張作清
(廣西地礦建設(shè)集團(tuán)有限公司,廣西 南寧 530023)
近年來有關(guān)勘察地下水問題引起的官司在勘察行業(yè)內(nèi)引起較大影響,一些案例中勘察單位被判承擔(dān)的經(jīng)濟(jì)賠償額遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于項(xiàng)目勘察費(fèi),如何做好項(xiàng)目勘察中的地下水勘察工作,在確??辈熨|(zhì)量的前提下防范風(fēng)險(xiǎn)成為各個(gè)勘察單位面臨現(xiàn)實(shí)的問題。本文結(jié)合2022 年4 月1 日開始實(shí)施的《工程勘察通用規(guī)范》(GB55017-2021)[1]有關(guān)地下水的勘察要求,分析目前巖土工程勘察對地下水勘察工作的一些存在的問題,探討防范措施。
《工程勘察通用規(guī)范》(GB55017-2021)中有關(guān)地下水的勘察要求有:“2 基本規(guī)定”中第2.0.1 條的“4 應(yīng)查明對工程有影響的地下水分布特征,分析地下水對工程的影響,評(píng)價(jià)地下水和土對建筑材料的腐蝕性”;“3.7.1 地下水勘察應(yīng)查明地下水含水層和隔水層的埋藏條件,地下水類型、水位及其變化幅度,地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件,并應(yīng)評(píng)價(jià)地下水對工程的影響”??辈焱ㄓ靡?guī)范在勘察綱要、地基基礎(chǔ)工程、地下工程和基坑工程、邊坡工程、不良地質(zhì)作用、特殊性巖土、地下水等章節(jié)都對地下水勘察工作提出了具體要求。
地下水的分類依據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)分類不同[2],目前巖土工程勘察中地下水的分類主要分為2種:
按埋藏條件分:上層滯水、潛水、承壓水;
按含水層賦存介質(zhì)分:孔隙水、裂隙水、巖溶水;
有時(shí)綜合埋藏條件和含水層賦存介質(zhì)進(jìn)行分類。
(1)地下水對巖土力學(xué)性質(zhì)的影響[3]。地下水對巖土體力學(xué)性質(zhì)影響較大,天然含水量的變化會(huì)導(dǎo)致巖土體地基承載力、粘聚力、內(nèi)摩擦角等發(fā)生變化,對膨脹土等特殊性巖土的影響尤其顯著;對基坑、邊坡的穩(wěn)定性影響較大。
(2)地下水動(dòng)水壓力引起的影響。地下水動(dòng)水壓力引起的影響除了對巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)有影響外,對地下工程的抗浮、基坑工程的坑底穩(wěn)定性均有不同程度的影響,特定條件下導(dǎo)致基坑產(chǎn)生流砂、流土、管涌等;
(3)地下水對基礎(chǔ)施工的影響。地下水對基礎(chǔ)施工的影響,包括天然地基和樁基礎(chǔ)?;A(chǔ)施工應(yīng)注意地下水對工程的影響,天然地基不能坐水施工,樁基施工時(shí)地下水對樁孔孔壁的穩(wěn)定性,土層或軟質(zhì)巖的樁端持力層都會(huì)產(chǎn)生影響。
(4)地下水對建筑材料的腐蝕性。地下水中可能含有某些腐蝕性的成分,對巖土工程中的鋼筋混凝土構(gòu)件、管道器材等有腐蝕作用。
(1)勘察現(xiàn)場實(shí)測地下水水位存在的常見問題。
①現(xiàn)場實(shí)測地下水位誤差較大。由于巖土工程勘察的鉆孔一般較淺,勘察外業(yè)在追求鉆探施工速度時(shí),容易忽視對地下水初見水位和穩(wěn)定水位的及時(shí)測量;對穩(wěn)定水位的測量有時(shí)沒有根據(jù)巖土層的滲透性和現(xiàn)場鉆探工藝按規(guī)范規(guī)定的間隔時(shí)間實(shí)測,如在泥漿鉆進(jìn)施工的鉆孔,出現(xiàn)水位測量數(shù)據(jù)誤差較大。
②對存在影響工程的多層地下水,勘察過程有時(shí)沒有采取止水措施將被測含水層與其它含水層有效隔開,沒有做好地下水位的分層測量,出現(xiàn)部分實(shí)測水位為不同含水層的混合水水位,導(dǎo)致被測含水層水位數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大誤差。
③沒有結(jié)合勘察場地地下水的類型及賦存條件理解和執(zhí)行《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001)第7.2.3 條中“并宜在勘察結(jié)束后統(tǒng)一測量穩(wěn)定水位”的要求。
規(guī)范建議勘察結(jié)束后統(tǒng)一量測穩(wěn)定水位是有前提條件的:
a、統(tǒng)測水位的鉆孔孔內(nèi)沒有被堵,孔內(nèi)水與被測含水層水力聯(lián)系保持暢通。
b、當(dāng)勘察場地只有1層地下水,勘察結(jié)束后具備統(tǒng)測水位的條件;當(dāng)存在2層以上地下水時(shí),統(tǒng)測水位的前提之一是鉆孔內(nèi)相應(yīng)的止水措施還有效,否則最后統(tǒng)測的地下水位是混合水位,導(dǎo)致不同鉆孔測得穩(wěn)定水位差異較大。
④地下水位注重測量,忽視對測量水位數(shù)據(jù)的分析、甄別,沒有及時(shí)分析所測的數(shù)據(jù)可靠性,勘察報(bào)告提供的水位數(shù)據(jù)有時(shí)相互矛盾。
(2)地下水的水樣采集數(shù)量不足。對沒有水力聯(lián)系的多層含水層,沒有根據(jù)每層地下水對工程的影響逐層取水樣進(jìn)行水質(zhì)分析,評(píng)價(jià)地下水對建筑材料的腐蝕性。
(3)勘察鉆孔封孔不及時(shí)、不規(guī)范。對勘察鉆孔的封堵不及時(shí)、不規(guī)范??辈煨纬傻你@孔除了可能成為污染地下水的通道外,對揭露承壓水的鉆孔,如勘察鉆孔封孔不規(guī)范,鉆孔往往成為后期基礎(chǔ)施工時(shí)地下水的導(dǎo)水通道;對土層或軟質(zhì)巖石,尤其是特殊性巖土的影響大,導(dǎo)致巖土層的物理力學(xué)性質(zhì)降低;在巖溶、土洞、塌陷、滑坡等不良地質(zhì)作用發(fā)育的場地,鉆孔封堵不規(guī)范對工程后期施工的影響更大。
(4)勘察報(bào)告中對地下水的描述不夠全面??辈靾?bào)告沒有根據(jù)場地水文地質(zhì)條件結(jié)合勘察鉆探揭露地下水情況對場地地下水進(jìn)行描述,有的勘察報(bào)告對勘察場地地下水的描述僅僅根據(jù)勘察鉆探揭露的地下水情況進(jìn)行描述,對勘察鉆探深度范圍未揭露地下水的情況,報(bào)告常以鉆探深度未揭露地下水,勘察場地水文地質(zhì)條件簡單帶過。
容易忽視對上層滯水的描述,對場地存在填土,或有地下室的項(xiàng)目,即使勘察鉆探過程沒有揭露上層滯水,后期填土或基坑肥槽回填土達(dá)不到規(guī)范要求,在雨季都有產(chǎn)生上層滯水的可能性。
(5)報(bào)告中地下水對工程的影響分析不全面。報(bào)告評(píng)價(jià)地下水對地下室抗浮影響時(shí),容易忽略可能存在上層滯水對地下室抗浮的影響。
對地下水對巖土力學(xué)性質(zhì)的影響,特別對膨脹土等特殊性巖土的影響評(píng)價(jià)較少,對地下水對后期基礎(chǔ)施工的影響有時(shí)出現(xiàn)疏漏;在地下水對建筑材料的腐蝕性評(píng)價(jià)時(shí),對存在影響工程的多層地下水,有時(shí)因取樣數(shù)量不足,缺相關(guān)評(píng)價(jià)。
針對上述巖土工程勘察中有關(guān)地下水勘察存在的問題,可從下面幾個(gè)方面做好防范工作。
(1)做好勘察大綱的編制。在編制勘察大綱時(shí),通過收集工程項(xiàng)目所在地的區(qū)域水文地質(zhì)資料和臨近場地的勘察資料;確定勘察場地內(nèi)對工程有影響的地下水類型,分析地下水對工程的可能影響,針對性地編制有關(guān)地下水勘察內(nèi)容。
在城市勘察時(shí),對歷史資料的分析時(shí)應(yīng)結(jié)合城市工程建設(shè)過程中工程建設(shè)對地下水的影響,如河岸防滲帷幕施工、地鐵修建都會(huì)局部改變地下水的水文地質(zhì)條件。
(2)加強(qiáng)現(xiàn)場地下水水位的測量和數(shù)據(jù)分析[4]。按照規(guī)范要求對勘察揭露的地下水進(jìn)行測量。每個(gè)鉆孔測量地下水注意測量固定點(diǎn)的記錄,及時(shí)將水位埋深按勘察統(tǒng)一的標(biāo)高系統(tǒng)進(jìn)行換算;對多層地下水的測量分層時(shí)應(yīng)做好相應(yīng)的隔水措施。及時(shí)對不同鉆孔同一含水層水位測量數(shù)據(jù)的檢查,甄別異常數(shù)據(jù),分析和查明數(shù)據(jù)異常的原因,分析是否存在因鉆探施工條件,如泥漿鉆進(jìn)引起的測量誤差;多層地下水的分層測量時(shí)是否存在不同含水層隔水措施沒做好的情況。
工程實(shí)踐中,除了上層滯水穩(wěn)定水位一般無規(guī)律性外,不同鉆孔穩(wěn)定水位不一致外;對潛水和承壓水都有規(guī)律可循,一般情況下,同一含水層在相近時(shí)間內(nèi),相鄰鉆孔的穩(wěn)定水位標(biāo)高數(shù)據(jù)差異不大;從水文地質(zhì)學(xué)角度分析,地下水在巖體中是沿貫通的裂隙(含溶洞)流動(dòng)的,對一些基巖鉆進(jìn)的鉆孔,當(dāng)鉆探揭露的基巖完整,鉆探過程沖洗液呈現(xiàn)全孔返水,除了地下水水位與鉆孔基本持平的情況外,說明該鉆孔沒有揭露地下水的貫通裂縫,所測孔內(nèi)水位為鉆探施工過程中循環(huán)沖洗液滯留鉆孔形成的假水位。
勘察外業(yè)實(shí)施過程及時(shí)分析所測水位與對應(yīng)含水層的關(guān)系,判斷所測水位的真實(shí)性,是否出現(xiàn)假水位?發(fā)現(xiàn)測量水位異常后及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充測量。
(3)對降水有特殊要求的重要工程,采取現(xiàn)場注水試驗(yàn)、壓水試驗(yàn)、抽水試驗(yàn)等結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)綜合分析,給出合理的水文參數(shù)。
(4)及時(shí)做好勘察鉆孔的封堵。為避免鉆孔成為地下水污染通道,避免鉆孔導(dǎo)水軟化巖土層,對后期基礎(chǔ)施工造成不良影響,除了常規(guī)的巖芯回填封堵,必要時(shí)結(jié)合水泥砂漿進(jìn)行專項(xiàng)封堵。
(5)勘察報(bào)告中有關(guān)地下水對工程的影響分析要全面、做到評(píng)價(jià)不漏項(xiàng)。勘察報(bào)告應(yīng)根據(jù)場地區(qū)域水文地質(zhì)條件結(jié)合勘察鉆探揭露地下水的情況針對性的分析、評(píng)價(jià)地下水對工程的影響。
在設(shè)計(jì)、施工條件不明確的勘察階段,除鉆探揭露的地下水外,對場地的可能存在的地下水可假設(shè)條件進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)。當(dāng)項(xiàng)目場地存在填土,或有地下室的項(xiàng)目,即使勘察鉆探未揭露上層滯水時(shí),基坑肥槽的回填質(zhì)量如達(dá)不到規(guī)范要求,在雨季可能會(huì)產(chǎn)生上層滯水,報(bào)告宜說明上層滯水對工程的潛在影響,特別是涉及地下室抗浮的情況尤其重要。
在巖溶區(qū)勘察,由于巖溶裂隙管道的復(fù)雜性,即便勘察鉆孔都沒有揭露地下水,報(bào)告也應(yīng)結(jié)合場地區(qū)域水文資料,判斷區(qū)域地下水水位埋深與勘察鉆孔的深度關(guān)系,當(dāng)勘察鉆孔深度或?qū)砘A(chǔ)上施工深度超過區(qū)域地下水水位時(shí),報(bào)告應(yīng)說明,雖然本次勘察鉆探深度范圍未揭露地下水,根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料說明后期基礎(chǔ)施工,特別是基樁施工有遇到地下水的可能,補(bǔ)充地下水對后期施工的影響。
(6)加強(qiáng)勘察工作人員的技術(shù)水平和職業(yè)素養(yǎng)。
地下水勘察是巖土工程勘察的重要組成部分,地下水對巖土工程的影響是多方面的,為了提高巖土工程勘察質(zhì)量,減少或消除地下水對巖土工程的不良影響,勘察工作中從前期勘察大綱編制、勘察過程的實(shí)測水位、數(shù)據(jù)分析、取水樣化驗(yàn)、封孔、報(bào)告分析等環(huán)節(jié)逐一控制地下水的勘察;勘察報(bào)告按通用勘察規(guī)范要求全面分析工程場地地下水對擬建工程可能造成的工程風(fēng)險(xiǎn)分析,提出合理建議的意義非常重大。