王 博
(甘肃水文地质工程地质勘察院,甘肃 兰州 730000)
工程地质勘察工作的有效开展能够对地质条件有准确而详细的认知,从而为工程设计与建设提供可靠依据,有效减少各种工程施工问题,保障工程施工安全与质量,延长工程使用寿命。水文地质条件是工程地质勘察的重要部分,只有有效做好水文地质评价工作,才能有效规避各种水文地质问题,保障工程质量,强化工程稳定性。
在进行工程地质勘察时,必须对水文地质问题相关内容进行科学、准确评价,才能为工程建设提供可靠支持,有效规避各种施工安全问题及工程质量问题。就地下水对岩土体、建筑物的作用及影响情况进行重点评价,根据评价结果分析预测可能存在的风险,并针对性地采取科学措施进行防治,能够有效防范和控制水文地质问题而导致的各种危害,保障工程施工安全及质量。与此同时,还需要根据工程实际情况,尤其是地基基础类型,针对性地评价水文地质问题,从而保障地基施工安全、稳定及可靠。另外针对不同工程施工问题,可以就相应水文地质问题加以局部评价,从而细化工程设计及施工方案,从各个方面、各个环节为工程质量提供可靠保障。其中地下水对水位下钢筋混凝土及其中钢筋的腐蚀性问题,地下水对软质岩石等岩土体的软化、胀缩问题,承压含水层对基坑底板的冲毁问题,地下水对基坑的渗透问题等均是极其常见且重要的问题,需要重点评价。
(1)岩土水理性质带来的危害。地下水对岩土造成各种作用和影响后,会导致岩土呈现出各种性质,即岩土水理性质。岩土水理性质会对工程施工带来不小危害,必须正确分析与评价。首先是软化性。地下水浸入岩土体后,会对后者力学强度造成影响,表现为岩土体硬度下降,受到软化。尤其是在岩石层中包含有粘性土层、泥岩等较易被软化的岩土层时,极易在岩层中形成软弱夹层,严重影响地基基础稳定性,对工程施工一般来说,岩土体的透水性可以按照松散岩土及坚硬岩石进行区别,前者颗粒越粗、越均匀,那么透水性就越强;后者裂隙或岩溶发育程度越高,那么其也越容易透水。在工程地质勘察中通常用渗透系数表示岩土体透水性,并可以采取抽水试验直接得到,为相关人员设计及建设工程提供一定参考。然后是崩解性。所谓岩土体是指其在水的作用下逐渐湿化,导致内部颗粒连接强度减小甚至消失,呈现出岩土崩散解体的现象,对工程施工带来巨大危害。不同岩土的崩解性有所不同,主要受岩土自身颗粒成分、结构关系等影响,相关人员应当根据岩土类型对其崩解性进行准确评价,并采取合理手段加以防控。之后是给水性,也就是保水岩土在仅受重力的条件下能够自由流出的水量,通常用给水度进行表示。一般给水度越高,那么工程施工场地就能在越短的时间内疏干,缩短施工周期的同时避免疏干时间过长而影响正常施工。最后是胀缩性。岩土吸水后体积会增大,反之体积减小,容易产生裂缝、基坑隆起等问题。在进行工程地质水文勘察时必须做好岩土体胀缩性分析和评价,优化设计,规范施工,为后续施工安全及质量提供保障。
(2)地下水压力危害。地下水会因为环境变化,随之出现分布变化,当这种变化过快过大时,其会对工程造成严重损害。一般来说,地下水分布变化速度不快,并不会对建筑物造成巨大影响,通常都可以直接忽略。但是当工程施工时,人工操作导致环境变化更为剧烈,地下水分布变化速度加快,导致地下水压力陡增,会给工程施工安全及质量造成严重威胁。因此在进行工程地质勘察时,必须对地下水压力情况进行准确评价,尤其要考虑施工后导致的地下水分布变化情况,为后续施工提供可靠参考,避免施工过程中出现地下水爆发涌出等问题出现。
(3)地下水水位危害。地下水水位受气候及人为因素影响会出现升降情况,如暴雨天气导致水位上升,大肆砍伐树木导致水位下降等。实际上地下水位下降基本上都是由人类工程活动所影响,受自然环境影响较小。例如集中大量抽取地下水、修建水库、大肆发展农业等,均会导致地下水位下降。
地下水位的升降会对工程施工造成巨大危害,需要在工程地质勘察时重点评价。总体上来看,地下水变化会对岩土工程造成以下危害:①地下水水位下降造成的危害。地下水位下降主要是由于人类工程活动而导致的,造成的后果也较为严重,不仅仅会导致区域土壤含水量降低,甚至还会出现地裂缝等问题。这是因为水位下降使得土壤中的水分减少后,土壤可能会因为严重缺水而出现砂质化现象,稳固性大幅降低,从而会对岩土工程安全造成巨大威胁。与此同时,水位下降还有可能导致地面出现沉降情况,在严重时会导致地裂乃至塌陷等问题,严重影响岩土工程建筑稳定性。在进行工程水位地质勘察时,一定要充分考虑人为活动以及恶劣干旱气候对地下水位下降的影响,及时做好相应补救措施,保障工程安全及质量。②地下水水位上升造成的危害。与地下水位下降相比,水位上升通常是人为活动、气候以及地质作用等因素综合影响而致。地下水位上升对岩土工程的影响体现为直接影响及间接影响。从直接影响层面来看,水位上升会导致地下水腐蚀性增强,从而影响岩土工程地基部分,对工程稳定性、安全性及使用年限都会有所影响。从间接层面来看,水位上升会直接影响区域土壤性质及结构,容易使得土壤软化,而且在情况严重时可能出现土壤液化、流沙等现象,严重威胁岩土工程稳定性。③地下水水位频繁升降造成的危害。水位频繁升降会导致区域内土壤交替处于湿润及干燥状态,使得岩土出现不均匀膨胀及收缩情况,这不但会引致岩土层出现裂缝,还会引致土壤结构失稳而沙质化。这对工程安全危害极大,严重时更会直接造成工程下沉乃至坍塌等问题。一般情况下,地下水位频繁升降的情况基本不会出现,只会在受到人类活动时才会造成。因此在岩土工程施工过程中,尤其要做好地下水位勘察工作,一旦发现水位频繁升降现象应当及时采取合理措施加以补救,将该现象导致的问题和灾害降至最小。
(4)地区间潜水位危害。潜水位的上升同样会对岩土工程带来不小影响。潜水位上升不仅仅会导致岩土工程地基软化,更会导致地下水砂土饱和,故而会在影响工程稳定性及使用年限的同时,可能导致工程预埋管道突涌,危害很大。
综上可知,工程地质勘察中必须做好水文地质勘察工作,尤其要及时、有效发现水文地质问题,并针对性地采取措施进行防治和补救,尽可能地降低这些问题对岩土工程造成的影响与危害。在实际勘察时,相关人员应当重点关注岩土水理性质、地下水压力、地下水水位及地区间潜水位等水文地质问题,及时采取合理措施进行有效规避和防范,保证工程安全和稳定。