黃海峰
(上海市地礦工程勘察院(上海市水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊) 上海 200000)
近年來,建設(shè)工程項目的種類逐漸豐富,數(shù)量不斷增多,人們對工程安全性需求日益旺盛。工程結(jié)構(gòu)強度及安全性和水文地質(zhì)條件及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等存在密切聯(lián)系。但具體施工過程中,由于易忽略水文地質(zhì)勘查工作重要性,導致后期施工設(shè)計及施工過程中出現(xiàn)各類安全性問題的可能性較高?;诖耍斜匾扇】茖W手段開展水文地質(zhì)分析操作,結(jié)合數(shù)據(jù)分析的方式,了解建設(shè)區(qū)域水文地質(zhì)情況,確保工程安全。
優(yōu)先開展透水性分析,簡單來講,是基于重力影響,水體對巖土的滲透能力。巖土強度及其顆粒大小是影響透水性的關(guān)鍵性因素。隨后,開展給水性和軟化性分析。其中給水性是影響水文地質(zhì)參數(shù)的重要因素,是基于重力影響的自身流出水量。軟化性是指巖土浸水后,其力學性能降低的程度,工程施工過程中,一般會利用此性質(zhì)判斷巖石耐水性及耐風化性。最后,需要分析崩解性和脹縮性[1]。
地質(zhì)勘查對于工程后期施工來講,存在關(guān)鍵作用,水文地質(zhì)勘查是直接影響工程勘查質(zhì)量的因素,發(fā)揮的作用和價值均較為重要。具體開展各環(huán)節(jié)施工設(shè)計操作之前,地質(zhì)勘查屬于基礎(chǔ)性的準備工作,確保其質(zhì)量十分重要。通過合理開展數(shù)據(jù)分析的方式,明晰和掌握水文地質(zhì)情況,并對施工區(qū)域的水文條件開展有效、合理的評價操作,有助于后期開展的各環(huán)節(jié)工程設(shè)計及施工操作更為順利,設(shè)計出滿足工程現(xiàn)實需求的施工計劃,保證施工規(guī)范性、安全性,確保工程整體施工效果及后期使用質(zhì)量,延長其使用年限。
多種因素的影響都會引起地下水位的變化,在變化達至相應(yīng)程度以后,會導致該區(qū)域工程的地基及結(jié)構(gòu)受到不良影響。例如,地下水會對工程基礎(chǔ)建設(shè)中應(yīng)用的材料進行腐蝕,對地下巖體結(jié)構(gòu)造成不良影響,導致基礎(chǔ)軟化問題產(chǎn)生,進而造成不均勻沉降,使得工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性大幅降低,無法保證工程質(zhì)量。同時,基于地下水動壓力作用影響,還會導致巖石危害產(chǎn)生。一般來講,處于自然狀態(tài)下,地下水的動壓力會維持在相對穩(wěn)定的狀態(tài)下,危險性小[2]。
但由于人為活動影響,導致地下水的天然動力平衡遭到破壞,將使巖土工程破壞問題的產(chǎn)生幾率大幅增加。由此可見,動水壓力及地下水水位改變,均會導致地上工程結(jié)構(gòu)及工程基礎(chǔ)等出現(xiàn)破壞問題的可能性提升。基于此,有必要經(jīng)由詳細調(diào)查及分析相關(guān)數(shù)據(jù)的方式,針對工程開展高質(zhì)量的水文地質(zhì)勘查操作,對動水壓力及地下水水位的變化情況,和可能對工程造成的不良影響等展開全方位的分析。與此同時,提出針對性及實效性均較高的解決策略,更好的確保工程質(zhì)量及安全性。許多工程都會涉及到巖土施工,實際開展相關(guān)操作前,基于數(shù)據(jù)分析開展有效的水文地質(zhì)勘查操作是基礎(chǔ)性的準備工作之一。
但基于當今時代背景下,個別工程在實際施工過程中,由于過于追求工程質(zhì)量等原因,對水文地質(zhì)勘查操作缺乏應(yīng)有重視,導致相關(guān)工作被忽略的問題頻繁出現(xiàn),對確保施工安全及后期各環(huán)節(jié)施工的順利開展均存在不良影響?;趯嶋H角度而言,工程建設(shè)過程中出現(xiàn)的很大一部分地質(zhì)問題,是基于水文地質(zhì)問題影響導致的,究其原因,水文地質(zhì)因素對巖土工程的強度及穩(wěn)定性存在直接影響。倘若無法開展有效的水文地質(zhì)勘查或勘查數(shù)據(jù)分析操作,會造成勘查結(jié)果不準確的問題,不僅會使工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及施工安全性受到較大威脅,也會對工程地下結(jié)構(gòu)的質(zhì)量造成顯著的不良影響。更有甚者,還可能導致項目建設(shè)失敗。例如,可能使地基結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沉降、變形等狀況,進而無法確保工程質(zhì)量。
2.2.1 工程概況
個別擬建建筑工程的建設(shè)區(qū)域為高原地區(qū),地質(zhì)結(jié)構(gòu)屬于溶蝕和剝蝕相間的類型。經(jīng)過相關(guān)調(diào)查發(fā)現(xiàn),相應(yīng)建設(shè)區(qū)域內(nèi)存在規(guī)模較大的充填式埋藏溶洞和含水層?;诘刭|(zhì)結(jié)構(gòu)繁瑣程度較高,同時地下水豐富,開展水文地質(zhì)勘查工作的重要性較高,通過數(shù)據(jù)分析明確動水壓力和地下水位的變化及工程建設(shè)可行性等十分具有必要性[3]。
2.2.2 物探技術(shù)
基于本工程的水文勘查設(shè)計標準及目標,借助物探技術(shù)開展具體的地質(zhì)勘查操作。通過勘查及數(shù)據(jù)分析得知,工程建設(shè)區(qū)域地下水按照自西向東的方向流動。地下水埋藏的實際條件位是上層滯水、巖溶水和潛水。同時,粉質(zhì)黏土中存在一些隔水層的不均勻分散,隔水層對于上層滯水層的埋藏深度存在顯著影響,一般的深度不會超過5m。通過鉆孔勘查得知,巖溶洞漏斗內(nèi)的潛水位,兩個位置的鉆孔高層均超過河水水位。自然狀態(tài)下的地下水位,埋深位于28~31m的范圍內(nèi),僅存在一部分埋深對330m。在鉆孔的深度達到50m以后,未檢測到地下水位。針對物探測試結(jié)果開展數(shù)據(jù)分析操作,得知地下水位的位置和基巖面的距離較小,位于斜坡區(qū)域的潛水層周邊存在泉水涌動。因此,可以得出,巖溶水多存儲于巖溶管道中,此也為地表存在泉水涌動的具體原因。
2.2.3 地質(zhì)作用
根據(jù)勘查結(jié)果及相關(guān)數(shù)據(jù)分析操作,認定此工程建設(shè)區(qū)域的河岸地貌形態(tài)塑造具體依靠溶蝕作用及河流切割決定。河流周邊地面的基巖面平坦,高度普遍處于1000~1150m的范圍內(nèi),受河流切割作用影響的深度最大值小于15m?;谖锾浇Y(jié)果,工程建設(shè)區(qū)域覆蓋層深度約為80m,基于河流切割作用的深度通常無法達至該值。所以,處于建設(shè)區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造范圍中的巖溶漏斗形成原因為溶蝕作用。基于統(tǒng)計和數(shù)據(jù)分析,得出巖溶漏斗的面積和底面高程如表1所示。
表1 巖溶漏斗面積及底面高程統(tǒng)計
根據(jù)表1分析內(nèi)容,結(jié)合建設(shè)區(qū)域巖溶現(xiàn)狀和相關(guān)調(diào)查資料,可以得知本工程建設(shè)區(qū)域存在發(fā)育大型巖溶和地下水滲透通道等。因為存在上述地質(zhì)條件,該工程建設(shè)區(qū)域存在侵蝕性水流以及巖溶等,會導致所建設(shè)的巖土工程及地下結(jié)構(gòu)遭到一定的腐蝕和破壞?;谒牡刭|(zhì)勘查的結(jié)果,開展數(shù)據(jù)分析操作,可以得知,該工程建設(shè)區(qū)域向南一側(cè),屬于非可溶巖及可溶巖的分解區(qū)域,地質(zhì)巖性組合符合基本的巖溶發(fā)育要求。同時,地下水的通道存在可順暢排水、泄水的功效,來源為徑流水。地下水內(nèi)存在CO2成分,偏酸性,存在一定的侵蝕性。根據(jù)相應(yīng)科學研究及統(tǒng)計,倘若pH值大于或者等于6,則代表所檢驗物質(zhì)存在較強的侵蝕性。數(shù)據(jù)分析表明:該工程地下水pH值大于6,代表其侵蝕性較強,會對工程基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)起到顯著的侵蝕性影響,導致混凝土、鋼筋等出現(xiàn)軟化等問題,致使工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生坍塌、變形等問題,無法確保結(jié)構(gòu)安全性,容易引發(fā)安全事故[4]。
2.2.4 解決策略
為了有效解決地下水侵蝕工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的問題,可參考如下策略:首先,將環(huán)氧樹脂、聚合物侵漬等混合到工程用混凝土之中,或者采取提升混凝土標號的方式,以促使混凝土結(jié)構(gòu)密度大幅度提升,優(yōu)化其防滲透、防腐蝕性能。其次,可通過防水材料的應(yīng)用,包括現(xiàn)階段應(yīng)用較為廣泛的滲透結(jié)晶型材料或者聚合物水泥基柔性材料等,可將混凝土有效粘結(jié)在一起,且無需再涂抹其他粘結(jié)劑,通過冷施工工藝便可以有效確?;A(chǔ)結(jié)構(gòu)反滲透性能。
2.2.5 結(jié)果論述
通過上述勘查及數(shù)據(jù)分析操作,能夠了解到水文地質(zhì)數(shù)據(jù)資料及對其開展有效分析具有的重要性。就此工程來講,倘若不開展水文地質(zhì)勘查操作,便難以了解相應(yīng)區(qū)域地下水的侵蝕作用,以及其對工程基礎(chǔ)材料及地面結(jié)構(gòu)的不良影響?;跓o法明確地下水性質(zhì)的條件下,便開展工程設(shè)計施工操作,不僅可能導致后期施工操作無法順利開展,還會使后期施工活動受到較為明顯的不良影響,使得項目后期的運營和應(yīng)用效果降低,縮減工程實際壽命,甚至還會出現(xiàn)威脅人們生命財產(chǎn)安全的事件和問題。
綜上所述,通過物探勘測及數(shù)據(jù)分析開展水文地質(zhì)情況勘查操作,明確建設(shè)區(qū)域地下水性質(zhì),及其可能對工程造成的影響,同時針對可能出現(xiàn)的問題采取有效、可靠的解決措施,對優(yōu)化工程建設(shè)質(zhì)量、確保施工順利開展、降低地下水不良影響、確保工程安全性均存在積極影響。