綜合勘察技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用

劉勇飛

摘 要：巖土工程勘察在巖土基礎(chǔ)性施工中占據(jù)著重要地位，通過巖土勘察可以準(zhǔn)確掌握施工現(xiàn)場的巖土情況。但目前，我國巖土工程勘察過程中運用的勘察技術(shù)仍較為單一，難以有效提升巖土勘察的精確度?；诖耍疚闹饕治鼍C合勘察技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用，以期提升巖土勘察數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為同類工程提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：綜合勘察技術(shù)；巖土工程勘察；大地電場巖性探測技術(shù)；多瞬面波技術(shù)；高密度電阻率技術(shù)

中圖分類號：TU195 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）16-0098-03

Application of Comprehensive Survey Technology in

Geotechnical Investigation

LIU Yongfei

Abstract： Geotechnical investigation plays an important role in the basic construction of rock and soil. Geotechnical investigation can accurately control the geotechnical condition of the construction site. But at present， the geotechnical investigation technology used in our country is still relatively simple， and it is difficult to effectively enhance the accuracy of geotechnical investigation. Based on this， this paper mainly analyzed the application of comprehensive survey technology in geotechnical engineering investigation， in order to improve the accuracy of geotechnical survey data and provide technical reference for similar projects.

Keywords： comprehensive survey technology；geotechnical engineering investigation；geoelectric field lithology detection technology；multi transient surface wave technology；high density resistivity technology

近年來，人們對巖土工程勘察工作情況給予了高度關(guān)注，且在實際勘察工作中根據(jù)市場情況不斷做出對應(yīng)的方案調(diào)整，一方面希望通過此方式能有效滿足市場實際需求；另一方面，逐漸提升巖土勘察的工作能力。目前，我國巖土勘察工作中所采用的技術(shù)已經(jīng)難以有效滿足巖土實際勘察的要求，且當(dāng)前市場發(fā)展情況也要求進(jìn)一步提升巖土勘察效率。因此，在技術(shù)方面就要不斷進(jìn)行創(chuàng)新。綜合勘察技術(shù)作為巖土勘察中較為重要的一項技術(shù)，主要是根據(jù)不同的巖土狀態(tài)而綜合采用不同種類的勘察技術(shù)實施綜合勘察。與我國傳統(tǒng)勘察技術(shù)相比，利用綜合勘察技術(shù)進(jìn)行巖土勘察能掌握較為精確的數(shù)據(jù)，而且還可以充分保障勘察數(shù)據(jù)的真實性[1]。因此，綜合性勘察技術(shù)被廣泛應(yīng)用于巖土工程勘察中。

1 工程案例

某地需要施工的位置主要處于平原及丘地相交接地帶，該地區(qū)的水文地質(zhì)情況比較復(fù)雜。因此，為了充分保障建設(shè)工程可以順利進(jìn)行，需要利用綜合工程勘察技術(shù)掌握較為準(zhǔn)確的地質(zhì)數(shù)據(jù)。該工程利用的勘察技術(shù)主要包括多瞬態(tài)面波技術(shù)、高密度電阻率技術(shù)、橫波反射技術(shù)和大地電場巖性的探測技術(shù)；而主要勘查設(shè)備有：垂直地震檢波器、二級數(shù)據(jù)裝置、SWS-4型多功能面波儀以及50根電極[2]。接下來筆者詳細(xì)分析綜合勘察技術(shù)在巖土工程中的具體應(yīng)用。

2 綜合勘察技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用

2.1 大地電場巖性探測技術(shù)的應(yīng)用

2.1.1 工作原理分析。大地電場巖性探測技術(shù)屬于一種新型的物探方法，其通過對太陽風(fēng)所產(chǎn)生的電磁波進(jìn)行接收，然后對地下不同深度介質(zhì)界面所產(chǎn)生的低頻反射電磁場信息進(jìn)行分析，以此來對地下介質(zhì)的界面進(jìn)行判斷識別[3]。通常情況下，可以利用該勘察技術(shù)對巖層界面、斷層、含水層和油氣層進(jìn)行判斷識別。該技術(shù)方法的主要原理是利用不同深度中巖石或者其他介質(zhì)所反射電磁波的速度和幅度的不同，來對其中不同深度的儲層性質(zhì)和巖性等情況進(jìn)行判斷。利用該勘測技術(shù)進(jìn)行巖性探測，便于工作人員掌握地質(zhì)勘察中的相關(guān)信息，同時結(jié)合反射電磁波幅度及速度之間的差異性有效判斷出不同深度地質(zhì)條件下的儲層性質(zhì)及巖性情況。

2.1.2 優(yōu)點。由于大地電場巖性探測技術(shù)優(yōu)點較多，已經(jīng)得到較為廣泛的運用。第一，攜帶方便、操作簡單。一般情況下，大地電場巖性探測技術(shù)所運用的探測儀器體積小，重量較輕，容易攜帶。此外，這些儀器操作簡單，可以由一個人進(jìn)行獨立操作。第二，探測過程中沒有噪聲，而且也不會出現(xiàn)廢棄物。第三，探測范圍大。第四，探測類型多樣，無論是何種介質(zhì)，都可以采用此方式進(jìn)行大范圍探測，并且還能獲得較為精確的數(shù)據(jù)[4-9]。第五，探測誤差小。此探測儀在探測中主要是接受大地低頻電磁波的信號，而不會受到管道、地下水及電壓等因素的影響，因此，探測結(jié)果精度較高。

2.2 多瞬面波技術(shù)的應(yīng)用

從物理學(xué)角度分析，面波在不同介質(zhì)中的傳播速度存在一定差異。針對這一情況，可以將瞬態(tài)沖擊力作為震源，使面波源源不斷地傳遞出來。此時，在脈沖荷載實際作用下，地面會產(chǎn)生一定的波動，使面波在傳播過程，利用傳感器采集并分析正處于垂直分布狀態(tài)的面波，然后結(jié)合此數(shù)據(jù)信息制作出對應(yīng)圖（如圖1所示）。之后，工作人員就可以根據(jù)曲線的變化規(guī)律對介質(zhì)類型進(jìn)行科學(xué)判斷，掌握巖土工程范圍中巖土的具體特性及相關(guān)地質(zhì)條件。

多瞬面波技術(shù)運用于本次巖土勘察工程中的特點是：第一，此探測方式主要結(jié)合面波情況及物理學(xué)特性對不同巖土的介質(zhì)情況進(jìn)行探測，在不同介質(zhì)下，其探測的深度不同；第二，該探測方法又可分為兩種，即穩(wěn)態(tài)法及瞬態(tài)法，工作人員在進(jìn)行巖土勘察時，可以結(jié)合現(xiàn)場情況調(diào)整勘察方式，以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2.3 高密度電阻率技術(shù)的應(yīng)用

由于本次巖土工程的施工范圍較大，且各巖土介質(zhì)存在顯著差異，因此，在實際勘察工作中，工作人員在現(xiàn)場施加電場，使大量電流進(jìn)入大地。由于不同巖土介質(zhì)中的去電導(dǎo)性存在差異，此時就可以結(jié)合這一特性分析電流的具體分布情況及變化規(guī)律，工作人員以此掌握巖土情況。在本次巖土勘察工作中，工作人員主要根據(jù)電流大小及電流傳播方向的改變情況而做出調(diào)整，然后比較兩次地面實際電場變化情況，根據(jù)不同部位的電阻率實際變化及具體規(guī)律，獲知巖土介質(zhì)所具有的導(dǎo)電性能，進(jìn)而有效判斷出巖土特性。

高密度電阻率技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢。第一，其能一次性布置電極裝置，而且在實際探測過程中也可以隨時調(diào)整電極具體的位置，從而便于快速、準(zhǔn)確掌握巖土不同介質(zhì)的數(shù)據(jù)情況。與常規(guī)方式相比，該方法還具有較高的精確度。第二，該方式能通過多種不同的排列方式進(jìn)行掃描及測量，進(jìn)而可以掌握較為全面的巖土信息。第三，利用該方式進(jìn)行勘察，工作人員在野外就能自動收集相關(guān)數(shù)據(jù)，同時還可以自動分析、處理巖土勘察中的信息，進(jìn)而結(jié)合巖土勘察的數(shù)據(jù)制作出曲線圖。

2.4 橫波反射技術(shù)的應(yīng)用

該探測技術(shù)和上文多瞬面波技術(shù)具有一定的相似性，即都是結(jié)合物理學(xué)和橫波所具有的特征實施探測。由于地震波的傳播速度在不同介質(zhì)中的速度不同，此時所產(chǎn)生的反射波也出現(xiàn)較大差異。在此情況下，安裝一個地表檢波器，有效接收反射橫波的信號，同時記錄反射波時間、長短及速度，工作人員就可以掌握巖土工程中的介質(zhì)情況，并且可以掌握地質(zhì)結(jié)果具體的信息，橫波反射圖見圖2。與縱波反射技術(shù)比較，橫波反射技術(shù)所獲得反射波較為明顯，在垂直分辨率方面也比較高。除此之外，此技術(shù)在本次巖土勘察中，工作人員結(jié)合橫波傳播的速度能迅速掌握巖土的勘察情況，對提升巖土探測精確性方面也有重要意義。

在實際運用過程中，波動強度能結(jié)合振幅的大小或是震動能力強弱進(jìn)行判斷。入射角度大小與反射界面中波阻抗值有一定聯(lián)系。因此，工作人員在勘察中需要提前做好界定，即將介質(zhì)波阻抗值定義成勘察中此波傳播的速度，然后和介質(zhì)的密度大小相乘，在界面上就會出現(xiàn)不同波阻抗值，能通過界面的發(fā)射而掌握巖體情況。

在此次巖土勘察工程中，首先，記錄反射橫波情況，從宏觀上掌握幾組追蹤的橫波。其次，通過鉆孔的方式掌握巖土的地層情況，在地層剖面中可以了解其特征是第四紀(jì)沖擊的地層，北面比較薄，而南面較厚。根據(jù)這些地層信息及剖面時間變化情況，工作人員就可以根據(jù)具體特征掌握本次巖土勘察所需要的數(shù)據(jù)信息，如表1所示。

3 結(jié)語

在巖土工程勘察過程中，采用綜合勘察技術(shù)可以更好地提升巖土勘察工作中所獲得數(shù)據(jù)的精確性。但是，綜合勘察技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用需要考慮不同勘察技術(shù)的優(yōu)點與局限性。因此，勘察人員只有對不同的勘察技術(shù)具有全面、透徹的了解，才能保證綜合勘察技術(shù)在巖土工程勘察中得到良好的應(yīng)用。

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