摘要:水文地質(zhì)勘察在工程地質(zhì)勘察中發(fā)揮著重要的作用,二者相互影響,關(guān)系密切,但在實際的應(yīng)用中,往往會被忽視。水文地質(zhì)作用影響巖土體工程特性,甚至損壞工程,影響工程穩(wěn)定性和安全性。在闡述水文地質(zhì)勘察主要內(nèi)容的基礎(chǔ)上,從水理性質(zhì)出發(fā)分析了加強水文地質(zhì)危害分析的重要性,然后針對當(dāng)前水文地質(zhì)勘察中存在的主要問題提出了相應(yīng)的解決措施,為后期工程的設(shè)計、施工提供了必要的依據(jù)。
關(guān)鍵詞:工程地質(zhì)勘察;水文地質(zhì);危害
一、引言
現(xiàn)階段在工程地質(zhì)勘察、設(shè)計和施工過程中,對水文地質(zhì)危害的重要性認(rèn)識不夠,勘查研究投入不夠,實踐表明水文地質(zhì)問題造成的危害在工程地質(zhì)勘察工程中是一個非常重要又往往容易被忽視的問題。地下水是巖土體的重要組成部分,同時又是基礎(chǔ)工程的環(huán)境,左右?guī)r土體的性質(zhì),繼而影響工程的穩(wěn)定性。為了提高工程勘察的質(zhì)量,將水文地質(zhì)勘察提上日程是十分必要的,水文地質(zhì)作用對工程產(chǎn)生哪些影響,怎么評價水文地質(zhì)問題,水文地質(zhì)作用又會帶來怎樣的危害,只有明確了這些問題才能更好的預(yù)防和治理,為工程設(shè)計以及施工提供必要資料,避免地質(zhì)危害以及地質(zhì)環(huán)境惡化等問題的發(fā)生。
二、工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)評價的內(nèi)容
總結(jié)以往的工程地質(zhì)勘察工作,由于設(shè)計報告缺乏地下水對巖土工程的危害評價,在一些地質(zhì)環(huán)境薄弱的地區(qū),施工方按照設(shè)計施工后,已發(fā)生多起因地下水造成的災(zāi)害,因此在工程勘察中提供科學(xué)的依據(jù)對水文地質(zhì)評價可保障建筑工程的安全,評價的內(nèi)容主要包括以下幾點:
1.結(jié)合當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件、巖土體性質(zhì),重點評價地下水對巖土體和建筑工程的作用和影響,預(yù)測可能出現(xiàn)的地質(zhì)危害以及巖土工程危害,提出相應(yīng)的防治措施。
2.工程地質(zhì)勘察中密切結(jié)合工程建筑的地基基礎(chǔ)類型(如基坑,樁基等),根據(jù)實際需要進(jìn)行專門的水文地質(zhì)勘察,為工程選型設(shè)計提供所需的水文地質(zhì)參數(shù)和水文地質(zhì)資料。
3.在進(jìn)行查明水文地質(zhì)條件工作時,不僅要明確地下水的自然分布狀態(tài),同時更重要的是要分析預(yù)測由于人為因素引起地下水的變化情況,詳細(xì)掌握由此導(dǎo)致的巖土體和建筑工程的變化。
4.在建設(shè)大型項目時,對地質(zhì)環(huán)境資料較匱乏的地區(qū),應(yīng)組織專業(yè)人員進(jìn)行針對性的水文地質(zhì)勘察。
5.地下水水位的高低對各種工程建筑均有影響,因此在分析具體的工程地質(zhì)問題時對地下水水位以下和地下水水位以上要區(qū)別對待,具體問題具體分析。
6.按地下水對工程的作用與影響,針對不同的地質(zhì)條件有針對性的評價并提出相應(yīng)的預(yù)防措施,例如對建筑場地基礎(chǔ)持力層為強風(fēng)化巖、殘積土、膨脹土等巖土體的,應(yīng)重點考慮地下水活動對巖土體造成的軟化、崩解、脹縮作用。當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)壓縮層內(nèi)有松散的粉細(xì)砂時,應(yīng)分析產(chǎn)生流砂、管涌的可能性;當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)下部有承壓含水層時,應(yīng)計算和評價基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性。
三、水理性質(zhì)測試對水文地質(zhì)災(zāi)害分析的重要性
巖土的水理性質(zhì)影響巖土的強度、抗變形、液化能力,繼而影響到工程建筑的穩(wěn)定性和安全性,主要包括軟化性、透水性、結(jié)水性、崩解性、脹縮性以及持水性、容水性、毛細(xì)管性和可塑性等。軟化性是判斷巖石耐風(fēng)化、耐水浸能力的指標(biāo);透水性表現(xiàn)為松散巖上的顆粒越細(xì)、越不均勻,透水性便越弱。崩解性與巖土的顆粒大小,礦物成分以及礦物結(jié)構(gòu)有關(guān);給水性一般用給水度表示,不僅影響場地疏干時間,也影響基坑涌水量;脹縮性是產(chǎn)生地裂縫、基坑隆起的原因之一。在巖土工程勘察中向來重視測試巖土體的物理力學(xué)性質(zhì),卻容易忽視水理性質(zhì),因此工程地質(zhì)評價中缺少水文地質(zhì)評價是常見的現(xiàn)象,造成工程地質(zhì)評價片面化,覆蓋不夠全面。
巖土的水理性質(zhì)隨著地下水的賦存形式的變化而變化,地下水按其在巖土中的賦存形式和物理性質(zhì)可分為結(jié)合水、毛細(xì)管水和重力水三種。結(jié)合水可抗剪切,不受重力影響,不能傳送靜水壓力,主要存在于粘土中,在砂土中含量甚微;毛細(xì)管水受毛細(xì)管力和重力的作用,影響巖土的物理力學(xué)性質(zhì),在砂土和粉土中含量較高,在砂礫層含量較少,在粘土中含量很少;重力水是通常所稱的狹義“地下水”,不受分子力的影響,不能抗剪切,受重力作用,可傳遞靜水壓力。在天然和人為因素的影響下,重力水在巖土中的滲流非?;钴S,對巖土的水理性質(zhì)有顯著影響。在水文地質(zhì)勘查中,所指的地下水一般是重力水,是我們研究巖土水理性質(zhì)的重點對象。在工程地質(zhì)勘察中中,要注意水文地質(zhì)參數(shù)測試,繼而分析各種水文地質(zhì)災(zāi)害。
四、水文地質(zhì)危害分析及對策研究
1.水文地質(zhì)危害
地下水對巖土工程造成的水文地質(zhì)危害,主要有兩個方面,一是地下水位的升降變化造成的;二是地下水的動水壓力造成的。
(1)水位變化造成的水文地質(zhì)危害
地下水水位升降變化對巖土工程造成的危害主要有以下三種方式,水位上升造成的危害;水位下降造成的危害;水位頻繁升降變化造成的危害。潛水位上升可造成土壤鹽堿化、沼澤化,增強了對巖土工程的腐蝕性;在一些地質(zhì)環(huán)境不穩(wěn)定的地區(qū)易發(fā)生滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害;在一些工程場地容易出現(xiàn)砂土液化、管涌、流砂等現(xiàn)象,還會造成基礎(chǔ)上浮,工程失穩(wěn)等。地下水水位的大幅度下降,經(jīng)常會導(dǎo)致地面沉降,地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害,同時會出現(xiàn)水質(zhì)惡化、水源枯竭等問題,給人類的生活造成重大惡劣影響。地下水水位頻繁波動,由于巖土體的脹縮性,會導(dǎo)致工程地基的失去穩(wěn)定性,甚至造成建筑體變形破壞。
(2)動水壓力造成的水文地質(zhì)危害
由于人為工程的作用破壞了地下水的天然動力平衡條件,在浮動的動水壓力條件下,經(jīng)常出現(xiàn)基坑突涌,流砂以及管涌等嚴(yán)重的水位地質(zhì)危害。
2.水文地質(zhì)危害的對策研究
(1)工程地質(zhì)勘察的最終成果是巖土工程勘察報告,它為建筑工程地基基礎(chǔ)設(shè)計及施工提供必要的依據(jù)。報告內(nèi)容是否全面可靠,關(guān)系到后期工程設(shè)計施工的安全與否。因此報告中水文地質(zhì)評價中的內(nèi)容必須包含:地下水類型,含水層的埋深以及具體的分布狀況、巖土類型、巖土厚度,靜止水位、涌水量、地下水流向以及水力坡度等;各個含水層間的水力聯(lián)系以及含水層與地表水體間的水力聯(lián)系;地下水的補給和排泄情況;水文地質(zhì)的各種有關(guān)參數(shù),包括軟化系數(shù)、滲透系數(shù)、給水度以及膨脹率等;地下水水位的季節(jié)變化趨勢等。
(2)工程地質(zhì)勘察中的工程地質(zhì)條件包括地形地貌、水文地質(zhì)、巖土的物理力學(xué)性質(zhì),地質(zhì)現(xiàn)象等。待查明工程地質(zhì)條件之后,在結(jié)合項目的具體結(jié)構(gòu)特點,預(yù)測工程地質(zhì)作用的帶來的影響,對此給出正確的客觀的評價,為確保建筑的安全防護(hù)措施提供相關(guān)依據(jù)。
(3)開展水文與環(huán)境地球物理勘探調(diào)查地質(zhì)、水文地質(zhì)情況以及地下水分布狀態(tài)。重點在地面調(diào)查較困難無法解決問題的地段進(jìn)行物探工作,將高密度電法勘探和激發(fā)極化法電法勘探結(jié)合起來,既保證了深度的要求又考慮了分辨率的問題。同時在工程地質(zhì)勘探和水文地質(zhì)勘探中還可應(yīng)用瞬變電磁法和高密度電發(fā)勘探結(jié)合使用進(jìn)行深部精細(xì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的勘察工作。
五、結(jié)束語
水文地質(zhì)在工程地質(zhì)勘察中起著越來越重要的作用,為提高工程施工的安全性,保證建筑的穩(wěn)定性,避免人為誘發(fā)水文地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,采取切實有效的方法測定水文地質(zhì)的各種有關(guān)參數(shù),給出正確客觀的評價是非常重要的。因此切實做好水文地質(zhì)勘察,充分發(fā)揮其在工程地質(zhì)勘察中的積極作用,是工程地質(zhì)勘察不容忽視的問題。