地質(zhì)工程勘察在工程設(shè)計(jì)和施工中的作用分析

何 峰，劉 超，左軍峰

（浙江中林地質(zhì)勘測設(shè)計(jì)有限公司，浙江麗水 323000）

0 前言

地質(zhì)工程勘察是針對目標(biāo)地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)情況進(jìn)行勘察的工作，包括水文、巖石巖土、地貌等，并評估上述因素對施工的影響，尋找完善施工過程的新方向。從目前我國建筑工程項(xiàng)目的施工現(xiàn)狀來看，因?yàn)椴涣嫉刭|(zhì)因素所造成的施工人員傷亡、工程進(jìn)度延后等問題屢有發(fā)生，所以為了保證工程設(shè)計(jì)與施工順利完成，需要積極開展工程地質(zhì)勘察，盡早發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)因素，增強(qiáng)施工效果。

1 地質(zhì)勘察的內(nèi)容與目的

地質(zhì)工程勘察被認(rèn)為是工程設(shè)計(jì)與施工的關(guān)鍵點(diǎn)，需要相關(guān)人員利用各種現(xiàn)代化手段，了解施工范圍內(nèi)的各種地質(zhì)現(xiàn)象與地質(zhì)屬性信息，并尋找可實(shí)現(xiàn)正常施工的方向。同時(shí)結(jié)合建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢來看，高層建筑、超高層建筑物越來越常見，此類建筑物體量大，對地質(zhì)穩(wěn)定性的要求更高，任何細(xì)微的不良地質(zhì)因素都有可能引發(fā)嚴(yán)重后果。所以為了迎合建筑行業(yè)的發(fā)展需求，要求相關(guān)人員能夠了解地質(zhì)條件的特征，總結(jié)體質(zhì)環(huán)境與其他因素之間的相互作用關(guān)系，并將其作為評價(jià)地質(zhì)現(xiàn)狀的重要因素。目前地質(zhì)工程勘察的內(nèi)容包括場地地質(zhì)的測繪、勘探以及原位實(shí)驗(yàn)等，其主要目的是掌握工程施工的詳細(xì)資料，配合遙感技術(shù)、實(shí)驗(yàn)室分析等，形成工程地質(zhì)的詳細(xì)報(bào)告。有研究認(rèn)為，地質(zhì)的調(diào)查與測繪也是地質(zhì)勘察的重要組成部分，是指在收集各種資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)、地質(zhì)勘察結(jié)果等做出合理評價(jià)；在編寫地質(zhì)勘察報(bào)告時(shí)，應(yīng)該結(jié)合巖土測試資料，包括現(xiàn)場觀察、土工試驗(yàn)以及樣本的力學(xué)測試等[1]。整個(gè)地質(zhì)工程勘察應(yīng)有計(jì)劃的階段實(shí)施，依照階段性的工作要求合理分配勘察方案，避免因?yàn)榄h(huán)節(jié)疏漏而影響勘察結(jié)果，其中大型工程項(xiàng)目的工程覆蓋范圍大，在施工期間可能會(huì)面臨更多的地質(zhì)條件問題，因此須結(jié)合工程具體情況以及設(shè)計(jì)要求分階段開展地質(zhì)勘察；而小規(guī)模施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件相對簡單，所以在勘察階段可考慮合并部分勘察項(xiàng)目。

從工程項(xiàng)目的全壽命周期角度來看，工程設(shè)計(jì)可分為初步設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)兩方面，其中為了能夠最大限度保證設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性，需要結(jié)合地質(zhì)工程勘察的結(jié)果進(jìn)行綜合評價(jià)，這是因?yàn)檎麄€(gè)工程項(xiàng)目在設(shè)計(jì)期間一直受地質(zhì)條件因素的限制，包括地下巖層結(jié)構(gòu)、巖石屬性等，一般針對不良地質(zhì)問題，需要采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理（如軟弱地質(zhì)排水等），而這也是工程設(shè)計(jì)中需重點(diǎn)考慮的因素。所以在地質(zhì)勘察階段，需結(jié)合建筑規(guī)模，采取巖土的樣本信息，掌握巖石屬性，判斷當(dāng)前地質(zhì)現(xiàn)象對施工質(zhì)量的影響[2]。在施工階段，也需要進(jìn)一步落實(shí)地質(zhì)勘察工作，了解不同施工周期的工程項(xiàng)目施工現(xiàn)狀，總結(jié)其中地質(zhì)變化規(guī)律，給出合理意見，不斷調(diào)整施工方案。相對應(yīng)的，工程地質(zhì)勘察工作也應(yīng)該主動(dòng)適應(yīng)工程項(xiàng)目施工進(jìn)度要求，以保證施工質(zhì)量。

2 工程項(xiàng)目簡介

擬建場地位于青田縣鶴城鎮(zhèn)石郭上村西側(cè)，北側(cè)緊臨金溫鐵路。工程規(guī)劃總用地面積39828m2，總建筑面積為212130m2。整個(gè)工程項(xiàng)目可分為三個(gè)部分，其中0104-01-01塊地由8幢住宅樓組成（每個(gè)建筑物均為33層，且下設(shè)2層地下室）；0103-15塊地由4幢33層的建筑物組成，下設(shè)1層地下室，以及一座幼兒園；0103-16塊地則由一幢17層等酒店與11層的機(jī)械停車樓組成。本次工程項(xiàng)目中，開展工程地質(zhì)勘察的主要目的包括：①了解建筑范圍內(nèi)的巖土性質(zhì)、深度、分布以及工程特性等，提供地質(zhì)基礎(chǔ)方案、地基土物理力學(xué)參數(shù)等；②了解不良地質(zhì)的成因、分布、發(fā)展趨勢、危害程度等；③評估地下水埋藏條件，掌握地下水位以及變化幅度情況；④提供基坑開挖支護(hù)、排水方案及設(shè)計(jì)參數(shù)。

3 地質(zhì)工程勘察的作用分析

3.1 選址勘察的作用

從設(shè)計(jì)角度來看，選址勘察主要是選擇幾個(gè)參考區(qū)域?yàn)槟M場地，在充分結(jié)合現(xiàn)有的施工要求進(jìn)行評估后，整理區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)信息，并收集各種關(guān)鍵資料，包括地貌、地形、地質(zhì)等。在該項(xiàng)目的選址勘察中，對目標(biāo)地區(qū)的地質(zhì)情況進(jìn)行測量，選擇鉆探法，經(jīng)XY-1型鉆機(jī)全孔取芯后，開設(shè)鉆口口徑φ150，終孔口徑φ75，分次鉆進(jìn)后，將回次進(jìn)尺的深度控制在2m以內(nèi)；采用泥漿護(hù)壁結(jié)合套管的鉆進(jìn)方法，遵照J(rèn)GJ/T87—2012的相關(guān)規(guī)范要求開展工作。最終該項(xiàng)目的地質(zhì)勘察結(jié)果如表1所示，地質(zhì)剖面圖見圖1。

表1 地質(zhì)勘察結(jié)果 （單位：m）

圖1 地質(zhì)剖面

通過上述勘察，能夠判斷不同位置的地質(zhì)參數(shù)情況，保證在工程項(xiàng)目施工中能夠及早分析地質(zhì)狀況是否滿足預(yù)期，最終規(guī)避地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 初步勘察的作用

初步勘察是工程地質(zhì)勘察的第二階段，本階段勘察的主要目的，是了解工程施工區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況，并結(jié)合工程項(xiàng)目的規(guī)模特征、使用類型、設(shè)計(jì)高度等進(jìn)行總結(jié)評價(jià)，并由此細(xì)化工程設(shè)計(jì)的相關(guān)細(xì)節(jié)。在初步勘察中，本項(xiàng)目針對施工區(qū)域內(nèi)的地下水情況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，結(jié)果顯示，擬建場地的淺層地下水為第四系空隙潛水，主要分布在卵石層中，而卵石層具有滲透系數(shù)高等特征，屬于理想的透水層；工程項(xiàng)目進(jìn)一步的地質(zhì)勘察結(jié)果顯示，卵石層直接覆蓋在風(fēng)化基巖上，根據(jù)這一結(jié)果判斷基巖裂隙水與第四系孔隙潛水之間的聯(lián)系良好，這是在工程設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)關(guān)注的問題。

同時(shí)該施工場地的起伏波動(dòng)大，在場地內(nèi)勘察結(jié)果中未發(fā)現(xiàn)洞穴、河道、防空洞等對工程項(xiàng)目不利的埋藏物；部分鉆孔在卵石層、素填土層可見明顯的滾石、漂石等，在強(qiáng)化風(fēng)化花崗巖與全風(fēng)化花崗巖層中可見風(fēng)化孤石，可能成為影響施工的因素，需要及時(shí)處理。

該項(xiàng)目場地總體位于地質(zhì)災(zāi)害小的地段，其中0104-01-01塊地在周邊有約10m的人工邊坡，存在引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的可能，最終決定在施工前先委托相關(guān)部門做邊坡設(shè)計(jì)，提高穩(wěn)定性。

從場地的穩(wěn)定性來看，施工區(qū)域內(nèi)的地表排水條件一般，現(xiàn)場雖起伏較大，但是平整場地的難度較低；場地的地基條件與施工條件一般，因此在工程項(xiàng)目中可能需要增加成本，工程建設(shè)可能面臨次生地質(zhì)災(zāi)害的威脅，但采用防護(hù)措施可有效消除上述風(fēng)險(xiǎn)。

因此經(jīng)過初步勘察結(jié)果，認(rèn)為該場地符合工程項(xiàng)目施工要求。

3.3 詳細(xì)勘察的作用

在確定施工地區(qū)的地質(zhì)條件基本滿足施工要求后，需要開展詳細(xì)勘察，這一步驟又被認(rèn)為是勘察結(jié)果的深化和總結(jié)，因此要求相關(guān)人員能夠?qū)こ添?xiàng)目當(dāng)前的地質(zhì)條件做全面評估，并評價(jià)地基、巖土等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，明確施工技術(shù)內(nèi)容[3]。從工程的角度來看，通過開展詳細(xì)勘察，能夠保證工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與施工方案能符合地質(zhì)現(xiàn)狀，保證工程施工順利進(jìn)行。例如在該項(xiàng)目中，結(jié)合當(dāng)?shù)氐氖┕l件以及成樁經(jīng)驗(yàn)，在施工中可選的樁型主要分為旋挖成孔灌注樁以及沖擊成孔灌注樁兩種，其中結(jié)合工程項(xiàng)目的地質(zhì)勘察結(jié)果，認(rèn)為旋挖成孔灌注樁具有成功速度快、低振動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，可在風(fēng)化巖層、砂土層、黏土層等地質(zhì)情況下施工，與沖擊成孔灌注樁技術(shù)相比具有顯著優(yōu)勢，因此決定采用了旋挖成孔灌注樁技術(shù)。

該項(xiàng)目的基坑主要有三個(gè)，在基坑施工中，根據(jù)該項(xiàng)目的地質(zhì)勘察結(jié)果，顯示基坑周邊巖土層主要包括素填土、粉質(zhì)沙土、卵石、全風(fēng)化花崗巖等，在結(jié)合工程項(xiàng)目的周邊環(huán)境、開挖深度、地質(zhì)條件以及破壞情況做出評價(jià)后，認(rèn)為該項(xiàng)目的基坑側(cè)壁安全程度為1～2級。因此該項(xiàng)目中中將基坑的放坡綜合坡率控制在1:0.75～1:1.25之間，采用放坡支護(hù)或排樁、土釘墻的工藝。在施工環(huán)節(jié)，結(jié)合地質(zhì)勘察結(jié)果，認(rèn)為基坑的施工要在四周增設(shè)降水井，以滿足降水要求；在降水孔、泄水孔的設(shè)置期間應(yīng)增設(shè)反濾層，避免因?yàn)楹畬又械哪嗤亮魇АB透而造成地面沉陷。

4 結(jié)束語

在當(dāng)前建筑工程項(xiàng)目中，地質(zhì)勘察已經(jīng)成為影響工程施工效果的重要因素，因此為了能夠保證工程施工的順利進(jìn)行，相關(guān)人員要了解地質(zhì)勘察的技術(shù)要求，并正視地質(zhì)勘察的作用，了解不同地塊的地質(zhì)信息，認(rèn)真排查各種風(fēng)險(xiǎn)，爭取進(jìn)一步提高施工效率。同時(shí)本文所介紹的案例，其地質(zhì)勘察也取得滿意效果，整個(gè)工程項(xiàng)目施工順利進(jìn)行，對于其他工程項(xiàng)目也有一定的借鑒價(jià)值。