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地质工程勘察在工程设计和施工中的作用
摘要:地质工程勘察在工程设计和施工中发挥着至关重要的作用。本文围绕施工现场地质勘察对施工工艺选择、桩基施工方案、爆破施工工艺、实时监测进行了深入探讨。地质勘察作为工程前期必不可少的环节,对于工程施工的安全性、稳定性以及效率提升具有显著的影响。
关键词:桩基施工;爆破施工;实时监测;隧道施工
引言:
地质工程勘察在土木工程中占据着至关重要的地位,它对工程设计和施工全过程产生深远影响。各项工程施工中,地质条件的复杂性常常对施工工艺及方法提出了严格要求。因此,深入研究地质勘察对工程施工各方面的影响,对于提高工程质量、降低施工风险、确保工程安全具有重要意义。
1.施工现场地质勘察指导施工工艺选择
地质工程勘察在工程设计和施工中扮演着至关重要的角色。其作用不仅仅限于提供地质情况的描述,更在于为工程设计和施工过程中提供准确、全面的地质信息,指导合适的施工工艺选择,并确保工程的安全、稳定和可持续性。施工现场地质勘察是确保工程安全的重要前提。通过对地质条件进行详尽的调查和分析,可以发现潜在的地质灾害风险,比如地质构造、岩层稳定性、地下水位等因素。这些信息能够帮助工程师和设计团队制定相应的施工方案,采取必要的防范措施,避免地质灾害对工程施工和使用阶段的不利影响。了解地层构造、地质地貌和土壤特性等信息,有助于工程师在设计阶段选择合适的建筑材料、结构形式和基础设计方案。例如,在设计地基工程时,地质勘察可以提供土壤承载力、沉降特性等数据,指导合理的基础类型和尺寸选择,确保工程稳定性和耐久性。此外,地质勘察也直接影响着施工工艺的选择和实施。根据地质调查结果,施工团队可以针对不同地质条件采取相应的施工工艺和方法。例如,对于复杂的地质结构,可能需要采用特殊的支护措施或者爆破技术来确保施工的顺利进行。而在不同的地质条件下,挖掘、爆破、开挖和填土等施工工艺的选择都需要根据地质特点做出相应的调整和优化,以减少工程风险并提高施工效率[1]。
2.地质勘察对桩基施工方案的影响
地质勘察在桩基施工方案设计中发挥着至关重要的作用。桩基工程是指通过在地下打入桩体来传递建筑物或结构的荷载到更深的土层或岩层,以保证建筑物稳定性和承载能力。地质勘察直接影响着桩基工程设计的合理性和施工方案的选择。在进行桩基工程设计之前,地质勘察需要充分了解地层的性质、岩土特性、地下水位等情况。例如,假设一座建筑物需要在一个地区进行桩基施工,地质勘察发现该地区地下土层主要由坚硬的岩石组成,且地下水位较深。这种情况下,选择合适类型的桩和施工方法变得至关重要。针对这种地质情况,工程师可能会选择采用钻孔灌注桩作为建筑物的基础。钻孔灌注桩适用于较硬的岩层,能够在岩石中钻孔并灌入混凝土,形成承载能力强大的桩基。而在地下水位较深的情况下,还需要考虑抗浮桩的设计,以防止桩基受到地下水的浮力影响。此外,地质勘察还可以影响桩基的长度和直径的确定[2]。通过对地层进行探测和分析,工程师可以确定桩基需要穿透的土层深度以及不同地层的承载能力。这些信息直接影响着桩基的尺寸设计,确定合适的桩长和直径,以确保桩基能够充分承载建筑物的荷载,并与地层形成稳固的连接。地质勘察还能够帮助工程师预测可能存在的地质风险,如地层不稳定、岩溶地貌等,从而在设计桩基施工方案时采取相应的加固措施,确保桩基工程的安全可靠性。
3.地质工程勘察指导爆破施工工艺
爆破施工是在岩土工程中常用的一种破坏岩石或土壤的方法,以便进行开挖、基础建设或地下工程等。地质工程勘察在爆破施工工艺中起到关键作用,因为它提供了关于岩石性质、地层结构、地下水位等方面的信息,为合理选择爆破参数、制定安全施工方案提供了依据。假设在一个岩土工程项目中,地质勘察显示目标区域的地层主要由片状岩石构成,岩石的脆性较强。在这种情况下,进行爆破施工需要精确控制爆破参数,以确保安全、高效地进行爆破作业。根据地质勘察结果,工程师可能会采用适当的装药方式和爆破方案。针对片状岩石的脆性,可能会选择分段钻孔爆破技术,即在岩石表面进行分段钻孔,并在孔内填充合适的爆破药剂,以控制爆破范围和破碎程度,避免岩石过度破碎或产生大量细碎颗粒,影响施工质量和后续工作的进行。地质勘察还可以影响爆破的起爆顺序和方式。根据岩石的脆性、密度等特性,合理安排爆破点的起爆顺序,控制爆破冲击波的传播方向和强度,以减小对周边环境的影响,确保工程安全进行。比如,对于某些地质条件较差、容易发生岩层错动的区域,可以通过控制爆破点的起爆顺序和方式来减少岩层错动可能带来的风险。地质勘察还有助于确定爆破震动参数。通过对地质条件的分析,可以预测爆破震动对周边环境和结构物可能造成的影响。根据地质勘察结果,可以制定出相应的爆破参数限制,确保施工过程中的爆破震动不会超出环境和结构物的安全范围。
4.施工过程中地质勘察的实时监测作用
地质工程勘察在施工过程中的实时监测作用是至关重要的,通过持续性的监测和数据收集,帮助工程团队及时了解地层变化、地质灾害风险和施工影响,从而及时调整施工策略、采取预防措施,确保工程安全、稳定进行。在施工过程中,地质勘察的实时监测能够及时发现地层变化。例如,在进行基坑开挖或隧道掘进等工程过程中,地质情况可能会随着施工的进行而发生变化,如地下水位的变化、岩层断裂或滑动等。实时监测可以利用各种地质监测设备,如地下水位监测器、应变计、位移传感器等,对地下情况进行连续监测,及时发现并记录地质变化,为工程调整和应对提供重要数据支持。地质灾害如滑坡、泥石流、地面沉降等,可能会对工程施工和周边环境造成严重影响。通过安装监测设备,可以实时监测地表位移、地下水位、岩体应力等指标,一旦监测数据显示异常,可以及时发出预警信号,采取必要的防范措施,减少地质灾害对施工的影响,确保施工安全。此外,实时监测还能帮助优化施工方案和调整施工参数。通过持续收集地质数据,工程师可以对施工参数进行实时调整,比如针对地下水位变化调整抽水量、对地层变形进行评估并及时调整支护结构,从而保证施工的高效进行,并在施工过程中最大程度地降低地质风险。例如,在地铁隧道施工中,实时地质监测常常采用地下水位监测、地表位移监测等手段。一旦监测到地下水位剧烈上升或者隧道周边地表位移增加,工程团队可以立即采取措施,如加大抽水量、增强地下水管控措施,以防止隧道工程因地下水渗透而受到影响。
结语:
地质工程勘察在工程建设中的关键性不容忽视。本文综述了施工现场地质勘察在施工工艺选择、桩基施工方案、爆破施工工艺以及实时监测等方面的重要作用。这些方面凸显了地质勘察对工程施工各阶段的指导和影响,体现了其在保障工程安全、稳定和高效进行中的至关重要性。未来工程实践中,必须充分重视地质勘察所提供的细致数据和详尽信息,以确保工程施工过程中不仅高度安全可靠,而且在提高工程效率、优化施工方案等方面取得更好的成果。地质勘察是确保工程质量的基石,其全面性和准确性对于工程的顺利实施至关重要,应当成为未来工程建设的重中之重。
参考文献:
[1]古博洋,段晨曦.地质勘察对隧道施工方法的影响[J].地下工程与隧道建设,2021,8(3),56-68.
[2]管华清,李明华.施工现场地质勘察指导施工工艺选择[J].工程勘察与设计,,2022,15(2),102-115.