談德富,龔震霖,馮 馳
(1.重慶一零七市政建設工程有限公司,重慶 401120;2.重慶市地勘局107 地質(zhì)隊地質(zhì)環(huán)境勘查院,重慶 401120)
巖土工程項目勘察工作當中,水文地質(zhì)勘察是巖土工程項目勘察的重心所在,這是由于實施工程建設時,水文地質(zhì)情況對地質(zhì)環(huán)境有著最大的影響,因此應當對巖土工程項目區(qū)域地下水分布情況有一個全面準確的了解,并對地下水做出科學合理的評價,保證相關(guān)數(shù)據(jù)的全面性與客觀性,才能更好的指導巖土工程項目建設工作順利開展。
巖土工程勘察是根據(jù)擬建工程的實際需求,查明場地的巖土工程條件,分析評價場地的環(huán)境和地質(zhì)特征,最終編制巖土工程勘察報告的過程??辈斓哪康氖峭ㄟ^現(xiàn)場鉆探、測試和取樣等工作,研究場地的地質(zhì)條件,分析建筑工程對環(huán)境產(chǎn)生的影響,確定地基巖土體的承載力參數(shù),為地基基礎(chǔ)設計和施工提供依據(jù)??辈斓闹饕蝿帐遣槊鲌龅氐牡匦蔚孛?、氣象水文、場地構(gòu)造、巖土層時代成因、土質(zhì)類型及其埋藏分布情況和地下水類型、水質(zhì)及埋深、分布與變化情況等,給出巖土體的物理力學參數(shù),研究擬建區(qū)的崩塌、滑坡、泥石流、巖溶塌陷等不良地質(zhì)體,綜合評價場地的工程地質(zhì)條件。
水文地質(zhì)勘察是巖土工程勘察中重要的組成部分,具有十分關(guān)鍵的作用,若水文地質(zhì)勘察工作不到位,會嚴重影響巖土工程勘察質(zhì)量,為后續(xù)的工程設計和施工留下安全隱患,可能會造成擬建工程的整體質(zhì)量降低、部分建筑物開裂、基坑失穩(wěn)及突涌水等不良地質(zhì)問題。水文地質(zhì)勘察是為了查明擬建場地的水文地質(zhì)條件而進行的水文地質(zhì)調(diào)查和研究工作,其目的主要是了解地下水的成因、埋藏分布條件及其徑流運動規(guī)律,主要研究地下水在全年不同時期的水位變化、地下水流動方向、地下水化學成分變化等情況,研究地下水對巖土工程的作用及危害,分析地下水在建筑工程施工過程中和使用過程中對其產(chǎn)生的影響和變化,并提出科學可行的防治處理措施。
因此,在實際的巖土工程勘察中,必須要意識到水文地質(zhì)勘察的重要性,結(jié)合場地實際情況加強水文地質(zhì)勘察工作,研究地下水對擬建建筑物施工和使用中可能產(chǎn)生的影響,提出有效可行的解決措施,盡量避免地下水對建筑工程產(chǎn)生的不良影響,保障建筑工程設計和施工的順利進行。
地下水存在于巖土中,是巖土的重要組成部分,可直接影響工程的基礎(chǔ)建設,關(guān)系工程的穩(wěn)定和安全。水文地質(zhì)問題需引起勘察人員的重視,勘察人員要不斷提高勘察技能,加強勘察中的水文地質(zhì)研究工作,提升巖土工程勘察質(zhì)量。
工程建設過程中,降雨量增加時,建筑場地周邊河湖水位會升高,對地下水位補給導致地下水位上升;其他途徑的大量排水也會導致周邊地下水位的上升。而地下水位上升,對建筑工程的施工和安全非常不利,可能會導致其基礎(chǔ)位置及形態(tài)的變化,造成建筑物開裂或整體上浮。地下水位上升還會導致黏土層含水量增大,強度降低,使建筑物發(fā)生不均勻沉降等問題。另外,地下水位上升也會導致已有建筑物地下結(jié)構(gòu)所受浮力增大。若設計時一味追求成本,降低抗浮水位,可能會導致地下結(jié)構(gòu)開裂、漏水等工程地質(zhì)問題,提高建筑工程的使用和維護成本,甚至會影響建筑物的正常使用。
極端干旱天氣、大量抽取地下水、礦床疏干排水等都會導致地下水位下降,地下水位下降可能誘發(fā)地裂、不均勻沉降、地面塌陷等一系列工程地質(zhì)問題,還會造成地下水質(zhì)惡化、地下水資源枯竭等地質(zhì)環(huán)境問題??傊叵滤幌陆禃ㄖこ淘斐杀容^嚴重的危害,威脅建筑工程的安全及穩(wěn)定。
當擬建場地存在區(qū)域地下水位隨季節(jié)變化明顯的情況時,如地下水水位升/降交替變化頻繁(見圖1),極易導致巖土體出現(xiàn)不規(guī)則的收縮與膨脹,影響巖土體物理力學性質(zhì),以致于區(qū)域產(chǎn)生不均勻沉降、地裂縫等,對建筑物安全產(chǎn)生巨大威脅。
地下水位升/降反復交替對巖土工程的影響,具體可以歸納為以下兩方面:①原本充水的巖土體不充水,地下水水位下降,使得巖土體結(jié)構(gòu)因失水發(fā)生改變,容易產(chǎn)生巖土體收縮現(xiàn)象,以此引發(fā)上部巖土體下沉,或是出現(xiàn)地裂縫;②原本不充水的巖土體充水后,地下水水位上升,使得巖土體結(jié)構(gòu)因充水而改變,巖土體膨脹后對上部巖土體應力增加,最終導致地面不均勻凸起?;诖朔治觯仨毤訌姅M建區(qū)域地下水的調(diào)查研究工作,將地下水對巖土工程的影響降到最低。
圖1 巖土工程地下水位升降示意圖
工程施工過程中,地下水位變化較大會導致地下水的壓力變化,對基坑、隧道等的安全施工造成不利影響,例如水壓過高時會造成基坑管涌、突涌等工程地質(zhì)問題。對此,應在施工時密切監(jiān)測地下水的變化,就工程可能產(chǎn)生的危害提出應急處置建議。
膨脹性巖土屬于特殊巖土,其對地下水的變化異常敏感,水位的升降變化會導致其產(chǎn)生不均勻的漲縮變形。無論是地下水位下降導致的收縮變形、還是地下水位上升導致的膨脹變形,都可能導致地面裂縫變形,引起建筑工程變形或破壞。故而在膨脹巖土地區(qū)進行巖土工程勘察時,應特別考慮場地水文地質(zhì)條件的勘察及研究,建筑工程的基礎(chǔ)埋深不應設置在地下水位變化范圍內(nèi),需要對基礎(chǔ)持力層進行專門的研究,提出可供設計參考的合理的基礎(chǔ)處理方案。
在巖土工程勘察行業(yè)中,我國已建立完善的法律法規(guī)體系和相應的工作制度,其對巖土工程勘察的目標、任務、勘察及評價方法等都作出了明確的規(guī)定。在具體的操作過程中,勘察人員應以高度的責任心和積極的工作態(tài)度對待自身巖土工程勘察工作,收集勘察場地的地形地質(zhì)資料,了解建筑物的分布特征及用途等,及時與設計人員充分溝通交流,結(jié)合擬建工程的實際情況,嚴格按照規(guī)范的要求進行勘察、取樣和試驗工作,編寫巖土工程勘察成果,以提高巖土工程勘察質(zhì)量,進而保障巖土工程勘察的合理性及準確性。
在巖土工程勘察中,勘察人員應當加強水文地質(zhì)勘察意識。在勘查前對場地區(qū)域的水文地質(zhì)資料進行收集整理,在勘查過程中對場地實際水文地質(zhì)情況進行對比分析,研究地下水水位、流向及分布范圍等問題,查明場地的地下水埋藏條件,掌握詳細、可靠的地下水變化幅度及規(guī)律,分析評估地下水對滲透變形、邊坡或基坑、基礎(chǔ)抗浮等方面的影響,根據(jù)實際情況提出可行的有效防治措施,以保證巖土體的穩(wěn)定性和工程設計方案的合理性。
在巖土工程勘察中應加強對水文地質(zhì)問題的分析評價,有針對性地提出相應的科學有效的防治措施,減少水文地質(zhì)問題對擬建工程的不利影響。例如地下水對巖土體物理力學性質(zhì)的不利影響;地下水對鋼筋混凝土的腐蝕性分析;加強對風化巖、膨脹土、軟弱巖石等不良巖土體的評價和防治;對有粉細砂、粉土的地區(qū)的流沙、管涌可能性進行分析,并提出相應的預防措施;評價承壓水對基坑的影響和破壞;分析在采取工程降水時可能引起基坑周邊建筑物、道路和地下管線等變形問題和對基坑、邊坡的穩(wěn)定性的影響等。
目前從業(yè)的巖土工程勘察人員的專業(yè)技術(shù)水平參差不齊,部分從業(yè)人員的綜合素質(zhì)較低,對巖土工程勘察、水文地質(zhì)勘察的認識程度不夠,也缺乏相應的理論支撐。因此,有必要加強和組織勘察人員對新規(guī)范、新知識、新技術(shù)的培訓學習,提高勘察技術(shù)人員的理論基礎(chǔ)、技術(shù)水平和責任意識。在實際勘察過程中嚴格按照規(guī)范要求操作,保障勘察工作的順利進行,進而提升巖土工程勘察的效率和質(zhì)量。
綜上所述,水文地質(zhì)勘察是巖土工程勘察的重要內(nèi)容,對建筑工程的安全和穩(wěn)定起著關(guān)鍵作用。巖土工程勘察人員應加強對擬建場地水文地質(zhì)條件的研究,分析其對工程可能產(chǎn)生的影響,對不利于工程建設的情況提出科學有效的解決措施,提高巖土工程勘察質(zhì)量,為建筑工程設計和施工提供支撐。