淺析巖土工程勘察存在的技術難題及解決措施

王之軍

（大同市建筑設計研究院 山西大同 037000）

我國工程地質勘查專業(yè)經十余年的發(fā)展，已全面朝著巖土工程勘察趨向發(fā)展，相關技術人員的能力與素養(yǎng)均處于不斷更新的狀態(tài)中[1]。伴隨著城鎮(zhèn)化進程的推進，城市基礎設施項目與高層建筑陸續(xù)涌現(xiàn)出來，以往采用的常規(guī)工程勘查方法與手段已難以迎合現(xiàn)代建筑設計的需求，工程勘查技術方面存在的很多問題噬待解決。

1 巖土工程勘察特征分析

與普通場地的建筑工程勘察相比較，巖土工程勘察具有如下幾種特征：在平面上以帶狀式部署，寬度相對較窄，但具有一定的可延伸性，能夠穿越多種地質形態(tài)和地貌單元，在運行過程中會承受數(shù)種不良地質；路基在運行過程中承受的載荷量相對較小，但是對于高等級工程地段而言，其對沉降特別是不均勻沉降，均提出相對較高的要求。

在對勘察方法進行選擇之前，需結合勘察時段要求的內容與深度、工程級別、工程規(guī)模以及作業(yè)的難易程度等因素進行。例如，對于可行性研究勘察時段而言，主要任務是采集資料并進行現(xiàn)場實地勘察。而初步勘察時段以進行工程地質測繪、調查、物理探測、鉆孔探測、原位測試以及室內試驗等為主，詳細勘察時段鉆探、原位測試以及室內試驗占主導，只有在情況特殊時，才進行物理探測與工程地質測繪，借此方式去實現(xiàn)對公路工程地質條件有整體性認識[2]。

2 巖土工程勘察存在的技術難題

2.1 界面的規(guī)劃問題

該類問題多體現(xiàn)在巖土體與巖石風化程度的界面規(guī)劃、判斷地質構造與軟弱結構面及不良地質體地質界面規(guī)劃等方面上。

2.2 地質形態(tài)問題

主要是對地下物體、空洞及其排布形式、埋設方位及深度等信息缺乏確切掌握。

2.3 巖土參數(shù)問題

多針對那些不易于獲得原始巖土樣與難以進行室內、外試驗的巖土層，后者以粗顆粒土、殘積土與風化巖等為主。導致在勘察作業(yè)中技術人員難以確定承載能力、形變量等指標。

2.4 綜合能力的問題

多體現(xiàn)在部分勘察技術人員針對勘察各專業(yè)的野外和室內初始資料，缺乏梳理、采集與應用的能力，也缺乏精確辨識真假、總結等能力。對與建筑結構設計方面相關的知識缺乏全面掌握，經常導致巖土勘察作業(yè)目標缺乏明確性，造成所供應的勘察信息不符合工程設計與施工的相關需求[3]。

2.5 技術素質的問題

多數(shù)勘察技術人員知識面狹窄與缺乏深度性方面體現(xiàn)。此外，與巖土勘察作業(yè)相關的各個專業(yè)尚未建立良好的內部溝通與技術交流機制，造成各專業(yè)對自己服務對象與技術發(fā)展趨勢缺乏充分了解，此時他們面對大型項目與復雜工程時經常手忙腳亂，不能合理應用相關技術辦法去處理所面對的技術性問題。

3 解決巖土工程勘查作業(yè)技術問題的方法

3.1 運用計算機技術

在科學技術日新月異的時代中，計算機技術得到很大的發(fā)展與進步，在社會各個行業(yè)中有廣泛的應用，并取得良好的應用效果。若能將計算機設備應用到巖土工程勘察作業(yè)中，其通常能協(xié)助技術人員獲得連續(xù)性的地質界面，進而實現(xiàn)有效處理工程勘察期間的漏判、地質界面規(guī)劃不精確等現(xiàn)實問題，此外在計算機技術的協(xié)助下，傳統(tǒng)巖土勘察作業(yè)中很多技術難題也會迎刃而解，例如地下工程空洞的排布、形態(tài)、方位和深度等。計算機技術在巖土工程勘察中的應用，具有局限性小、成本低廉、時間耗用少、勘探精確度高等優(yōu)勢。盡管該種技術具備很強的適用性，但可靠性相對較低。在現(xiàn)實勘察作業(yè)中，針對一些結構相對復雜的巖土工程技術難題，需積極應用鉆探和多類物探手段聯(lián)合法進行解決，進而有效補充單一技術方面存在的缺陷，促進效能的發(fā)揮[4]。

3.2 工程物探技術

最近幾年中，在先進科技的引領下，工程物探技術完善度不斷提升，當下國內工程地質勘察作業(yè)中常用到的物探技術以、TEM法、CT法、地下管線探測技術、地質雷達技術、高密度電法與多波地震映象法等為主，與其相關的技術原理以彈性波理論、電學原理及電磁波理論等為主。在現(xiàn)實的勘察作業(yè)中，部分情景下應用了一些實時信息采集與處理的工程物探設備，這是推進巖土工程勘察進程、提升采樣密度與采集信息量、降低作業(yè)成本的有效辦法之一。勘察野外作業(yè)環(huán)境復雜、氣候多變，此時建議技術人員綜合應用工程物探技術，進而實現(xiàn)對滑動面、空洞、不明物體、各類斷層等復雜地質結構的有效勘查，明確地質形態(tài)、埋藏的具體方位與深度、排布形式和特征等，以進一步提升勘探數(shù)據(jù)信息的精確度。針對不同介質界面的確定方面存在問題，為獲得準確的地質界面信息并維持勘察作業(yè)運行的連貫性，可用連續(xù)加密測點的方法。有研究指出，因為工程物探技術的適用范疇廣寬，故此比其他常規(guī)的鉆探技術能更快速、更精確的獲得有勘察任務相關的數(shù)據(jù)信息，信度與效度“雙高”[5]。

3.3 重視新試驗測試技術的運用

對于原狀巖土樣本的地質介質獲取難度相對較大的勘察作業(yè)，可應用波速測試、大應變技術等新技術，相關人員對以上測試中所獲得的數(shù)據(jù)信息及資料可進行對照與解析，并采用圖表等方式去統(tǒng)計現(xiàn)實測試中所得的數(shù)據(jù)，進而解讀期間存在的關聯(lián)性，摸索相關規(guī)律，結合過去工程勘察中總結的經驗與知識進行判別與分析，進而能促使巖土工程勘察設計參數(shù)精度與可靠性的同步提升，同時也能獲得工程地基變形損壞形式、樁基的承載能力、邊坡結構的安穩(wěn)性與形變能力、擋土結構的破壞模式及形變特征、地下水滲透流淌、風化巖的變形指標和承載能力等參數(shù)?？梢姡聹y試技術的應用，能夠為巖土工程后期設計與施工作業(yè)提供良好的勘察成果，有助于維持工程施工的安全性和可靠性。

4 工程實例

工程方擬定在山體側建設居民住宅小區(qū)，處于決定建設場地順沿山脊走向呈長條狀，長約為2.3km，寬約為0.6km，占地總面積約為1615畝，預計建設的建筑體是多層（3～6層）住宅與（2～3層）別墅及少部分公共建筑（商場、學校、衛(wèi)生院、儲蓄所、俱樂部等）。建設方按照工程使用功能將該工程項目細化為A-F等六個區(qū)，山體北部是A-C區(qū)，山體南部是D-F區(qū)。

該工程占地面積相對較大，屬于丘陵地貌、地形相對復雜、山體陡峭，部分地段基巖直接袒露，同時跨越數(shù)個地層單元。基巖以花崗巖為主，局部地段有斷層，巖石的裂隙發(fā)育相對良好，和山脊走勢相垂直的450m范疇中就排布了15條巖脈。各類巖石、巖脈風化程度不一。在對該巖土工程進行勘察作用過程中，共布設1010個勘探點，對建設場地巖土體進行系列性的室內外試驗與測試，具體的勘察工作如下：

（1）結合山地地層結構相對簡單、鉆機搬運困難等現(xiàn)實條件，擬定把物探、井探、槽探技術應用于難以進行鉆探的山頂、陡坡等處，綜合應用多種勘察技術，能有效彌補井探和槽探的勘探深度有限的不足，促進勘察作業(yè)進展的同時也降低了資金投入量。

（2）對不同勘察技術進行對比驗證，獲得施工場地各巖土層的對比參數(shù)，以提升勘探資料的精確度與可靠性。例如將室內巖土試驗結果與靜載荷板試驗結果進行解析、對照，構建其間和地基承載力和變形指標間的相關性[6]。

（3）本工程在施工期間，將花崗巖殘積土設為持力層，而大量巖脈穿越其中，其風化程度不一，進而導致巖石硬軟度不同。為提升巖土設計參數(shù)的精度，本試驗中擬定進行7臺載荷板試驗，進而獲得不同花崗巖殘積土的承載力特征值和變形模量。結果顯示所獲得的地基承載力特征值比傳統(tǒng)方法所提供的提高了約1.6倍，變形模量提升了3倍有余，協(xié)助工程勘察單位獲得較大的經濟效益。

5 結束語

大量的工程實踐表明，科學的選用工程物探技術與傳統(tǒng)的勘探技術，是處理巖土工程勘察作業(yè)中技術問題的有效辦法之一。但是總結長期的實踐經驗，筆者認為任何勘察技術均有一定的局限性與適用性，為有效的處理一些結構復雜的巖土工程勘察作業(yè)中存在的技術問題，就一定要對多種勘察手段聯(lián)合應用，相互補充、相互驗證，進而不斷提升勘察數(shù)據(jù)信息的精確度與可靠性。