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摘要:在工程施工中,地下水的存在會降低地基承載力、增加工程的安全隱患,必須要引起施工單位的高度重視。通過開展巖土工程勘察,可以對工程所在區域的水文地質情況有一個真實、全面的理解,進而根據勘察結果,編制施工方案,消除地下水對工程基礎的損害影響,保證工程質量安全。本文在概述水文地質對工程建設帶來影響與巖土工程勘察重要意義的基礎上,就水文地質評價要點,以及工程地質勘察中水文地質危害的應對策略展開了簡要分析。
關鍵詞:巖土工程;地質勘察;水文調查;地質危害
由于工程所在區位的不同,水文地質條件也有很大的差異。通過開展巖土勘察,獲取該地區的土樣或水樣,然后進行實驗分析,根據實驗結果可以詳細的了解水文地質信息。技術人員在編制巖土工程勘察報告,設計工程項目施工方案時,就可以將其作為重要依據?,F階段的巖土工程勘察中,因為對水文地質重視不足,或是技術條件的限制,勘察結果仍然存在一些誤差。下一步要通過明確水文地質勘察重點、重視新技術新設備應用等措施,為勘察工作開展和工程質量安全提供全方位的保障。
1水文地質對工程施工帶來的影響
1.1地下水位上升
在降水較多的月份,雨水滲入地下后導致地下水位上升。地下水位上升會給工程建設產生多方面的負面影響:首先,地下水會滲入到土壤的毛細孔中,讓原本堅實的土體變得松軟,土體的承載力大幅度下降。如果工程已經建好了地基,地下水位超過地基后,地基的實際承載力小于設計值,在較大的重力作用下,出現了不均勻沉降。上部建筑大多表現為墻體裂縫、歪斜等,嚴重影響建筑質量安全。其次,地下水位上升過快,還會導致流砂或管涌等現象,周圍的土體結構發生變化,不利于施工作業的順利開展。
1.2地下水的侵蝕
地下水中含有較多的無機鹽、礦物質,會對巖層產生一定的腐蝕。例如我國西南地區的溶洞地貌,就是地下水長期侵蝕形成的。長期受到地下水侵蝕的巖土結構,由于孔洞較多,整體承載力被嚴重削弱,在這種地質環境下進行工程建設,必須要采用混凝土灌注封孔等措施,提高地基整體穩定性,導致工程建設的成本上漲。此外,對于建成后的工程項目,地基也會因為長期受到地下水侵蝕,導致混凝土崩解,工程地基出現多處開裂,給工程的質量安全構成威脅。
2工程施工中巖土工程勘察設計的重要性
巖土勘察的目的是查明工程所在區域的不良地質類型、范圍、危害程度等具體信息,從而為施工單位評估施工作業環境、制定施工技術方案等提供參考。從勘察對象上來說,主要包括巖土層勘察與地下水勘察兩種。由于勘察內容多樣而細致,并且對勘察技術要點、流程等有著嚴格的要求,為了保證巖土工程勘察作業能夠順利開展,并獲取全面、精確的地質信息,必須要提前開展設計工作。例如確定勘探孔的布設位置、數量,以及詳細參數(如孔徑、孔深等),還有取樣件數、原位測試方法等等??茖W的巖土工程勘察設計,是充分發揮工程建設中巖土勘察價值的關鍵,必須要引起相關單位的高度重視。
3基于巖土工程勘察的水文地質評價要點
3.1工程地質勘察分析
勘察人員需要在某一建筑工程施工以前,對水文地質的各方面條件可能對建筑或巖土體形成的危害和影響程度進行評價,主要是判斷會形成何種程度的危害,只有明確危害才能找到最合適的防治方式。通過對這一地區的巖石體情況進行勘察,來評價該區域的水文地質分布情況。并且,判斷巖石體情況是否會影響工程建筑的質量。倘若評估得出的結論為工程建筑質量深受其影響,需要對建筑工程進行實施調動。
3.2評價工程地基類型
勘察人員在得到某一區域的水文地質詳細信息之后,需要經過分析作用,對區域的地基基礎進行具體的、科學的評價。在水文地質評價過程中,勘察人員必須要保證地基勘察數據的正確判斷。在得出客觀的評價結果后,結合工程詳細信息,包括建設規模、高度、荷載等,判斷現有的水文地質條件下,是否適合進行工程建設。如果經地基類型評價,顯示不適合進行工程建設的,出于建筑使用安全考慮,不得在此處施工;反之,如果適合工程建設,也需要對地基進行特殊的處理,例如防水、防滲處理,加固處理等,保證工程地基的安全。
3.3評價工程地質水分腐蝕度
在巖土工程勘察中,通過選取水樣進行地下水的成分分析,可以得知地下水中CO32-和SO42-等酸性離子的含量。如果酸性離子根的含量偏高,則地下水對巖石的腐蝕能力較強,就需要引起施工單位的重視。除了獲取水樣外,在巖土工程勘察中還需要獲取土樣,并根據土樣的腐蝕度,得出最終的評價結果,做好相應的地基施工處理措施。
3.4評價工程地質巖土層損壞度
地下水在流動過程中,可能會因某些因素的影響而發生水位升降變化。地下水的這一動態變化情況,將會對巖石體造成直接影響。尤其是在降雨較為集中的夏季,有強降雨時,地下水位會在較短時間內迅速上漲;而降雨過后,由于夏季氣溫較高,地表水分迅速蒸發,地表土層干燥,地下水位也會短時間內明顯降低。在一漲一降的過程中,巖土層的結構也會遭到較為嚴重的破壞。例如,土壤中存在的毛細管可以增強土壤的水滲透能力,保證土體結構保持整體穩定。但是地下水頻繁升降,會破壞這些毛細管,巖土的承載力降低。
4工程地質勘察中水文地質危害的應對策略
4.1重視地下水埋藏狀況的調查
以往的工程地質勘察中,技術人員往往側重于巖土層相關信息的調查,包括土質類型、分布范圍、均勻性等,而對于水文特點的重視不足。針對此類問題,要求在今后的巖土工程勘察中,要兼顧巖土與水文的勘察。在地下水埋藏狀況的勘察時,要樹立整體理念,不能局限于工程覆蓋范圍內的水文調查,還要擴大范圍,以便于獲得更加全面的水文地質信息,對區域內的水文特點、變化情況有詳細的了解。根據當前的水文勘測結果,技術人員還要利用專業的軟件,推算出水位周期性變化趨勢,以便于提前采取工程措施,切實保障工程地基的安全。
4.2運用新型水文地質勘察技術
近年來,工程建設中人們對于巖土工程勘察結果的全面性、精確性等提出了更為嚴格的要求。這也迫切需要勘察工作開展時,要使用精度更高、技術更為先進的儀器設備,在顯著減輕工作人員壓力的同時,也能夠讓勘察參數更加細致、精確,為下一步的工程建設提供必要的參考。例如使用一種全液壓巖心鉆機,在堅硬的巖石地層中,也能夠方便的進行鉆孔、取樣。還有一些新型設備不僅可以取土樣、水樣,還能夠取氣態樣,更好的滿足了技術人員多方面的勘察需求。
4.3加強巖石水理性質的研究
水理性質的探究內容包括:第一,巖土層的溶水性;第二,巖土層的透水性;第三,巖土層的持水性。在此基礎上,通過水理性質勘察,來保證水文地質勘察工作的質量是能夠達到國家標準的。將收集得到的巖土層水理性質特征進行利用,并且進行一些有關建筑工程方面的施工調整,就能有效避免建筑工程施工過程中出現危險事件。技術人員根據以往的調查經驗,排除可能影響水理性質的干擾因素。例如增加取樣的隨機性,避免在某一處集中取樣,可以讓樣品分析結果更加接近于該區域整體的巖石水理性質。
4.4編制水文地質勘察的具體方案
由于工程所在區位水文地質環境的復雜性,以及巖土工程勘察操作流程的繁瑣性,都決定了在具體開展工程前,施工人員需要結合現場情況,編制詳細的、規范的水文地質勘察方案??梢詤⒄諊一蛐袠I的一些規程,例如《巖土工程勘察規范》(GB5021-209)和《巖土工程勘察工作流程》(DB42-2016)等。該方案中要詳細包含水文地質勘察的操作技術要點,以及需要重點獲取的地質信息。
5結論
近年來許多工程項目的施工建設中,因為對水文地質信息的掌握不全面,地基施工處理不到位,后期工程項目投入使用后,因為地下水的破壞,嚴重影響工程質量,縮短了使用壽命,造成了巨大的經濟損失。為了避免此類問題,要求施工單位在開展巖土勘察時,要重視水文地質的勘察。通過明確水文地質評價要點,獲取更加詳細的地質信息,為編制施工方案、加強地基處理提供信息參考,進而提升工程質量安全。
參考文獻
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作者:蘆霽 單位:新疆建筑科學研究院(有限責任公司)