巖土勘察在巖土工程技術中的運用研究

任傳健，于天文，張夏滔

(山東電力工程咨詢院有限公司，山東 濟南 250013)

0 引 言

在改革開放不斷深化的背景下，國內(nèi)建設行業(yè)發(fā)展狀況良好，工程建設規(guī)模不斷擴大、技術水平不斷提高，但同時對工程施工要求也有很大程度的提高。因此，為保證擬建物質(zhì)量達到標準要求，在具體落實擬建工程項目的過程中需要先對該項工程的巖土情況進行細致地勘察，通過對其地質(zhì)、地貌與水文等實際情況的勘察來準確了解當?shù)氐奶卣?，并?jù)此制定出科學合理的施工設計方案，為后續(xù)科學合理地展開工程施工創(chuàng)造條件。

1 巖土工程技術中巖土勘察的重要性

1.1 巖土勘察技術

巖土勘察技術是指對工程的地質(zhì)條件進行整體勘察，在勘察過程中運用先進的、適合的、有效的技術，了解地下土層情況、地質(zhì)條件、水文條件等等，分析土地性能等等，為后續(xù)巖土工程施工良好展開提供必要的參考資料，從而保證工程建設能夠更加規(guī)范、合理，避免出現(xiàn)重大的沉降變形等事故。

1.2 巖土工程技術中巖石勘察的重要性

1.2.1 有利于順利展開巖土工程項目

無論是從理論還是從實踐的角度來講，巖土工程技術中巖土勘察工作的有效落實非常重要，對于高質(zhì)高效地完成巖土工程項目有較大的幫助?；仡櫡治鲆酝鶐r土工程項目落實情況，了解工程所在位置的地形地貌、自然地理條件、地層結(jié)構(gòu)、地質(zhì)條件、水文條件等方面是非常必要，能客觀分析土層的穩(wěn)定性，進而制定可行的巖土工程方案，為規(guī)范化、合理化及標準化的工程建設創(chuàng)造條件。而要想真正做到這一點，就需要在巖土工程技術中高度重視并且良好展開巖土勘察，選用專業(yè)技術手段及設施，通過一系列的勘察作業(yè)，真正了解地下變化情況[1]。

1.2.2 確保工程設計的科學性和合理性

巖土勘察工作能否順利地展開，在一定程度上決定了巖土工程項目相關資料掌握是否齊全，工程設計是否能夠科學合理地展開。為了保證工程設計方案的可行性，使之能夠被應用于工程建設之中，就需要在具體進行工程設計的過程中，盡可能詳細地、詳盡地掌握工程相關信息，比如工程基本資料、相關規(guī)范要求、工程建設場地的地質(zhì)條件、周邊環(huán)境等等。只有規(guī)范化、合理化、有效化展開巖土勘察，才能夠了解地質(zhì)條件、土層結(jié)構(gòu)、水文條件等等，進而使得工程設計能夠掌握相對齊全的信息數(shù)據(jù)，設計與工程實際情況相貼合的工程方案，為后續(xù)良好地展開工程施工創(chuàng)造條件。

2 巖土勘察現(xiàn)狀的分析

巖土勘察是巖土工程項目的重要組成部分之一，該項工作的有效實施，能夠為順利、合理、良好地展開工程施工創(chuàng)造條件。立足于現(xiàn)實層面，對當前巖土勘察結(jié)果加以分析，該工作的實施容易受到某些因素的影響，導致勘察結(jié)果不準確。

2.1 勘察技術問題

雖然我國已頒布實施了巖土勘察相關規(guī)范要求，要求勘察人員經(jīng)過一系列的勘察作業(yè)能夠掌握全面的地形地貌信息、建筑物的場地情況、建筑物結(jié)構(gòu)的基本情況等等，以便參考地質(zhì)情況，科學合理地進行工程建設。但現(xiàn)階段某些建設單位在具體落實巖土工程的過程中并沒有嚴格按照規(guī)范要求展開巖土勘察，未詳細掌握地形特征、地質(zhì)條件、水文條件等。這是因為所掌握的巖土勘察技術手段較落后，勘察技術應用難以滿足實際需求。造成所掌握的地質(zhì)信息數(shù)據(jù)不夠全面準確，不利于促進后續(xù)巖土工程施工良好展開。

2.2 勘察設備問題

巖土勘察工作的有效展開還需要功能齊全、性能較好的勘察設備的支持?？梢哉f勘察設備的精密性在一定程度上決定巖土勘察結(jié)果的準確性和有效性，為了能夠獲得具有較參考價值的勘察資料，需要建設單位配備先進的、功能齊全、性能較好、精密度較高的勘察設備。但現(xiàn)實情況則不然。某些巖土工程項目配置的勘察設備比較陳舊，比如一些經(jīng)濟不發(fā)達的偏遠地區(qū)巖土工程項目落實中因建設單位資金比較緊張，未能有足夠的資金更新勘察設備，導致巖土勘察中所應用的勘察設備不夠精密、有效，相應的難以掌握相對全面的、精準的地質(zhì)信息數(shù)據(jù)。另外，伴隨著勘察設備生產(chǎn)廠商的增多，某些廠商為了降低生產(chǎn)成本，獲得較高的經(jīng)濟效益，未能嚴格按照生產(chǎn)標準進行設備生產(chǎn)，導致所銷售的勘察設備精密度不高，那么將其應用于巖土勘察工作之中，勢必難以掌握工程建設所在地的地質(zhì)情況[2]。

2.3 勘察監(jiān)督問題

總結(jié)巖土勘察工作經(jīng)驗，該項工作執(zhí)行的過程中容易受到某些因素的影響，導致勘察結(jié)果的準確性、全面性和真實性不高，這勢必會給后續(xù)工程建設帶來一定的負面影響。為了盡可能地避免此種情況發(fā)生，應當按照相關規(guī)范要求，結(jié)合巖土工程實際情況及巖土勘察特點等，科學合理地制定監(jiān)督機制，使得監(jiān)督工作能夠有依有據(jù)地展開，嚴格監(jiān)督巖土勘察的各個方面，以便獲得良好的勘察結(jié)果。但現(xiàn)實情況則是巖土勘察中或因所應用的監(jiān)督機制不健全、不完善，或因監(jiān)督人員專業(yè)素質(zhì)不高，導致所落實的監(jiān)督工作并沒有發(fā)揮作用，切實有效地監(jiān)督巖土勘察，該項工作落實的過程中可能受到某些因素的影響，未能詳細了解地形特征、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水文條件等，不利于后續(xù)工作良好展開。

2.4 勘察人員問題

勘察人員作為巖土勘察工作的主體，他們所掌握的專業(yè)知識和專業(yè)技能程度、業(yè)務能力、職業(yè)素質(zhì)等均會影響該項工作，或獲得精準度較高的地質(zhì)數(shù)據(jù)信息，或獲得偏差較大的地質(zhì)數(shù)據(jù)信息。所以，為了保證巖土工程技術中巖土勘察工作能夠更加專業(yè)、更加規(guī)范地實施，應當構(gòu)建優(yōu)秀的勘察人員隊伍。但現(xiàn)實情況則不然。某些勘察人員所掌握的專業(yè)知識與技能比較匱乏、某些勘察人員未能熟練掌握勘察技術或者勘察設備的應用、某些勘察人員職業(yè)素質(zhì)偏低等，致使他們未能專業(yè)化、規(guī)范化、合理化處理巖土勘察工作，相應的所掌握地質(zhì)信息甚少，不利于后續(xù)工作良好展開。

3 巖土勘察在巖土工程技術中的運用

面對現(xiàn)階段巖土工程技術中巖土勘察工作實施容易受某些因素影響而出現(xiàn)諸多問題的情況，應當明確勘察目標，掌握勘察原則，選擇適合的勘察技術，規(guī)范合理地展開巖土勘察，如此勢必能夠規(guī)避不良因素，使得該項工作有效實施，進而掌握擬建物所在地的地形特征、地質(zhì)變化規(guī)律、水文條件、土層結(jié)構(gòu)等，為規(guī)劃建設巖土工程提供參考資料。

3.1 工程概述

在某市擬建1棟3層框架商場，地下1層設為地下車庫。根據(jù)擬建物性質(zhì)，工程重要性等級為二級，依據(jù)擬建場地的地質(zhì)條件，地基土及場地等級為二級，勘察等級為一級。

3.2 勘察目標對象

技術要求是根據(jù)擬建物性質(zhì)和設計要求，在該次巖土勘察工作應達到的目的是：

(1)查明擬建場地的地形、地貌、自然地理條件。

(2)查明擬建場地的地層結(jié)構(gòu)及均勻性。著重查明基礎下的軟弱土層和堅硬土層的分布情況，研究其變化規(guī)律，以提供各層巖土的物理力學性質(zhì)指標。

(3)查明有無影響工程穩(wěn)定性的不良地質(zhì)現(xiàn)象，比如暗溝、人工洞穴等等。

(4)查明地下水類型、埋藏條件、季節(jié)性變化情況，進而分析地下水滲透性。

(5)根據(jù)勘察結(jié)果綜合分析論證，提出經(jīng)濟性、合理性的地基基礎方案，尤其是詳細說明地基基礎施工需要注意的巖土工程問題，并提出可行性的處理意見。

3.3 巖土工程技術的選用原則

巖土工程技術有效應用，需要遵循基本原則，統(tǒng)籌規(guī)劃，制定可行性的實施方案，如此才能夠保證后續(xù)工作順利展開。具體來講，巖土工程技術實施應用遵循的原則有：

(1)經(jīng)濟性原則。巖土工程技術的運用具有不確定性，在具體落實工程項目的過程中技術手段的應用可能受到環(huán)境因素、人為因素、設備因素等諸多方面的影響，誘發(fā)工程問題，導致工程項目目標難以達成。為避免此種情況發(fā)生，節(jié)約工程成本，使資金投入能夠創(chuàng)造較高的價值，在工程技術應用過程中應當遵循經(jīng)濟性原則，在前期基于工程項目實際情況、相關規(guī)范要求、巖土勘察特點等方面的考慮，制定多套技術方案，之后綜合評比技術方案的安全性、經(jīng)濟性及技術性等方面，最終選擇最佳的技術方案。并且注意在這一過程中將經(jīng)濟性放在第一位，以保證巖土工程落實能夠控制在資金預算范圍內(nèi)。

(2)實用性原則。巖土工程施工過程中受到諸多方面的限制，比如時間因素、空間因素、供應因素、消耗因素等等，這就使得工程施工容易出現(xiàn)偏差或者錯誤。為了避免此種情況發(fā)生，在具體進行巖土工程施工之前需要綜合考慮工程的總體需求，并且分析如何保證各個部分相互協(xié)調(diào)，進而遵循實際性原則，制定可行性的施工計劃，進而有針對性、有效性地實施技術手段，確保巖土工程施工能夠順利地、規(guī)范地、合理地展開[3]。

(3)實踐性原則。伴隨著先進技術的不斷發(fā)展，越來越多的巖土工程技術被推出，并且不同技術手段的優(yōu)勢都不盡相同。如若工程技術選擇不當，那么勢必會影響工程施工。為了避免此種情況發(fā)生，還應當遵循實踐性原則，也就是對于工程技術的選擇除了在實驗室內(nèi)模擬或計算分析判斷之外，還要深入地了解巖土工程實際情況，尤其工程所在地的實際情況，選擇能夠與實際施工需求相匹配的工程技術，如此才能夠保證后續(xù)工程施工中技術及配套設備的應用可以充分發(fā)揮作用，為達成工程項目目標創(chuàng)造條件。

3.4 巖土勘察在巖土工程技術的應用

3.4.1 淺層分辨反射波技術

目前，淺層分辨反射波技術被廣泛應用于巖土勘察之中，基于巖土工程實際情況，按照相關規(guī)范要求，合理地規(guī)劃設計技術應用方案，有效利用該項技術來進行巖土勘察，能夠?qū)⒓夹g優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，比如波長短、橫波波速較低、分辨率較高等等，獲得相對精準的數(shù)據(jù)信息。相關研究表明，不同的介質(zhì)波存在不同的阻抗差異度。這就意味著淺層分辨反射波技術應用的情況下，反射波進入地下介質(zhì)面后，會出現(xiàn)顯著變化，尤其是在遇到強度相對較大的介質(zhì)時，反射波振幅降低。相關工作人員根據(jù)反射波振幅頻率，加之對相關資料的研究，進一步計算分析波幅，可以確定各個標準反射層的層次。又因為在經(jīng)過不同的介質(zhì)時，反射波的傳播路徑、波形以及強度都會出現(xiàn)一定的變化，可以由此對地層以及巖石的性質(zhì)進行判斷，達到預期的巖土勘察目標。

3.4.2 多道瞬態(tài)面波技術

與淺層分辨反射波技術有一定的相似性，多道瞬態(tài)面波法也就是根據(jù)波的特征變化情況來掌握巖土的物理性狀，進而分析計算巖土的相關參數(shù)。當然，前者側(cè)重于依據(jù)巖土物理特性來分析巖土基本情況，而后者更側(cè)重依據(jù)巖土物理特性來計算相關參數(shù)。那么，為何多道瞬態(tài)面波法具有較高的應用價值，適合應用于巖土勘察工作之中？主要是該項技術是基本原理是結(jié)合巖土物理性質(zhì)與波的擴散和速度的相關性，對巖土的各種參數(shù)進行判斷，從而得到相應的勘察數(shù)據(jù)，為巖土工程問題的解決提供相應的參考。所以，基于巖土工程項目實際情況，按照相關規(guī)范要求，利用多道瞬態(tài)面波法來展開巖土勘察工作，能夠掌握相對準確地勘察數(shù)據(jù)[4]。

3.4.3 高密度電阻率法技術

高密度電阻率技術是利用不同巖土層存在不同電性的特點，并以外加電場的方式，實現(xiàn)對電流的檢測，進而實現(xiàn)對巖土構(gòu)造的勘察。當然，要想使該項技術在巖土勘察工作之中有效應用，充分發(fā)揮勘察作用，需要選用適合供電電機，以便在該設施的支持下地下直流電得以輸送，進而在測試點構(gòu)建電場，同時通過改變供電裝置測試點的位置、排序等方面，獲得關于測試點電流分布的記錄，對電流分布情況予以分析和研究，即可判斷不同巖層的電性差異，相應的巖石構(gòu)造的差異性即可明確。為了能夠提高高密度電阻率技術的應用效果，可以在利用該項技術來進行巖土勘察的過程中，與計算機技術進行有效融合，那么即可將所獲得的不同測試點的電流數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)接嬎銠C平臺，對數(shù)據(jù)予以智能化計算，進而提高數(shù)據(jù)處理的精準性，真實準確地反映巖土結(jié)構(gòu)情況。由此可以看出，高密度電阻率技術具有較多傳統(tǒng)勘察技術所無法比擬的優(yōu)勢，能夠大大提高勘察結(jié)果的準確率和有效率，降低誤差。

3.4.5 橫波反折射技術

橫波反射技術與多道瞬態(tài)面波技術的原理具有一定的相似性，也就是通過掌握地下反射波變化情況，客觀分析，進而了解巖土構(gòu)造、物理性質(zhì)等等。當然，為了能夠使橫波反折射技術可以充分發(fā)揮作用，在巖土勘察工作中應用此項技術，當橫波傳輸過程中遇到明顯差異時，就會形成反射波，此時，工作人員利用相關儀器對反射波的信號進行收集，并比較反射波的長短，便能夠?qū)崿F(xiàn)對地質(zhì)構(gòu)造的勘察。同時，這也需要一些精確的數(shù)據(jù)收集、計算過程中等。而這種技術對于短波的比較，對于其結(jié)果來說，具有更為清晰的效果[5]。

3.5 巖土勘察工作的改進舉措

3.5.1 做好現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測

巖土勘察的目的是保證后續(xù)擬建物施工質(zhì)量和施工安全，提高工程項目的經(jīng)濟效益。而在實際巖土勘察的過程中容易受到某些因素的影響，導致勘察數(shù)據(jù)不夠精準。為了避免此種情況發(fā)生，需要加強現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測。也就是組織專業(yè)的審查人員對勘察結(jié)果進行詳細地、專業(yè)的、嚴格的審核，以保證勘察數(shù)據(jù)的準確性、真實性及有效性。還需要對工程質(zhì)量予以檢測，也就是相關工作人員利用勘察數(shù)據(jù)，結(jié)合工程項目實際情況、相關規(guī)范要求，科學合理地擬定工程技術方案。按照該技術方案來展開工程施工的過程中，注意在每道工序完成后組織相關檢測人員對工程施工質(zhì)量予以檢測，以便提高工程項目的經(jīng)濟性。

3.5.2 構(gòu)建優(yōu)秀的勘察人員隊伍

為了避免巖土工程技術中巖土勘察受到人為因素的影響，需要高度重視優(yōu)秀勘察人員隊伍的構(gòu)建。也就是巖土勘察工作落實實際情況予以明確，了解勘察人員的工作表現(xiàn)，比如工作態(tài)度、工作績效、工作任務完成度等等，進而客觀分析勘察人員的優(yōu)缺點?；诳辈烊藛T的缺點，制定專項培訓活動，定期或者不定期地展開，加強他們專業(yè)知識與技能培訓、業(yè)務能力培訓、勘察技術培訓、職業(yè)素質(zhì)教育等等，逐步提高他們的專業(yè)水準，使之能夠更加科學、合理、規(guī)范地執(zhí)行巖土勘察工作，獲得精準的地質(zhì)信息、水文信息、土層信息等等，進而客觀反映巖土層情況[6]。

6 結(jié) 語

巖土工程技術之中巖土勘察是非常重要的一部分，需要科學合理地應用勘察技術，有效地勘察地層，進而分析巖土情況，為后續(xù)工程施工提供參考依據(jù)。要想獲得真實準確的勘察數(shù)據(jù)信息，需要詳細了解巖土工程項目實際情況、相關規(guī)范要求，進而明確勘察目的，基于巖土工程技術的基本原則，選用適合的勘察技術，比如淺層分辨反射波技術、多道瞬態(tài)面波技術、高密度電阻率法技術、橫波反折射技術等，規(guī)范合理地展開巖土勘察技術，才能得到較好的勘察結(jié)果。