蘆霽
(新疆建筑科學(xué)研究院(有限責(zé)任公司),新疆 烏魯木齊830002)
由于工程所在區(qū)位的不同,水文地質(zhì)條件也有很大的差異。通過開展巖土勘察,獲取該地區(qū)的土樣或水樣,然后進(jìn)行實驗分析,根據(jù)實驗結(jié)果可以詳細(xì)的了解水文地質(zhì)信息。技術(shù)人員在編制巖土工程勘察報告,設(shè)計工程項目施工方案時,就可以將其作為重要依據(jù)?,F(xiàn)階段的巖土工程勘察中,因為對水文地質(zhì)重視不足,或是技術(shù)條件的限制,勘察結(jié)果仍然存在一些誤差。下一步要通過明確水文地質(zhì)勘察重點、重視新技術(shù)新設(shè)備應(yīng)用等措施,為勘察工作開展和工程質(zhì)量安全提供全方位的保障。
在降水較多的月份,雨水滲入地下后導(dǎo)致地下水位上升。地下水位上升會給工程建設(shè)產(chǎn)生多方面的負(fù)面影響:首先,地下水會滲入到土壤的毛細(xì)孔中,讓原本堅實的土體變得松軟,土體的承載力大幅度下降。如果工程已經(jīng)建好了地基,地下水位超過地基后,地基的實際承載力小于設(shè)計值,在較大的重力作用下,出現(xiàn)了不均勻沉降。上部建筑大多表現(xiàn)為墻體裂縫、歪斜等,嚴(yán)重影響建筑質(zhì)量安全。其次,地下水位上升過快,還會導(dǎo)致流砂或管涌等現(xiàn)象,周圍的土體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,不利于施工作業(yè)的順利開展。
地下水中含有較多的無機(jī)鹽、礦物質(zhì),會對巖層產(chǎn)生一定的腐蝕。例如我國西南地區(qū)的溶洞地貌,就是地下水長期侵蝕形成的。長期受到地下水侵蝕的巖土結(jié)構(gòu),由于孔洞較多,整體承載力被嚴(yán)重削弱,在這種地質(zhì)環(huán)境下進(jìn)行工程建設(shè),必須要采用混凝土灌注封孔等措施,提高地基整體穩(wěn)定性,導(dǎo)致工程建設(shè)的成本上漲。此外,對于建成后的工程項目,地基也會因為長期受到地下水侵蝕,導(dǎo)致混凝土崩解,工程地基出現(xiàn)多處開裂,給工程的質(zhì)量安全構(gòu)成威脅。
巖土勘察的目的是查明工程所在區(qū)域的不良地質(zhì)類型、范圍、危害程度等具體信息,從而為施工單位評估施工作業(yè)環(huán)境、制定施工技術(shù)方案等提供參考。從勘察對象上來說,主要包括巖土層勘察與地下水勘察兩種。由于勘察內(nèi)容多樣而細(xì)致,并且對勘察技術(shù)要點、流程等有著嚴(yán)格的要求,為了保證巖土工程勘察作業(yè)能夠順利開展,并獲取全面、精確的地質(zhì)信息,必須要提前開展設(shè)計工作。例如確定勘探孔的布設(shè)位置、數(shù)量,以及詳細(xì)參數(shù)(如孔徑、孔深等),還有取樣件數(shù)、原位測試方法等等。科學(xué)的巖土工程勘察設(shè)計,是充分發(fā)揮工程建設(shè)中巖土勘察價值的關(guān)鍵,必須要引起相關(guān)單位的高度重視。
勘察人員需要在某一建筑工程施工以前,對水文地質(zhì)的各方面條件可能對建筑或巖土體形成的危害和影響程度進(jìn)行評價,主要是判斷會形成何種程度的危害,只有明確危害才能找到最合適的防治方式。通過對這一地區(qū)的巖石體情況進(jìn)行勘察,來評價該區(qū)域的水文地質(zhì)分布情況。并且,判斷巖石體情況是否會影響工程建筑的質(zhì)量。倘若評估得出的結(jié)論為工程建筑質(zhì)量深受其影響,需要對建筑工程進(jìn)行實施調(diào)動。
勘察人員在得到某一區(qū)域的水文地質(zhì)詳細(xì)信息之后,需要經(jīng)過分析作用,對區(qū)域的地基基礎(chǔ)進(jìn)行具體的、科學(xué)的評價。在水文地質(zhì)評價過程中,勘察人員必須要保證地基勘察數(shù)據(jù)的正確判斷。在得出客觀的評價結(jié)果后,結(jié)合工程詳細(xì)信息,包括建設(shè)規(guī)模、高度、荷載等,判斷現(xiàn)有的水文地質(zhì)條件下,是否適合進(jìn)行工程建設(shè)。如果經(jīng)地基類型評價,顯示不適合進(jìn)行工程建設(shè)的,出于建筑使用安全考慮,不得在此處施工;反之,如果適合工程建設(shè),也需要對地基進(jìn)行特殊的處理,例如防水、防滲處理,加固處理等,保證工程地基的安全。
在巖土工程勘察中,通過選取水樣進(jìn)行地下水的成分分析,可以得知地下水中CO32-和SO42-等酸性離子的含量。如果酸性離子根的含量偏高,則地下水對巖石的腐蝕能力較強(qiáng),就需要引起施工單位的重視。除了獲取水樣外,在巖土工程勘察中還需要獲取土樣,并根據(jù)土樣的腐蝕度,得出最終的評價結(jié)果,做好相應(yīng)的地基施工處理措施。
地下水在流動過程中,可能會因某些因素的影響而發(fā)生水位升降變化。地下水的這一動態(tài)變化情況,將會對巖石體造成直接影響。尤其是在降雨較為集中的夏季,有強(qiáng)降雨時,地下水位會在較短時間內(nèi)迅速上漲;而降雨過后,由于夏季氣溫較高,地表水分迅速蒸發(fā),地表土層干燥,地下水位也會短時間內(nèi)明顯降低。在一漲一降的過程中,巖土層的結(jié)構(gòu)也會遭到較為嚴(yán)重的破壞。例如,土壤中存在的毛細(xì)管可以增強(qiáng)土壤的水滲透能力,保證土體結(jié)構(gòu)保持整體穩(wěn)定。但是地下水頻繁升降,會破壞這些毛細(xì)管,巖土的承載力降低。
以往的工程地質(zhì)勘察中,技術(shù)人員往往側(cè)重于巖土層相關(guān)信息的調(diào)查,包括土質(zhì)類型、分布范圍、均勻性等,而對于水文特點的重視不足。針對此類問題,要求在今后的巖土工程勘察中,要兼顧巖土與水文的勘察。在地下水埋藏狀況的勘察時,要樹立整體理念,不能局限于工程覆蓋范圍內(nèi)的水文調(diào)查,還要擴(kuò)大范圍,以便于獲得更加全面的水文地質(zhì)信息,對區(qū)域內(nèi)的水文特點、變化情況有詳細(xì)的了解。根據(jù)當(dāng)前的水文勘測結(jié)果,技術(shù)人員還要利用專業(yè)的軟件,推算出水位周期性變化趨勢,以便于提前采取工程措施,切實保障工程地基的安全。
近年來,工程建設(shè)中人們對于巖土工程勘察結(jié)果的全面性、精確性等提出了更為嚴(yán)格的要求。這也迫切需要勘察工作開展時,要使用精度更高、技術(shù)更為先進(jìn)的儀器設(shè)備,在顯著減輕工作人員壓力的同時,也能夠讓勘察參數(shù)更加細(xì)致、精確,為下一步的工程建設(shè)提供必要的參考。例如使用一種全液壓巖心鉆機(jī),在堅硬的巖石地層中,也能夠方便的進(jìn)行鉆孔、取樣。還有一些新型設(shè)備不僅可以取土樣、水樣,還能夠取氣態(tài)樣,更好的滿足了技術(shù)人員多方面的勘察需求。
水理性質(zhì)的探究內(nèi)容包括:第一,巖土層的溶水性;第二,巖土層的透水性;第三,巖土層的持水性。在此基礎(chǔ)上,通過水理性質(zhì)勘察,來保證水文地質(zhì)勘察工作的質(zhì)量是能夠達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的。將收集得到的巖土層水理性質(zhì)特征進(jìn)行利用,并且進(jìn)行一些有關(guān)建筑工程方面的施工調(diào)整,就能有效避免建筑工程施工過程中出現(xiàn)危險事件。技術(shù)人員根據(jù)以往的調(diào)查經(jīng)驗,排除可能影響水理性質(zhì)的干擾因素。例如增加取樣的隨機(jī)性,避免在某一處集中取樣,可以讓樣品分析結(jié)果更加接近于該區(qū)域整體的巖石水理性質(zhì)。
由于工程所在區(qū)位水文地質(zhì)環(huán)境的復(fù)雜性,以及巖土工程勘察操作流程的繁瑣性,都決定了在具體開展工程前,施工人員需要結(jié)合現(xiàn)場情況,編制詳細(xì)的、規(guī)范的水文地質(zhì)勘察方案??梢詤⒄諊一蛐袠I(yè)發(fā)布的一些規(guī)程,例如《巖土工程勘察規(guī)范》(GB5021-209)和《巖土工程勘察工作流程》(DB42-2016)等。該方案中要詳細(xì)包含水文地質(zhì)勘察的操作技術(shù)要點,以及需要重點獲取的地質(zhì)信息。
近年來許多工程項目的施工建設(shè)中,因為對水文地質(zhì)信息的掌握不全面,地基施工處理不到位,后期工程項目投入使用后,因為地下水的破壞,嚴(yán)重影響工程質(zhì)量,縮短了使用壽命,造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。為了避免此類問題,要求施工單位在開展巖土勘察時,要重視水文地質(zhì)的勘察。通過明確水文地質(zhì)評價要點,獲取更加詳細(xì)的地質(zhì)信息,為編制施工方案、加強(qiáng)地基處理提供信息參考,進(jìn)而提升工程質(zhì)量安全。