□张壮壮 □徐贺娜 □单新亚(河南省驻马店水文水资源勘测局)
随着社会经济的发展,更多的工程施工进入到地下,一方面,地下水作为岩土的一部分,直接影响了岩土体的物理、化学等性质。地下水作为地下工程存在的外部环境,会对地下工程造成直接影响,降低地下建筑稳定性和持久性等,另一方面,水文勘查的失实,往往使地下工程施工困难,成本增加,甚至造成毁灭性事故,因此,做好水文地质勘查,就能兴利除害,指导社会生产。在工程勘查工程中,要切实做好水文地质勘查工作,客观掌握地下水文状况,进而为地下施工提供依据,消除地下水对建筑质量的影响以及带来的岩土工程危害。
工程地质勘察是对工程建筑物地区的工程地质环境,地质概况进行调查分析,并对可能产生的工程地质问题作出预测,根据分析结果,尽量的利用不利条件,去开辟、改造一些不利的地质因素,为后期的规划、施工、设计、管理提供可靠的数据资料,因此工程地质勘察工作具有重要意义,传统上可以分为以下几个阶段。
1.1 规划勘察。
进行规划勘察主要是为工程的初步选择提供可靠的地质信息、资料。这一阶段的主要工作是,对整个地区的地质、地形、地貌、地震资料进行收集编录;并核实该工程建设地的土质条件、以及系列的主要工程地质问题;评估工程实施的可能性;对规划案中要求的天然建筑材料情况进行普查。
1.2 可行性研究勘察
河流、河段规划方案制定后,需要进行可行性研究勘察,勘察的作用在于为规划中涉及的堤坝、坝型选择、引水线路以及枢纽工程的布置提供支持,保证地质资料对工程的意义。
1.3 初步设计勘察
所谓初步设计勘察,是在可行性研究中,选择的堤坝地址、建筑地中进行勘察。包括整个水利工程、建筑区域内,堤坝、枢纽的选择,进行地质论证,提供建筑可用的地质资料。
1.4 技施设计勘察
对初步设计中选择的枢纽建筑场地进行的勘察叫技施设计勘察,该类勘察的意义在于,建议已经勘察的地质资料中的结论,并提出优化场地建设方案。
过去的工程勘察报告中,往往缺乏同基础设计之间的沟通,也缺乏对地下水对岩土工程影响的评价,在很多地区都出现地下水系统引起的建筑物基础设备下沉、房屋开裂等事件,我们需要总结过去的经验教训,对水文地质问题评价时需要考虑以下几个方面。一是,展开对地下水对岩土工程、建筑物造成危害可能性评价工作,作出一定的预警,提出防范措施,解决办法。二是,进行工程勘察时,还必须和建筑物地基基础类型联系思考,寻求水文地质问题的根源,并为建筑工程提供更多合理的资料。三是,对地下水在自然状态、自然条件下可能出现的情况见下评估,并分析预测可能给人们生活造成损失的情况,还需考虑岩土层与建筑物之间相互作用。四是,就工程角度来分析,地下水同工程之间的作用,并寻找出针对不同的环境、工程,地勘工作的重点内容:第一,对埋藏的过深的地下水淹没的建筑物基础部分中,材质的腐蚀危害程序;第二,当遇到建于软质岩石、残积土质、强风化岩、膨胀土体之上的建筑场地,需要着重的考虑,低下水层对岩层造成的软化、崩解、膨胀的可能性;第三,若建筑物的地基需要建设在内含松散、饱和的粉细沙、沙土地中,需要对沙体的流量、管涌情况进行评估;第四,若地基部分需承压含水层,则需要将基坑挖开后,精确计算、评估承压水冲毁基坑底板的可能性;第五,尽量避免在地下水层开挖基坑,开挖前进行渗水性、富水性试验,评价出人工降雨、等人为条件给后天造成的建筑物不稳定可能性。
工程实施前,对建筑地周围,地下水可能造成的岩土工程危害进行评估,危害的形势主要有两种,即地下水位的升降变化和低下水动造两种原因,引起低下水位变化的因素可能有两种,第一是水位发生改变,第二人为因素造成的改变,无论根源是什么,引起地下水位变化出现一定程度后,岩土工程就出现了危害,低下水位变化出现的影响因素有以下几种:
3.1 水位上升造成的岩土工程损害
浅水位升涨得原因复杂,最主要的原因是地质含水层的总体结构、岩层情况;其次还有,水文气候因素,如降雨、气温变化、浇灌、施工影响,或者是多种因素的混合影响。具有包括以下几种:第一,土壤沼泽化、岩渍化、岩土对地下建筑造成的腐蚀;第二斜坡、河岸地质,造成的岩层滑落、崩塌等情况;第三,某些特殊的岩土层,结构易改变、软化、下降;第四,粉细砂和粉土饱和液化、流砂出现、造成管涌;第五,地下室被地下水淹没,建筑上浮,失衡。
3.2 地下水位的降低造成的岩土危害
地下水位下降,多是由于人为因素造成,比如,往常我们经常大量的抽取地下水、采集矿物,造成的矿床疏干,又或者是上游筑坝、水库修建时,造成下游水源紧张,一旦下降程度过大,往往诱发地质裂缝、地面沉降、塌陷等地质灾害,使得地下水枯竭、水质恶化等问题出现,对岩层、建筑的稳定性造成威胁。
3.3 水文地质工作的作用
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,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。地下水的频繁的上升、下降也会对工程的稳定性造成影响,地下水的水位变化造成了膨胀性的岩土出现彭缩形变,一旦地下水升降频率加快,则导致岩土膨胀、收缩过度,伸缩幅度不断增大,进而使得地裂产生,建筑物不稳定,尤其一些小型建筑容易被破坏,自然状态下的动水压力作用较小,难以造成很大的危害,若人工工作过程中,导致地下天然环境失衡,则移动动水压力作用中,岩土出现松散、管涌。