羅常青, 孟 振

(中國能源建設(shè)集團東北電力第一工程有限公司，遼寧 沈陽 110179)

1 地質(zhì)工程勘察在工程設(shè)計和施工中的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 忽視勘察報告

在傳統(tǒng)工程設(shè)計中，因為設(shè)計科學(xué)理念不足，導(dǎo)致設(shè)計團隊設(shè)計時對勘察報告缺乏仔細深入研究，大多數(shù)時候僅僅是對勘察報告結(jié)論性文字進行了解，規(guī)避比較明顯的不利因素，而對勘察報告中的地質(zhì)、地貌、地質(zhì)活動、水文參數(shù)等信息缺乏科學(xué)評估，導(dǎo)致所設(shè)計出來的工程方案不夠完善，對周邊地質(zhì)環(huán)境的考慮也不周到。

1.2 勘察報告實用性較差

目前，部分地質(zhì)工程勘察人員不能很好地處理自身專業(yè)和合作單位工作的關(guān)系，在出具勘察報告時過于追求專業(yè)性和技術(shù)性。而這些勘察報告對于熟悉勘察領(lǐng)域的人來說能夠理解，但對于工程設(shè)計及施工團隊來講，對于其中數(shù)據(jù)信息、描述方式的理解性較差。地質(zhì)工程勘察報告缺乏可閱讀性和實用性，增加了勘察人員和設(shè)計施工人員之間的溝通難度，降低了工作效率，造成了不必要的人力資源浪費。

1.3 缺乏周期性

地質(zhì)工程勘察需要在一定計劃和周期前提下得出完善的勘察數(shù)據(jù)，但是部分工程因為勘察組專業(yè)水平和科學(xué)意識不足，或因工程方為追求進度嚴重壓縮勘察時間，導(dǎo)致勘察工作缺乏有效周期，得出的數(shù)據(jù)無法全面反映當?shù)氐刭|(zhì)狀況。尤其是一些活動性地質(zhì)結(jié)構(gòu)，如果勘察缺乏周期性，就無法對地質(zhì)狀況發(fā)展趨勢進行有效預(yù)估，導(dǎo)致工程質(zhì)量和安全得不到保障。

1.4 缺乏創(chuàng)新

目前用于工程勘察和建設(shè)的技術(shù)越來越先進，而部分工程地質(zhì)勘察人員因為思維守舊，不愿意對新興技術(shù)進行合理嘗試，仍然采用傳統(tǒng)勘察方式進行地質(zhì)勘察。而一些傳感設(shè)備和3D模擬設(shè)備對于提升勘察效率、質(zhì)量和直觀性有極大的優(yōu)勢，缺乏創(chuàng)新的勘察方式和報告編制方法制約了工程地質(zhì)勘察工作的發(fā)展。

2 地質(zhì)工程勘察在工程設(shè)計和施工中的作用

2.1 選址勘察

很明顯，并不是所有地質(zhì)條件都適宜建設(shè)工程，同時不同地質(zhì)條件所適宜建設(shè)的工程類型也不同，所以工程地質(zhì)勘察首要工作就是為工程建設(shè)地進行選址。選址勘察工作主要勘察對象包括地質(zhì)結(jié)構(gòu)、土質(zhì)狀態(tài)、水文特征等，地質(zhì)結(jié)構(gòu)完整性、土質(zhì)強度及水文條件都將直接決定相關(guān)地區(qū)是否適宜建設(shè)工程，任何工程都需要盡量避免在地質(zhì)條件不佳的地方建設(shè)。如圖1，通過初步勘察可以對相關(guān)地區(qū)地質(zhì)條件和分層狀況進行模擬，并可以利用技術(shù)設(shè)備形成3D模擬圖，將有助于工程項目地選擇?？傮w來說，選址勘察有助于盡量避免地震、洪水、山體滑坡等自然災(zāi)害，同時也有助于提升工程設(shè)計對特殊地質(zhì)形態(tài)的應(yīng)對能力，全面優(yōu)化設(shè)計和施工方案，提升整體質(zhì)量和科學(xué)性。

圖1 某工程地質(zhì)勘察水文地質(zhì)單元分布狀況3D模擬圖

2.2 詳細勘察

因為選址勘察重點是大體評估相關(guān)地區(qū)是否適合建設(shè)工程項目，在很多方面都沒有詳細勘察。而詳細勘察主要是在選定了工程建設(shè)地之后，對相關(guān)地區(qū)地質(zhì)條件進行進一步勘察，目的是確定工程類型和建造方式。詳細勘測的主要作用在于結(jié)合地質(zhì)強度和結(jié)構(gòu)特點，對工程高度、體量、施工強度等提供參數(shù)指導(dǎo)，同時也有助于協(xié)助設(shè)計團隊對工程基礎(chǔ)架構(gòu)、形態(tài)、施工方式進行科學(xué)設(shè)計。

3 案例分析

某市預(yù)備在該市新開發(fā)區(qū)修建政府辦公大樓，該工程需要滿足該市政府部門工作需求，同時配套有職工宿舍和廣場項目，該項目具體勘察工作流程如下：

3.1 選址勘察

首先，根據(jù)該工程項目整體體量，預(yù)計主樓總層數(shù)會超過20層，總高度超80 m。因此對地質(zhì)強度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有一定要求，同時考慮到地下庫房、車庫修建，還需要考慮地基建造技術(shù)和條件?？辈煨〗M通過詳細勘測發(fā)現(xiàn)，該市新開發(fā)區(qū)多數(shù)地區(qū)巖土結(jié)構(gòu)主要包括頁巖和泥巖(圖2)，地下水分布較多且水位較高，工程建設(shè)選址范圍比較小。同時當?shù)厣降剌^多，加上該工程行政類性質(zhì)的特點，勘察小組配合工程設(shè)計及施工技術(shù)人員，綜合考慮了前期地基工程開發(fā)難度和成本，以及當?shù)匦姓^(qū)位及交通規(guī)劃等因素，選定了一處地勢相對平坦、地質(zhì)結(jié)構(gòu)相對較穩(wěn)定、靠近該市新開發(fā)區(qū)交通區(qū)位中心的位置作為項目地。

圖2 某市地質(zhì)結(jié)構(gòu)分布模擬圖

3.2 巖土工程勘察與地基土工程性能分析

(1)勘察方案和方法。具體方法是在工程地布置了14個勘探點，其中辦公主樓9個，深度15.6～20.6 m，5個鉆孔分別采用SM植物膠護壁鉆進鉆孔和N120超重型觸探對比孔，職工宿舍鉆孔5個，深度為13.3～15.0 m。另外專為水文勘察配置了抽水試驗鉆孔1個，深度約為26.0 m。同時為了獲取更全面的勘察數(shù)據(jù)，還采取標貫、波速原位測試方法。

(2)地基土工程性能。根據(jù)勘察結(jié)果分析，可以發(fā)現(xiàn)該工程地區(qū)地貌單元屬于臨江Ⅰ級階地，其中地基土埋深19.60 m。下部主要由白堊紀頁巖組成，巖層結(jié)構(gòu)較好，但也存在部分泥巖成分，該部分強度較差，平均抗壓強度2.05 MPa。

在該工程中，通過SM植物膠護壁鉆進孔技術(shù)，鉆孔盡量深入到基巖位置，通過原位測試和巖土成分分析，再結(jié)合當?shù)仄渌ㄖこ探ㄔO(shè)數(shù)據(jù)，得出該地區(qū)地基土物理力學(xué)指標如表1所示。

表1 地基土物理力學(xué)指標

(3)地下水分析。通過勘測發(fā)現(xiàn)該工程地地下水類型主要屬于孔隙潛水，主要分布在第四系沖擊洪積砂卵石巖層中，主要來源于自然降水和地下水，排泄方式為自然蒸發(fā)和地下徑流。工程場地地下水靜止水位約為-8.3 m，結(jié)合當?shù)厮墓芾聿块T近年勘測數(shù)據(jù)，該地區(qū)地下水豐枯水期每年變化幅度為2.0～3.5 m。

根據(jù)項目設(shè)計，地下庫房及車庫開挖深度設(shè)定為10.5 m，顯然基坑底面低于地下水靜水位，施工單位根據(jù)勘察小組勘測結(jié)果，制定了針對性降水位措施。具體方法為：在勘察小組技術(shù)配合下，在工地東南角設(shè)置了一個水文測試孔，獲取具體水文地質(zhì)資料及相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)。根據(jù)對pH值等參數(shù)進行分析，確定該地區(qū)地下水對地基砼結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)沒有腐蝕性，所以無需對該項目地基防護層厚度作特殊要求。

3.3 工程地質(zhì)分析

(1)建筑工程場地穩(wěn)定和適宜性判定。經(jīng)勘測，該場地位置處于四級構(gòu)造中褶皺帶區(qū)域，長軸走向主要為NE35°～50°，形成了沉積厚度比較均勻的丘陵地形。該地區(qū)地質(zhì)沉降活動較弱，斷裂發(fā)生概率較低，穩(wěn)定性較強。所以，該地區(qū)開發(fā)建設(shè)該政府辦公大樓及職工宿舍樓項目比較適宜。

(2)地震效益分析。根據(jù)勘測數(shù)據(jù)和《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB 50011—2008)，該工程設(shè)計抗震設(shè)防烈度確定為6級，基本地震加速度值設(shè)定為0.06 g。另外，根據(jù)勘測計算，確定該場地中粉砂土質(zhì)不屬于液化土，可以不必考慮地震造成土質(zhì)液化情況。同時，場地中單孔波速測試得出地基土的卓越周期為0.273 s，剪切波速加權(quán)平均值為250 m/s，所以該場地地基土可劃分為Ⅱ類建筑用地，在抗震方面比較有利。

(3)地基土均勻性勘測。工程設(shè)計團隊根據(jù)前期勘測結(jié)果，初步?jīng)Q定在該辦公大樓使用天然地基，基礎(chǔ)埋深-10.5 m，基礎(chǔ)底面標高為496.36 m。為論證該方案是否可行，委托勘察小組對該工程場地天然地基均勻性能進行了勘測。根據(jù)測算結(jié)果，發(fā)現(xiàn)該場地中砂層厚度超過了3.0 m，變形模量較低，也就是說該場地工程地基土形變量較大，進而確定大樓地基土均勻性較差。所以，最終對該工程擬建天然地基的計劃方案進行了調(diào)整，采取相關(guān)地基處理和加固措施，來確保整個工程地基穩(wěn)定性和施工安全。

4 結(jié)語

綜上所述，在現(xiàn)代工程項目開發(fā)、設(shè)計與建設(shè)過程中，都需要地質(zhì)工程勘察人員對地質(zhì)狀況進行全面勘察。只有通過科學(xué)的選址勘察、初步勘察和詳細勘察，才能確定工程場地適宜性以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)狀況。通過對相關(guān)勘察得到的數(shù)據(jù)和信息進行全面科學(xué)分析，可以提升工程設(shè)計方案的科學(xué)性，提高整個工程的質(zhì)量和安全。隨著現(xiàn)代社會科學(xué)和技術(shù)的不斷發(fā)展，地質(zhì)工程勘察技術(shù)將不斷提高，只有勘察技術(shù)人員與工程設(shè)計施工團隊加強配合，才能為提升各類工程建設(shè)科學(xué)性和綜合質(zhì)量打下堅實的基礎(chǔ)。