林培貞
(福建省閩東南地質(zhì)大隊,福建 泉州 362000)
地下水作為巖土工程重要組成部分,對于建筑工程基巖土體工程特性有著至關重要的影響,同時還會影響到建筑工程整體穩(wěn)定性與耐久性。因此在工程地質(zhì)勘察工作當中,就必須要對水文地質(zhì)問題給予充分重視,提高勘查技術水平,采取切實有效的措施應對水文地質(zhì)問題,保證工程建設質(zhì)量。
在工程勘察設計以及施工過程當中,水文地質(zhì)問題一直以來都是一個十分重要的問題,但這一問題也是常常被忽略的一個問題。由于對水文地質(zhì)問題缺乏足夠的重視,導致地下水時常引發(fā)各類巖土工程危害。所以在開展工程地質(zhì)勘察工作當中,工作人員應當詳細查明巖土工程存在的有關水文地質(zhì)問題,同時對巖土工程水文地質(zhì)展開詳細評估,了解和掌握這些水文地質(zhì)問題對巖土工程和建筑物帶來的不利影響,獲取詳實的水文地質(zhì)勘察資料,指導工程設計與施工,并控制和減少巖土工程遭受地下水的危害[1]。
在過去的工程地質(zhì)勘察報告當中,很多都沒有于基礎設計以及施工需要充分結合,來研究分析巖土工程遭受地下水的作用與危害,導致一些地區(qū)由于地下水因素影響,引發(fā)基礎發(fā)生下沉,導致建筑物開裂,出現(xiàn)嚴重的質(zhì)量問題。對過去的經(jīng)驗教訓進行總結分析,未來在開展工程地質(zhì)勘察工作當中應當對水文地質(zhì)問題給予充分的重視,具體的評價內(nèi)容包括以下幾個方面:
(1)研究分析巖土體和建筑物遭受地下水帶來的影響,對可能出現(xiàn)的危害進行預測,采取有效措施進行防范。
(2)勘察工作實施過程當中應當充分考慮建筑物所采用的地基類型,對水文地質(zhì)情況詳細調(diào)查,提供相應的地質(zhì)信息資料。
(3)結合工程實際研究分析工程受到地下水的作用和影響,指出不同條件情況下,應當對相應的地質(zhì)問題展開詳細評價,提高勘察結果數(shù)據(jù)精準性。
對于巖土水理性質(zhì)而言,是地下水于巖土彼此作用時,體現(xiàn)出的各種性質(zhì),巖土具有的物理與水理性質(zhì),都屬于工程的重要地質(zhì)性質(zhì)。巖土的強度以及變形會遭受巖土水理性質(zhì)的影響,而且有的性質(zhì)還會對建筑物持久性,穩(wěn)定性造成不利影響,過去再對巖土勘查工作當中,比較重視巖土物理力學性質(zhì)方面的測試,但是卻常常忽視巖土水理性質(zhì),這就引發(fā)評價巖土工程地質(zhì)性質(zhì)缺乏全面性,既然水理性質(zhì)是由于地下水作用因素影響下的巖土體現(xiàn)出的性質(zhì)。對地下水的賦存形式進行分析和介紹,同時探討給巖土水理性質(zhì)造成的影響。之后再對巖土具有的水理性質(zhì)和測試研究方法進行分析[2-5]。
地下水的賦存形式:由于巖土當中地下水存在不同特點的賦存形式,可以將其劃分成重力水、毛細管水和結合水,結合水又有強弱結合水之分。在測試分析巖土水理性質(zhì)性質(zhì)方面主要包括的方法分別給水性、脹縮性、崩解性,透水性以及軟化性等五種。對于軟化性而言,主要是由于進水之后的土體,出現(xiàn)不斷降低的力學性質(zhì),主要通過軟化系數(shù)進行表示,對于巖土耐水浸和耐風化能力判斷發(fā)揮著重要的作用。滲透系數(shù)是表示巖土透水性的重要指標,利用抽水試驗便可以獲取。對于崩解性而言是濕化浸水之后的巖土,削弱其土粒連接性,導致土體發(fā)生解體風扇的特性,土粒成分及其結構和礦物成分對巖土崩解性有著至關重要的影響。給水性是由于飽水巖土在重力因素影響下,有一定量的水從裂隙和孔隙當中制動流出的一種特性,主要通過給水度進行表示。含水層具有的一個重要的水文地質(zhì)參數(shù)便是給水度,對于場地疏干時間有著很大影響,通常運用試驗室方法便能測定出巖土的給水度;脹縮性主要是指吸水后的巖土體積不斷增大,而濕水之后體積變小的性質(zhì),由于土顆粒表面吸水之后的結合水膜逐漸增厚,失水之后逐漸變薄所引發(fā)的。
4.1.1 腐蝕機理
地下水存在很多類型,水文地質(zhì)條件會對水位產(chǎn)生很大的影響,實際出現(xiàn)相應的改變,不同季節(jié),不同降雨量地下水位也會出現(xiàn)相應的改變。地表水存在相應的腐蝕性,這主要是由于水中存在各種礦物質(zhì)。特別是地下水遭受污染之后,其中的一些化學成分不斷增多,腐蝕性也會大幅提高,實施巖土工程勘察乙級設計建筑工程時,必須要充分分析地下水可能存在的腐蝕性,測量分析地下水,分布于下層的地下水有著更高的礦化度,相應的腐蝕性也會大大增強。
4.1.2 地下水腐蝕性評價
地下水當中都有一些化學成分的存在,當一些化學成分在地下水中達到相應含量時,便會腐蝕混凝土建筑材料,在腐蝕這些建筑材料強弱方面,《巖土工程勘察規(guī)范》當中都有著非常明確的標準,地質(zhì)勘查工作實際都需要根據(jù)規(guī)范要求來科學合理的評價地下水具有的腐蝕性,評價地下水腐蝕性過程當中。除要對地下水各種離子分子含量進行評價之外,還應當對其ph值以及礦化度進行評價。
有些巖土屬于膨脹性特點,在具體進行工程勘察過程當中,更應當充分的研究場地水文地質(zhì)條件,尤其是地下水在進行升降變化時,其高度與變化規(guī)律會影響地基,所以選擇地基深度時,應當對地下水位充分的進行參考。如果建筑工程地基當中,地下水位處于基礎底面之下,壓縮層范圍出現(xiàn)相應改變,就會對建筑物的穩(wěn)定性造成不良影響,如果在建筑地基壓縮層水位不斷的上升,地基就會遭受軟化,引發(fā)強度不斷下降,增加其壓縮性,導致建筑物出現(xiàn)很大沉降,引發(fā)變形,如果水位在壓縮范圍呈下降時,受自身重力因素影響,巖土不斷增加,會導致地基基礎出現(xiàn)附加沉降,倘若存在不均勻的土質(zhì),地下水位突然改變,也會導致建筑物出現(xiàn)變形破壞。
地下水位,上下水位變動帶與地下水位以下其變化規(guī)律非常明顯,從上至下土體存在天然的含水層以及空隙比,并從小變大,模盆壓縮,承載力表現(xiàn)為大一小一大的規(guī)律變化。這是因地下水位上不區(qū)域,在不斷淋濾作用下,不斷的富集鐵鋁物質(zhì),膠結土體顆粒起到充填作用,使得土體間的連接力增大,有硬殼層形成,所以含水孔隙比小而壓縮模和承載力增高。對于處在地下水位變動帶以下的土層,鐵鋁成分在土體當中不斷淋失,土質(zhì)變得更加松軟,土層空隙含水量不斷加大,壓縮模量以及承載力出現(xiàn)不同程度的下降,使分布于地下水位下部的土層,因地下水緩慢交替,減弱其氧化水解作用,由于土層上扭自重壓力因素影響,復制變得更加的密實,因此會增大壓縮模、承載力,減小含水貧、孔隙比。由于成因不同的粘性土和風化殘積土還有一些軟質(zhì)巖石,在物理力學性質(zhì)方面,存在相應的變化規(guī)律,和地下水緊密結合,所以對巖土物理力學變化規(guī)律進行研究,應當對地下水位影響因素給予充分重視。
在實施工程勘察過程當中,要對地下水位條件給予充分調(diào)查,了解和掌握起升降改變,天然狀態(tài)下,地下水位大都表現(xiàn)為季節(jié)性的改變,雨季來臨時,其水位會出現(xiàn)明顯的上升,干旱季節(jié)會出現(xiàn)不同程度的下降。地下水位的自然變化,具有明顯的區(qū)域性特征,還有漸變性的特點,變幅都不是很大。然而人為因素影響下,會導致局部地下水出現(xiàn)較大的變幅,進而對巖土工程造成危害。
(1)對位上升因素導致的巖土工程危害,引發(fā)前水位上升的因素是各種各樣的,巖土性質(zhì)及其產(chǎn)狀還有含水層的結構都是主要的地質(zhì)影響因素,降雨、氣溫以及灌溉、施工等也會影響地下水位的改變,很多時候是各種原因綜合產(chǎn)生的結果,因前水位不斷上升,會影響巖土工程,導致土壤出現(xiàn)鹽漬化與沼澤化,會對建筑物造成一定腐蝕,引發(fā)河岸斜坡巖土體出現(xiàn)位移崩塌。有些巖土體具有特殊的結構特點,產(chǎn)生較大的破壞影響其強度,使其發(fā)生軟化,還會導致管涌流沙、液化等情況出現(xiàn),導致建筑基礎上浮,穩(wěn)定性下降。
(2)地下水位降低造成的巖土工程危害主要是由人為因素所引發(fā)地下水位下降的,如對地下水過度的集中開展,采礦作業(yè)過程當中,疏干地下水,上游區(qū)域修建堤壩或者水庫,下游地下水得不到及時補給。引發(fā)地下水出現(xiàn)下降,導致地面沉降裂隙,或者引發(fā)地面塌陷,還會污染地下水,導致水質(zhì)惡化,影響建筑穩(wěn)定性。
自然狀態(tài)下的地下水,產(chǎn)生的動水壓力常常都比較小,通常情況下不會形成相應的危害,而人為因素影響下,特別是工程建設施工,會對地下水的天然狀態(tài)給打破,改變其動力平衡,一些動水壓力作用較為嚴重的,就會危害巖土工程,如引發(fā)基坑、突涌、管涌流沙等災害。所以在工程地質(zhì)勘察過程當中,應當對上述問題給予充分的分析和研究,采取切實有效的措施進行應對。
在工程地質(zhì)勘察過程當中,應當對水文地質(zhì)問題給予充分重視,詳細的分析和研究水理性質(zhì),如分析地層具有的溶水性以及滲水性,了解和掌握地層具有的這些性質(zhì),并對地下水的改變充分掌握,結合不同工程場地,詳細的展開水文地質(zhì)問題方面的研究,抽取水樣,認真檢測,指導工程順利建設,保證工程建設質(zhì)量。
工程地質(zhì)勘察過程當中應當明確勘察目標,為了提高勘察效率和質(zhì)量,還應當綜合利用各種有效的勘察方法。特別是要將水文地質(zhì)勘察工作作為重要的工作內(nèi)容,對工程區(qū)域的地下水特征展開詳細的調(diào)查和分析,了解與掌握地下分布的地質(zhì)環(huán)境流向特點以及由于季節(jié)因素改變導致的頻繁升降等,獲取土壤滲透率相關信息,對滲透系數(shù)進行確定。在調(diào)查水文地質(zhì)問題過程當中,還需要開展水壓試驗,這項試驗發(fā)揮著非常重要的作用,能夠有效確定各項壓力值,如起始壓力值以及最大壓力值和壓力基數(shù)等,基于這些信息基礎上便可以對地下水的狀態(tài)展開詳細的分析和評價,了解是否會對建筑物造成不良影響,并對地下水的腐蝕性進行評價,保證建筑工程安全性。在工程地質(zhì)勘察當中,測量水文地質(zhì)問題時,還應當重視現(xiàn)代先進技術應用,保證獲得數(shù)據(jù)精準性,為相關工作提供參考。
工程地質(zhì)調(diào)查應當詳細的獲取水文地質(zhì)勘察信息數(shù)據(jù),尤其是進行工程設計以及施工時,更需要全面了解和掌握水文地質(zhì)資料,這在工程項目當中發(fā)揮的作用非常重要,直接影響工程的順利開展及其安全性。所以要綜合分析研究水文地質(zhì)資料,提高勘察精度,詳細了解和掌握工程建設區(qū)域環(huán)境水文地質(zhì)條件。另外還應當詳細評估這些數(shù)據(jù),預測項目建設過程當中可能發(fā)生的各種問題,采取有效對策進行解決[6]。
在工程地質(zhì)勘察工作當中,水文地質(zhì)問題是非常重要的問題,所以必須要引起足夠的重視,采取切實有效的措施保證水溫,地質(zhì)勘查效率和質(zhì)量,為工程建設提供有效參考,控制和減少水文地質(zhì)問題帶來的危害。