雷勇
(青島市勘察測繪研究院 青島 266000)
地下水對巖土工程的危害可以從地下水位的上升、地下水位的下降、地下水水力作用的改變等方面具體分析,根據工程經驗,總結如下:
就地質條件來說,持水層土壤的良好滲透性、各類地質條件綜合作用,是地下水位變化的重要因素,另外,隨著城市化進程的加快,人類活動對地下水潛水位的影響也越來越大,生活用水、施工用水以及工業用水的排放使得地下水潛水位逐漸上升。另外,隨著工業廢氣等污染物的排放,導致氣溫變暖,降水量將比往年充沛很多,河流汛期增加,也導致地下水水位不斷上升。綜合總結來說,地下水水位的上升是自然條件與人類活動的綜合影響結果。地下水水位的上升往往在不同地形條件下產生不同的影響。在實際施工設計環節,地下設施往往設計在結構穩定的隔水層,地下水位的上升使得地下結構承受浮力等力學作用,長久情況下導致建筑物的沉降不均勻,建筑重心偏移,影響巖土工程的施工結果。其次,地下水水位的上升使得土壤持水量增加,巖土要素產生密度、重量不一的現象,導致山體滑坡、結構坍塌等巖土施工事故。第三,地下水往往富含各類腐蝕性物質,對巖土工程所采用的混凝土、鋼筋等人造材料產生腐蝕,建筑物的建筑壽命也得不到保障。第四,地下水水位的上漲使得巖土軟化,力學特性產生改變,施工對象的抗剪力等力學特性大大降低。最后,地下水帶走土壤中的顆粒物,產生流沙或管涌現象,對巖土工程的順利竣工產生威脅。
與地下水位上升有所區別的是,地下水位的下降往往伴隨著大量的人類活動,建筑堤壩、大量抽取地下水等是導致地下水位下降的主要因素。地下水位下降導致對巖層的浮力降低,巖土力學性質的改變產生地表裂縫、坍塌、破損等危害,若在地下水位下降嚴重的地區進行巖土工程施工,就要對各項力學參數進行全面測算,以降低地下水位下降對巖土工程產生的危害。
在自然條件下,地下水水力對巖土的影響較小。而各類工程施工往往會打破地下水的水力平衡,導致地下水水力激增。在地下水水力作用下,產生管涌、流沙等危害巖土工程的現象。地下水水力的作用對巖土工程的危害主要與承壓層的含水性質有直接關系,若承壓層為細小顆粒層,在地下水水力作用下,巖土施工基地會出現冒沙,噴水現象,若承壓層多孔隙、裂縫,則在水力作用下施工基底往往會積水。
靜水位是地下水勘察的基準水位,靜水位測量工作直接影響著巖土勘察工作的成敗,只有取得詳實的資料,才能根據地下水情況進行合理的施工設計,最大程度降低地下水對巖土工程的影響。因此,勘察單位應嚴格按照國家相關標準規范,對施工地的靜水位進行勘察測量,為施工的順利進行奠定前期基礎。應按照先測量地下水靜水位、再對地下水進行勘察的施工順序進行施工作業,另外,為取得準確可靠地數據,靜水位測量儀器至少要插入至含水層0.2m。
巖土工程施工開始之前進行的地下水勘測,必須對巖土水理性質和自然地理條件進行全面的勘測,在這其中水理性質的勘測主要是對巖土施工傳送點應力所引發的土層性質的變化進行勘測。在實施自然地理條件的勘測時,只要進行的施工現場的氣象水文、地形地貌、地質環境等幾方面內容的勘測。在勘測工作進行的過程中,必須對水理性質的特點進行詳細的分析,并以此為基礎設計出適合工程實施的施工方案,降低地下水對巖土工程施工產生的影響,確保巖土工程施工的順利進行,才能從根本上促進巖土工程施工質量和效率的進一步提高。
在巖土工程施工開始之前進行的地下水勘測,必須嚴格的按照地下水潛水層、含水層等水位的存留以及保存情況為基礎,制定相應的工程施工方案和地下水預防措施,為巖土工程施工的順利進行奠定良好的基礎;在實施巖土工程地下水勘測施工作業時,必須對地下水可能對建筑工程結構穩定性產生的影響予以充分的重視,并以此為基礎進行地下水水文狀況的詳細勘測,才能制定出有效的控制和預防地下水的措施,從而降低地下水的上升或者下降對巖土工程的施工產生的影響;在巖土工程施工方案設計的過程中,必須對地下承壓含水層的實際情況予以充分的重視,并以此為基礎制定基坑開挖的施工方案,制定出科學合理的施工方案,才能最大限度的降低地下動水壓力對巖土工程施工所產生的影響,從而達到促進巖土工程施工質量穩步提高的目的;在巖土工程施工開始之前,必須對施工區域地下水的勘察情況進行全面的分析,如果在巖土工程施工的過程中,發現腐蝕性因子的話,則應該選擇抗腐蝕性相對較強的施工材料,才能從根本上促進工程使用壽命的進一步延長。
在巖土工程勘察工作中,要提高對于地下水勘察的評估的重視程度,并在實地的勘察中,要結合該工程基礎設計和實際需求,制定相應的保護措施和處理方案。有效的地下水勘察對于巖土工程有著重大的意義,其不僅能降低地下水引起的工程危害產生的幾率,也能優化施工設計方案,進一步明確實際施工需求,從而有效地提高了巖土工程項目的資源使用率、施工效率以及經濟效益。
[1]蔡哈特.工程地質勘察中水文地質問題研究[J].廣東科技,2017,S2:224~226.