勘察技術(shù)在巖土工程施工中的應(yīng)用研究

王浩 保定市城鄉(xiāng)建筑設(shè)計研究院

1 前言

巖土工程勘察技術(shù)的主要目的和技術(shù)要求是及時解決和研究處理在工程勘察過程當(dāng)中，與固體巖土的化學(xué)介質(zhì)流動相關(guān)的一切問題，勘察是建筑施工勘察工程當(dāng)中必不可少的一部分。目前伴隨著勘察技術(shù)的不斷提高，我國勘察技術(shù)管理問題開始突出，在工程勘查技術(shù)管理方面存在著很大的技術(shù)發(fā)展空間。在目前的勘察工作中，相關(guān)的技術(shù)人員對于建筑施工的工程圖紙資料進行檢查時，對于在巖土工程勘察設(shè)計工作當(dāng)中經(jīng)常出現(xiàn)的問題現(xiàn)象，加以分析歸納，并深入的研究探討問題經(jīng)常發(fā)生的原因，提高工程勘察的專業(yè)技術(shù)水平，保證工程勘察工作結(jié)果的客觀準確度。

2 巖土工程勘察技術(shù)概述

2.1 初步勘察階段

初步勘察階段是對目前擬建施工場地主體巖土結(jié)構(gòu)性質(zhì)情況做進一步分析確定，爭取最大限度滿足地基工程建設(shè)技術(shù)需求，為確定地基基礎(chǔ)工程設(shè)計方案以及研究制定相關(guān)地質(zhì)災(zāi)害處理配套方案提供更多面的數(shù)據(jù)分析支持。勘察重點為勘查建筑施工場地內(nèi)的非建筑施工地段，在充分掌握相關(guān)現(xiàn)有地勘資料的基礎(chǔ)上還可進行建筑土工地質(zhì)測試、工程材料鉆探、物探以及建筑工程地質(zhì)測繪等。此階段工作需要嚴格按照相關(guān)技術(shù)要求來組織進行，以選址實施方案適用范圍為主要基礎(chǔ)，確定地震測試與地質(zhì)勘探兩項工作，同時還需要通過研究收集場地各項相關(guān)資料，確定場地內(nèi)不良影響地質(zhì)作用物的具體位置、成因以及發(fā)展趨勢，對其對場地工程建設(shè)效果造成的不良影響程度進行綜合評估?？睖y的研究內(nèi)容主要分為探測地層地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖土地質(zhì)工程結(jié)構(gòu)特性、地質(zhì)地貌構(gòu)造以及探測地下水等幾個方面，探測地質(zhì)構(gòu)造地層斷裂對探測場地地震穩(wěn)定性的直接影響，以及探測場地內(nèi)的地震活動效應(yīng)。其中，如果整個場地土壤處于一個季節(jié)性土壤凍土凍結(jié)地區(qū)，要相應(yīng)確定整個場地土壤的標準度和凍結(jié)深度。

2.2 詳細勘察階段

本階段以基礎(chǔ)地質(zhì)條件為主要重點，確定地質(zhì)防治措施，對基礎(chǔ)巖土體系的加固及基礎(chǔ)工程的施工質(zhì)量進行地質(zhì)評價和綜合計算，從而保證工程設(shè)計方案的總體要求得到滿足。首先，要詳細確定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)建筑厚度范圍內(nèi)所有硬巖土層的結(jié)構(gòu)、厚度、種類和結(jié)構(gòu)特征，準確計算建筑基礎(chǔ)層的承載力和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。然后，根據(jù)高層建筑預(yù)埋層的布置，確定高層建筑的總體規(guī)模、結(jié)構(gòu)特點和性質(zhì)，以及各高層建筑預(yù)埋層的整體水平標高，特別是建筑的特殊部位，建筑預(yù)埋層的深度應(yīng)嚴格控制。此外，為需要同時計算整體沉降高度的建筑用戶，提供各種計算參數(shù)，預(yù)測整個建筑的整體傾斜度，實現(xiàn)不均勻沉降。最后，有必要掌握土壤貧瘠的地質(zhì)災(zāi)害基礎(chǔ)，地質(zhì)災(zāi)害的分布面積和嚴重程度，來判斷地下水的直接影響，實現(xiàn)基本的工程管理，研究擬定實施的工程管理計劃。

3 巖土工程勘察技術(shù)中存在的問題

3.1 工程地段地形研究少

在對整個巖土場地工程建設(shè)的整體調(diào)查中，忽略了巖土工程與場地環(huán)境之間的整體性質(zhì)和特點。在測量數(shù)據(jù)的收集中，簡單的直接收集施工圖和現(xiàn)場相關(guān)信息，忽略了對整個巖土工程施工區(qū)域和環(huán)境的整體調(diào)查，導(dǎo)致無法準確把握整個工程中巖土工程施工的相關(guān)信息，無法準確確定工程基礎(chǔ)和黏土層的相關(guān)變化規(guī)律，導(dǎo)致后期巖土工程施工效果受環(huán)境影響較大，這不僅直接延長了過程的持續(xù)時間，也直接增加了項目資金的成本。

此外，由于忽略了室內(nèi)環(huán)境與設(shè)計項目之間的直接聯(lián)系，在進行裝修方案設(shè)計時，可能會忽略許多重要的細節(jié)。如果管理不慎，可能會對整個設(shè)計項目的建設(shè)和效果產(chǎn)生不良影響[1]。

3.2 協(xié)調(diào)工作管理不當(dāng)

巖土結(jié)構(gòu)工程的實際測量和施工過程中涉及很多技術(shù)內(nèi)容，整個施工現(xiàn)場的實際測量和施工耗時較長，而且由于施工項目數(shù)量較多，在實際測量和施工過程中可能會遺漏一些實際測量和施工項目，造成在實際勘察和施工過程中出現(xiàn)與技術(shù)規(guī)范不完全一致的各種情況。例如，地質(zhì)巖土脆弱地質(zhì)結(jié)構(gòu)，在取樣時使用的手持式鉆孔次數(shù)較少，容易造成不同地質(zhì)巖土和不同巖體的風(fēng)化侵蝕程度界面劃分不準確的特殊情況，不能準確劃分和判斷軟弱地質(zhì)構(gòu)造的界面。另外，由于整個行業(yè)巖土工程勘察工程師的勘察管理比較復(fù)雜，所需費用和資金也比較大，如果各人力資源和相關(guān)部門的管理不協(xié)調(diào)，這將從根本上影響今后巖土工程勘察技術(shù)的推廣應(yīng)用和巖土工程師的勘察效果。

3.3 勘察工作缺乏聯(lián)系

巖土勘察設(shè)計工作報告需要工程技術(shù)人員以工程勘察成果為設(shè)計依據(jù)，完成工作報告的設(shè)計和編制，然后將工程勘察工作報告作為巖土工程建設(shè)的基礎(chǔ)資料提供支持。但在實際勘察施工過程中，勘察施工報告的質(zhì)量不能及時得到保證，存在內(nèi)容描述不清、施工專業(yè)知識缺乏等問題，甚至可能直接導(dǎo)致實際測量施工與工程設(shè)計不完全一致的情況同時出現(xiàn)。此外，由于當(dāng)前巖土工程基礎(chǔ)勘察是由多個子工程組成的，為了有效地保證巖土工程勘察的整體勘察效果，經(jīng)常需要每個分項目負責(zé)人進行溝通協(xié)調(diào)工作。結(jié)合所有工程勘察項目的數(shù)據(jù)分析，研究和制定最終完善的工程施工實施方案，確定巖土基礎(chǔ)工程施工的實施模式。但由于缺乏準確的分析和聯(lián)系資料，導(dǎo)致資源調(diào)查與地質(zhì)設(shè)計脫節(jié)。統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析和聯(lián)系能力不足，不能及時為地質(zhì)設(shè)計人員提供準確、精細的地質(zhì)資源分析信息，降低了設(shè)計方案的合理性。

4 勘察技術(shù)在巖土工程施工中的應(yīng)用研究

4.1 地質(zhì)測繪技術(shù)

工程建設(shè)地質(zhì)調(diào)查中的測繪技術(shù)分析是巖土結(jié)構(gòu)工程地質(zhì)調(diào)查的技術(shù)基礎(chǔ)。其主要目的是通過確定不同施工場地不同層間的地貌，確定工程地質(zhì)處理效果之間的關(guān)系，合理劃分不同施工場地的不同地貌處理單元區(qū)。同時，負責(zé)分析確定工程建設(shè)場地的巖土結(jié)構(gòu)基本性質(zhì)、厚度、成因及具體地理分布，為最終確定和實施工程設(shè)計方案提供數(shù)據(jù)分析支持。通過推動地質(zhì)工程測繪技術(shù)的廣泛應(yīng)用，可以有效地幫助地質(zhì)設(shè)計工作者快速確定和提出綜合經(jīng)濟性最高的設(shè)計方案，提高地質(zhì)工程建設(shè)的實際綜合經(jīng)濟效益[2]。

4.2 室內(nèi)試驗技術(shù)

在分析擬建巖土工程場地可能存在的巖土工程地質(zhì)問題的基礎(chǔ)上，通過室內(nèi)地質(zhì)實驗室等技術(shù)手段，實時獲取場地相應(yīng)的巖土工程物理地質(zhì)指標，并對該場地的巖土工程現(xiàn)狀進行地質(zhì)評價，為巖土工程的合理規(guī)劃、建設(shè)和發(fā)展提供良好的技術(shù)支持。一般情況下，通過測量相應(yīng)巖土的物理性質(zhì)指標數(shù)據(jù)來確定相應(yīng)巖土的物理性質(zhì)，并通過物理壓縮機和試驗機初步確定相應(yīng)巖土的物理壓縮性，從而保證地基硬化處理的準確性和合理性。此外，在大型工程建設(shè)場地主體地質(zhì)勘察中，要積極探索引進各種新的勘察技術(shù)，如采用數(shù)字化地質(zhì)勘察分析技術(shù)，通過各種數(shù)字化地表地質(zhì)模型分析方法，準確查明工程建設(shè)現(xiàn)場存在的地質(zhì)情況，將抽象的、同質(zhì)的屬性點無縫連接起來，在建筑工程中形成各種網(wǎng)絡(luò)和曲面，分析確定地質(zhì)系統(tǒng)和空間的不同屬性特征。

4.3 多道瞬態(tài)面波法

在巖土工程施工測量過程中，利用瞬變波的力學(xué)特性，采用多點對多個瞬變面波的測量方法進行地質(zhì)測量，基本原則是根據(jù)城市巖土的化學(xué)和物理彈性特性、波的徑向擴散、速度的空間相關(guān)性等，合理準確地判斷巖土工程勘察參數(shù)，及時獲得最終準確的巖土工程勘察數(shù)據(jù)，從而為巖土工程勘察的長期順利開展和建設(shè)提供可靠的地理參考勘察資料。與其他測量技術(shù)相比，采取多道瞬態(tài)面波法具有更明顯的優(yōu)勢。它不需要直接鉆孔，也不需要復(fù)雜的計算，應(yīng)用范圍比較廣。

4.4 高密度電阻率法

高密度電阻率法能實時存儲大量的特定信息圖像數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)信息圖像的自動采集和實時高效的數(shù)據(jù)信息處理，并通過信息圖像直觀、準確地顯示具體信息。同時，借助專業(yè)的信息計算機合成軟件，高密度高阻功率法可以實現(xiàn)信息圖像的自動采集和實時高效的數(shù)據(jù)信息處理，保證信息圖像的成功合成。采用高密度電阻率檢測方法對大型巖土防護工程項目進行現(xiàn)場勘察時，勘察技術(shù)人員首先要全面深入地了解工程勘查現(xiàn)場的實際工作情況，從而保證調(diào)查現(xiàn)場檢測結(jié)果的準確性和有效性。同時，利用大量國內(nèi)外地質(zhì)調(diào)查資料和現(xiàn)場電阻、功率數(shù)據(jù)進行實時成像，實時繪圖顯示場地整體地質(zhì)剖面結(jié)構(gòu)。結(jié)合場地巖體起伏的高阻曲線，可以得到場地巖體的整體地質(zhì)形態(tài)和布局變化[3]。

4.5 工程物探探測技術(shù)

在土工防護工程中，檢測質(zhì)量評價的主要形式是檢測基樁的施工質(zhì)量，評價路基或小壩基的密實度，并對地基加固的施工效果進行評價。在我國巖土工程中，工程物理儀器從技術(shù)到現(xiàn)在的應(yīng)用主要包括以下幾種技術(shù)：瞬變地質(zhì)探測雷達、瞬變地波法等。將工程施工前后的現(xiàn)場彈性電磁波振動速度與施工現(xiàn)場質(zhì)量檢測一個月后的測試值進行對比。此外，還可以充分利用大壩電磁波帶的傳輸速率和速度的不同特性進行校核。例如，大壩和其他大壩建筑物是否仍有裂縫，可以充分調(diào)查這些裂縫的具體危害，然后對大壩本身是否仍有重大危害以及危害的風(fēng)險等級進行評估，從而及時有效地采取相應(yīng)的預(yù)防措施，最終全面有效地保障大壩工程的使用安全，從而有效地防止重大事故的再次發(fā)生。

地質(zhì)鉆探是我國巖土傳統(tǒng)物探的主要方法。這種勘探方法一般以點對面為基礎(chǔ)，即獲得的各種地質(zhì)勘探界面通常不與地面相連，勘探的準確性也需要驗證，但是，巖土工程物探技術(shù)多年來獲得的各種地質(zhì)勘察界面通常是連續(xù)的，在勘察中往往不易遇到地質(zhì)漏洞，所獲得的勘察成果非常準確。對于目前傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探技術(shù)而言，目前無法有效解決的地質(zhì)問題大多只能通過工程探測等技術(shù)手段來完成，如地下地質(zhì)斷層、不透水物等。與傳統(tǒng)的物探技術(shù)相比，工程物探技術(shù)在實際鉆探條件和工作場地使用限制上更為寬松，對場地使用的限制較少，具有鉆進精度高、成本低、工作效率高等一系列技術(shù)優(yōu)勢。在認識到勘探利用與傳統(tǒng)工程勘探技術(shù)的區(qū)別時，可以將勘探利用與工程物探技術(shù)完全區(qū)分開來，二者相輔相成，充分發(fā)揮工程勘探技術(shù)的作用，因此，在當(dāng)前競爭激烈的工程勘察技術(shù)市場中，它總能占據(jù)絕對優(yōu)勢。

5 結(jié)束語

綜上所述，巖土工程勘察管理是城市工程建設(shè)的管理基礎(chǔ)。為有效保證巖土工程勘察管理效果，及時調(diào)查分析勘察中存在的難點問題，結(jié)合當(dāng)?shù)毓こ探ㄔO(shè)的實際工作需要，確定有效的勘察管理控制措施，并積極推廣應(yīng)用各種巖土工程勘察管理新技術(shù)，在充分保證巖土工程勘察設(shè)計報告中有關(guān)資料真實完整的基礎(chǔ)上，巖土工程勘察管理效果逐步提高。