雷勇
(青岛市勘察测绘研究院 青岛 266000)
地下水对岩土工程的危害可以从地下水位的上升、地下水位的下降、地下水水力作用的改变等方面具体分析,根据工程经验,总结如下:
就地质条件来说,持水层土壤的良好渗透性、各类地质条件综合作用,是地下水位变化的重要因素,另外,随着城市化进程的加快,人类活动对地下水潜水位的影响也越来越大,生活用水、施工用水以及工业用水的排放使得地下水潜水位逐渐上升。另外,随着工业废气等污染物的排放,导致气温变暖,降水量将比往年充沛很多,河流汛期增加,也导致地下水水位不断上升。综合总结来说,地下水水位的上升是自然条件与人类活动的综合影响结果。地下水水位的上升往往在不同地形条件下产生不同的影响。在实际施工设计环节,地下设施往往设计在结构稳定的隔水层,地下水位的上升使得地下结构承受浮力等力学作用,长久情况下导致建筑物的沉降不均匀,建筑重心偏移,影响岩土工程的施工结果。其次,地下水水位的上升使得土壤持水量增加,岩土要素产生密度、重量不一的现象,导致山体滑坡、结构坍塌等岩土施工事故。第三,地下水往往富含各类腐蚀性物质,对岩土工程所采用的混凝土、钢筋等人造材料产生腐蚀,建筑物的建筑寿命也得不到保障。第四,地下水水位的上涨使得岩土软化,力学特性产生改变,施工对象的抗剪力等力学特性大大降低。最后,地下水带走土壤中的颗粒物,产生流沙或管涌现象,对岩土工程的顺利竣工产生威胁。
与地下水位上升有所区别的是,地下水位的下降往往伴随着大量的人类活动,建筑堤坝、大量抽取地下水等是导致地下水位下降的主要因素。地下水位下降导致对岩层的浮力降低,岩土力学性质的改变产生地表裂缝、坍塌、破损等危害,若在地下水位下降严重的地区进行岩土工程施工,就要对各项力学参数进行全面测算,以降低地下水位下降对岩土工程产生的危害。
在自然条件下,地下水水力对岩土的影响较小。而各类工程施工往往会打破地下水的水力平衡,导致地下水水力激增。在地下水水力作用下,产生管涌、流沙等危害岩土工程的现象。地下水水力的作用对岩土工程的危害主要与承压层的含水性质有直接关系,若承压层为细小颗粒层,在地下水水力作用下,岩土施工基地会出现冒沙,喷水现象,若承压层多孔隙、裂缝,则在水力作用下施工基底往往会积水。
静水位是地下水勘察的基准水位,静水位测量工作直接影响着岩土勘察工作的成败,只有取得详实的资料,才能根据地下水情况进行合理的施工设计,最大程度降低地下水对岩土工程的影响。因此,勘察单位应严格按照国家相关标准规范,对施工地的静水位进行勘察测量,为施工的顺利进行奠定前期基础。应按照先测量地下水静水位、再对地下水进行勘察的施工顺序进行施工作业,另外,为取得准确可靠地数据,静水位测量仪器至少要插入至含水层0.2m。
岩土工程施工开始之前进行的地下水勘测,必须对岩土水理性质和自然地理条件进行全面的勘测,在这其中水理性质的勘测主要是对岩土施工传送点应力所引发的土层性质的变化进行勘测。在实施自然地理条件的勘测时,只要进行的施工现场的气象水文、地形地貌、地质环境等几方面内容的勘测。在勘测工作进行的过程中,必须对水理性质的特点进行详细的分析,并以此为基础设计出适合工程实施的施工方案,降低地下水对岩土工程施工产生的影响,确保岩土工程施工的顺利进行,才能从根本上促进岩土工程施工质量和效率的进一步提高。
在岩土工程施工开始之前进行的地下水勘测,必须严格的按照地下水潜水层、含水层等水位的存留以及保存情况为基础,制定相应的工程施工方案和地下水预防措施,为岩土工程施工的顺利进行奠定良好的基础;在实施岩土工程地下水勘测施工作业时,必须对地下水可能对建筑工程结构稳定性产生的影响予以充分的重视,并以此为基础进行地下水水文状况的详细勘测,才能制定出有效的控制和预防地下水的措施,从而降低地下水的上升或者下降对岩土工程的施工产生的影响;在岩土工程施工方案设计的过程中,必须对地下承压含水层的实际情况予以充分的重视,并以此为基础制定基坑开挖的施工方案,制定出科学合理的施工方案,才能最大限度的降低地下动水压力对岩土工程施工所产生的影响,从而达到促进岩土工程施工质量稳步提高的目的;在岩土工程施工开始之前,必须对施工区域地下水的勘察情况进行全面的分析,如果在岩土工程施工的过程中,发现腐蚀性因子的话,则应该选择抗腐蚀性相对较强的施工材料,才能从根本上促进工程使用寿命的进一步延长。
在岩土工程勘察工作中,要提高对于地下水勘察的评估的重视程度,并在实地的勘察中,要结合该工程基础设计和实际需求,制定相应的保护措施和处理方案。有效的地下水勘察对于岩土工程有着重大的意义,其不仅能降低地下水引起的工程危害产生的几率,也能优化施工设计方案,进一步明确实际施工需求,从而有效地提高了岩土工程项目的资源使用率、施工效率以及经济效益。
[1]蔡哈特.工程地质勘察中水文地质问题研究[J].广东科技,2017,S2:224~226.