芻議水文地質(zhì)巖土工程勘察設(shè)計及施工實(shí)踐

高士坤

承德市地質(zhì)隊(duì) 河北承德 067000

隨著城市化進(jìn)程的持續(xù)推進(jìn)，以及社會關(guān)于綠色生態(tài)意識的提升，水文地質(zhì)巖土工程的勘察工作得到越來越多的重視。巖土工程是城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，其勘察認(rèn)定、項(xiàng)目設(shè)計和施工質(zhì)量對于建設(shè)智慧城市具有重要意義。通過開展關(guān)于水文地質(zhì)的實(shí)地調(diào)研，對地下水資源條件進(jìn)行勘探，落實(shí)水文地質(zhì)巖土工程的勘察，不僅有利于企業(yè)對巖土工程進(jìn)行科學(xué)設(shè)計，從而保證項(xiàng)目工程的有序開展和實(shí)地建設(shè)，更有利于提高巖土工程的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，對于城市建設(shè)和生態(tài)保護(hù)具有重要意義[1]。

1 巖土工程勘察中的水文地質(zhì)要點(diǎn)分析

1.1 地下水位的升降

地下水位處于時時變動的狀態(tài)，自然因素和人為因素都會導(dǎo)致地下水位的升降變動。地下水位的上升主要是由于區(qū)域水層結(jié)構(gòu)不均勻和自然降水量驟升導(dǎo)致的，地下水位的下降則主要是因?yàn)槿藶閷Φ叵滤M(jìn)行過度抽調(diào)，對于上述既定的可能變化，在施工過程中要注意嚴(yán)加防范。地下水位的上升或下降都會對建筑工程的施工質(zhì)量帶來影響，故在進(jìn)行巖土工程的勘察工作時，要對可能影響地下水位變化的主要因素進(jìn)行全方位調(diào)查。

1.2 地下水壓的高低

一般情況下，地下水的水壓處于一個動態(tài)壓力平衡狀態(tài)。但由于受到種種外力影響，例如施工過程中抽調(diào)地下水、地下水位季節(jié)性升降等，都會影響地下水的這一平衡狀態(tài)，從而影響項(xiàng)目工程的施工進(jìn)程和質(zhì)量。特別是近年來各建筑工程不斷增加建設(shè)高度，這就要求更深的地下基礎(chǔ)工程建設(shè)，改變了土層結(jié)構(gòu)的內(nèi)部應(yīng)力，這種壓力傳導(dǎo)到地下水的深度后，更容易導(dǎo)致地下水外滲的情況，最終影響到施工質(zhì)量。

2 水文地質(zhì)巖土工程勘察設(shè)計

2.1 勘察設(shè)計關(guān)鍵點(diǎn)

為保證項(xiàng)目工程的順利進(jìn)行，在對水文地質(zhì)巖土工程進(jìn)行勘察設(shè)計時，施工方有必要對當(dāng)?shù)剡M(jìn)行地質(zhì)資料文件的匯總和實(shí)地地質(zhì)條件的調(diào)研，對作業(yè)區(qū)域開展全面勘察，包括地下水分布規(guī)律、地下水位深度、地質(zhì)結(jié)構(gòu)成分、地下水位變化、地質(zhì)構(gòu)造、巖層性質(zhì)等。根據(jù)勘察獲取到的資料和數(shù)據(jù)信息，對作業(yè)區(qū)域的地下水性質(zhì)進(jìn)行評估和動態(tài)性監(jiān)測，預(yù)測巖土工程可能遇到的施工風(fēng)險并制定防范措施，以提升工程勘察設(shè)計的有序性[2]。

2.2 水文地質(zhì)測繪

水文地質(zhì)測繪是水文地質(zhì)勘察中的基礎(chǔ)工作，其成果水平關(guān)乎巖土工程勘察試驗(yàn)、動態(tài)觀測等工作的正確性和合理性，對水文地質(zhì)勘察和工程地質(zhì)等方面具有重要意義。對于作業(yè)區(qū)域的水文地質(zhì)測繪，通過測繪準(zhǔn)備、野外調(diào)研、室內(nèi)編制等階段，查明與地下水有關(guān)的自然地理和地質(zhì)現(xiàn)象，用以評價測區(qū)的水文地質(zhì)條件，為建筑項(xiàng)目提供依據(jù)。水文地質(zhì)測繪對于精度和準(zhǔn)確性有著高度要求，需要參考比例尺在精度方面的要求，若需要同時展開地質(zhì)和水文地質(zhì)勘察工作，則要求對觀測點(diǎn)數(shù)量有適當(dāng)?shù)脑黾印?/p>

2.3 水理性質(zhì)測度

巖土的水理性質(zhì)決定了巖土強(qiáng)度，巖土強(qiáng)度的大小和是否變形直接影響到巖土工程的施工質(zhì)量?？紤]到水文地質(zhì)條件的影響，需要安排專業(yè)人員對巖土物理學(xué)性質(zhì)和水理性質(zhì)進(jìn)行測度和預(yù)判，對其透水性、持水性、容水性和給水性做出評價。

2.4 水文地質(zhì)評價

通過水文地質(zhì)評價，系統(tǒng)性闡述地下水對巖土工程可能產(chǎn)生的作用和危害，保證項(xiàng)目工程的有序展開。充分考慮水文地質(zhì)評價和基礎(chǔ)設(shè)計，對作業(yè)區(qū)域地下水布局可能對巖土工程造成的影響進(jìn)行評價，為巖土工程的設(shè)計提供事實(shí)依據(jù)，制定科學(xué)的防治措施和施工計劃，避免出現(xiàn)建筑主體開裂、基底下沉等質(zhì)量問題。此外，對于水文地質(zhì)的布局和性質(zhì)，進(jìn)行精準(zhǔn)把握和預(yù)測，預(yù)測地下水位和水壓可能產(chǎn)生的變化，結(jié)合氣象因素，分析地下水的變化造成的反作用。結(jié)合更方面數(shù)據(jù)和信息，對巖土工程進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計，以保證巖土工程建設(shè)的施工質(zhì)量達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，順利推進(jìn)項(xiàng)目建設(shè)。

3 水文地質(zhì)巖土工程的勘察施工實(shí)踐

3.1 物探工作

根據(jù)巖層的物理屬性，最常見的方法有兩種，即：電法勘探和彈性波勘探。運(yùn)用這兩種方法，能夠?qū)Φ叵律钐幱嘘P(guān)地質(zhì)層的物理參數(shù)進(jìn)行有效測定，明確深處的地質(zhì)土體情況。其中，彈性波探測通過地震勘探、超聲波勘探等方式，能夠在較大范圍內(nèi)測度覆蓋層的厚度以及基巖的情況，包含含水層布局、斷層破碎帶、古河道等。

3.2 鉆探工作

利用現(xiàn)代旋轉(zhuǎn)切割或鑿碎沖擊等技術(shù)，打破巖石結(jié)構(gòu)并形成深度大、孔徑小鉆孔。通過對巖芯樣品的分析研究，能夠有效獲取巖層性質(zhì)和具體地質(zhì)構(gòu)造等多角度信息。結(jié)合水樣以及巖樣的試驗(yàn)，具體有水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、長期觀測、灌漿試驗(yàn)等。鉆探工作的精度要比物探勘探高，其勘探深度大、鉆探速度高，在現(xiàn)代巖土工程勘探中得到越來越廣泛的應(yīng)用。

3.3 坑探工作

由于坑探工作中所使用的機(jī)械設(shè)備的操作比較簡單，對技術(shù)的要求比較低，且能夠?qū)^大面積進(jìn)行揭露，勘探人員可以直接獲取地質(zhì)現(xiàn)象的各種信息，故其在勘探工作中得到廣泛應(yīng)用。但坑探工作也存在一些弊端，例如工作的開展受外力影響大，成本較高等。

3.4 野外試驗(yàn)

鉆孔壓水試驗(yàn)。鉆孔壓水試驗(yàn)對于測度巖層完整性以及滲水情況意義深遠(yuǎn)。結(jié)合試段長度、深入水量等，可以對各深度巖層裂隙滲水性進(jìn)行確認(rèn)，同時還可以定性測定某一深度位置巖層裂隙的發(fā)育程度，為防滲工作提供最為可靠的數(shù)據(jù)資源。

巖土力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)。巖土力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)是水文地質(zhì)的巖土工程勘察工作里的重要勘察對象，必須得到高度重視。具體來說，可以通過載荷試驗(yàn)、抗壓試驗(yàn)、抗剪應(yīng)力試驗(yàn)、變形性試驗(yàn)等來測度巖土抗壓的強(qiáng)度。

土體載荷試驗(yàn)。土體載荷試驗(yàn)主要是現(xiàn)場的模擬試驗(yàn)，被用來確定地基土體的容許承載力，并對應(yīng)力分布具體狀況進(jìn)行研究，測定土地的承載力強(qiáng)度。土體載荷試驗(yàn)在在地質(zhì)較軟和地基不均勻的地質(zhì)勘探工作中應(yīng)用廣泛，特別是對大型建筑的勘探，可以準(zhǔn)確測評地基穩(wěn)定性[3]。

4 結(jié)語

由于水文地質(zhì)的影響，為了滿足巖土工程的建設(shè)要求，保證建筑項(xiàng)目的勘察設(shè)計和施工實(shí)踐的開展，要加強(qiáng)對水文地質(zhì)的勘察調(diào)研和巖土水理的性質(zhì)測度，提高巖土工程設(shè)計及施工的準(zhǔn)確性、科學(xué)性，有效控制施工安全和施工質(zhì)量。同時，在工程的建設(shè)過程中需要進(jìn)行長期觀測，對前期的勘探結(jié)果進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，調(diào)整項(xiàng)目設(shè)計和施工，從而保證工程的質(zhì)量和安全。