淺談綜合物探方法在工程基礎(chǔ)勘探中的應(yīng)用

周曉林

（貴州省地礦局102地質(zhì)大隊(duì)　貴州　遵義　563000）

淺談綜合物探方法在工程基礎(chǔ)勘探中的應(yīng)用

周曉林

（貴州省地礦局102地質(zhì)大隊(duì)貴州遵義563000）

針對(duì)綜合物探方法的技術(shù)特征，分析綜合物探法的基本特征，并結(jié)合實(shí)際工程案例，對(duì)綜合物探法在工程基礎(chǔ)勘探中的應(yīng)用方法進(jìn)行討論，得出綜合物探法的具體應(yīng)用措施。

綜合物探法；工程基礎(chǔ)勘探；應(yīng)用

工程基礎(chǔ)勘探是工程建設(shè)中的基礎(chǔ)項(xiàng)目，其勘探質(zhì)量對(duì)工程項(xiàng)目后期運(yùn)行產(chǎn)生重要影響，做好工程基礎(chǔ)勘探的質(zhì)量控制工作，在提供工程項(xiàng)目整體施工質(zhì)量中發(fā)揮著重要作用。綜合物探方法是常見的工程基礎(chǔ)勘探方法，屬于一種成熟的技術(shù)形式，能為工程建設(shè)提供大量的基礎(chǔ)資料，保證工程順利進(jìn)行。但從綜合物探方法的實(shí)際應(yīng)用情況來看，受多方面因素影響，相關(guān)人員不能在工程基礎(chǔ)勘探中應(yīng)用物探方法，留下潛在安全隱患。本文將以此為背景，對(duì)綜合物探法在工程基礎(chǔ)勘探中的具體應(yīng)用措施進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

1　綜合物探法的技術(shù)特征分析

在當(dāng)前工程基礎(chǔ)勘探中，常見的綜合物探方法主要分為以下幾種：

1.1高密度電法

高密度電阻率法的物理前提為：地下介質(zhì)間的導(dǎo)電性存在明確差異，保證能通過差異性的電流確定地下介質(zhì)的實(shí)際參數(shù)，最終獲取工程項(xiàng)目需要的資料。在數(shù)據(jù)分析中，高密度電法與常規(guī)電阻率計(jì)算法相一致，主要通過A、B電極向地下供電，供電過程中的電流參數(shù)計(jì)算為I，并且該電流會(huì)在M極、N極范圍內(nèi)流動(dòng)，電位差為ΔU，則某一記錄點(diǎn)的電阻率計(jì)算公式為：

在現(xiàn)代工程基礎(chǔ)勘探中，高密度電法的常見裝置為：溫納對(duì)稱四極裝置、溫納微分裝置等。

1.2淺層地震勘探法

淺層地震勘探是一種常見的工程地質(zhì)勘察方法，具有高分辨率特征，能精準(zhǔn)確定地層面、基巖起伏變化特征。在技術(shù)應(yīng)用過程中，主要根據(jù)人工方法使地面產(chǎn)生振動(dòng)，而技術(shù)人員在獲取地面振動(dòng)的信息后，分析振動(dòng)的傳播規(guī)律與特點(diǎn)，最終確定地下地質(zhì)情況的活動(dòng)規(guī)律。

1.3探地雷達(dá)技術(shù)

探地雷達(dá)技術(shù)又被稱為GPR技術(shù)，屬于一種對(duì)地下或物體內(nèi)不可見目標(biāo)體或界面進(jìn)行定位的電磁技術(shù)。在技術(shù)應(yīng)用過程中，主要以寬頻帶脈沖的高頻電磁波，從地面發(fā)射，通過天線等媒介將電磁波穿入地下，在經(jīng)過差異性的地下地層后，電磁波會(huì)反射的地面，并且相關(guān)參數(shù)會(huì)被另一條天線接收。在電磁波傳播過程中，通過分析電磁波的傳播路徑、波形特點(diǎn)等，能判斷地下界面的實(shí)際結(jié)構(gòu)，并根據(jù)反饋的數(shù)據(jù)進(jìn)行確定，屬于一種高性能的物探技術(shù)。

1.4物探方法選取分析

從上述三種技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)來看，三種技術(shù)在應(yīng)用過程中的應(yīng)用特點(diǎn)、技術(shù)要求等存在明顯差異?，F(xiàn)本文對(duì)三種技術(shù)的具體應(yīng)用方法進(jìn)行分析。

（1）高密度電法屬于電阻率法范疇，但與常規(guī)技術(shù)相比，高密度電法具有觀測(cè)精度高、數(shù)據(jù)采集量大等優(yōu)點(diǎn)，能很好的適應(yīng)工程項(xiàng)目基礎(chǔ)勘探的需求。而從技術(shù)應(yīng)用來看，該技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在地層劃分、采空區(qū)、巖溶空洞等工程的勘探中，并收到良好的應(yīng)用效果。但總體而言，高密度電法對(duì)鋪線提出較高要求，并且嚴(yán)重依賴于接地質(zhì)量的高低，這在應(yīng)用中要高度予以重視。

（2）淺層地震勘探技術(shù)是常見于基巖埋深勘探中的技術(shù)類型，在地質(zhì)基礎(chǔ)看產(chǎn)、溶洞數(shù)據(jù)采集等項(xiàng)目的應(yīng)用效果良好。但在應(yīng)用中，淺層地震勘探技術(shù)收到震源強(qiáng)度的影響，并且對(duì)地形的要求質(zhì)量較高，若勘探地區(qū)的地形條件較為復(fù)雜，則很難達(dá)到既定的勘探目標(biāo)。

（3）地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)屬于一種高新技術(shù)，雖然該技術(shù)的勘探深度上存在劣勢(shì)，但波長(zhǎng)的分級(jí)十分明顯，能夠通過拖動(dòng)天線連續(xù)測(cè)量剖面的參數(shù)，具有強(qiáng)大的水平、垂直分辨能力，尤其適用于淺層、超淺層的地層勘探中。同時(shí)也有部分單位在基礎(chǔ)勘探中，聯(lián)合應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)與淺層地震勘探技術(shù)，其應(yīng)用效果更好。

綜上所述，三種技術(shù)在應(yīng)用上存在差異，在應(yīng)用過程中需要充分認(rèn)識(shí)到技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)與應(yīng)用范圍，并明確其應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，為獲得更好的勘探效果奠定基礎(chǔ)。

2　工程案例分析

2.1工程案例簡(jiǎn)介

某工程位于山丘斜坡面上，整體結(jié)構(gòu)呈階梯型分布。原下層曾作為魚塘，但現(xiàn)已經(jīng)被填平并經(jīng)過壓實(shí)處理。為經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，需要在斜坡面上建立一工廠，為保證工程順利進(jìn)行，需要開展詳細(xì)的工程基礎(chǔ)勘探，為保證工程順利進(jìn)行提供數(shù)據(jù)支撐。

2.2綜合物探技術(shù)應(yīng)用分析

在物探開展之前，相關(guān)單位在綜合考慮探測(cè)地區(qū)的實(shí)際情況后，決定采用高密度電法、淺層地震勘探、地質(zhì)雷達(dá)三種技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用的方法，其中高密度電法儀規(guī)格為E60M電阻率法探測(cè)儀（由吉林大學(xué)工程技術(shù)研究所研制），地質(zhì)雷達(dá)型號(hào)為sir-20探地雷達(dá)，淺層地震以的型號(hào)為Miniseis工程地震儀。在相關(guān)設(shè)備準(zhǔn)備結(jié)束后，開展工程基礎(chǔ)勘探工作。

2.2.1高密度電法應(yīng)用

在高密度電法應(yīng)用中，采取了α、β兩種電極分布的方式，電極距離為3.0m，其電性層數(shù)據(jù)特征為：①在深度為0～8m的位置，視電阻參數(shù)為（60±20）Ω·m，判斷該區(qū)域?yàn)槁咽瘜樱虎谏疃葹?～16m的位置，視電阻參數(shù)為（20±10）Ω·m，判斷該地區(qū)為強(qiáng)風(fēng)化帶泥巖，且水含量較高；③對(duì)于深度大于18m的地區(qū)，視電阻為（35±15）Ω·m，判斷該地區(qū)為中風(fēng)化帶泥巖。而從高密度電法的橫向解剖面特征來看，卵石層中間存在明顯的高阻區(qū)域，考慮其原因可能是回填過程中填入大量石料，在工程建設(shè)中要予以重視。

2.2.2淺層地震探測(cè)技術(shù)應(yīng)用

該項(xiàng)目在應(yīng)用淺層地震探測(cè)技術(shù)中，采用了規(guī)格為20kg的鐵錘震源，選取12m偏移距、2m道間距。而從探測(cè)結(jié)果可發(fā)現(xiàn)，在淺層地震探測(cè)技術(shù)結(jié)果中，整個(gè)地區(qū)的相軸分布連續(xù)，并且整個(gè)地區(qū)具有較強(qiáng)的反射能量，相鄰地層間的界限分布明顯。根據(jù)該結(jié)果，相關(guān)單位判斷：該地區(qū)內(nèi)無地下洞穴、斷層現(xiàn)象。而在后期工程實(shí)踐中，該結(jié)論也得到了證實(shí)。

2.2.3地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用

該項(xiàng)目在應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)時(shí)，主要根據(jù)該地區(qū)的原有地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行分析，并依次進(jìn)行了35MHz、100MHz、80MHz天線的試驗(yàn)（其中80HMz為開放式天線），試驗(yàn)的采樣時(shí)長(zhǎng)為200ns，相鄰測(cè)點(diǎn)之間的距離為1.0m。

從地質(zhì)雷達(dá)所反應(yīng)的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)在埋深8m左右位置，電磁波上下兩層的頻率特性開始明顯變化，其中上層介質(zhì)反射能量較弱，頻率較低，而下層介質(zhì)則出現(xiàn)較高的垂向參數(shù)，持續(xù)以大振幅的方式連續(xù)發(fā)射。根據(jù)該現(xiàn)象，相關(guān)單位判斷埋深8m左右位置為卵石層與強(qiáng)風(fēng)化層的交界處。

2.3應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

該工程分別根據(jù)三種技術(shù)展開了相應(yīng)的試驗(yàn)分析，并得到了相應(yīng)的基礎(chǔ)勘探結(jié)論。從工程項(xiàng)目的后期實(shí)踐情況來看，三種技術(shù)的基礎(chǔ)勘探結(jié)論都得到證實(shí)，工程質(zhì)量顯著提升，說明三種技術(shù)在提高工程項(xiàng)目施工質(zhì)量中發(fā)揮了積極的作用。

3　結(jié)束語

主要討論了淺談綜合物探方法在工程基礎(chǔ)勘探中應(yīng)用的相關(guān)問題，并結(jié)合實(shí)際工程案例，對(duì)三種技術(shù)的應(yīng)用方法進(jìn)行了詳細(xì)的分析。總體而言，地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)、高密度電法、淺層地震探測(cè)技術(shù)在應(yīng)用過程中各具特點(diǎn)，并且相互之間的操作要求也存在差異，在應(yīng)用過程中要高度重視。同時(shí)，由于三種技術(shù)在操作與應(yīng)用領(lǐng)域上存在明顯差異，為獲得更好的工程施工效果，可以嘗試聯(lián)合應(yīng)用三種技術(shù)。而從本次研究中實(shí)際案例的應(yīng)用效果來看，三種技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用達(dá)到了既定目的，為保證工程順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ)，因此，三種技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用也將會(huì)是未來綜合物探法研究中的主要趨勢(shì)。

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2015-10-4