工程地質勘察與建筑地基基礎設計中的問題及優化措施

摘 要：工程地質勘察與建筑地基基礎設計是工程建設的重要環節，其質量直接關系到建筑物的安全性和穩定性。隨著建筑技術的發展，工程地質勘察面臨著越來越多的挑戰?；诖耍疚年U述了工程地質勘察與地基基礎設計的重要性，深入分析了工程地質勘察和地基基礎設計中存在的主要問題，并提出了相應的優化措施，旨在為工程地質勘察與建筑地基基礎設計提供科學、高效的方法指導，確保建筑工程的安全可靠。

關鍵詞：工程地質勘察；建筑地基基礎設計；風險評估；信息技術文章編號：2095-4085（2024）06-0151-03

0 引言

工程地質勘察與建筑地基基礎設計是確保建筑工程安全、穩定及經濟的關鍵環節。面對日益復雜的建設環境和提升的技術要求，這兩項任務的挑戰也隨之增加。從地質數據的精準獲取到勘察技術的現代化，再到風險評估的精確性，每一步都對工程的成功至關重要。尤其是在數據獲取不足、技術更新滯后及風險評估不準確等問題頻出的背景下，尋找有效的優化措施變得尤為迫切。隨著信息技術的快速發展，如何利用這些新技術提升勘察與設計的效率和準確性，已成為工程地質勘察領域面臨的重要課題。探索現代技術在勘察與設計中的應用，不僅可以提高工作效率，還能顯著提升工程質量和安全性，為建筑工程的可持續發展提供強有力的支持。

1 工程地質勘察與地基基礎設計的重要性

在進行建筑項目規劃和實施的過程中，工程地質勘察與地基基礎設計起著至關重要的作用。這一環節不僅決定了建筑物的穩定性和安全性，也直接關系到工程成本的合理控制及后期維護的便利性。通過細致入微的工程地質勘察，能夠準確掌握建設地點的地質條件，包括土壤類型、地下水位、巖石特性及其分布情況等，這些因素是評估地基承載力和預測可能存在的地質風險的基礎。只有充分了解這些關鍵信息，才能科學合理地進行地基基礎設計，選擇最適合的基礎類型，制定出針對性的加固措施，從而確保建筑物能夠在各種地質條件下安全穩定地運行。地基基礎設計的優化還有助于節約建設成本，避免因地質問題導致的重大工程事故，減少后期維護成本和維護工作的復雜性。工程地質勘察與地基基礎設計不僅需要運用先進的技術和設備，還需依托豐富的經驗和深厚的專業知識，通過多學科交叉融合，實現對地質環境的全面評估和深入分析，確保每一項建設決策都建立在科學嚴謹的基礎之上［1］。只有這樣，才能在建設過程中有效預防和控制各種地質風險，提高工程質量，延長建筑物的使用壽命，最終實現建設項目的成功和可持續發展。

2 工程地質勘察與地基基礎設計存在的問題

2.1 地質數據獲取的局限性

由于地質勘察通常受到技術、經濟、時間等多方面的限制，使得數據采集的范圍往往無法全面覆蓋項目所需的所有地質信息。這種局限性導致的數據不足或數據偏差，會直接影響到工程設計的準確性和可靠性，增加設計過程中的不確定性。在實際操作中，地質數據的局限性表現為對地下水位、土層結構、巖石物理化學性質等關鍵因素的認識不全面，進而影響到地基承載力的評估、地質災害的預測等重要方面。問題的根源在于當前地質勘察工作往往依賴于傳統的鉆探、取樣等手段，這些方法在深度和廣度上存在固有的局限。同時，地質環境的復雜性和變異性要求勘察工作具有更高的精度和更廣的覆蓋范圍，現有的技術和方法難以滿足這一要求，導致勘察結果無法全面反映地質條件的真實情況。

2.2 勘察技術方法的陳舊性

傳統的勘察技術，如直接鉆探、人工地質測繪等，在一定程度上已不能滿足現代工程建設對于地質信息精度和細節要求的提高。這些傳統方法在操作上耗時耗力，且在處理復雜地質環境時往往力不從心，難以精確識別地下隱蔽結構，如斷層、空洞等，從而影響到工程安全評估的準確性和可靠性。傳統技術在數據處理和解釋方面存在局限，難以有效應對地質數據的復雜性和多樣性。這種技術方法的陳舊性，根本原因在于缺乏創新和技術升級，導致勘察手段與時代發展和工程需求之間出現脫節。隨著建設項目對地質勘察精度和效率要求的不斷提高，傳統勘察技術方法的局限性日益凸顯，迫切需要通過技術創新和方法優化，提升勘察工作的效率和準確性，以適應復雜多變的工程地質條件。

2.3 風險評估過程的不準確性

風險評估過程的不準確性是工程地質勘察與地基基礎設計領域中的一個顯著問題，直接影響到工程安全和投資效益?，F有的風險評估模型在處理復雜地質環境下的不確定性和變異性時存在明顯弱點，如模型過于簡化地質條件、忽略地質環境變化的動態性以及評估參數選擇的主觀性等。這些弱點導致風險評估結果無法真實反映工程地質條件的實際風險，進而影響到工程設計和決策的準確性。具體表現為在預測地質災害（如滑坡、地面沉降）發生的概率和影響程度時，存在較大的誤差，不能為工程設計提供準確的風險依據。問題發生的根本原因在于當前風險評估模型未能充分整合地質勘察數據、歷史災害數據以及地質環境的動態變化信息，缺乏對復雜地質條件下不確定性的有效處理機制，以及在模型建立和參數選擇上的主觀性和片面性。

3 建筑工程地質勘察與地基基礎設計的優化措施

3.1 優化地質數據的采集與分析

采用高分辨率地質勘察技術如地面穿透雷達（GPR）、三維地震勘探技術和無人機航空攝影，能夠提供對地下結構的連續、高精度探測。GPR技術能夠有效識別土壤層結構、地下水位和巖石界面，而三維地震勘探技術可以深入探測地層深處的巖石屬性和結構特征，無人機航空攝影則可用于獲取地表地形和植被覆蓋情況的高分辨率圖像［2］。這些技術的綜合應用，大大提升了勘察數據的精確度和覆蓋面，為地基基礎設計提供了堅實的數據基礎。實施多源數據的集成分析，通過地質信息模型（GIM）和地理信息系統（GIS）技術，實現不同數據源的有效融合。這包括但不限于地形地貌數據、地下水數據、土壤類型數據等，通過集成分析這些數據，可以構建出更為準確和全面的地質模型。這種立體和動態的模型有助于全面評估地質風險，提供更為科學的地基設計方案。應用機器學習和人工智能技術對收集到的大量地質數據進行深入分析。這些技術能夠識別數據中的模式和趨勢，預測潛在的地質問題，提高風險評估的準確度和效率。例如，通過分析歷史地質數據和當前勘察數據，機器學習模型能夠預測特定地區可能發生的地面沉降或滑坡等地質災害，為采取預防措施提供依據。這種預測性分析為地基基礎設計的風險管理提供了強有力的工具，確保設計方案的安全性和可靠性。

3.2 創新勘察技術與方法論

地球物理勘察技術的應用，尤其是電阻率成像技術和地震反射法，提供了一種高效的非侵入式地下探測手段。電阻率成像技術通過測量地下電阻率分布的變化，能夠揭示地下水位、土壤含水量以及巖石類型等關鍵信息，而地震反射法則利用地震波在不同地質界面上的反射特性，精確映射地下巖層結構和斷層分布。這些技術能夠提供比傳統鉆探更為連續和細致的地質剖面圖，極大地提高了對地下條件的認識精度，為地基基礎設計提供了可靠的數據基礎。無人機（UAV）與衛星遙感技術的結合使用，為地質勘察開辟了新的視角。無人機搭載的高分辨率相機和多光譜傳感器可以快速獲取大范圍的地表數據，包括地形地貌、植被覆蓋和土壤類型等信息，而衛星遙感技術則能夠提供更為廣闊區域的地質信息，包括地質災害監測和長期環境變化分析。這些技術的應用，不僅能夠顯著提升地質勘察的效率和范圍，還能夠實現對難以接近區域的高效勘察，確保了地質數據的全面性和代表性。地質模型的高級建模與模擬技術，如三維地質建模和數值模擬，使得工程師能夠在計算機中重建復雜的地質環境，進行地質過程的模擬和分析。這些技術不僅能夠基于現有數據預測地質結構，還能模擬地下水流動、巖土力學行為等關鍵因素，為地基基礎設計提供了深入的理論分析和科學依據。通過這些模型，工程師能夠在設計階段預見潛在的地質問題，優化設計方案，提高工程的安全性和經濟性。

3.3 提高風險評估的準確度與效率

在提升風險評估的準確度與效率方面，采取的策略需針對性強，操作性高，并具有明確的實施路徑。關于高精度地質數據的獲取，策略的核心在于利用地面穿透雷達（GPR）、電阻率成像技術及無人機航空攝影等現代地質勘察工具。這些技術能夠深入地下，獲取關于土壤層結構、巖石特性和地下水位等詳細信息。具體實施時，應根據工程地質條件的復雜性選擇合適的勘察技術，比如在巖石地質條件復雜的區域使用電阻率成像技術，以提高數據的準確性和代表性。無人機航空攝影適用于廣闊或難以接近的區域，能夠迅速獲取地表特征和變化情況，為地質風險評估提供寶貴的地表數據。在數據處理與分析方面，采用地質統計學方法和地質信息系統（GIS）進行高效管理和分析是關鍵［3］。通過建立地質數據庫，對收集的數據進行系統化管理，利用GIS技術進行空間數據分析，可以更好地理解地質條件的空間分布特性。地質統計學方法如半方差分析和概率模型，可以用于分析地質數據的變異性，預測地質風險的分布和概率，從而提供更為科學的風險評估結果。這要求工程團隊不僅需要掌握先進的數據處理軟件和技術，還需要具備扎實的地質統計學知識，以確保數據分析的準確性和有效性。建立地質風險動態監測系統是提升風險評估準確度與效率的重要措施。實施策略包括部署地表位移、深部位移監測儀器和地下水位監測設備等，通過這些設備可以實時監控地質環境的變化，及時發現潛在的風險。為了有效實施這一策略，需要進行詳細的監測點布局設計，選擇合適的監測設備，并建立數據實時傳輸和處理系統。這樣可以確保在地質條件發生變化時，能夠快速響應，及時調整工程設計和施工方案，有效預防和控制地質風險。

3.4 加強勘察與設計方案的實施監督

為確保建筑工程的建設質量和進度，有必要在勘察和設計方案實施前對其進行監督。在項目的執行過程中，項目管理團隊可以采取以下措施以確?？辈旌驮O計方案的執行效果，以確保項目的安全、高效和可持續發展。構建項目管理與信息共享平臺的策略目的是通過技術手段實現項目信息的實時更新與共享［4］。利用項目管理軟件與地理信息系統（GIS）的整合，可以創建一個集中的、動態的管理平臺，使所有項目參與者——包括工程師、設計師、施工隊伍及項目管理人員都能夠實時訪問到最新的勘察數據、設計方案和施工進度信息。這種平臺支持項目文檔的數字化管理，確保設計變更和項目進展得到即時更新和廣泛傳播，從而提高決策的時效性和項目執行的一致性。平臺可以支持可視化工具，如三維模型和進度時間線，幫助參與者直觀理解項目狀態，促進跨部門和跨專業的溝通協作，降低項目延誤和成本超支的風險。先進監測技術的應用是確保工程建設質量和進度符合設計預期的有效手段。通過部署GPS測量技術、自動化監測儀器和傳感器網絡等，可以對工程建設的關鍵階段進行全面監控，包括地表位移、結構變形和環境參數等。這些實時監測數據不僅對于及時發現施工問題和潛在風險至關重要，還能為項目管理團隊提供科學依據，用于評估施工方案的有效性、調整工程計劃或采取緊急措施。此策略要求高度的技術集成和數據分析能力，以確保監測系統的準確性和反應速度，實現對項目風險的前瞻性管理。建立嚴格的質量控制與審查機制是保障工程質量和設計精準實施的基礎［5］。這涉及到設計審查、施工審查以及第三方審計等多個環節，通過專業的審查團隊對工程設計的合理性、施工過程的規范性進行全方位的評估。該策略強調了標準化和規范化的審查流程，確保所有設計和施工活動都符合行業標準和法規要求，及時糾正項目實施中的偏差。同時，引入第三方審計，提供獨立的評估報告，增加項目透明度和公信力，為項目參與方提供客觀的質量保證。

4 結語

在工程地質勘察與建筑地基基礎設計中，優化勘察流程、引進創新技術、提升風險評估效率及加強實施監督是提高項目成功率的關鍵。這一過程要求工程團隊不僅掌握先進技術和方法，還需具備高效的項目管理能力和跨學科協作精神。通過這些措施，可以確保工程設計與實施的科學性、合理性，為建筑工程的安全、穩定與經濟性提供堅實支撐，確保其在復雜地質條件下順利完成。

參考文獻：

［1］李榮先.淺談巖土工程地質勘察與地基基礎設計的應用［J］.中國設備工程，2020（7）：217-219.

［2］王錦.建筑工程中地質巖土勘察與地基處理技術［J］.建材發展導向（下），2022，20（7）：110-113.

［3］嵇國強，薛戴康，謝杰.巖土工程地質勘察與地基基礎設計的應用分析［J］.價值工程，2021，40（5）：119-120.

［4］劉穎.建筑工程地質勘察中存在的問題與對策研究［J］.數碼-移動生活，2022（5）：91-93.

［5］王翔.巖土工程地質勘察與地基基礎設計的應用分析［J］.現代裝飾，2022（28）：13-15.