巖土工程勘察(Geotechnical Investigation)是指根據(jù)建設(shè)工程的要求,查明、分析、評(píng)價(jià)建設(shè)場(chǎng)地的地質(zhì)、環(huán)境特征和巖土工程條件,編制勘察文件的活動(dòng)。巖土工程勘探的目的與任務(wù): [1]
巖土工程勘察的目的是:運(yùn)用測(cè)試手段和方法對(duì)建筑場(chǎng)地進(jìn)行調(diào)查研究和分析判斷,研究修建各種工程建筑物的地質(zhì)條件和建設(shè)對(duì)自然地質(zhì)環(huán)境的影響;研究地基、基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)共同工作時(shí),保證地基強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及使其不致有不容許變形的措施;提出地基的承載能力,提供基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工以及必要時(shí)進(jìn)行地基加固所需用到的工程地址和巖土工程資料。
綜上所述,建設(shè)場(chǎng)地和地基的巖土工程勘察也是綜合性的工程地質(zhì)調(diào)查,其基本任務(wù)主要是:
(1) 查明建筑區(qū)的地形、地貌、氣象和水文等自然條件。
(2) 研究場(chǎng)區(qū)內(nèi)的崩塌、滑坡、巖溶、岸邊沖刷等不良地質(zhì)現(xiàn)象,分析和判明對(duì)建筑場(chǎng)地穩(wěn)定性的危害程度。
(3) 查明地基巖土層的構(gòu)造、形成年代、成因、土質(zhì)類型及其埋藏分布情況。
(4) 測(cè)定建筑物地基土層的物理力學(xué)性質(zhì)并研究其在建筑物建造和使用期間可能發(fā)生化。
(5) 查明地下水類型、水質(zhì)及埋深、分布與變化情況。
(6) 按照設(shè)計(jì)和施工要求對(duì)場(chǎng)地和地基的工程地質(zhì)條件進(jìn)行綜合的巖土工程評(píng)價(jià),提合理的結(jié)論和建議。
(7) 對(duì)不利于建筑的巖土層提出切實(shí)可行的處理方案。
地下水引起的巖土工程危害
由于地下水引起的巖土工程危害,主要是因?yàn)榈叵滤畡?dòng)水壓力及地下水水位升降的變化兩方面原因造成的。人為因素或天然因素可引起地下水水位的變化,但無論什么原因,地下水位的變化達(dá)到一定程度的時(shí)候,都會(huì)對(duì)巖士工程造成一定的危害,地下水位的變化引起的危害可以分為三種方式:
4.1水位上升
潛水位上升的原因有很多種,其中主要受到地質(zhì)因素的影響如總體巖性、含水層結(jié)構(gòu)、水文氣象因素如降雨量、氣溫及人為因素施工、灌溉等的影響,有些時(shí)候很可能是幾種因素的綜合結(jié)果。潛水位上升對(duì)巖士工程可能造成:土壤的鹽澤化,地下水及巖土對(duì)建筑物腐蝕性的增強(qiáng);巖土體巖產(chǎn)生崩塌等不良的現(xiàn)象;特殊性巖土體強(qiáng)度降低、結(jié)構(gòu)破壞;引起粉細(xì)砂液化出現(xiàn)管涌等現(xiàn)象;地下洞室基礎(chǔ)上浮、建筑物失穩(wěn);由于地下水位下降引起的巖土工程危害。
4.2地下水位下降
地下水位之所以降低多是因?yàn)槿藶榈囊蛩厮斐傻?。例如大量集中的抽取地下水、在采礦過程中上游筑壩、礦床疏千、修建水庫(kù)截奪下游的地下水的補(bǔ)給等等。由于地下水的過度下降,常常誘發(fā)地面塌陷、沉降、地裂等地質(zhì)災(zāi)害以及地下水質(zhì)惡化、水源枯竭等環(huán)境問題,對(duì)建筑物、巖土體的穩(wěn)定性及人類自身所居住的環(huán)境造成了很大的威脅。
4.3地下水的反復(fù)升降
由于地下水的升將變化會(huì)引起膨脹性巖土產(chǎn)生脹縮變形,如果地下水升降頻繁時(shí),不僅使巖土的膨脹收縮變形往復(fù),而且導(dǎo)致巖土的膨脹收縮的幅度不斷的加大,進(jìn)而形成由地裂引起的建筑物特別是對(duì)輕型建筑物的破壞。
地下水升降變動(dòng)帶內(nèi)由于地下水的積極交換,會(huì)使土層中的鐵、鋁成分大量的流失,土層失去膠結(jié)物會(huì)導(dǎo)致土質(zhì)變松、含水量的孔隙增大,承載力降低、壓縮模量,為巖土工程的處理、選擇帶來了很大的麻煩。
4.4地下水動(dòng)壓力作用的不良影響
地下水如果在天然的狀態(tài)下動(dòng)水的壓力作用是比較微弱的,一般不會(huì)造成什么危害,但在人為的工程活動(dòng)中因?yàn)楦淖兞说叵滤烊粍?dòng)力平衡的條件,在移動(dòng)著的動(dòng)水壓力作用下,往往會(huì)產(chǎn)生一些嚴(yán)重的巖土工程的危害,例如管涌、流砂、基坑突涌等等。
水文地質(zhì)與地質(zhì)工程兩者的關(guān)系是非常密切的,地下水是巖土體的組成部分,將直接影響著巖土體的工程特性,又是基礎(chǔ)的工程環(huán)境,會(huì)影響著建筑物的持久性及穩(wěn)定性。在工程勘查的工作中要認(rèn)真的查明與巖。土工程有關(guān)的水文地質(zhì)問題,為以后設(shè)計(jì)提供科學(xué)的水文地質(zhì)資料,為了消除及減少地下水對(duì)巖土工程的危害。水文地質(zhì)工作在建筑物的持力層選擇、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、工程的地質(zhì)災(zāi)害防止等方面都起著重要的作用。為工程的施工、設(shè)計(jì)提供了優(yōu)化和合理的地質(zhì)依據(jù)。
巖土工程勘察中的土工試驗(yàn)人員分成兩種結(jié)構(gòu),一是土工試驗(yàn)技術(shù)負(fù)責(zé)人,二是土工試驗(yàn)操作員。這類人員,大多要求具備高級(jí)工程師或者工程師資格,有的甚至要求具有注冊(cè)巖土工程師的資格證。 為打破巖土工程勘察落后局面,在保證工程質(zhì)量的前提下順利施工,要實(shí)現(xiàn)我國(guó)巖土勘察工作的現(xiàn)代化,人才短缺、高技術(shù)操作人員素質(zhì)還需要亟待解決, 除了新引進(jìn)高端專業(yè)人才意外,對(duì)原有的巖土勘察隊(duì)伍進(jìn)一步進(jìn)行專業(yè)業(yè)務(wù)培訓(xùn)很有必要,培訓(xùn)中要充分利用老員工的工作經(jīng)驗(yàn),拋棄陳舊的思想觀念和知識(shí)結(jié)構(gòu)以及管理的方式方法,特別是在計(jì)算機(jī)應(yīng)用方面要大力提高[2]。從另一個(gè)角度說,土工試驗(yàn)和建設(shè)多年來在不同程度上得不到足夠重視,以至于把水平不高的相關(guān)人員安排在土工試驗(yàn)重要崗位,不能勝任工作,造成敷衍了事,為了完成當(dāng)天繁重的工作,巖土試驗(yàn)工作中不能嚴(yán)格按照試驗(yàn)的操作標(biāo)準(zhǔn),得過且過,嚴(yán)重影響了土工試驗(yàn)的可靠性,有的甚至怕麻煩,存有畏難情緒,私自編造數(shù)據(jù),這給工程質(zhì)量埋下了嚴(yán)重隱患,針對(duì)這些存在的問題,巖土工作人員就必須要加大專業(yè)業(yè)務(wù)知識(shí)培訓(xùn), 切實(shí)培養(yǎng)出一批工作中,有能力發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的土巖試驗(yàn)高素質(zhì)人才隊(duì)伍 。