胡加林
四川众铭建筑设计有限公司,四川 成都 610000
摘要:在岩土工程勘察项目中,水文地质勘察数据的完整性和准确性,将直接影响到岩土工程施工方案制定的科学性。文章针对水文地质勘察中经常遇到的问题展开分析,针对此类情况制定了相应的处理措施,提升水文地质勘察数据的准确性和有效性,也为施工方案合理性的提升提供可靠的数据支持。
关键词:岩土工程;勘察设计;施工;水文地质
实践证明,在工程勘察、设计和施工过程中,水文地质问题始终是一个极为重要但也是一个易于被忽视的问题。之所以重要,是因为水文地质和工程地质二者关系极为密切,互相联系和互相作用,地下水既是岩土体的组成部分,直接影响岩土体工程特性,又是基础工程的环境,影响建筑物的稳定性和耐久性。至于容易被忽视,是在实际的勘察工作中,在勘探成果内因为很少直接涉及水文参数的利用,水文地质问题往往只被认为是象征性的工作,在勘察中大多只是简单地对天然状态下的水文地质条件作一般性评价。在一些水文地质条件较复杂的地区,由于工程勘察中对水文地质问题研究不深人,设计中又忽视了水文地质问题,经常发生由地下水引发的各种岩土工程危害问题,令勘察和设计处于难堪的境地。
1、工程地质勘察中水文地质评价内容
在以往的工程勘察报告中,由于缺少结合基础设计和施工需要评价地下水对岩土工程的作用和危害,总结以往的经验和教训,我们认为今后在工程勘察中,对水文地质问题的评价,主要应考虑以下内容:
(1)应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响,预测可能产生的岩土工程危害,提出防治措施。
(2)工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要,查明有关水文地质问题,提供选型所需的水文地质资料。
(3)不仅要查明地下水的天然状态和天然条件下的影响,更重要的是分析预测在人为工程活动中地下水的变化情况,及对岩土体和建筑物的反作用。
(4)应从工程角度,按地下水对工程的作用与影响,提出不同条件下应当着重评价的地质问题。
2、重视岩土水理性质的测试和研究
岩土水理性质是指岩土与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩土重要的工程地质性质。岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形,而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视,对岩土的水理性质却有所忽视,因而对岩土工程地质性质的评价是不够全面的。
岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质,而地下水在岩土中有不同的赋存方式,不同形式的地下水对岩土水理性质的影响程度有所不同,而且影响程度又与岩土类型有关。
结合水是地下水在粘性土中的主要赋存形式,在砂土中含量甚微。结合水尤其是弱结合水与粘性土相互作用时显示出来的性质如可塑性、膨胀性、收缩性等归为粘性土的物理力学性质,因其受强力束缚,活动范围极为有限,对岩土的动态水理性质影响较小。
3、全面了解地下水引起的岩土工程危害
地下水引起的岩土工程危害,主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。
地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,但不管什么原因,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成危害,地下水位变化引起危害又可分为三种方式:
(1)水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的,其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状;水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响,有时往往是几种因素的综合结果。
①土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。
②斜坡、河岸等岩土产生滑移、崩塌等不良地质现象。
③一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。
④引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象。
⑤地下洞室充水淹没,基础上浮、建筑物失稳。
(2)地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水位的降低多是由于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水、采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝、修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。
(3)地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。
地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形,当地下水升降频繁时,不仅使岩土的膨胀收缩变形往复,而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大,进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。
地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,一般不会造成什么危害,但在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件,在移动的动水压力作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成条件和防治措施在有关的工程地质文献中已有较详细的论述,这里不再重复。
4、近年来夏季降雨量过大,重视上层滞水对地下室结构的影响和处理措施
上层滞水,无统一地下水位,一般情况可不考虑地下室抗浮问题,但对是纯地下室而言,施工完毕后其周边的回填土一般难达到密实隔水的状态,如遇雨季暴雨降水或人为因素造成地表水汇集,这将存在地表水下渗的水力通道。地表水渗透至地下室抗水底板下,其下伏的岩层相对不透水层,造成地下室周边范围蓄积较大量自由水体,从而对其产生新的浮托力,造成地下室的隆起及破坏,所以地下室开挖槽回填时,应注意回填土的强透水性,应采取可靠的永久性排水措施。类似本工程地下室所处地质条件,目前在成都地区已出现多起因设计时未考虑抗浮问题而造成1层或2层纯地下室受周边地表水下渗到抗水板底而形成的水头压力将纯地下室抗水板拱裂,柱子上抬开裂的例子,因此,纯地下室的施工应采取以下工程措施,防止地下水在其周边蓄积:
(1)在地下室顶板剪力墙周边设置截、排水暗沟。
(2)地下室施工完毕后,基坑四周应采取不透水的粘性土回填,并分层碾压
夯实,在基坑四周回填范围内纵向每隔1.5~2.0m设置一层防渗膜,建议采用1.0mmHDPE防渗膜。
(3)基坑四周回填应采用不透水的粘性土回填,若考虑使用原土回填,需进行机械搅拌、压实。
5、岩土工程勘察中水文地质问题的相关建议
通过实际调查发现,在岩土工程勘察设计与施工过程中,企业必须对水文地质问题高度关注,主要体现在4个方面:第一,在实际进行项目施工过程中,针对地下部分的建筑材料,企业必须从自身经济实力下出发,合理地选择一些具有耐腐蚀性的钢筋混凝土施工材料;第二,基于项目基础环节的施工,如果发现属于岩基膨胀土结构,此时工作人员应该对影响地下水侵蚀的几率进行准确计算;第三,为了能够确保整体岩土工程项目处于极高的稳定状态,工作人员需要对项目基础下部分土层的承载能力进行分析,特别是含水层的分布及承压含水层结构,对其实施有效计算的基础上,防止后期液压对岩土工程的承压水基坑底部结构造成巨大的破坏;第四,实际岩土工程开挖环节中,工作人员需要做好水文地质及水渗透的相关试验,找出地下水位的隐患,准确推算出项目施工地面结构是否存在沉降的威胁,为整个岩土工程项目具备极高的安全性以及稳定性打下良好的基础。
结束语
水文地质工作在建筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用,随着工程勘察的发展,其必将受到越来越广泛的重视,切实做好水文地质工作将对勘察水平的提高起着极大的推动作用。
参考文献
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[2]王科以.论述水文地质岩土工程看车设计与施工[J].科技创新与应用,2017(9):294-298.