水文地質(zhì)巖土工程勘察設(shè)計(jì)及施工概述

許柏陽

天津市津勘巖土工程股份有限公司 天津 300191

引言

施工單位水文地質(zhì)巖土工程勘察相關(guān)工作，其關(guān)鍵的作用在于全面掌握施工地區(qū)的水文地質(zhì)情況，包括地質(zhì)等級(jí)、地下水分布和儲(chǔ)量、土質(zhì)類型和結(jié)構(gòu)等，并發(fā)現(xiàn)潛在的地質(zhì)不安全因素，進(jìn)而為水文地質(zhì)問題防范和治理提供翔實(shí)的信息參考，該工程主要包括了巖土的構(gòu)成結(jié)構(gòu)、分布區(qū)位、物理化學(xué)特征等，有效開展巖土勘察是確保工程有序高質(zhì)量實(shí)施的關(guān)鍵。

1 巖土工程勘察中常見的水文地質(zhì)問題概述

一是工程地下水位的變動(dòng)此類問題對(duì)巖土工程的穩(wěn)固性具有嚴(yán)重的破壞作用，水位變動(dòng)主要是上升或下降，其中增長(zhǎng)的原因多是因地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化和氣候以及人工活動(dòng)的影響。地質(zhì)因素會(huì)破壞巖體的物理特性，對(duì)于含水層的分布產(chǎn)生破壞，造成水分布結(jié)構(gòu)失衡，而氣候因素多是大量的降雨降雪和溫度的急劇變化，人工的原因就是不合理的基坑施工和周邊的水利工程建設(shè)都會(huì)導(dǎo)致地下水位的變動(dòng)。這幾類外部因素有可能是單獨(dú)影響也有可能是互相影響。而地下水下降同樣會(huì)產(chǎn)生一定的危害，這大多是因?yàn)槿藶閷?dǎo)致，最主要的原因就是就地開采地下水，造成大量地下水流失，比如地礦開采的深度過大，破壞了地下水層，使得礦床干枯，水體流失。還有潛在水位的增高也是比較嚴(yán)重的地質(zhì)問題，它通常是因?yàn)橥蝗辉龃蟮慕邓?，引起附近的水域高程的增加，也可能是人工聚集區(qū)的市政排水出現(xiàn)故障或者是工業(yè)用水的大量排除引發(fā)，該情況的發(fā)生會(huì)把大量的水注入巖土內(nèi)部的土壤之中，引發(fā)土壤含水比例急劇增加，土壤的堅(jiān)實(shí)度下降，破壞了工程基礎(chǔ)的穩(wěn)固性，易引發(fā)地基的變形或沉降，對(duì)上面工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重的安全威脅。而地下水水壓的變化，水位上升下降實(shí)質(zhì)是單位體積內(nèi)的含水量變動(dòng)，而它的直接后果是地下水的滲透壓發(fā)生改變，從而對(duì)巖土的受力造成影響，因此實(shí)際地勘工作中應(yīng)全面分析水壓的變化和水量滲透對(duì)地基結(jié)構(gòu)的影響，并做好相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。

2 高效開展水文地質(zhì)巖土工程勘察的措施對(duì)策

2.1 做好勘察問題的原因分析

一是巖土施工基坑中使用的建材是否是耐侵蝕、耐腐蝕的鋼混材料。二是巖土工程中巖基膨脹土、地下水對(duì)巖土基礎(chǔ)工程的滲透作業(yè)的影響。三是工程地下部位的自我壓力承接層的水位結(jié)構(gòu)的分布情況，承壓水層的作用程度做好定量分析，防止底部的擋水結(jié)構(gòu)的壓力承接過大，從而產(chǎn)生受力結(jié)構(gòu)失衡[1]，為工程造成安全隱患。四是基坑開挖時(shí)，防止地下水的過度開采利用，應(yīng)進(jìn)行地下水壓力滲透性能的測(cè)試，結(jié)合檢測(cè)結(jié)構(gòu)去確定合理的位置縱深，從而避免地面結(jié)構(gòu)發(fā)生沉降。

2.2 科學(xué)的水文地質(zhì)問題進(jìn)行評(píng)估

一是在總體工程施工準(zhǔn)備階段，就要開展詳細(xì)的勘察和評(píng)估工作，對(duì)于能夠關(guān)系到水文地質(zhì)條件的巖石土壤和上層的建筑特性進(jìn)行全面的評(píng)估，以此來評(píng)測(cè)在施工過程中可能發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的概率，并制定相應(yīng)的對(duì)策，做到范圍可控，合理有效。二是要從不同維度去調(diào)查分析水文地質(zhì)問題，要充分的使用當(dāng)?shù)厮暮偷刭|(zhì)部門提供的水文數(shù)據(jù)記錄，結(jié)合水文地質(zhì)特性再去有針對(duì)性地確定解決方案。三是對(duì)建筑所占地域下的地下水特性進(jìn)行全面的定量測(cè)量和總體評(píng)價(jià)，要兼顧到人工活動(dòng)的影響因素大小，最后形成系統(tǒng)性的影響因素分析報(bào)告。評(píng)價(jià)工作要堅(jiān)持實(shí)事求是、因地制宜的方向，不能形成思維定式，千篇一律的用一種模型，這主要受制于工程地域的地理環(huán)境不同、氣候環(huán)境也有很大的差異，如果巖土工程的地基結(jié)構(gòu)巖石多是強(qiáng)風(fēng)化巖石和軟巖形成的，那么施工單位就應(yīng)當(dāng)對(duì)基坑下面結(jié)構(gòu)中的地下水的軟化、滲透、分解和漲縮作用做好分析評(píng)價(jià)，如果工程基礎(chǔ)含有大量的粉砂等較為松散的材質(zhì)[2]，就要對(duì)地下水的開采量做好相應(yīng)的調(diào)節(jié)工作。

2.3 開展巖土工程基坑開挖和支護(hù)作業(yè)

一般的巖土工程中存在了控制孔分布的砂層結(jié)構(gòu)，就可以確定地下水位置較深并具有較強(qiáng)的滲透力，這時(shí)開挖作業(yè)就會(huì)受到一定的阻礙，那么就要實(shí)施相應(yīng)的基坑支護(hù)作業(yè)，基坑支護(hù)的方式有很多種，這里巖土工程通常會(huì)用到?jīng)_擊樁樁基支護(hù)的形式，而邊坡作業(yè)的主要位置是在流體物質(zhì)較多區(qū)域，比如大量的沙子和淤泥堆積的地方。未防止土壤破裂、蠕變等問題的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際的情況在支護(hù)樁、墻的外部設(shè)置止水帷幕，一般會(huì)用到的是高壓旋噴樁、水泥攪拌樁，而對(duì)于止水帷幕的深度、厚度、高度、螺栓直徑等[3]，要結(jié)合地下水位置和巖土的縱深值來確定。

2.4 確保水文地質(zhì)的參數(shù)值的精確度

水文地質(zhì)勘察的核心工作是各類地質(zhì)水文數(shù)據(jù)的收集和處理，因此數(shù)據(jù)的收集是源頭性信息，必須確保其真實(shí)有效可靠，才能為防護(hù)措施的制定提供準(zhǔn)確的參考。數(shù)據(jù)采集和確定時(shí)要注意先要對(duì)含水層的水位深度進(jìn)行測(cè)量，尤其是靜止水位的測(cè)量應(yīng)當(dāng)對(duì)時(shí)間間隙有精準(zhǔn)的把控，留出較為固定的區(qū)間，而后在測(cè)定時(shí)通常會(huì)使用幾何定位手段。第一步是對(duì)孔內(nèi)的水位進(jìn)行測(cè)量，第二步明確地下水的水流方向，并根據(jù)地質(zhì)鉆探的結(jié)果開展壓水測(cè)試，算出孔位，實(shí)現(xiàn)計(jì)量的結(jié)果。

3 結(jié)束語

總而言之，開展水文地質(zhì)巖土工程勘察設(shè)計(jì)與施工的作業(yè)，是巖土工程的有序建設(shè)和穩(wěn)定施工與竣工運(yùn)營(yíng)的必要環(huán)節(jié)，而要做好勘察設(shè)計(jì)和施工，就需要對(duì)勘察方案進(jìn)一步優(yōu)化完善，使用更加精確的測(cè)量技術(shù)和測(cè)量方法，準(zhǔn)確選擇地質(zhì)問題的應(yīng)對(duì)處理方案，從而確保巖土工程的建設(shè)質(zhì)量和施工的總體安全。