砂巖地區(qū)地基工程地質(zhì)勘察技術(shù)研究

摘 要：【目的】探索和優(yōu)化砂巖地質(zhì)環(huán)境中的工程地質(zhì)勘察技術(shù)，增強地基的穩(wěn)定性和安全性。【方法】通過采用對比分析和現(xiàn)場試驗等手段，深入研究砂巖地層的特性?！窘Y(jié)果】應(yīng)用創(chuàng)新的工程地質(zhì)勘察技術(shù)能更精確地評估砂巖地基的承壓能力和穩(wěn)定性，為工程設(shè)計提供堅實的科學基礎(chǔ)。【結(jié)論】本研究對于提升砂巖地基處理的科學性及工程安全性具有重要意義，未來可通過持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新和實踐經(jīng)驗，有效應(yīng)對更復(fù)雜的砂巖地基工程挑戰(zhàn)，為城市的可持續(xù)發(fā)展提供穩(wěn)固的技術(shù)保障。

關(guān)鍵詞：勘察技術(shù)；砂巖地基；工程地質(zhì)條件

中圖分類號：TU195 文獻標志碼：A 文章編號：1003-5168（2024）18-0069-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.18.013

Research on Geological Survey Technology for Foundation Engineering in Sandstone Areas

JIAO Qiuxia

（Luoyang Water Resources Survey and Design Co.， Ltd.， Luoyang 471000， China）

Abstract： [Purposes] This paper explores and optimizes engineering geological exploration techniques in sandstone geological environments， in order to enhance the stability and safety of the foundation. [Methods] This study conducted in-depth research on the characteristics of sandstone formations through comparative analysis and on-site testing. [Findings] The application of innovative geological exploration techniques can more accurately evaluate the bearing capacity and stability of sandstone foundations， providing a solid scientific foundation for engineering design. [Conclusions] It is of great significance to improve the scientificity and engineering safety of sandstone foundation treatment. In the future， through continuous technological innovation and practical experience， more complex sandstone foundation engineering challenges can be effectively addressed， providing stable technical support for the sustainable development of cities.

Keywords： survey technology; sandstone foundation; engineering geological conditions

0 引言

隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)的有序推進，砂巖區(qū)域工程項目的數(shù)量持續(xù)攀升。在此類項目施工過程中，應(yīng)高度重視勘察工作的組織與實施，綜合運用多種勘探手段進行精確驗證，以確保巖土地基工程勘察結(jié)果的準確性和可靠性。在建設(shè)工程項目時，巖體勘查與地基處理至關(guān)重要，其是保障施工順利推進和竣工質(zhì)量達標的重要環(huán)節(jié)，必須予以充分重視和嚴格把控。對于各個特定的建設(shè)工程項目的巖體勘察任務(wù)，要求有專業(yè)人員緊密對接工程需求，并不斷改進和優(yōu)化施工作業(yè)流程，以確保在維持施工穩(wěn)定性的前提下，有條不紊地推進后續(xù)作業(yè)，保證項目最終的竣工質(zhì)量完全滿足設(shè)計標準及規(guī)范要求［1］。鑒于此，本研究將對砂巖地基工程地質(zhì)勘察技術(shù)和處理措施進行深入分析，以期為相關(guān)工程實踐提供參考。

1 工程概況

該項目位于一塊占地約為600 m×420 m的規(guī)則矩形地塊之上。為確保項目的順利進行和高質(zhì)量完成，施工單位組織專業(yè)的地質(zhì)勘察團隊，運用技術(shù)成熟的鉆孔勘探方法，對地基進行了全面而深入的鉆孔取樣勘察工作。勘察結(jié)果顯示，該區(qū)域地層巖性種類復(fù)雜多樣，涉及多種地質(zhì)要素。具體而言，覆蓋層主要包括第四系人工填土（Qml）、第四系沖洪積層（Qal+pl）、第四系海陸交互沉積層（Qme）、粗砂和卵石等多種土質(zhì)。同時，覆蓋層之下，還廣泛分布著下伏基巖——白堊系（K）砂礫巖。這些砂礫巖的風化程度呈現(xiàn)顯著的差異，特別是全風化和強風化層的厚度較大，對工程施工影響較大。在深入分析勘察數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合施工現(xiàn)場的地層巖性特性和區(qū)域地層分布特點，對施工范圍內(nèi)的地層進行了細致劃分，共細化為16種不同類型。同時，對每種地層進行了詳盡的劃分和描述，為后續(xù)施工提供了精準、全面的地質(zhì)資料支持，以確保項目能夠按照既定目標順利推進。

為全面、深入地評估地層特性，本研究開展圓錐動力觸探試驗與標準貫入度試驗。其中，標準貫入度試驗共進行99次，實際檢測錘擊次數(shù)為3～25擊，平均錘擊次數(shù)為11.3擊，與標準錘擊次數(shù)10.9擊相接近，有效反映了地層的密實程度與承載能力。此外，圓錐動力觸探試驗共實施226次，匯總數(shù)據(jù)顯示，錘擊數(shù)為2.9～35.3擊，平均錘擊數(shù)為14.1擊，與標準錘擊數(shù)13.3擊接近，進一步印證了地層的力學特性。

2 砂巖地區(qū)地基地質(zhì)勘察技術(shù)分析

2.1 鉆探技術(shù)

在確保鉆探工程的嚴謹性、高效性和安全性方面，必須在決策過程中充分考量特定的地質(zhì)條件。針對位于地下水位之上的地層，采用沖擊鉆探技術(shù)，能有效抑制對周邊土壤的擾動，但應(yīng)考慮其在探測深度上的技術(shù)限制。針對地下水位以下的區(qū)域，采取泥漿護壁鉆探法，以保證鉆孔孔壁的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)塌孔等風險［2］。在鉆探作業(yè)中，地層分層的精度必須嚴格控制在5 cm以內(nèi)。此外，應(yīng)嚴密監(jiān)控巖芯的采取率，確保在遇到完整的巖體時，取芯率不低于80%。破碎巖體的取芯率也應(yīng)保持在65%以上。對于關(guān)鍵部位，可采取雙層巖芯管連續(xù)取芯的方式，以提升取芯質(zhì)量，確保數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。鉆探工作務(wù)必保持高度的精準性、高效性和完整性，調(diào)查人員應(yīng)詳細而精確地記錄所有勘測數(shù)據(jù)，必須涵蓋關(guān)鍵要素，如取芯的具體位置、地下水位以及任何異常情況等，以便為后續(xù)分析處理提供堅實的數(shù)據(jù)支撐。

2.2 原位測試

原位測試作為巖土工程勘察領(lǐng)域的一項關(guān)鍵技術(shù)，其直接在巖土層原始位置進行試驗，全面且系統(tǒng)地分析巖體的力學性質(zhì)，同時確保其自然狀態(tài)下的原始應(yīng)力狀態(tài)與含水量條件維持不變。此種原位檢測方法能夠最大程度地還原巖土體在自然環(huán)境中的真實狀態(tài)，從而確保測試結(jié)果的準確性與權(quán)威性。在勘察活動的各個階段，原位測試均得到了廣泛而深入的應(yīng)用，發(fā)揮著不可替代的作用［3］。其中，靜力觸探試驗因其操作規(guī)范、數(shù)據(jù)連續(xù)性強等顯著優(yōu)勢，在淺層巖土體力學性能測試中得到了廣泛應(yīng)用；十字板剪切試驗則專門用于測定軟土的不排水抗剪強度，為地基設(shè)計與施工提供了重要的數(shù)據(jù)支撐；而圓錐動力觸探試驗則通過模擬實際施工條件，對深層巖土體的力學特性進行精準評估。

然而，值得強調(diào)的是，不同的原位測試方法因其適用條件的不同而各具特色。因此，在進行原位測試時，勘測人員應(yīng)緊密結(jié)合項目的具體情況，全面考慮地質(zhì)條件、勘察目的、測試深度等關(guān)鍵因素，審慎選擇最為適宜的測試方法。通過科學合理的測試方法選擇，不僅能夠保障測試結(jié)果的準確性和權(quán)威性，還能夠提升勘察工作的效率與質(zhì)量，為工程項目的順利實施提供堅實保障，進一步推動工程建設(shè)的科學化和規(guī)范化。

2.3 地球物理勘探技術(shù)

在工程項目建設(shè)的過程中，砂巖地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生將對工程的整體質(zhì)量造成重大且不可逆轉(zhuǎn)的威脅。因此，勘察人員必須迅速采取措施，深入分析砂巖的物理特性及其在空間中的發(fā)育規(guī)律，以確保工程項目建設(shè)的順利進行和高質(zhì)量完成。一旦發(fā)生砂巖地質(zhì)災(zāi)害問題，工程項目施工場地將面臨溶洞風險，這些溶洞呈現(xiàn)半填充或全填充狀態(tài)，且溶洞內(nèi)部可能包含水或空氣等填充物［4］。此類風險對工程項目的建設(shè)施工將產(chǎn)生極其不利的影響，必須予以高度重視并加強防范。為了提升砂巖地基工程勘察結(jié)果的準確性和可靠性，科學合理地運用地球物理勘察技術(shù)顯得尤為重要。一般而言，地球物理勘探技術(shù)在處理巖層結(jié)構(gòu)復(fù)雜、勘察難度大的巖穴問題時可發(fā)揮關(guān)鍵作用，如雷達技術(shù)與CT技術(shù)等。這些先進的勘察技術(shù)不僅能夠幫助勘察人員準確判定砂巖的具體位置和分布情況，還能幫助他們深入了解和掌握洞穴坍塌的詳細信息和規(guī)律，從而為工程項目建設(shè)施工提供更加科學、可靠的決策依據(jù)和技術(shù)支持。

地球物理勘探作為一種集精密性、科學性、技術(shù)性于一體的勘探手段，其核心在于通過精確觀測地球物理場的波動，深入分析地層巖性與地質(zhì)結(jié)構(gòu)的內(nèi)在特性。鑒于不同巖層在物理屬性上存在的顯著差異，特別是密度、導熱性、導電性、放射性等方面的不同，這些不同會引發(fā)特定區(qū)域內(nèi)物理場的微妙變化。通過精確觀測這些變動特性，并與現(xiàn)有的數(shù)據(jù)進行深入分析，可以精確地評估地質(zhì)狀況，從而為地質(zhì)勘探工作提供強有力的技術(shù)支撐［5］。在針對大面積砂巖區(qū)域的勘探時，地球物理勘探技術(shù)展現(xiàn)了其獨特的應(yīng)用價值。特別是在砂巖發(fā)育迅速、深層分布廣泛的區(qū)域，該技術(shù)發(fā)揮了關(guān)鍵作用。然而，在實際操作中，勘察人員應(yīng)全面考慮外部環(huán)境和技術(shù)因素可能帶來的潛在影響，以確?？碧綌?shù)據(jù)的準確性和可靠性。近年來，隨著地球物理勘探技術(shù)的不斷進步和完善，其應(yīng)用領(lǐng)域也在逐步拓寬。物探技術(shù)采集現(xiàn)場如圖1所示。物探勘察探測工作原理如圖2所示。

地球物理勘探技術(shù)不僅能夠顯著提高砂巖地基工程的勘察效率，還能獲得更加精確、高分辨率的探測成果，為工程項目的設(shè)計與施工提供可靠的地質(zhì)資料。然而，由于地球物理勘探技術(shù)對設(shè)備和人員的專業(yè)性要求較高，因此在實際應(yīng)用中，其成本相對較高，這在一定程度上限制了其使用范圍。盡管如此，地球物理勘探技術(shù)仍以其獨特的優(yōu)勢在地質(zhì)勘探領(lǐng)域占據(jù)著舉足輕重的地位。

3 砂巖地區(qū)地基地質(zhì)勘察要點分析

3.1 加強工程測繪

在巖土工程項目的實施過程中，勘查團隊務(wù)必嚴謹?shù)貓?zhí)行測繪作業(yè)，并確保這一過程與對砂巖地區(qū)地質(zhì)條件及地貌特征的全面、系統(tǒng)且深入的調(diào)查與分析工作緊密融合，確保信息的準確性與完整性［7］。在此基礎(chǔ)上，勘察人員應(yīng)依托翔實可靠的調(diào)查數(shù)據(jù)與測繪成果，科學嚴謹?shù)卮_定地質(zhì)勘察工作的具體方向和核心要點。此種勘察方法既簡便易行，又富有成效，能夠為砂巖區(qū)域后續(xù)的建設(shè)施工提供堅實可靠的數(shù)據(jù)支撐和決策依據(jù)，確保工程建設(shè)能夠高效有序推進。

3.2 采用原位測試技術(shù)

在砂巖地基工程勘察作業(yè)中，采用原位測試技術(shù)不僅極大地提升了勘察作業(yè)的便捷性，同時也實現(xiàn)了勘察成本的有效控制。對于從事巖溶地基工程勘察工作的專業(yè)技術(shù)人員而言，通過執(zhí)行標準貫入試驗和動力觸探試驗，可以更深入、更精確地分析溶洞填充物的特性以及其沉積物的地質(zhì)特性，進而實現(xiàn)對砂巖地基工程承載力的精確測定。此外，該技術(shù)的應(yīng)用還有助于減輕勘察人員的工作負擔，推動砂巖地基工程勘察工作效率的穩(wěn)步提升。

3.3 采用示蹤試驗技術(shù)

在對砂巖地基的地下水進行分析的過程中，采用科學且有序的示蹤劑技術(shù)執(zhí)行連通試驗，對于調(diào)查人員全面且準確地確定該地區(qū)的地下水分布情況以及砂巖的發(fā)育狀況具有重要的輔助作用。在深入探究溶洞之間的連通性及其實際分布格局的過程中，該技術(shù)展現(xiàn)出了獨特優(yōu)勢［8］。盡管該技術(shù)在實際操作中簡便易行，且所得結(jié)果具有較高的準確性，但其應(yīng)用范圍存在一定的局限性，主要適用于存在水源且有水頭出露的溶洞環(huán)境。

3.4 使用遙感監(jiān)測技術(shù)

在砂巖地基工程勘察工作中，遙感監(jiān)測技術(shù)的引入，不僅大幅提升了砂巖地基工程的勘察效率，而且在處理大面積砂巖區(qū)域時，精準運用此類技術(shù)，能夠確保地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)的精確無誤。并且有助于勘察人員全面把握該地區(qū)的地形地貌特征以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)信息，進而確保最終勘察結(jié)果的精確可靠。

3.5 進行模型試驗

地基工程勘察人員通過構(gòu)建標準化模型裝置，進行嚴謹?shù)哪M試驗，能夠?qū)崿F(xiàn)對工程區(qū)土層及地質(zhì)條件的精準模擬。具體來說，利用先進的科技手段，精細模擬砂巖區(qū)域地基的實際塌陷過程，并深入分析砂巖區(qū)域的水文地質(zhì)條件。在砂巖地基勘察過程，進行模型試驗，有效降低了錯誤勘察數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，提升了砂巖地基工程勘察數(shù)據(jù)的精確性和科學性，切實提高了砂巖地基工程勘察的工作效率。

4 結(jié)語

綜上所述，本研究通過對相關(guān)巖體勘察工程技術(shù)進行研究和應(yīng)用，并對項目地區(qū)的地質(zhì)狀況進行深入剖析與全面系統(tǒng)評估，為區(qū)域內(nèi)巖體勘察工程技術(shù)參數(shù)的確定奠定了基礎(chǔ)。并在充分勘察結(jié)果的基礎(chǔ)上，為建筑工程施工提供了科學嚴謹、合理可行的設(shè)計依據(jù)，以切實保障工程項目的安全穩(wěn)定，確保項目順利竣工。

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