巖土工程勘察設(shè)計(jì)與施工中地質(zhì)問(wèn)題研究

張 軍

（中鋼設(shè)備有限公司，北京 100080）

巖土工程勘察、設(shè)計(jì)與施工是指充分利用各種先進(jìn)技術(shù)與手段對(duì)施工區(qū)域的地質(zhì)、環(huán)境特征和巖土工程條件進(jìn)行測(cè)試，并為工程的設(shè)計(jì)提供重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。隨著社會(huì)的不斷前進(jìn)與發(fā)展，我國(guó)的工程建設(shè)行業(yè)也獲得了前所未有的發(fā)展。在這樣的發(fā)展的趨勢(shì)下，巖土工程勘察、設(shè)計(jì)與施工也日益凸顯出其重要作用。但是，通常情況下，地質(zhì)問(wèn)題較為復(fù)雜，且具有變化性，例如：地下水位的上升與下降、巖土材料與結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及自然地理環(huán)境復(fù)雜等。如果在巖土工程勘察、設(shè)計(jì)與施工對(duì)這些地質(zhì)問(wèn)題考慮不夠全面或充分，則會(huì)給工程的施工與后期使用帶來(lái)極大的威脅。因此，在巖土工程勘察、設(shè)計(jì)與施工中，必須針對(duì)具體的地質(zhì)問(wèn)題采取一些行之有效的防護(hù)措施，為保障工程施工的安全與質(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)、可靠的基礎(chǔ)。本文從明確勘察任務(wù)與目標(biāo)、制定地質(zhì)勘察的方案、完善地質(zhì)問(wèn)題評(píng)價(jià)體系以及加強(qiáng)地質(zhì)問(wèn)題防護(hù)與施工方案設(shè)計(jì)四個(gè)方面對(duì)巖土工程的勘察、設(shè)計(jì)與施工進(jìn)行了充分的探討，具有一定的實(shí)際工程意義。

1 工程地質(zhì)勘察的主要內(nèi)容

在工程地質(zhì)勘察之前，首先需要對(duì)勘察區(qū)域內(nèi)的水文地質(zhì)、巖土結(jié)構(gòu)、地形地貌以及其他的相關(guān)資料進(jìn)行收集，可以為實(shí)際的工程地質(zhì)勘察提供一定的參考。在實(shí)際的工程地質(zhì)勘察中，對(duì)水文地質(zhì)中地下水位的分布、變化規(guī)律與侵蝕性能進(jìn)行詳細(xì)考察；采取物探、鉆探、坑探等方式采取地質(zhì)巖土樣品，并通過(guò)開(kāi)展土工試驗(yàn)與巖土性能測(cè)試的方法對(duì)巖土性質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)；利用遙感、衛(wèi)星、航拍等技術(shù)對(duì)地形地貌的分布、地勢(shì)的變化等進(jìn)行測(cè)繪。最后，根據(jù)實(shí)際工程地質(zhì)勘察的結(jié)果，判斷地質(zhì)可能對(duì)工程建設(shè)施工與使用所造成的影響。同時(shí)，編制工程地質(zhì)勘察報(bào)告，為地質(zhì)問(wèn)題的防治以及工程設(shè)計(jì)提供重要的依據(jù)。

2 巖土工程勘察、設(shè)計(jì)與施工中常見(jiàn)的地質(zhì)問(wèn)題

2.1 地下水位的上升與下降

地下水引發(fā)地質(zhì)問(wèn)題的一項(xiàng)重要因素。我國(guó)不同地區(qū)的降水量在時(shí)間與空間上的分布存在著較大的差異，導(dǎo)致地下水位時(shí)升時(shí)降。與此同時(shí)，地下水位還會(huì)受到人為因素的影響，例如：礦山開(kāi)采、植被破壞等。當(dāng)?shù)叵滤簧仙龝r(shí)，由于巖土具有一定的滲透性，會(huì)導(dǎo)致巖土硬度的降低，甚至?xí)o工程的地基產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕，導(dǎo)致工程的地基無(wú)法承受實(shí)際負(fù)載，給工程施工的安全帶來(lái)了嚴(yán)重的威脅。當(dāng)?shù)叵滤幌陆禃r(shí)，部分巖土?xí)S著地下水的降低而產(chǎn)生塌陷，同樣會(huì)使得地基質(zhì)量受到嚴(yán)重的影響。另外，在有些地區(qū)的地下水位會(huì)頻繁的上升或下降，這會(huì)進(jìn)一步加劇巖土的解體，使得巖土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性大大降低，給工程的施工帶來(lái)極為不利的影響，甚至?xí)?dǎo)致安全事故的發(fā)生，不僅會(huì)給工程建設(shè)企業(yè)帶來(lái)不可估量的經(jīng)濟(jì)損失，甚至?xí)?yán)重的威脅到人們的生命與財(cái)產(chǎn)安全。

2.2 巖土材料與結(jié)構(gòu)復(fù)雜

在巖土工程的勘察、設(shè)計(jì)與施工中，巖土材料與結(jié)構(gòu)對(duì)工程施工的影響也較大。一方面，根據(jù)巖土材料的不同，巖土可分為砂土、軟巖、硬巖等多種類(lèi)型。不同類(lèi)型的巖土在密實(shí)度、孔隙度上都有著較大的差異，且不同地區(qū)的巖土種類(lèi)也有所區(qū)別，有些地區(qū)的巖土材料的密實(shí)度較好，而有些地區(qū)的巖土材料則密實(shí)度較小，還存在一定的孔隙。同時(shí)，不同類(lèi)型巖土的抗侵蝕性能也有著較大的差別，有些巖土容易受到風(fēng)力、雨水的侵蝕而產(chǎn)生解體。而另一方面，有些地區(qū)的巖土結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，而且存在一定的不均勻性，這導(dǎo)致巖土的結(jié)構(gòu)極易受到外力的影響而產(chǎn)生破壞，導(dǎo)致裂縫、塌陷等現(xiàn)象產(chǎn)生，給工程的施工帶來(lái)一定的不利影響。圖1為由于巖土結(jié)構(gòu)的變化而導(dǎo)致公路工程產(chǎn)生的裂縫圖。

圖1 公路工程裂縫圖

2.3 自然地理環(huán)境復(fù)雜

在巖土工程的勘察、設(shè)計(jì)與施工中，自然地理環(huán)境是必不可少的勘察對(duì)象，尤其是對(duì)于鐵路工程、公路工程。在自然地理環(huán)境的勘察上，包括地形地貌、氣候特點(diǎn)等多個(gè)方面。我國(guó)的地形地貌十分復(fù)雜，有高山、河谷、平原等多種地形地貌。高山峽谷區(qū)往往是滑坡、落石、崩塌地質(zhì)災(zāi)害的高發(fā)地區(qū)，尤其是對(duì)于結(jié)構(gòu)松散的山體，這些問(wèn)題會(huì)給工程的施工帶來(lái)嚴(yán)重的安全威脅。圖2為高山峽谷地形地貌。風(fēng)沙地區(qū)由于土地缺少植被的保護(hù)，容易在風(fēng)力的作用下，產(chǎn)生沙丘移動(dòng)等問(wèn)題，會(huì)給正常的工程施工帶來(lái)嚴(yán)重的干擾。在我國(guó)的西南高寒地區(qū)，分布有面積廣大的凍土區(qū)，有些凍土屬于常年凍土，而有些凍土?xí)S著溫度的變化而產(chǎn)生消融或凍結(jié)，則屬于季節(jié)性?xún)鐾粒瑑鐾恋南诨騼鼋Y(jié)都會(huì)使得這部分地區(qū)的土地基礎(chǔ)的性質(zhì)發(fā)生變化，給工程建設(shè)也帶來(lái)了一定的難度與復(fù)雜性，而且還會(huì)對(duì)工程的實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)不利的影響。另外，我國(guó)不同地區(qū)的氣候特點(diǎn)差異較大，有些地區(qū)降水量較大，有些地區(qū)降水量較小，有些地區(qū)還存在有極端氣溫天氣，這些都是工程設(shè)計(jì)與施工中需要充分考慮的問(wèn)題。

圖2 高山峽谷地形地貌

3 巖土工程勘察、設(shè)計(jì)與施工中的地質(zhì)勘察

3.1 明確勘察任務(wù)與目標(biāo)

在進(jìn)行工程的施工之前，巖土工程的勘察是一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作，同時(shí)，也是設(shè)計(jì)與施工的重要依據(jù)，其與工程施工的安全與質(zhì)量有著密不可分的關(guān)系。巖土工程勘察首要任務(wù)是明確勘察目標(biāo)與勘察任務(wù)。根據(jù)工程的類(lèi)型，勘察對(duì)象也有所不同，包括水利水電工程、公路工程以及民用建筑等。對(duì)于不同的勘察對(duì)象，其在勘察目標(biāo)與勘察任務(wù)上也有所不同，必須結(jié)合具體的工程類(lèi)型，制定科學(xué)合理的勘察目標(biāo)，并將具體的勘察任務(wù)進(jìn)行劃分。只有充分的明確了勘察任務(wù)與目標(biāo)，才能保障實(shí)際巖土工程的勘察工作開(kāi)展指明方向。

3.2 制定地質(zhì)勘察的方案

在明確勘測(cè)目標(biāo)與任務(wù)之后，要制定詳細(xì)、具體的地址勘察要求。在當(dāng)前階段，國(guó)家相關(guān)部門(mén)針對(duì)不同類(lèi)型的工程勘察，編制了相應(yīng)的勘察規(guī)范與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際勘察要求的指定上，需要以相關(guān)勘察規(guī)范與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo)，制定科學(xué)合理的勘察方案。首先，需要對(duì)勘察人員的具體任務(wù)予以明確的分配，并注重對(duì)其責(zé)任意識(shí)的提升，確保其能夠在實(shí)際的工作開(kāi)展中認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度來(lái)進(jìn)行。其次，在當(dāng)前階段，各種先進(jìn)的勘察技術(shù)應(yīng)用在了巖土工程的勘察中，要充分利用這些先進(jìn)的勘察技術(shù)，這對(duì)于有效提升勘察效率與質(zhì)量有著重要的作用。最后，在勘察任務(wù)之前完成之后，還要對(duì)其可行性進(jìn)行技術(shù)論證，確保其能夠?yàn)閷?shí)際巖土工程的勘察工作提供重要的指導(dǎo)。

3.3 完善地質(zhì)問(wèn)題評(píng)價(jià)體系

對(duì)于不同的地質(zhì)問(wèn)題，其給工程的施工所帶來(lái)的影響也有所不同。巖土工程勘察目的在于針對(duì)勘查中的地質(zhì)問(wèn)題采取一些有效的措施來(lái)避免去對(duì)工程施工造成不利的影響。因此，有效保障地質(zhì)問(wèn)題評(píng)價(jià)科學(xué)性與合理性尤為重要。在巖土工程勘察地質(zhì)問(wèn)題的評(píng)價(jià)體系中，需要對(duì)各種地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行全面而又詳細(xì)的考慮，與此同時(shí)，充分考慮不同地質(zhì)問(wèn)題可能引發(fā)的施工問(wèn)題，并對(duì)地質(zhì)問(wèn)題劃分相應(yīng)的等級(jí)，同時(shí)，以此作為工程設(shè)計(jì)與施工的重要依據(jù)，只有充分保障巖土工程勘察地質(zhì)問(wèn)題評(píng)價(jià)體系的科學(xué)與合理，才能為有效保障工程設(shè)計(jì)的可靠性創(chuàng)造了良好的環(huán)境。

3.4 加強(qiáng)地質(zhì)問(wèn)題防護(hù)與施工方案設(shè)計(jì)

對(duì)于不同的地質(zhì)問(wèn)題，其給工程的施工所帶來(lái)的影響也有所不同。相關(guān)的設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合具體的地質(zhì)問(wèn)題制定一些有效的防護(hù)措施，并合理的安排施工方案。另外，還要對(duì)防護(hù)措施與施工方案進(jìn)行可行性分析，一旦發(fā)現(xiàn)防護(hù)措施與施工方案中存在一些不合理之處，要及時(shí)地的去調(diào)整，確保設(shè)計(jì)能夠有效地避免地質(zhì)問(wèn)題對(duì)工程的施工帶來(lái)安全威脅，為保證工程能夠正常的開(kāi)展與順利的進(jìn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4 結(jié)語(yǔ)

由上可知，地質(zhì)問(wèn)題是巖土工程的勘察、設(shè)計(jì)與施工中的一項(xiàng)關(guān)鍵任務(wù)，必須對(duì)其引起充分的重視。只有有效保障巖土工程地質(zhì)勘察的準(zhǔn)確，才能為后續(xù)設(shè)計(jì)提供重要的依據(jù)，為保障建筑工程的安全與質(zhì)量創(chuàng)造良好的環(huán)境，這對(duì)于建筑行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展具有著至關(guān)重要的作用。