工程地质勘察在工程设计和施工中的作用分析

期刊: 建筑监督检测与造价 DOI: PDF下载

王亚萍

泰安市城市建设设计院有限公司,山东泰安 271000

摘要

工程地质勘察是工程建设的基础性工作,为设计和施工提供核心依据。设计阶段,它支撑场地选址与总平面布置,提供地基基础设计关键参数,指导结构与抗灾设计,同时优化方案控制成本。施工阶段,其成果指导施工方案制定与优化,预判地质风险保障施工安全,助力处置突发地质问题,还为工程质量验收提供重要依据。其准确性直接关乎工程安全、经济与可行性,需高度重视。


关键词

工程地质勘察;工程设计;施工;作用

正文


前言

工程地质勘察是工程建设全生命周期中的基础性、前瞻性工作,其核心任务是查明工程场地的地质条件、分析地质问题,为工程设计、施工及后期运维提供科学依据。工程建设的安全性、经济性、可行性均与工程地质勘察的深度和精度密切相关,忽视地质勘察或勘察成果存在偏差,极易引发工程质量隐患、安全事故甚至造成巨大的经济损失。以下从工程设计和施工两个核心阶段,详细阐述工程地质勘察的关键作用。

1工程地质勘察在工程设计阶段的核心支撑作用

1.1为场地选址与总平面布置提供决策依据

在工程前期的场地选址阶段,工程地质勘察需对多个备选场地的地质条件进行对比分析,查明各场地的地形地貌、地层岩性、地下水埋藏条件、不良地质现象(如滑坡、崩塌、泥石流、岩溶、软土等)及地震动参数等核心信息。通过对场地稳定性、适宜性及地质灾害风险的评估,排除地质条件恶劣、风险过高的场地,筛选出地质条件优越、工程建设难度低、风险可控的最优场地。例如,在建筑工程选址中,需避开软土厚度大、承载力低的区域,优先选择地层均匀、承载力高的地段;在道路桥梁工程选址中,需规避岩溶发育区、断层破碎带等区域,降低后期工程处理成本。同时,勘察成果还能指导总平面布置,根据场地地形坡度、地层分布、地下水走向等,合理规划建筑物、道路、管线等的布局,避免将重要构筑物布置在地质薄弱区域。

1.2为地基基础设计提供核心技术参数

地基基础是工程的“根基”,其设计的合理性直接决定工程的整体稳定性。工程地质勘察需通过钻探、原位测试(如静载试验、标准贯入试验、圆锥动力触探试验等)、室内试验等手段,查明场地地层的分布规律、各层岩土的物理力学性质(如天然密度、含水量、孔隙比、压缩模量、内摩擦角、黏聚力等)及地下水的类型、水位标高、渗透系数等参数。基于这些勘察成果,设计人员才能确定地基承载力特征值、地基变形计算参数等核心指标,进而选择合适的地基基础形式(如天然地基、条形基础、独立基础、桩基础、筏板基础等)。例如,若勘察查明场地表层为厚度较小的杂填土,下部为承载力较高的粉质黏土,可采用天然地基;若表层软土厚度较大,承载力无法满足设计要求,则需设计桩基础,通过桩身将上部荷载传递至下部坚硬地层。若勘察成果存在偏差,可能导致地基承载力估算不足,引发基础不均匀沉降,进而造成建筑物开裂、倾斜等严重问题。

1.3为结构设计与抗灾设计提供地质依据

工程结构形式的选择、结构荷载的计算及抗灾设计均需结合场地地质条件。一方面,地质勘察成果中的地层分布、岩土力学参数等的影响结构内力计算,例如在边坡工程设计中,需根据岩土的抗剪强度参数计算边坡稳定系数,确定合理的边坡坡度、支护结构形式(如锚杆支护、土钉墙支护、挡土墙等);在隧道工程设计中,需根据围岩分级(基于勘察查明的岩石强度、完整性、地下水情况等)确定隧道开挖方式、支护参数及衬砌结构厚度。另一方面,勘察查明的地震动参数、不良地质现象分布等,是工程抗灾设计的关键依据。例如,根据场地的地震基本烈度或地震动峰值加速度,设计人员需采取相应的抗震构造措施;针对场地存在的滑坡、崩塌等地质灾害,需在设计中制定专项防治方案,确保工程在极端条件下的安全性。

2工程地质勘察在工程施工阶段的关键指导作用

2.1指导施工方案的制定与优化

施工方案的制定需紧密结合场地地质条件,工程地质勘察成果为施工方法选择、施工机械配置、施工顺序安排等提供核心依据。例如,在基坑开挖施工中,需根据勘察查明的地层岩性、地下水情况及周边地质环境,确定开挖坡度、降排水方案(如集水明排、井点降水等)及支护施工时机;在桩基施工中,需根据勘察查明的持力层埋深、岩土性质,选择合适的成桩工艺(如钻孔灌注桩、预制桩、冲孔灌注桩等),并确定桩长、桩径及沉桩控制标准。同时,在施工过程中,若发现实际地质条件与勘察成果不符(如持力层埋深偏深或偏浅、出现未查明的软土夹层等),可基于勘察成果的基础数据,及时优化施工方案,避免盲目施工。

2.2保障施工安全,防范地质灾害风险

施工过程中的诸多安全隐患均与地质条件相关,如基坑坍塌、边坡失稳、地下水突涌、岩溶塌陷等。工程地质勘察成果能提前预判场地可能存在的地质风险,为施工安全防护措施的制定提供依据。例如,针对勘察查明的软土场地,在基坑开挖施工中需采取分层开挖、及时支护的措施,避免基坑边坡因软土蠕动而坍塌;针对地下水丰富的场地,需提前制定降排水方案,防止施工过程中出现地下水突涌,影响施工安全。此外,基于勘察成果,施工单位可建立地质动态监测体系,对基坑变形、边坡位移、地下水位变化等进行实时监测,及时发现异常情况并采取处置措施,防范地质灾害的发生。

2.3指导施工过程中的地质问题处置

尽管前期勘察已尽可能查明场地地质条件,但施工过程中仍可能遇到未预判到的地质问题,如突然揭露断层破碎带、发现大型岩溶洞穴、遇到不明地下水体等。此时,工程地质勘察成果可作为问题处置的核心依据,结合现场补充勘察(如加密钻探、原位测试等),分析问题产生的地质原因,制定科学的处置方案。例如,若施工中发现未查明的软土夹层,可根据勘察成果中软土的物理力学性质,采取换填垫层、夯实、注浆加固等措施;若遇到岩溶洞穴,可结合勘察查明的岩溶发育规律,采取回填封堵、桩基跨越等处置方法。若缺乏勘察成果的指导,盲目处置地质问题,可能导致问题扩大,引发施工安全事故或影响工程质量。

结束语

工程地质勘察贯穿于工程设计和施工的全过程,是保障工程建设安全、优质、经济的核心前提。在设计阶段,它为场地选址、地基基础设计、结构设计等提供科学依据,决定设计方案的合理性与经济性;在施工阶段,它指导施工方案制定、防范地质风险、处置突发地质问题,保障施工安全与工程质量。因此,在工程建设中,必须高度重视工程地质勘察工作,确保勘察成果的准确性、完整性和针对性,充分发挥其在工程设计和施工中的支撑与指导作用,推动工程建设的顺利开展。

参考文献:

1]邱思明.复杂地形地质条件矿山地质勘查方法的应用[J].世界有色金属,2024(5):175-177.

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