綜合勘察技術(shù)在巖土勘察中的有效解決對(duì)策

鄧雙建

（西北綜合勘察設(shè)計(jì)研究院成都分院，四川成都 610000）

0 引言

在傳統(tǒng)的巖土勘察工作中，采用的主要勘察手段為鉆探，近幾年來(lái)，科技的飛速發(fā)展促進(jìn)了行業(yè)的進(jìn)步，傳統(tǒng)鉆探勘察技術(shù)已經(jīng)不再適應(yīng)當(dāng)前巖土工程中的實(shí)際需求，同時(shí)當(dāng)前巖土工程勘察在精確性方面的要求也變得更加嚴(yán)格。因此，相關(guān)巖土工程勘察企業(yè)必須充分利用先進(jìn)的綜合勘查技術(shù)，一方面，在實(shí)際工作過(guò)程中充分發(fā)揮綜合勘察技術(shù)的功能優(yōu)勢(shì)，以此來(lái)提高勘察工作結(jié)果的準(zhǔn)確性。另一方面，在實(shí)際勘察工作開(kāi)展之前，對(duì)巖土的情況和地質(zhì)條件進(jìn)行綜合分析，在分析結(jié)果的基礎(chǔ)上選擇相應(yīng)的勘察技術(shù)，這才能保證勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1 巖土工程勘察中應(yīng)用綜合勘察技術(shù)的重要意義

近幾年來(lái)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步帶動(dòng)了巖土工程的快速發(fā)展，同時(shí)，巖土工程市場(chǎng)需求也逐漸增大，這就使得巖土工程勘察工作存在一些問(wèn)題，傳統(tǒng)的勘察技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)前先進(jìn)的發(fā)展需求。因此，建筑工程企業(yè)在對(duì)地域進(jìn)行巖土勘察工作過(guò)程中，要采用先進(jìn)的綜合勘查技術(shù)，這樣才能提高勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，相關(guān)企業(yè)必須重點(diǎn)關(guān)注巖土工程勘察領(lǐng)域中的先進(jìn)綜合勘察技術(shù)研究成果，將其高效應(yīng)用在勘察工作過(guò)程中，確保其能夠發(fā)揮其應(yīng)有的作用，這才能帶動(dòng)巖土行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

2 綜合勘察技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用

2.1 高密度電阻率技術(shù)

當(dāng)前科學(xué)技術(shù)水平日新月異，傳統(tǒng)的電法演變勘察技術(shù)在不斷更新過(guò)程中已經(jīng)發(fā)展為先進(jìn)的高密度電阻率技術(shù)，是一種新型的巖土工程勘察技術(shù)。由于不同類(lèi)型的巖土在特征方面存在一定的差異性，在此基礎(chǔ)上就能利用電場(chǎng)對(duì)巖土類(lèi)型的差異進(jìn)行綜合分析，在分析結(jié)果的基礎(chǔ)上就能判斷巖土的性質(zhì)。對(duì)于該項(xiàng)技術(shù)而言，其主要利用供電電機(jī)向地層輸送直流電流，首先要在巖土勘察區(qū)域內(nèi)建立電場(chǎng)，按照規(guī)定的順序和位置來(lái)安裝供電裝置，在操作過(guò)程中，結(jié)合電流的流向來(lái)及時(shí)改變其分布狀況，這樣就能準(zhǔn)確判斷巖土的性質(zhì)。此外，該項(xiàng)技術(shù)存在的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①能夠一次性布置好電極，同時(shí)也不會(huì)受到傳統(tǒng)勘察方法的干擾，而且在數(shù)據(jù)勘察過(guò)程能夠自動(dòng)完成，存在較高的準(zhǔn)確度；②數(shù)據(jù)采集過(guò)程存在較強(qiáng)的自動(dòng)化特性，提高數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和效率；③在數(shù)據(jù)采集完成以后，能夠及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，并計(jì)算出準(zhǔn)確合理的結(jié)果；④在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，能夠根據(jù)不同的測(cè)量形式，準(zhǔn)確的判斷巖層的信息。因此，對(duì)于巖土勘察工程實(shí)際操作過(guò)程而言，工作人員采用的勘察技術(shù)要確保能夠提高信息數(shù)據(jù)采集的速度、效率和準(zhǔn)確性，確?？辈旃ぷ髂軌蝽樌液侠淼剡M(jìn)行。

2.2 大地電場(chǎng)巖性檢測(cè)技術(shù)

對(duì)于大地電場(chǎng)巖性檢測(cè)技術(shù)而言，其主要是利用電磁波，以太陽(yáng)風(fēng)形成的電磁波形式將其傳輸?shù)讲煌疃鹊牡乇韮?nèi)，然后對(duì)電磁波的反應(yīng)信息進(jìn)行判斷。該過(guò)程主要涉及電磁波的速度、頻率和電阻率，最終就能通過(guò)相關(guān)記錄儀器的信息來(lái)判斷地下巖層和儲(chǔ)層的性質(zhì)，從而對(duì)巖土工程的勘察工作進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，保證其能夠順利完成且獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

2.3 多瞬面波技術(shù)

一般而言，對(duì)于不同的介質(zhì)，其在傳播面波方面的速度存在一定的差異性。因此，工作人員在對(duì)巖土進(jìn)行勘查過(guò)程中，可以利用震動(dòng)的方式產(chǎn)生面波，而且該過(guò)程存在一定的持續(xù)性，這樣就能通過(guò)對(duì)面波波動(dòng)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，然后進(jìn)行處理，以此來(lái)判斷振動(dòng)的幅度。對(duì)于多瞬面波技術(shù)而言，其也是借助不同介質(zhì)傳播不同速度面波這個(gè)原理，在巖土工程實(shí)際勘測(cè)過(guò)程中，技術(shù)人員利用重物發(fā)出一個(gè)瞬態(tài)的沖擊力，并將其作為震動(dòng)的源頭，然后就會(huì)向地層傳出面波，在此過(guò)程中，通過(guò)相關(guān)傳感器，工作人員可以綜合分析面波分布狀態(tài)，然后結(jié)合分析好的數(shù)據(jù)信息，將其繪制成曲線(xiàn)圖，借助曲線(xiàn)圖的變化規(guī)律來(lái)判斷巖土的性質(zhì)，這樣就能借助多瞬面波技術(shù)來(lái)完成巖土綜合勘察工作。

2.4 探地雷達(dá)勘探原理

對(duì)于探地雷達(dá)勘查技術(shù)而言，其又為GPR，通過(guò)電磁技術(shù)來(lái)全面勘查巖土工程地質(zhì)情況，勘察原理與高頻電磁波存在一定的相似性。以脈沖的形式將寬帶電磁波向勘查區(qū)域發(fā)射，然后根據(jù)電磁波的傳播形式和反射情況，對(duì)介質(zhì)的分布進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。在應(yīng)用時(shí)，通過(guò)相關(guān)儀器發(fā)射高頻電磁脈沖波，其在不同介質(zhì)中傳播時(shí)自身的電性參數(shù)存在一定的差異性，從而就會(huì)產(chǎn)生反射或散射現(xiàn)象，根據(jù)反射和散射的情況就能判斷地質(zhì)巖層的分布結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

3 綜合勘察技術(shù)在巖土工程中應(yīng)用的實(shí)例分析

對(duì)于某建筑工程項(xiàng)目而言，施工區(qū)域原先主要用作魚(yú)塘，同時(shí)，區(qū)域內(nèi)存在廢舊水渠，這就使得該區(qū)內(nèi)地質(zhì)條件含水量較高，部分地區(qū)出現(xiàn)了富水性病害，這在一定程度上會(huì)給后期施工工作順利開(kāi)展造成不利影響。因此，建筑工程企業(yè)必須對(duì)該區(qū)域進(jìn)行全方位且準(zhǔn)確的勘察，才能為后期施工工作的順利開(kāi)展提供具體的信息理論依據(jù)。

3.1 勘察技術(shù)的選擇

分析工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，該工程地貌為丘陵，存在高低起伏現(xiàn)象，且主要?jiǎng)澐譃榕_(tái)階接近于山丘頂部、臺(tái)階比第一個(gè)臺(tái)階低2～2.5m、臺(tái)階位于山丘最底部這三個(gè)臺(tái)階，表土層的性質(zhì)為人工回填土，而且土中包含大量的磚塊、瓦礫等建筑廢材料，土壤的密實(shí)度較低。因此，在實(shí)際施工工作開(kāi)展之前，建設(shè)工程企業(yè)主要采用綜合勘察技術(shù)對(duì)該處巖土工程進(jìn)行準(zhǔn)確的勘察，使用到的技術(shù)主要分為高密度電法、淺層地震反射法以及探地雷達(dá)等三種。在實(shí)際勘察現(xiàn)場(chǎng)，一共布置了9 條高密度電法測(cè)線(xiàn)、7 條淺層地震測(cè)線(xiàn)以及15 條探地雷達(dá)測(cè)線(xiàn)。

3.2 巖土工程區(qū)域的地球物理概況

3.2.1 巖性差異

在對(duì)該巖土工程進(jìn)行實(shí)際綜合勘查之前，工作人員首先對(duì)該區(qū)域前期的地質(zhì)資料和狀態(tài)資料進(jìn)行綜合分析，在分析結(jié)果基礎(chǔ)上判斷出該區(qū)域的地質(zhì)分層結(jié)構(gòu)從上往下主要為：雜填土層、粉質(zhì)粘土層、卵石層和基巖層。因此，從施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行分析，卵石層存在穩(wěn)定的地下水且最大深度為7m，最小深度為5m，存在明顯的電阻率差異，這就為電阻率探測(cè)法提供了良好的便利。

3.2.2 波阻抗和波速差異

施工人員對(duì)該施工區(qū)域的地震地質(zhì)條件進(jìn)行綜合調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，不同土層在速度方面存在較為明顯的差異。因此，可以利用淺層地震反射波法來(lái)對(duì)該工程區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確的勘察。對(duì)于雜填土層、粉質(zhì)粘土層、卵石層以及基巖層，各個(gè)巖層之間的地震縱波速度參考表如表1 所示。

表1 各個(gè)巖層縱波速度參考

3.3 勘察結(jié)果分析

（1）高密度電法。由于該工程區(qū)域存在一定的特殊性，卵石層的深度范圍在0～8m，強(qiáng)風(fēng)化帶泥巖的底層深度范圍在8～18m，而風(fēng)化帶泥巖的底層深度大于18m。因此，工作人員在布置電極時(shí)，主要采用α、β 兩種方式，而且，兩種布置方式之間的間距為3m。

（2）淺層地震反射法。在利用淺層地震反射法時(shí)，工作人員主要借助20kg 來(lái)模擬地震的震源，同時(shí)，在設(shè)置震源時(shí)，將其偏移距離設(shè)置為12m，布設(shè)距離設(shè)置為2m，對(duì)實(shí)際的檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行分析，在該區(qū)域中，同向軸數(shù)據(jù)結(jié)果連續(xù)，并且反射能力較大，因此可以說(shuō)該區(qū)域中沒(méi)有斷層的地質(zhì)層。

（3）探底雷達(dá)。在對(duì)該區(qū)域使用雷達(dá)進(jìn)行檢測(cè)以后，發(fā)現(xiàn)在8m 左右的區(qū)域中，電磁波上層和上層頻率特性發(fā)生了明顯變化。在該區(qū)域中，8m 深度上層土層反射波能力較弱，與上層相比，8m下的土層反射波垂向電磁參數(shù)差異較大。因此，在8m 左右的位置是該區(qū)域卵石層與強(qiáng)分化帶泥巖的分解區(qū)域。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，近年來(lái)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展為各類(lèi)工程建設(shè)項(xiàng)目提供了廣闊的發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)也擴(kuò)大了項(xiàng)目的規(guī)模。對(duì)于巖土勘察工程而言，其在建設(shè)工程中占據(jù)重要地位，也與工程能否順利地建設(shè)存在直接聯(lián)系。因此，相關(guān)工作人員必須充分借鑒先進(jìn)的綜合勘察技術(shù)，對(duì)需要勘察區(qū)域的巖土狀況和地質(zhì)情況進(jìn)行綜合分析，在此基礎(chǔ)上選擇合理科學(xué)的勘察技術(shù)，這才能在保證地質(zhì)勘查工作結(jié)果準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上提高效率，從而為后期工程的建設(shè)以及質(zhì)量保證提供準(zhǔn)確的信息數(shù)據(jù)支持，進(jìn)而推動(dòng)建設(shè)工程的健康穩(wěn)定發(fā)展。