基礎(chǔ)地質(zhì)工程與地質(zhì)勘察應(yīng)用探討

楊秀龍

（寧夏核工業(yè)地質(zhì)勘查院，寧夏 銀川 750021）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，基礎(chǔ)地質(zhì)工程建設(shè)項(xiàng)目越來越多。在基礎(chǔ)地質(zhì)工程的設(shè)計(jì)階段，地質(zhì)勘察非常重要，是基礎(chǔ)地質(zhì)工程建設(shè)和施工的基礎(chǔ)。提高基礎(chǔ)地質(zhì)工程地質(zhì)勘察的質(zhì)量，有助于提高施工效率與施工質(zhì)量，促進(jìn)基礎(chǔ)地質(zhì)工程的建設(shè)?，F(xiàn)階段，投入應(yīng)用的勘察技術(shù)非常多，應(yīng)用的環(huán)境與要求也有所不同，因此要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，以保證地質(zhì)勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1 基礎(chǔ)地質(zhì)工程地質(zhì)勘察的內(nèi)容

1.1 地下水監(jiān)測(cè)與水文地質(zhì)勘察

地下水是地質(zhì)的重要組成部分，會(huì)影響基礎(chǔ)地質(zhì)工程地基的穩(wěn)定性和持久性。地下水水位的變化可以導(dǎo)致地質(zhì)壓力產(chǎn)生變化，最終引起地殼形變，地質(zhì)環(huán)境也隨之產(chǎn)生變化，會(huì)導(dǎo)致地表建筑物發(fā)生形變，甚至是倒塌?；A(chǔ)地質(zhì)工程地質(zhì)勘察在進(jìn)行勘察時(shí)，如果對(duì)水文地質(zhì)勘察不周密或者忽視，會(huì)對(duì)基礎(chǔ)地質(zhì)工程的安全有重大影響，所以要按高標(biāo)準(zhǔn)高要求進(jìn)行水文地質(zhì)勘察，其主要內(nèi)容如下：①巖層、構(gòu)造、地貌等地質(zhì)特征；②地下水的分布、類型、及其與地表徑流的關(guān)系；③地下水對(duì)基礎(chǔ)地質(zhì)工程的作用和影響；④對(duì)基礎(chǔ)地質(zhì)工程的危害進(jìn)行預(yù)測(cè)，并提出防治措施，消除負(fù)面影響。

1.2 工程地質(zhì)測(cè)繪

通過野外調(diào)查，綜合研究地形、地層、構(gòu)造、現(xiàn)象、水文地質(zhì)條件等，運(yùn)用地質(zhì)學(xué)理論知識(shí)加以解釋，并在場(chǎng)區(qū)周邊進(jìn)行地質(zhì)填圖，為后續(xù)工作打下基礎(chǔ)，就是工程地質(zhì)測(cè)繪。工程地質(zhì)測(cè)繪是基礎(chǔ)地質(zhì)工程地質(zhì)勘察的基礎(chǔ)工作。通過測(cè)繪分析可地質(zhì)活動(dòng)對(duì)基礎(chǔ)地質(zhì)工程的影響。基礎(chǔ)地質(zhì)工程地質(zhì)勘察是為了論證工程與地質(zhì)條件的相互影響，必須緊密結(jié)合基礎(chǔ)地質(zhì)工程的特點(diǎn)來進(jìn)行研究。當(dāng)表明勘察結(jié)果不明朗時(shí)，可配合試坑、探槽、鉆孔、平洞、豎井等方法進(jìn)行深度勘察。

1.3 長(zhǎng)期觀測(cè)

在基礎(chǔ)地質(zhì)工程建設(shè)中，地質(zhì)條件并不是一成不變的，有必要隨時(shí)間的變化對(duì)基礎(chǔ)地質(zhì)工程的地質(zhì)條件進(jìn)行長(zhǎng)期重復(fù)觀測(cè)。長(zhǎng)期的勘察工作，可以收集豐富的地質(zhì)數(shù)據(jù)，經(jīng)過分析處理后得出結(jié)果，對(duì)于基礎(chǔ)地質(zhì)工程長(zhǎng)期的安全性與穩(wěn)定性非常重要，并且可以反向檢驗(yàn)基礎(chǔ)地質(zhì)工程設(shè)計(jì)時(shí)地質(zhì)勘察是否準(zhǔn)確，對(duì)基礎(chǔ)地質(zhì)工程維護(hù)保養(yǎng)有重要意義。

2 基礎(chǔ)地質(zhì)工程與地質(zhì)勘察所采用的常見技術(shù)

2.1 GPS工程測(cè)繪技術(shù)

GPS技術(shù)用于工程測(cè)繪的原理是通過固定GPS接收機(jī)，與GPS衛(wèi)星互聯(lián)，然后將接收機(jī)測(cè)量到的各種數(shù)據(jù)信息傳入計(jì)算機(jī)之中，通過大量的分析處理構(gòu)建三維地理坐標(biāo)。GPS技術(shù)相比于傳統(tǒng)的工程測(cè)繪方式主要有以下的特點(diǎn)：

（1）測(cè)繪精確度高：GPS技術(shù)是依靠衛(wèi)星進(jìn)行定位，相比于傳統(tǒng)的測(cè)繪方式其定位精度更高，對(duì)于靜態(tài)目標(biāo)的測(cè)量精度可以達(dá)到毫米級(jí)，非常適用于基礎(chǔ)地質(zhì)工程測(cè)繪的要求，比如對(duì)建筑物形變的測(cè)量。

（2）測(cè)繪時(shí)間短：隨著GPS技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，不斷有新的軟件和算法出現(xiàn)，其測(cè)量效率越來越高，測(cè)量時(shí)間越來越短，相比于傳統(tǒng)的測(cè)繪方式其效率更高。

（3）測(cè)繪無通視要求：傳統(tǒng)的測(cè)繪方式往往需要在通視的條件下才能完成，對(duì)于地形地貌以及環(huán)境的要求較高，測(cè)繪作業(yè)非常不便，而且作業(yè)量較大，GPS技術(shù)應(yīng)用與工程測(cè)繪中，只要是開闊的地域，無需通視即可完成測(cè)繪，大大縮減了測(cè)繪工作量，有效節(jié)約了測(cè)繪人力和測(cè)繪成本。

（4）操作簡(jiǎn)單：隨著人工智能技術(shù)以及信息技術(shù)的發(fā)展，GPS技術(shù)的應(yīng)用越來越簡(jiǎn)單方便，GPS接收機(jī)的功能也越來越完善和強(qiáng)大，測(cè)繪方式越來越智能自動(dòng)化，尤其是測(cè)繪機(jī)器人的使用，借助GPS技術(shù)已經(jīng)在部分測(cè)繪工作中實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)測(cè)繪，不僅操作簡(jiǎn)單而且也降低了人為測(cè)繪中難以避免的誤差。

因?yàn)橐陨蟽?yōu)點(diǎn)GPS工程測(cè)繪技術(shù)在基礎(chǔ)地質(zhì)工程地質(zhì)勘察中應(yīng)用越來越廣泛，基礎(chǔ)地質(zhì)工程的整體質(zhì)量控制需要對(duì)勘察地區(qū)總體調(diào)控，保證對(duì)地質(zhì)勘察過程和結(jié)果的質(zhì)量控制，保證對(duì)地質(zhì)勘查的條件的質(zhì)量控制，最終保證地址勘察的準(zhǔn)確性，運(yùn)用GPS可以提高工作效率，提高測(cè)量精度。

2.2 RS遙感技術(shù)

應(yīng)用電磁波理論，使用各種傳感儀器發(fā)射并收集信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)地形地貌的識(shí)別記錄就是RS遙感技術(shù)。RS遙感技術(shù)應(yīng)用在基礎(chǔ)地質(zhì)工程中，對(duì)勘察質(zhì)量，和勘察覆蓋面都有很大幫助。RS遙感技術(shù)有：航天遙感、航空遙感和地面遙感等三種方式。它具有立體感、信息豐富、視域廣闊、獲取資料快速和衛(wèi)星影像成周期性重現(xiàn)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)地質(zhì)工程的地質(zhì)勘察工作中。RS遙感技術(shù)在基礎(chǔ)地質(zhì)工程勘察中主要有以下應(yīng)用方向：

（1）RS遙感技術(shù)在區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定性的應(yīng)用：RS遙感技術(shù)可以收集大量的基礎(chǔ)地質(zhì)信息，綜合分析這些信息可以對(duì)整體地質(zhì)條件實(shí)行綜合控制。通過RS遙感技術(shù)分析分析地質(zhì)形態(tài)的發(fā)育，可以保障基礎(chǔ)地質(zhì)工程的整體性能。

圖1 航空遙感的應(yīng)用圖

（2）RS遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害隱患調(diào)查的應(yīng)用：RS遙感技術(shù)可以進(jìn)行大范圍的地質(zhì)勘察工作，對(duì)基礎(chǔ)地質(zhì)工程地質(zhì)災(zāi)害隱患拍攝航衛(wèi)片或彩紅外片成像，結(jié)合野外現(xiàn)場(chǎng)觀察和檢查?？梢詫?duì)大型塌滑體的數(shù)量、分布以及穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行分析。

2.3 GIS地理信息系統(tǒng)

GIS在基礎(chǔ)地質(zhì)工程地質(zhì)勘察應(yīng)用中的表現(xiàn)為：地質(zhì)勘察人員不僅可以使用GIS技術(shù)繪制各種工程地質(zhì)圖，同時(shí)可以對(duì)收集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析。GIS可以智能自主繪制剖面圖、平面圖和等值線圖以及柱狀圖等各種工程地質(zhì)圖，而且可以對(duì)圖形、圖像、空間的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行科學(xué)分析處理。所以，GIS技術(shù)被地質(zhì)勘察工作人員越來越多的使用。而GIS在基礎(chǔ)地質(zhì)工程勘察中的前景，取決于基礎(chǔ)地質(zhì)工程勘察技術(shù)的發(fā)展程度。

圖2 使用GIS技術(shù)對(duì)基礎(chǔ)地質(zhì)進(jìn)行勘察工作流程圖

2.4 工程物探技術(shù)

工程物探技術(shù)是以觀測(cè)儀器為載體，以基礎(chǔ)地質(zhì)工程真實(shí)地理區(qū)域?yàn)榭辈鞂?duì)象，收集數(shù)據(jù)，并應(yīng)有地質(zhì)學(xué)理論知識(shí)處理和解釋。工程物探技術(shù)可以對(duì)基礎(chǔ)地質(zhì)工程項(xiàng)目地底的地質(zhì)構(gòu)造和屬性進(jìn)行判定。在基礎(chǔ)地質(zhì)工程項(xiàng)目建設(shè)的實(shí)際應(yīng)用過程中，工程物探技術(shù)的數(shù)據(jù)采集高度精確和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)。它主要包含有兩種技術(shù)：鉆孔彩色電視系統(tǒng)技術(shù)以及地球物理層析成像技術(shù)。

2.5 工程地質(zhì)測(cè)繪

通過現(xiàn)有的先進(jìn)的工程地質(zhì)測(cè)繪，利用探測(cè)到的各類型數(shù)據(jù)，對(duì)工程地質(zhì)分布進(jìn)行最有效的三維描繪，將有利于基礎(chǔ)地質(zhì)工程的整體工程設(shè)計(jì)和施工指導(dǎo)，其更便捷的操作和更加形象具體的展示將會(huì)大力提升基礎(chǔ)地質(zhì)工程的發(fā)展。

3 基礎(chǔ)地質(zhì)工程與地質(zhì)勘察應(yīng)用具體探討

3.1 初勘階段

在初勘階段，主要開展地質(zhì)、地下水及施工場(chǎng)地的勘察。其中，地質(zhì)勘察主要是對(duì)工程所在地的周邊地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行勘探和測(cè)量，是最重要的一項(xiàng)勘察工作，其勘察的結(jié)果是項(xiàng)目得以開展的最基本前提，也是工程效率實(shí)現(xiàn)的重要保證；而地下水勘察主要是確保施工場(chǎng)地地下水情況能否順利保證項(xiàng)目進(jìn)行，并通過科學(xué)分析減少地下水對(duì)施工進(jìn)程的影響，是影響基礎(chǔ)地質(zhì)工程實(shí)施價(jià)值的重要勘察內(nèi)容[2]；至于施工場(chǎng)地的前期勘察主要是為了規(guī)避可能會(huì)影響后期施工進(jìn)展的現(xiàn)場(chǎng)因素，通過分析勘察結(jié)果中顯示出的各類型干擾因素，來選擇相對(duì)應(yīng)的預(yù)防控制措施，保證后期施工的順利進(jìn)行。

3.2 分析階段

完成勘察工作中對(duì)數(shù)據(jù)和參數(shù)信息的采集，就需要進(jìn)入深入的研究分析階段，這是整個(gè)地質(zhì)勘察工作的重點(diǎn)。總體而言，在這一階段，要確?？辈煨畔⒌娜?，并保證工作人員的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，從多角度全方位的分析中進(jìn)行方案的優(yōu)化、調(diào)整，保證工程的高效高質(zhì)、安全。

3.3 詳勘階段

進(jìn)入詳勘階段后，需要對(duì)地質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行定性定量評(píng)價(jià)，通過掌握項(xiàng)目地質(zhì)的整體特點(diǎn)、成因及后期可能發(fā)生的變化，來合理選擇后續(xù)勘察技術(shù)，并根據(jù)精準(zhǔn)預(yù)測(cè)可能會(huì)發(fā)生的情況來制定完善的預(yù)案和措施，并保證施工完成后對(duì)該地區(qū)地質(zhì)、水源和環(huán)境的保護(hù)[3]。

3.4 后期勘察

基礎(chǔ)地質(zhì)工程的后期勘察階段主要是審核最終分析結(jié)果的科學(xué)性和可靠性，通過仔細(xì)核對(duì)勘察的方法、內(nèi)容和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，來分析控制工程整體項(xiàng)目的質(zhì)量和安全。對(duì)于一些特別突出的問題，工作人員要仔細(xì)排查所有的不良隱患，并結(jié)合實(shí)際情況提出多種可選的解決對(duì)策，來避免工程開展后期會(huì)發(fā)生的問題。

4 結(jié)語

開展基礎(chǔ)地質(zhì)工程和地質(zhì)勘察工作的應(yīng)用研究是提升土建工程項(xiàng)目質(zhì)量和安全的重要內(nèi)容。文章從地質(zhì)勘察意義、主要技術(shù)手段、不同階段應(yīng)用探討三方面對(duì)這一問題進(jìn)行了闡述和分析。希望業(yè)界能不斷圍繞工程流程和技術(shù)手段進(jìn)行創(chuàng)新研究，在提高工作人員的綜合素質(zhì)基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘察工作的實(shí)用性和科學(xué)性，提升我國(guó)基礎(chǔ)地質(zhì)工程的國(guó)際水平。