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摘要:隨著城市化建設(shè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提升,我國巖土工程勘察水平也得到了提升,尤其是綜合勘察技術(shù)的應(yīng)用,突破了傳統(tǒng)鉆探法的技術(shù)限制,更好地滿足了當(dāng)前巖土工程勘察的要求?,F(xiàn)如今,綜合勘察技術(shù)已經(jīng)成為巖土勘察的必要手段。基于此,對綜合勘察技術(shù)在巖土工程中的具體應(yīng)用進(jìn)行了全面分析,希望能夠?yàn)檎_使用綜合勘察技術(shù)、提高巖土工程勘察質(zhì)量提供有效的參考。
關(guān)鍵詞:巖土工程;綜合勘察;技術(shù)應(yīng)用分析
在建筑工程進(jìn)行施工之前,巖土勘察是必須嚴(yán)格落實(shí)的前期工作,要求勘察單位按照建設(shè)工程設(shè)計與建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)對施工現(xiàn)場的水文、地質(zhì)等情況進(jìn)行全面、深入的勘察、分析、評價,查明工程所處的地質(zhì)條件與自然環(huán)境情況,為巖土工程的安全、順利施工提供保障??梢姡瑤r土勘察對工程建設(shè)具有重要作用,是獲取工程各項地質(zhì)數(shù)據(jù)唯一的技術(shù)手段。隨著工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大,工程功能要求不斷提升,對巖土勘察全面性、準(zhǔn)確性的要求也越來越高,傳統(tǒng)的勘察技術(shù)已經(jīng)無法有效滿足這一要求,需要加強(qiáng)對綜合勘察技術(shù)的應(yīng)用研究,更好地為新時期的巖土工程建設(shè)提供保障。
1綜合勘察技術(shù)相關(guān)概述
在工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大、建筑功能要求不斷提升的背景下,傳統(tǒng)單一的鉆探技術(shù)在巖土工程勘察過程中呈現(xiàn)出較大的局限性,而綜合勘察技術(shù)在勘察全面性、準(zhǔn)確性方面則表現(xiàn)出較大的應(yīng)用優(yōu)勢。綜合勘察技術(shù)對于各種巖土工程勘察都有較好的適用性,能夠有效滿足越來越復(fù)雜的巖土工程勘察工作要求。但是,不同的勘察技術(shù)在具體的勘察工作中有不同的應(yīng)用優(yōu)勢與不足,這就要求勘察單位在實(shí)際應(yīng)用過程中能夠準(zhǔn)確識別勘察的類型,進(jìn)而選擇最合適的勘察技術(shù),確保勘察工作的全面、真實(shí)、準(zhǔn)確、可靠[1]。綜合勘察技術(shù)指的是對工程地質(zhì)測繪技術(shù)、大地電場巖性勘探技術(shù)、多道瞬態(tài)面波技術(shù)、高密度電阻率技術(shù)、數(shù)字化勘察技術(shù)、橫波反射技術(shù)等新型勘察技術(shù)的綜合應(yīng)用。這些勘察技術(shù)有不同的應(yīng)用原理,也有不同的應(yīng)用優(yōu)勢與不足,唯有實(shí)現(xiàn)對這些勘察技術(shù)的綜合應(yīng)用,才能充分發(fā)揮其中的技術(shù)優(yōu)勢。這些新型勘察技術(shù)與傳統(tǒng)的鉆探技術(shù)不同,使用的探測儀器、設(shè)備體積較小,便于攜帶與操作,甚至有些僅需一人就可以完成操作,靈活性較好。加上綜合勘察技術(shù)在應(yīng)用過程中比較注重對環(huán)境的保護(hù),因而具備較高的環(huán)保水平[2]。尤其是在大范圍測點(diǎn)勘察方面的應(yīng)用優(yōu)勢最明顯,不但大大提升了勘察信息的全面性、準(zhǔn)確性,而且有效提升了勘探工作效率,大大節(jié)約了人力與時間成本。也正是因?yàn)檫@樣,綜合勘察技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣。
2綜合勘察技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用分析
2.1工程地質(zhì)測繪技術(shù)。在巖土工程勘察作業(yè)中,地質(zhì)測繪是最基礎(chǔ)的工作,主要是針對工程建設(shè)區(qū)域中的地形地貌、地質(zhì)環(huán)境,尤其是對工程產(chǎn)生不良影響的因素進(jìn)行勘察分析,通過分析其中的關(guān)聯(lián),確定地質(zhì)問題成因,判斷不良因素對工程建設(shè)的不良影響。同時,結(jié)合勘察到的實(shí)際情況,按照規(guī)定的比例尺,將地形、地貌等分布情況精確地反映在設(shè)計圖紙上。勘察單位在此基礎(chǔ)上,結(jié)合相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)來繪制地形設(shè)計圖紙,為后續(xù)施工提供重要參考[3]。特別是對地質(zhì)條件比較復(fù)雜的建設(shè)區(qū)域,加強(qiáng)對工程地質(zhì)測繪技術(shù)的應(yīng)用研究至關(guān)重要,是建筑工程較高使用安全性與較長使用壽命的重要保障。
2.2多瞬態(tài)面波技術(shù)。多瞬態(tài)面波技術(shù)的應(yīng)用主要是對采集到的勘探信號進(jìn)行高效處理,獲取準(zhǔn)確的地質(zhì)信息,根據(jù)面波可以沿不同介質(zhì)表面按照相應(yīng)速度進(jìn)行傳播的原理,實(shí)現(xiàn)對介質(zhì)性質(zhì)的判斷。多瞬態(tài)面波技術(shù)采用瞬態(tài)沖擊力形成地面震源,進(jìn)而產(chǎn)生地面面波,地面介質(zhì)在脈沖作用下形成波動傳播,利用傳感器對面波反饋信號進(jìn)行捕捉、分析,進(jìn)而得到面波垂直傳播情況,經(jīng)過對反饋信號的分析處理,獲得相應(yīng)地層的地質(zhì)信息[4]。多瞬態(tài)面波技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵在于掌握巖土介質(zhì)結(jié)構(gòu)形狀及面波相應(yīng)變化之間的聯(lián)系,通過分析頻散曲線變化規(guī)律得到準(zhǔn)確的巖土性質(zhì)信息,達(dá)到勘察巖土地質(zhì)情況目的,常用于對軟土地質(zhì)的探測。
2.3高密度電阻率技術(shù)。高密度電阻率技術(shù)應(yīng)用的顯著優(yōu)勢就是適用范圍較廣,其發(fā)展應(yīng)用是在常規(guī)電法基礎(chǔ)上進(jìn)行的改良優(yōu)化,借助巖土介質(zhì)的典型差異性實(shí)現(xiàn)對勘察數(shù)據(jù)的有效獲取。高密度電阻率技術(shù)的應(yīng)用通過對勘察地點(diǎn)施加一定電場,對電流在地下傳導(dǎo)的分布、變化規(guī)律等情況進(jìn)行探測,結(jié)合對電流變化分布圖的繪制分析,得到相應(yīng)位置的巖土地質(zhì)信息。除此之外,借助供電電極對地下傳輸直流電流,使得地下電流分布情況發(fā)生改變,通過對變化情況的探測、分析,計算得出準(zhǔn)確的地層電阻率,提高對地質(zhì)信息收集、分析的自動化水平,尤其在深層地質(zhì)信息探測方面有較好的應(yīng)用效果。
2.4橫波反射技術(shù)。橫波反射技術(shù)就是利用地震波在不同地下介質(zhì)中的不同傳播速度,實(shí)現(xiàn)對巖土特性的分析與判斷。在實(shí)際應(yīng)用過程中,不同介質(zhì)中地震波傳播速度與反射差異較為明顯,結(jié)合對地震波的發(fā)射捕捉,經(jīng)過計算得出反射波在不同層面介質(zhì)中的相位、振幅、速度參數(shù),結(jié)合對其他數(shù)據(jù)的統(tǒng)籌分析,實(shí)現(xiàn)對地下巖層分布情況的進(jìn)一步準(zhǔn)確判斷[5]。橫波反射技術(shù)在低地層結(jié)構(gòu)勘察中的應(yīng)用效果較為明顯,特別是橫波發(fā)射技術(shù)有較好的抗凹能力,能夠大大提升橫波在垂直方向上的分辨率,得到的地質(zhì)勘測數(shù)據(jù)較為精確。
2.5大地電場巖性探測技術(shù)。大地電場巖性探測技術(shù)是一種新型物探方法,能夠在接收太陽風(fēng)產(chǎn)生的電磁波的前提下,實(shí)現(xiàn)對地下各個深度介質(zhì)界面發(fā)出的低頻反射電磁場信息的收集、分析,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對地下介質(zhì)界面的準(zhǔn)確識別、判斷。通常能夠借助這一技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對巖層界面、斷層、含水層、油氣層的判斷、識別。目前,大地電場巖性探測技術(shù)在巖土勘察中有較為廣泛的應(yīng)用,主要具備4個方面的應(yīng)用優(yōu)勢。(1)攜帶與操作較為方便。這一檢測技術(shù)采用的探測儀體積較小、重量較輕,操作也較為簡單,即使一個人也可以輕松攜帶,獨(dú)立操作。(2)節(jié)能環(huán)保。這種探測方法的使用不會產(chǎn)生噪音、廢棄物,不會造成環(huán)境污染。(3)探測范圍大,完整性和真實(shí)性高。這一技術(shù)的探測范圍在1000m以上,且適用的介質(zhì)范圍較廣,獲得的探測信息比較完整、真實(shí)[6]。(4)探測誤差小,準(zhǔn)確性高。探測儀探測過程不受地下水、管道、電壓影響,能夠穩(wěn)定接收大地天然低頻電磁波信號,確保了探測的較高準(zhǔn)確性。
2.6數(shù)字化勘察技術(shù)的應(yīng)用。隨著信息技術(shù)在勘探領(lǐng)域應(yīng)用的不斷深入,數(shù)字化建模、地形建模等數(shù)字化勘察技術(shù)在巖土勘察中獲得了較為顯著的應(yīng)用效果。數(shù)字化勘探可以真實(shí)地反映勘察區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況,進(jìn)而清晰、準(zhǔn)確地對地形地貌進(jìn)行表述,為工程建設(shè)提供直觀信息。這一技術(shù)在應(yīng)用過程中有較為嚴(yán)格的步驟要求:首先,技術(shù)人員必須根據(jù)一定規(guī)則連接性質(zhì)相同的點(diǎn),形成勘測面,得到網(wǎng)狀表面結(jié)構(gòu)圖。其次,經(jīng)過對表面圖的專業(yè)分析、研究,得到勘測區(qū)域?qū)傩郧闆r。在此過程中,數(shù)字化建模技術(shù)應(yīng)以準(zhǔn)確的地質(zhì)屬性、幾何形狀信息為基礎(chǔ),但是這些信息在獲取過程中需要經(jīng)過繁雜的篩選,對工作人員的資料收集、歸納、整理能力有較高要求。最后,在地質(zhì)三維建模(DigitalElevationModel,DEM)數(shù)據(jù)信息的支撐下,結(jié)合地形建模技術(shù)與遙感影像技術(shù)的應(yīng)用得到立體地形圖像。
3優(yōu)化綜合勘察技術(shù)在巖土工程的應(yīng)用效果的建議
3.1正確認(rèn)識不同等級劃分對工作量布置的影響。在實(shí)際開展的巖土工程勘察工作中,往往會涉及許多等級劃分,如劃分建筑物安全等級、勘察等級以及地基復(fù)雜程度等級等。該類等級的劃分將會直接關(guān)系到勘察工作量的布置。所以,在實(shí)際進(jìn)行勘察前,工作人員需要根據(jù)分級標(biāo)準(zhǔn)來劃分項目的各類等級,從而確保實(shí)際布置的勘察工作量合理、經(jīng)濟(jì)與安全。
3.2合理開展巖土勘察。巖土勘察工作具有一定的特殊性,所以,工作人員必須掌握難以直接勘察的地下巖質(zhì)體受力種類較多、受力狀態(tài)復(fù)雜性強(qiáng)等特點(diǎn),并采取合理、可行的綜合勘察技術(shù),以切實(shí)保障實(shí)際勘察結(jié)果的系統(tǒng)性與準(zhǔn)確性,進(jìn)而確??辈旃ぷ鞯馁|(zhì)量與效率。除此之外,在實(shí)際勘察巖土的過程中,要求工作人員能夠正確劃分地層,根據(jù)巖心采取率、巖土顏色及濕度等指標(biāo)來掌握地層間的實(shí)際情況,保證實(shí)際采集到的地質(zhì)信息的準(zhǔn)確與客觀,進(jìn)而為后期工程的開展提供可靠的數(shù)據(jù)參考。在采集碎石時,由于難度較大,無法在夾層中發(fā)現(xiàn),工作人員可以采取連貫方式來對碎石土的緊實(shí)度進(jìn)行判斷。如若土與巖石不同,則在收集碎石時需要使用不同的取樣器,同時,圖樣采集完畢后,需要做好相應(yīng)的保管工作,防止外界因素影響土樣的質(zhì)量。
3.3重視巖土工程勘察規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)。要想確保巖土工程勘察質(zhì)量,就必須重視勘察技術(shù)人員對相應(yīng)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)與研究,確保其能夠熟練掌握不同類型的規(guī)定條款,避免其在今后的勘察過程中出現(xiàn)工作量布置不足、沒有對抗震地段進(jìn)行劃分、原狀土樣或原位測試數(shù)量不足等情況[7]。此外,還要重視規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)條文的說明,技術(shù)人員需要充分重視對各個條款的仔細(xì)研究,并能夠正確掌握條文中實(shí)際蘊(yùn)含的信息,不斷提升專業(yè)技術(shù)水平,進(jìn)而提高巖土工程勘察質(zhì)量與效率。
4結(jié)語
雖然綜合勘察技術(shù)能夠有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)單一勘察技術(shù)應(yīng)用的不足,有較大的應(yīng)用優(yōu)勢,但前提是對單項勘察技術(shù)的有效應(yīng)用。因此,勘察單位必須熟練掌握各項勘察技術(shù)的應(yīng)用,明確其適用性與應(yīng)用優(yōu)勢及不足,更好地提升巖土工程勘察質(zhì)量。這就要求勘察單位必須明確勘察目標(biāo),結(jié)合對地質(zhì)情況的初步判斷,由淺入深地應(yīng)用勘察技術(shù),確保勘察信息的全面、準(zhǔn)確,更好地發(fā)揮綜合勘察技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢,為后續(xù)工程施工提供保障。
作者:王媛 葛化永 單位:江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局第五地質(zhì)大隊
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