■施建祥
(四川省冶金地質勘查局六〇五大隊 四川 眉山 612700)
論水文地質在工程地質中的作用
■施建祥
(四川省冶金地質勘查局六〇五大隊四川眉山612700)
隨著我國工程地質勘察行業的發展,實踐證明,水文地質工作對于工程地質工作的質量進而效率都起著至關重要的作用。該文首先對工程地質的含義進行了基本的闡述,對工程地質中的水文地質勘查內容作了分析,并介紹了巖土水位環境研究和地下水的升降對工程地質造成的危害,以期充分發揮水文地質的作用,更好的服務于工程地質勘查工作。
水文地質工程地質作用危害
水文地質的勘探工作應該成為工程地質的各環節過程中的主要組成部分,對于工程地質的作用是顯而易見的。比如說,確定建筑物的持力層,設計建筑物以及降低工程地質的危害,這些都需要水文地質工作的鼎力相助,但是在實際勘查中,水文地質工作往往被忽視。所以,作為工程地質工作者,要加強水文地質勘查工作,充分發揮水文地質的作用,提高工程地質工作的效率。
工程地質工作的工程,是發現建筑工程過程中,以及地質勘查中遇到的各種自然地質現象,并找出解決問題的方法和途徑。工程地質研究的對象是確定巖土組分、力學性質,以及地質的自然結構,包括影響到建筑物穩定效果的因素。除此之外,工程地質工作還調查不同工程所在地區的地質條件,對產生各種地質問題進行評估和反饋,并預見性的提出工程施工過程中,地質條件可能發生的更改,以及改變建筑工程質量的各種主客觀影響因素。對巖土的建筑性能進行分類,并著力改善巖土的建筑利用率。在充分勘查的基礎上,選擇地質條件優越的區域作為施工地點,并為改善施工地有可能遇到的地質問題,提出相應的應對方案,保障建筑工程的安全。
傳統的工程勘察報告并沒有重視對水文地質的反饋工作,沒有根據工程施工的實際需求而及時的評價地下水對巖土地質造成的危害,很多地質構造比較復雜的地方,出現了水文地質的問題而導致的建筑工程出現裂縫,以及地基下沉的嚴重后果。在山區地帶經常會出現各種地質災害,這些都嚴重威脅著建筑物。因此慘痛的教訓要求我們,工程地質勘察要對水文地質作出及時的評價和反饋,具體工作如下:
(1)預判水文地質造成的巖土工程危害,并反饋地下水位的變化對巖體和建筑物造成的影響,制定出應對方案。(2)分析水文地質問題,根據建筑物的地質特點,尋找有關的水文地質資料。(3)勘察地下水的質量和在自然狀態下的影響,以及對建筑物的作用力,以及由于人為因素造成的地下水位的變化,并預判接下來的走勢。(4)立足于工程建筑,以地下水對工程的反作用力,指出地下水對地質工程的影響:①地下水位以下的建筑物中,分析地下水對建筑物中鋼筋的腐蝕程度。②對以強風化巖、殘積土、軟質巖石、膨脹土等地質構造作為基礎持力層的建筑地表,要仔細分析地下水體活動情況對這些地址結構造成的影響,如土質的膨脹或收縮,硬化和軟化等。③在小區的地下車庫施工過程中,要考慮到由于地下水位的變化而導致的基坑上浮等現象。
巖土水理性質,指的是地下水在相互之間發生作用的時候,體現出來的物理特征,巖土水理性質用于地下水文的勘察,主要研究巖土軟硬程度的變化,以及脫吸水過程中巖土的形狀方式變化所導致的對建筑物的整體造成的安全隱患。在傳統的勘察過程中,我們不重視研究巖土水理性質。其內涵是巖土和地下水相互作用的具體情況。地下水的存儲狀況,依據存儲水的方式和物理性質可以分為三種,如重力水,結合水和毛細管水。結合水的結合強度很弱的話,就是弱結合水,反之是強結合水。筆者把測試巖土水理的性質的方法分為以下幾種:
(1)軟化性,主要是對演示耐水浸水能力、耐風化能力加以判斷的指標。據研究得知,如果地下環境中存在易軟化巖層,在地下水的長期持續侵蝕下逐漸產生軟弱夾層。(2)透水性,是指巖土層可以析出水分的物理特性。巖上體滲透系數,是一項重要紙幣,在地質調查中靠抽水試驗獲取,在勘探后活動中,物理特性中的透水性通常用滲透系數測算。(3)給水性,飽水巖土在地球重力影響下從縫隙中滲出水分,通常用給水度來衡量滲出水的量。在地質勘探活動中給水度是一項重要的指標,對場地疏時間產生重要影響,給水度主要通過幾項實驗進行測定。(4)脹縮性,意指巖土在吸收地下水之后,體積迅速增加,在經過脫水之后體積減少,這種特性的根本就是因為其表面的顆粒通過吸水增加水膜的厚度,以及水膜脫水導致形變而產生的。
地下水位由于自然原因和人為原因,都能造成其水位發生變化,但是不論地下水位是升還是下降,超過了一定的度就會對巖土工程造成危害,筆者把地下水位升降與巖土工程的關系分為三類:
4.1地下水位上升造成的危害
地下水位上升的原因主要有降雨量和氣溫,也包括人為的灌溉和施工用水等,還有就是受到地質含水層結構和巖土特性的影響較大,有的是一種原因造成的,有的是很多原因綜合作用的結果。
4.2地下水位下降造成的危害
地下水位的下降和自然因素沒有太大的關系,都是人為造成的,如過度使用地下水,洗礦過程中的地下水消耗,以及建造水庫導致的下游地下水儲備不足等。地下水位下降,嚴重的會導致建筑物斷裂,地面下沉嚴重,大片的塌陷區造成周邊生態環境惡化,威脅著建筑物的穩固以及居住環境。
4.3地下水的升降運動會導致膨脹性的巖土由于無規律的膨脹而產生變形
如果地下水的升降幅度過大,就有可能會導致巖土的反復性的進行收縮和膨脹,反復收縮和膨脹劇烈會可能引起建筑物發生斷裂,這里尤其提到規模不大的建筑物,對它而言破壞程度是最大的。
總而言之,水文地質工作在地質工作的方方面面都起著至關重要的作用,如工程地質災害的有效預測和防范,正確選取建筑物的持力層和建筑場地等。可見,水文地質和工程地質勘查關系是相生相存的,隨著工程地質行業的發展,水文地質工作的作用愈發明顯和重要,在水文地質勘察工作中,要尊重科學,用合理可靠的方法來測算出和水文地質相關的數據,發揮水文地質應用的作用,做好水文地質工作,對提高工程地質勘察工作的效率,以及保障巖土體和建筑物的安全和質量都起到了決定性的作用。
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P62[文獻碼]B
1000-405X(2016)-9-98-1