林 偉, 于 淼, 商明剛
(青島市勘察測(cè)繪研究院,山東 青島 266000)
水文地質(zhì)實(shí)際狀況是巖土工程勘察工作中關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié),然而在長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)際工作進(jìn)程中,我國(guó)在此領(lǐng)域的專業(yè)研究較為滯后,欠缺相關(guān)經(jīng)驗(yàn),一部分勘察人員并沒有對(duì)其擁有足夠的重視,最終致使巖土工程的勘察工作質(zhì)量、效率都較低。因此,有關(guān)部門需要對(duì)其予以高度重視。
(1)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)水文地質(zhì)的實(shí)際狀況進(jìn)行評(píng)價(jià),其中,應(yīng)當(dāng)將評(píng)價(jià)的重點(diǎn)放在地下水以及地表水可能對(duì)建筑物產(chǎn)生的影響加以合理評(píng)價(jià)。
(2)在實(shí)際的勘察進(jìn)程中,有關(guān)人員需要充分考慮建筑工程對(duì)地基基礎(chǔ)類型的實(shí)際要求,以便將水文地質(zhì)有關(guān)各種問(wèn)題加以查明,最終將最精準(zhǔn)的資料提供給有關(guān)部門。
(3)從工程的層面來(lái)看,應(yīng)當(dāng)將地下水可能對(duì)施工產(chǎn)生的各種影響進(jìn)行重點(diǎn)的評(píng)價(jià),比如在位于地下水當(dāng)中的基礎(chǔ),常會(huì)出現(xiàn)地下水對(duì)鋼筋混凝土以及混凝土進(jìn)行腐蝕等問(wèn)題[1]。除此之外,還需要將評(píng)價(jià)的重點(diǎn)放在地下水可能對(duì)所選殘積土、軟質(zhì)巖石、強(qiáng)風(fēng)化巖以及膨脹土等建筑場(chǎng)地引發(fā)的崩解、軟化以及脹縮等問(wèn)題。
(4)基礎(chǔ)層之下一旦含有承壓含水層,有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)合理評(píng)估開挖基坑之后,承壓水是否可能將基坑底板沖毀。
所謂給水性,即當(dāng)巖體處于飽和的狀態(tài)時(shí),其會(huì)受到重力作用,此時(shí)從其裂縫或者縫隙之間流出一些水,這便是給水性。從整體來(lái)看,基坑用水量和給水性關(guān)系極為密切,同時(shí)也會(huì)受到施工場(chǎng)地疏干的時(shí)間所影響。如今,有關(guān)人員可以借助相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)獲取給水度。
所謂崩解性,即當(dāng)水侵入巖體結(jié)構(gòu)之后,巖體土粒的連接能力將逐漸被弱化,進(jìn)而巖體結(jié)構(gòu)將會(huì)出現(xiàn)崩散、瓦解。如今,巖土崩解性主要涵蓋了三個(gè)層面,包含了巖土崩解量、巖土崩解時(shí)間以及巖土崩解形式。
所謂巖體的透水性,即巖體受到重力影響,允許水將自身穿透的一種性能。對(duì)于巖土結(jié)構(gòu)而言,其滲透性的強(qiáng)弱,通常都是由巖土的孔隙度、空隙的大小以及其連通性等所決定的。主要表現(xiàn)在:巖土松散的顆粒均勻性越差,顆粒越細(xì),其透水性將會(huì)降低。反之,巖土如果均勻發(fā)育,或者存在裂隙,其透水性將會(huì)較強(qiáng)。巖體透水性通常都是由“透水系數(shù)”表示,有關(guān)人員如果想得到巖體透水性,應(yīng)當(dāng)使用“抽水試驗(yàn)”[2]。
掩體的軟化性,即當(dāng)水侵入巖土之后,使巖土力學(xué)的特征發(fā)生顯著下降的一種性質(zhì)。在通常情況下,軟化系數(shù)便是表示巖土軟化性的重要參數(shù),也就是巖土發(fā)生浸水之后,其處于飽和的狀態(tài)和經(jīng)過(guò)風(fēng)干極限抗壓強(qiáng)度間進(jìn)行比較后得出的數(shù)值。在評(píng)價(jià)巖石耐水浸力以及耐風(fēng)化時(shí),應(yīng)當(dāng)對(duì)軟化系數(shù)予以高度重視。經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐可知,如今巖石層中明顯擁有軟化層,一旦經(jīng)過(guò)地下水作用,便會(huì)出現(xiàn)軟弱夾層,當(dāng)前常見的軟弱夾層包含了泥質(zhì)砂巖以及黏性土層等。
當(dāng)受到自然環(huán)境影響的時(shí)候,地下水并沒有較大的動(dòng)水壓力,因此通常并不能對(duì)巖土工程產(chǎn)生損害。然而在科技水平不斷提升、民眾需求越來(lái)越多樣化的新時(shí)期,人類很多活動(dòng)都對(duì)自然狀態(tài)下地下水的動(dòng)態(tài)平衡產(chǎn)生了嚴(yán)重的破壞,而這也引發(fā)了越來(lái)越多的地質(zhì)災(zāi)害。因此,巖土工程水文地質(zhì)勘察人員應(yīng)當(dāng)對(duì)此予以高度重視。
3.2.1 下降的影響
此類問(wèn)題的主要引發(fā)原因,包含了水庫(kù)修建、灌溉地下水以及大壩修建等工程,這些項(xiàng)目會(huì)導(dǎo)致地下水嚴(yán)重下降,進(jìn)而引發(fā)地面干裂以及地面沉降等不良現(xiàn)象,甚至還會(huì)對(duì)水體的質(zhì)量產(chǎn)生惡劣影響,在問(wèn)題嚴(yán)重的時(shí)候,甚至?xí)l(fā)地下水枯竭。一旦在工程項(xiàng)目地點(diǎn)中存在地下水的下降問(wèn)題,將為工程埋下嚴(yán)重的安全隱患。
3.2.2 上升的影響
在巖土工程的作業(yè)范圍內(nèi),因?yàn)闀?huì)受到內(nèi)外多重因素的不良影響,諸如地下水位上升、人為因素、水文以及地質(zhì)等因素,導(dǎo)致地下水上升,進(jìn)而致使土壤被嚴(yán)重淹沒,使構(gòu)筑物、建筑物等被地下水嚴(yán)重腐蝕,甚至?xí)l(fā)多種地質(zhì)災(zāi)害,使工程難以順利開展下去。
(1)正式開工之前,勘察人員需要認(rèn)真評(píng)估受到水文地質(zhì)等條件所影響的土壤、巖石等物體、建筑物,以及其受影響的程度,隨后科學(xué)預(yù)測(cè)各種影響可能引發(fā)的危險(xiǎn),并且以之為前提制定出可行、合理的預(yù)防計(jì)劃。
(2)勘察人員應(yīng)當(dāng)全方位調(diào)查巖土工程水文地質(zhì)的各類問(wèn)題,并且按照所掌握的各類問(wèn)題,將相應(yīng)數(shù)據(jù)信息提供給有關(guān)部門,從而為基礎(chǔ)施工提供可靠的保障。
(3)勘察人員需要調(diào)查巖土工程范圍內(nèi)的地下水自然狀況和受到人為影響地下水發(fā)生的各類變化,進(jìn)而對(duì)各種變化可能對(duì)巖土工程產(chǎn)生的影響進(jìn)行深入分析,最終針對(duì)性地制定科學(xué)、可行的規(guī)劃,將發(fā)現(xiàn)的各類問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)處理和解決。
(4)勘察人員還應(yīng)當(dāng)對(duì)水文地質(zhì)的問(wèn)題予以科學(xué)評(píng)價(jià),在此過(guò)程中,必須嚴(yán)格遵循我國(guó)“因地制宜”原則。在勘察人員的實(shí)際評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)里,因?yàn)檎{(diào)查地區(qū)的不同,其評(píng)價(jià)內(nèi)容通常也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變。如果巖土工程范圍內(nèi)主要是由軟巖以及強(qiáng)風(fēng)化巖所構(gòu)成,有關(guān)人員在評(píng)價(jià)的時(shí)候就需要全面評(píng)估土壤、巖石地下水活動(dòng)層的軟化、脹縮以及瓦解等重點(diǎn)內(nèi)容。
在通常情況下,有關(guān)部門收到的巖土工程水文地質(zhì)問(wèn)題勘察結(jié)果,一般都是一份研究報(bào)告,其主要的依據(jù)涵蓋了施工條件以及地基設(shè)計(jì)等內(nèi)容。從本質(zhì)上來(lái)看,此研究報(bào)告是否合理、真實(shí),將會(huì)對(duì)施工安全性、可靠性產(chǎn)生直接性的影響。在實(shí)際調(diào)查過(guò)程中,報(bào)告內(nèi)容通常包含了水流量、有關(guān)水文地質(zhì)的參數(shù)、地下水類型及其分布狀況、地下水位的變化情況、巖土的高度及其種類等。
另外,勘察工作應(yīng)當(dāng)在地質(zhì)條件被查明之后進(jìn)行,按照地質(zhì)特征以及工程實(shí)際需要對(duì)水文地質(zhì)可能產(chǎn)生的影響、問(wèn)題加以分析,對(duì)各類危害進(jìn)行逐一排查,制定好相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案和預(yù)防手段。在此過(guò)程中,有關(guān)人員可以充分結(jié)合激發(fā)極化法以及高密度電法,把調(diào)查關(guān)鍵點(diǎn)放于日常很難勘察的區(qū)域,以便使勘察精準(zhǔn)度和深度得以被確保[3]。
(1)對(duì)地下水位值加以測(cè)定:在勘察巖土工程水文地質(zhì)的過(guò)程中,如果存在地下水層,勘察人員應(yīng)當(dāng)精準(zhǔn)勘察出地下水位值。其中,如果是靜止水位,則需要將初期穩(wěn)定的時(shí)間進(jìn)行測(cè)量,同時(shí)測(cè)定相應(yīng)的地下水滲透參數(shù),如果勘察工作有需求,在結(jié)束勘察之后還應(yīng)當(dāng)統(tǒng)一測(cè)定靜止水位。與此同時(shí),若存在泥漿,勘察人員在對(duì)水位進(jìn)行測(cè)量前,應(yīng)當(dāng)先進(jìn)行洗孔,再展開測(cè)量作業(yè)。
(2)測(cè)量地下水的流向:借助充電法測(cè)量地下水整體流速。
(3)壓水實(shí)驗(yàn)法的引用:此方法通常都會(huì)與鉆探數(shù)據(jù)以及施工項(xiàng)目地質(zhì)測(cè)繪等結(jié)合,對(duì)實(shí)驗(yàn)孔的位置進(jìn)行確定,按照巖層滲透狀況對(duì)試驗(yàn)段加以劃分,并且按照實(shí)際需求對(duì)初始的壓力、壓力的最高值以及壓力的基數(shù)加以確定,隨后根據(jù)壓力注入水量以及壓力間關(guān)系繪制曲線圖,對(duì)此試驗(yàn)段的通水率進(jìn)行計(jì)算。
總體而言,有關(guān)部門在正式開展工程施工之前,勘察人員應(yīng)當(dāng)具備良好的工作素養(yǎng)以及負(fù)責(zé)態(tài)度,全面展開巖土工程勘察工作,從而對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)狀況進(jìn)行全方位了解和掌握,特別是對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題加以重視,進(jìn)而制定合理的、具有針對(duì)性的措施,以便減少安全隱患,保證工程安全、順利的開展。