地質工程勘察在工程設計和施工中的作用分析

何 峰，劉 超，左軍峰

（浙江中林地質勘測設計有限公司，浙江麗水 323000）

0 前言

地質工程勘察是針對目標地區的地質結構情況進行勘察的工作，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目的施工現狀來看，因為不良地質因素所造成的施工人員傷亡、工程進度延后等問題屢有發生，所以為了保證工程設計與施工順利完成，需要積極開展工程地質勘察，盡早發現危險因素，增強施工效果。

1 地質勘察的內容與目的

地質工程勘察被認為是工程設計與施工的關鍵點，需要相關人員利用各種現代化手段，了解施工范圍內的各種地質現象與地質屬性信息，并尋找可實現正常施工的方向。同時結合建筑行業的發展趨勢來看，高層建筑、超高層建筑物越來越常見，此類建筑物體量大，對地質穩定性的要求更高，任何細微的不良地質因素都有可能引發嚴重后果。所以為了迎合建筑行業的發展需求，要求相關人員能夠了解地質條件的特征，總結體質環境與其他因素之間的相互作用關系，并將其作為評價地質現狀的重要因素。目前地質工程勘察的內容包括場地地質的測繪、勘探以及原位實驗等，其主要目的是掌握工程施工的詳細資料，配合遙感技術、實驗室分析等，形成工程地質的詳細報告。有研究認為，地質的調查與測繪也是地質勘察的重要組成部分，是指在收集各種資料的基礎上，結合工程經驗、地質勘察結果等做出合理評價；在編寫地質勘察報告時，應該結合巖土測試資料，包括現場觀察、土工試驗以及樣本的力學測試等[1]。整個地質工程勘察應有計劃的階段實施，依照階段性的工作要求合理分配勘察方案，避免因為環節疏漏而影響勘察結果，其中大型工程項目的工程覆蓋范圍大，在施工期間可能會面臨更多的地質條件問題，因此須結合工程具體情況以及設計要求分階段開展地質勘察；而小規模施工現場的地質條件相對簡單，所以在勘察階段可考慮合并部分勘察項目。

從工程項目的全壽命周期角度來看，工程設計可分為初步設計、施工設計兩方面，其中為了能夠最大限度保證設計方案的科學性，需要結合地質工程勘察的結果進行綜合評價，這是因為整個工程項目在設計期間一直受地質條件因素的限制，包括地下巖層結構、巖石屬性等，一般針對不良地質問題，需要采取相應的措施進行處理（如軟弱地質排水等），而這也是工程設計中需重點考慮的因素。所以在地質勘察階段，需結合建筑規模，采取巖土的樣本信息，掌握巖石屬性，判斷當前地質現象對施工質量的影響[2]。在施工階段，也需要進一步落實地質勘察工作，了解不同施工周期的工程項目施工現狀，總結其中地質變化規律，給出合理意見，不斷調整施工方案。相對應的，工程地質勘察工作也應該主動適應工程項目施工進度要求，以保證施工質量。

2 工程項目簡介

擬建場地位于青田縣鶴城鎮石郭上村西側，北側緊臨金溫鐵路。工程規劃總用地面積39828m2，總建筑面積為212130m2。整個工程項目可分為三個部分，其中0104-01-01塊地由8幢住宅樓組成（每個建筑物均為33層，且下設2層地下室）；0103-15塊地由4幢33層的建筑物組成，下設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層的機械停車樓組成。本次工程項目中，開展工程地質勘察的主要目的包括：①了解建筑范圍內的巖土性質、深度、分布以及工程特性等，提供地質基礎方案、地基土物理力學參數等；②了解不良地質的成因、分布、發展趨勢、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、排水方案及設計參數。

3 地質工程勘察的作用分析

3.1 選址勘察的作用

從設計角度來看，選址勘察主要是選擇幾個參考區域為模擬場地，在充分結合現有的施工要求進行評估后，整理區域內的地質信息，并收集各種關鍵資料，包括地貌、地形、地質等。在該項目的選址勘察中，對目標地區的地質情況進行測量，選擇鉆探法，經XY-1型鉆機全孔取芯后，開設鉆口口徑φ150，終孔口徑φ75，分次鉆進后，將回次進尺的深度控制在2m以內；采用泥漿護壁結合套管的鉆進方法，遵照JGJ/T87—2012的相關規范要求開展工作。最終該項目的地質勘察結果如表1所示，地質剖面圖見圖1。

表1 地質勘察結果 （單位：m）

圖1 地質剖面

通過上述勘察，能夠判斷不同位置的地質參數情況，保證在工程項目施工中能夠及早分析地質狀況是否滿足預期，最終規避地質風險。

3.2 初步勘察的作用

初步勘察是工程地質勘察的第二階段，本階段勘察的主要目的，是了解工程施工區域內的地質情況，并結合工程項目的規模特征、使用類型、設計高度等進行總結評價，并由此細化工程設計的相關細節。在初步勘察中，本項目針對施工區域內的地下水情況進行詳細調查，結果顯示，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高等特征，屬于理想的透水層；工程項目進一步的地質勘察結果顯示，卵石層直接覆蓋在風化基巖上，根據這一結果判斷基巖裂隙水與第四系孔隙潛水之間的聯系良好，這是在工程設計中需要重點關注的問題。

同時該施工場地的起伏波動大，在場地內勘察結果中未發現洞穴、河道、防空洞等對工程項目不利的埋藏物；部分鉆孔在卵石層、素填土層可見明顯的滾石、漂石等，在強化風化花崗巖與全風化花崗巖層中可見風化孤石，可能成為影響施工的因素，需要及時處理。

該項目場地總體位于地質災害小的地段，其中0104-01-01塊地在周邊有約10m的人工邊坡，存在引發地質災害的可能，最終決定在施工前先委托相關部門做邊坡設計，提高穩定性。

從場地的穩定性來看，施工區域內的地表排水條件一般，現場雖起伏較大，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，因此在工程項目中可能需要增加成本，工程建設可能面臨次生地質災害的威脅，但采用防護措施可有效消除上述風險。

因此經過初步勘察結果，認為該場地符合工程項目施工要求。

3.3 詳細勘察的作用

在確定施工地區的地質條件基本滿足施工要求后，需要開展詳細勘察，這一步驟又被認為是勘察結果的深化和總結，因此要求相關人員能夠對對工程項目當前的地質條件做全面評估，并評價地基、巖土等關鍵數據，明確施工技術內容[3]。從工程的角度來看，通過開展詳細勘察，能夠保證工程項目的設計與施工方案能符合地質現狀，保證工程施工順利進行。例如在該項目中，結合當地的施工條件以及成樁經驗，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，其中結合工程項目的地質勘察結果，認為旋挖成孔灌注樁具有成功速度快、低振動的優點，可在風化巖層、砂土層、黏土層等地質情況下施工，與沖擊成孔灌注樁技術相比具有顯著優勢，因此決定采用了旋挖成孔灌注樁技術。

該項目的基坑主要有三個，在基坑施工中，根據該項目的地質勘察結果，顯示基坑周邊巖土層主要包括素填土、粉質沙土、卵石、全風化花崗巖等，在結合工程項目的周邊環境、開挖深度、地質條件以及破壞情況做出評價后，認為該項目的基坑側壁安全程度為1～2級。因此該項目中中將基坑的放坡綜合坡率控制在1:0.75～1:1.25之間，采用放坡支護或排樁、土釘墻的工藝。在施工環節，結合地質勘察結果，認為基坑的施工要在四周增設降水井，以滿足降水要求；在降水孔、泄水孔的設置期間應增設反濾層，避免因為含水層中的泥土流失、滲透而造成地面沉陷。

4 結束語

在當前建筑工程項目中，地質勘察已經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行，相關人員要了解地質勘察的技術要求，并正視地質勘察的作用，了解不同地塊的地質信息，認真排查各種風險，爭取進一步提高施工效率。同時本文所介紹的案例，其地質勘察也取得滿意效果，整個工程項目施工順利進行，對于其他工程項目也有一定的借鑒價值。