賈 超
(山西建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 山西 太原 030619)
水文地質(zhì)是基礎(chǔ)工程中的重要環(huán)境因素,是改變巖土特性的因素之一,直接影響著建筑物的穩(wěn)定性和耐久性。地下水不僅是巖石和土壤的重要組成部分,而且還直接影響巖石和土壤的工程特性。但是它由于深埋地下勘察工作異常繁瑣,因此在巖土工程測(cè)量和設(shè)計(jì)中,水文地質(zhì)問(wèn)題常常作為一個(gè)極為重要卻又會(huì)被經(jīng)常忽略的問(wèn)題而存在,最終發(fā)生地下水引起的各種巖土工程危害。因此,研究巖土工程勘察設(shè)計(jì)和施工中的水文地質(zhì)問(wèn)題迫在眉睫。
地質(zhì)勘察是建筑業(yè)的重要組成部分。其工作范圍主要是調(diào)查和分析建筑物范圍內(nèi)的相關(guān)地質(zhì)條件,充分了解施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件,對(duì)可能存在的影響施工的地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)分析和評(píng)價(jià)[1]。同時(shí),結(jié)合實(shí)際的地質(zhì)條件,確定在施工項(xiàng)目的影響下,相關(guān)位置的地質(zhì)隊(duì)隨之會(huì)發(fā)生什么樣的變化;最后,找到合適的施工現(xiàn)場(chǎng),采取必要的預(yù)防措施來(lái)解決可能出現(xiàn)的問(wèn)題,有效地保證建設(shè)項(xiàng)目開(kāi)展過(guò)程中的穩(wěn)定與安全。
根據(jù)項(xiàng)目的具體要求,通過(guò)數(shù)據(jù)收集和水文地質(zhì)調(diào)查工作,進(jìn)行地質(zhì)勘察,以確定項(xiàng)目區(qū)的水文地質(zhì)條件[2]。例如,包括氣象和水文特征和地形的自然地理?xiàng)l件;項(xiàng)目所在地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造,第四系的厚度構(gòu)造及其控制,地層相構(gòu)造和新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)方面內(nèi)容的地質(zhì)環(huán)境;包括過(guò)去2 至5 年內(nèi),地下水位最高和水位變化的趨勢(shì)、地下水補(bǔ)給和排放條件,地表水與地下水補(bǔ)給之間的關(guān)系和對(duì)地下水位的影響以及確定地下水水質(zhì)對(duì)建筑材料的腐蝕性;最后,將當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)類(lèi)型劃分為相應(yīng)的施工方案,以確保建設(shè)項(xiàng)目的順利完成。
在所有工程勘察工作中,最容易被忽視和最重要的問(wèn)題是水文地質(zhì)調(diào)查。 這主要是因?yàn)樗牡刭|(zhì)與工程地質(zhì)之間的關(guān)系非常密切,兩者緊密聯(lián)系和相互作用。地下水是地面的一部分,因此它對(duì)巖土特性以及建筑物的穩(wěn)定性有一定的影響。如果沒(méi)有詳細(xì)的水文地質(zhì)研究,在中國(guó)水文地質(zhì)條件復(fù)雜的地方,水電地質(zhì)問(wèn)題在建筑工程的設(shè)計(jì)階段被忽略,常常出現(xiàn)類(lèi)似于地下水滲出而影響巖土工程建筑施工的的問(wèn)題發(fā)生,建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量產(chǎn)生很大的威脅。因此,提高水文地質(zhì)勘察十分重要。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,有關(guān)部門(mén)必須詳細(xì)掌握水文地質(zhì)的細(xì)節(jié),以有效規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的方式實(shí)施巖土工程建設(shè),最大程度的預(yù)防水文地質(zhì)災(zāi)害,提高巖土工程建設(shè)技術(shù)水平,并使之為國(guó)家的建筑資源和人民的生產(chǎn)生活安全做出自己最大的貢獻(xiàn)。
要特別注意在具體勘察研究階段中對(duì)水文地質(zhì)條件的深入了解。例如,應(yīng)盡可能多地了解地下水中蒸發(fā)、降水和地下水變化等具體數(shù)據(jù)的變化。同時(shí),相關(guān)工作人員還需要分析地下水與地表水之間的相關(guān)性,研究含水層厚度和深度,分析不同含水層的地下水流向和水質(zhì)類(lèi)型[3]。并且結(jié)合地面調(diào)查,檢測(cè)地下水是否受到人類(lèi)活動(dòng)和污染程度的污染。
過(guò)去的工程研究報(bào)告表明,由于建筑施工項(xiàng)目開(kāi)始之前未做好施工基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與水文地質(zhì)結(jié)合性評(píng)估而發(fā)生大量由于地下水量而造成建筑物沉降和建筑物出現(xiàn)裂縫的情況發(fā)生,從過(guò)去經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)中總結(jié),在施工前工程調(diào)查中,水文地質(zhì)問(wèn)題的評(píng)估主要需要考慮到:
(1)地下水對(duì)巖石、土壤和建筑物的作用和影響,預(yù)測(cè)潛在的地面災(zāi)害,并提出預(yù)防措施。
(2)緊密結(jié)合建筑基礎(chǔ)類(lèi)型的需求,確定相關(guān)的水文地質(zhì)問(wèn)題,并提供選擇所需的水文地質(zhì)數(shù)據(jù)。
(3)評(píng)估地下水對(duì)項(xiàng)目的作用和影響在不同條件下的地質(zhì)問(wèn)題,例如對(duì)混凝土的腐蝕性;對(duì)深埋在地下水位下的建筑物地基內(nèi)鋼筋的腐蝕性;對(duì)使用軟巖、風(fēng)化巖,殘余土,膨脹土和其他巖土層作為基礎(chǔ)支撐層的施工現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的軟化,坍塌,膨脹和收縮的可能性;預(yù)測(cè)地基內(nèi)基礎(chǔ)壓縮層中存在松散且飽和的細(xì)砂和淤泥被侵蝕的可能性以及針對(duì)建筑地基承壓含水層,則需要挖掘基坑,精確計(jì)算并評(píng)估研磨水破壞基坑底部的可能性;并且,挖掘地下水位以下的基坑后,有必要進(jìn)行鉆井和富水試驗(yàn),預(yù)測(cè)人工降雨引起的土壤沉降的可能性,邊坡的不穩(wěn)定性以及對(duì)建筑物穩(wěn)定性的影響率。
在項(xiàng)目開(kāi)始之前的地質(zhì)勘察期間,相關(guān)工作人員要通過(guò)仔細(xì)評(píng)估水文地質(zhì)問(wèn)題,準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)出水文地質(zhì)問(wèn)題對(duì)巖土特性和施工過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生的各方面影響,并根據(jù)勘察分析結(jié)果,討論并確定更有針對(duì)性的解決方案,最大程度的確保建設(shè)施工項(xiàng)目的順利開(kāi)展和穩(wěn)定實(shí)施。同時(shí),在充分把握當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)問(wèn)題后,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件,提供施工項(xiàng)目方所需的詳細(xì)水文地質(zhì)信息資料,使基礎(chǔ)施工階段能夠提前避免可能出現(xiàn)的問(wèn)題[4]。并且需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的地下水進(jìn)行必要的勘察,并結(jié)合具體的項(xiàng)目計(jì)劃,分析施工影響和安全問(wèn)題,提前實(shí)施相關(guān)事故預(yù)防。
在針對(duì)工程施工項(xiàng)目的具體水文地質(zhì)勘測(cè)過(guò)程中,要根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)際需要,結(jié)合先前記錄的水文地質(zhì)數(shù)據(jù),利用鉆探或探測(cè)的方法,對(duì)該地區(qū)水文地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行一系列深入調(diào)查[5]。在此期間需要注意的是勘測(cè)必須完全符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的各種具體要求;其次還必須充分考慮該地區(qū)的地理?xiàng)l件、地形變化趨勢(shì),地質(zhì)特征、組成結(jié)構(gòu)、地下水位和水質(zhì)的具體特征,然后通過(guò)相關(guān)參數(shù)的計(jì)算,進(jìn)一步明確該地區(qū)的地質(zhì)條件和水力特性,制定更完整的工程建設(shè)規(guī)劃。
隨著中國(guó)城市化進(jìn)程的加速和建筑技術(shù)的發(fā)展,我國(guó)的施工建筑設(shè)計(jì)項(xiàng)目越來(lái)越趨于高層建筑,其地基基礎(chǔ)也開(kāi)始構(gòu)建的越來(lái)越深。古人說(shuō):三十年河?xùn)|。三十年河西,不管是自然環(huán)境中的地質(zhì)還是水文特征都在發(fā)生著滄海桑田的變遷。這些變遷如果沒(méi)有及時(shí)的預(yù)測(cè)和預(yù)防,將會(huì)無(wú)時(shí)無(wú)刻發(fā)生嚴(yán)重的自然災(zāi)害。因此,地面調(diào)查需要加強(qiáng)水文地質(zhì)條件分析,以確保建設(shè)項(xiàng)目長(zhǎng)期的安全有效。在某些方面,水文地質(zhì)勘察與預(yù)測(cè)相關(guān)研究只是巖土工程學(xué)的一部分,但其重要性與國(guó)家的公共財(cái)產(chǎn)和人生安全緊密相連,水文地質(zhì)勘測(cè)工作的實(shí)施, 能夠有效提升巖土工程勘察的工作效率, 同時(shí)避免勘察工作中的某些不利因素。
水文地質(zhì)勘測(cè)對(duì)于我國(guó)選擇地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防、建筑工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和巖土工程支撐層方面有非常重要的意義。只有通過(guò)深入了解水文地質(zhì)團(tuán)隊(duì)對(duì)巖土工程產(chǎn)生的重要影響,才能從根本上杜絕對(duì)它的輕視意識(shí),然后積極采取措施應(yīng)對(duì),最終減少傷害的發(fā)生。