雷勇
(青島市勘察測繪研究院 青島 266000)
地下水對巖土工程的危害可以從地下水位的上升、地下水位的下降、地下水水力作用的改變等方面具體分析,根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn),總結(jié)如下:
就地質(zhì)條件來說,持水層土壤的良好滲透性、各類地質(zhì)條件綜合作用,是地下水位變化的重要因素,另外,隨著城市化進(jìn)程的加快,人類活動對地下水潛水位的影響也越來越大,生活用水、施工用水以及工業(yè)用水的排放使得地下水潛水位逐漸上升。另外,隨著工業(yè)廢氣等污染物的排放,導(dǎo)致氣溫變暖,降水量將比往年充沛很多,河流汛期增加,也導(dǎo)致地下水水位不斷上升。綜合總結(jié)來說,地下水水位的上升是自然條件與人類活動的綜合影響結(jié)果。地下水水位的上升往往在不同地形條件下產(chǎn)生不同的影響。在實(shí)際施工設(shè)計環(huán)節(jié),地下設(shè)施往往設(shè)計在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的隔水層,地下水位的上升使得地下結(jié)構(gòu)承受浮力等力學(xué)作用,長久情況下導(dǎo)致建筑物的沉降不均勻,建筑重心偏移,影響巖土工程的施工結(jié)果。其次,地下水水位的上升使得土壤持水量增加,巖土要素產(chǎn)生密度、重量不一的現(xiàn)象,導(dǎo)致山體滑坡、結(jié)構(gòu)坍塌等巖土施工事故。第三,地下水往往富含各類腐蝕性物質(zhì),對巖土工程所采用的混凝土、鋼筋等人造材料產(chǎn)生腐蝕,建筑物的建筑壽命也得不到保障。第四,地下水水位的上漲使得巖土軟化,力學(xué)特性產(chǎn)生改變,施工對象的抗剪力等力學(xué)特性大大降低。最后,地下水帶走土壤中的顆粒物,產(chǎn)生流沙或管涌現(xiàn)象,對巖土工程的順利竣工產(chǎn)生威脅。
與地下水位上升有所區(qū)別的是,地下水位的下降往往伴隨著大量的人類活動,建筑堤壩、大量抽取地下水等是導(dǎo)致地下水位下降的主要因素。地下水位下降導(dǎo)致對巖層的浮力降低,巖土力學(xué)性質(zhì)的改變產(chǎn)生地表裂縫、坍塌、破損等危害,若在地下水位下降嚴(yán)重的地區(qū)進(jìn)行巖土工程施工,就要對各項(xiàng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行全面測算,以降低地下水位下降對巖土工程產(chǎn)生的危害。
在自然條件下,地下水水力對巖土的影響較小。而各類工程施工往往會打破地下水的水力平衡,導(dǎo)致地下水水力激增。在地下水水力作用下,產(chǎn)生管涌、流沙等危害巖土工程的現(xiàn)象。地下水水力的作用對巖土工程的危害主要與承壓層的含水性質(zhì)有直接關(guān)系,若承壓層為細(xì)小顆粒層,在地下水水力作用下,巖土施工基地會出現(xiàn)冒沙,噴水現(xiàn)象,若承壓層多孔隙、裂縫,則在水力作用下施工基底往往會積水。
靜水位是地下水勘察的基準(zhǔn)水位,靜水位測量工作直接影響著巖土勘察工作的成敗,只有取得詳實(shí)的資料,才能根據(jù)地下水情況進(jìn)行合理的施工設(shè)計,最大程度降低地下水對巖土工程的影響。因此,勘察單位應(yīng)嚴(yán)格按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,對施工地的靜水位進(jìn)行勘察測量,為施工的順利進(jìn)行奠定前期基礎(chǔ)。應(yīng)按照先測量地下水靜水位、再對地下水進(jìn)行勘察的施工順序進(jìn)行施工作業(yè),另外,為取得準(zhǔn)確可靠地數(shù)據(jù),靜水位測量儀器至少要插入至含水層0.2m。
巖土工程施工開始之前進(jìn)行的地下水勘測,必須對巖土水理性質(zhì)和自然地理?xiàng)l件進(jìn)行全面的勘測,在這其中水理性質(zhì)的勘測主要是對巖土施工傳送點(diǎn)應(yīng)力所引發(fā)的土層性質(zhì)的變化進(jìn)行勘測。在實(shí)施自然地理?xiàng)l件的勘測時,只要進(jìn)行的施工現(xiàn)場的氣象水文、地形地貌、地質(zhì)環(huán)境等幾方面內(nèi)容的勘測。在勘測工作進(jìn)行的過程中,必須對水理性質(zhì)的特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的分析,并以此為基礎(chǔ)設(shè)計出適合工程實(shí)施的施工方案,降低地下水對巖土工程施工產(chǎn)生的影響,確保巖土工程施工的順利進(jìn)行,才能從根本上促進(jìn)巖土工程施工質(zhì)量和效率的進(jìn)一步提高。
在巖土工程施工開始之前進(jìn)行的地下水勘測,必須嚴(yán)格的按照地下水潛水層、含水層等水位的存留以及保存情況為基礎(chǔ),制定相應(yīng)的工程施工方案和地下水預(yù)防措施,為巖土工程施工的順利進(jìn)行奠定良好的基礎(chǔ);在實(shí)施巖土工程地下水勘測施工作業(yè)時,必須對地下水可能對建筑工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響予以充分的重視,并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行地下水水文狀況的詳細(xì)勘測,才能制定出有效的控制和預(yù)防地下水的措施,從而降低地下水的上升或者下降對巖土工程的施工產(chǎn)生的影響;在巖土工程施工方案設(shè)計的過程中,必須對地下承壓含水層的實(shí)際情況予以充分的重視,并以此為基礎(chǔ)制定基坑開挖的施工方案,制定出科學(xué)合理的施工方案,才能最大限度的降低地下動水壓力對巖土工程施工所產(chǎn)生的影響,從而達(dá)到促進(jìn)巖土工程施工質(zhì)量穩(wěn)步提高的目的;在巖土工程施工開始之前,必須對施工區(qū)域地下水的勘察情況進(jìn)行全面的分析,如果在巖土工程施工的過程中,發(fā)現(xiàn)腐蝕性因子的話,則應(yīng)該選擇抗腐蝕性相對較強(qiáng)的施工材料,才能從根本上促進(jìn)工程使用壽命的進(jìn)一步延長。
在巖土工程勘察工作中,要提高對于地下水勘察的評估的重視程度,并在實(shí)地的勘察中,要結(jié)合該工程基礎(chǔ)設(shè)計和實(shí)際需求,制定相應(yīng)的保護(hù)措施和處理方案。有效的地下水勘察對于巖土工程有著重大的意義,其不僅能降低地下水引起的工程危害產(chǎn)生的幾率,也能優(yōu)化施工設(shè)計方案,進(jìn)一步明確實(shí)際施工需求,從而有效地提高了巖土工程項(xiàng)目的資源使用率、施工效率以及經(jīng)濟(jì)效益。
[1]蔡哈特.工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)問題研究[J].廣東科技,2017,S2:224~226.