體問題出具詳細(xì)的應(yīng)對策略,并評估建筑物的穩(wěn)定性和安全性,從經(jīng)濟(jì)性和安全性的角度出發(fā)合理指導(dǎo)巖土工程建設(shè),從而保證巖土工程的施工質(zhì)量。
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