淺析巖土工程勘察存在的技術難題及解決措施

王之軍

（大同市建筑設計研究院 山西大同 037000）

我國工程地質勘查專業經十余年的發展，已全面朝著巖土工程勘察趨向發展，相關技術人員的能力與素養均處于不斷更新的狀態中[1]。伴隨著城鎮化進程的推進，城市基礎設施項目與高層建筑陸續涌現出來，以往采用的常規工程勘查方法與手段已難以迎合現代建筑設計的需求，工程勘查技術方面存在的很多問題噬待解決。

1 巖土工程勘察特征分析

與普通場地的建筑工程勘察相比較，巖土工程勘察具有如下幾種特征：在平面上以帶狀式部署，寬度相對較窄，但具有一定的可延伸性，能夠穿越多種地質形態和地貌單元，在運行過程中會承受數種不良地質；路基在運行過程中承受的載荷量相對較小，但是對于高等級工程地段而言，其對沉降特別是不均勻沉降，均提出相對較高的要求。

在對勘察方法進行選擇之前，需結合勘察時段要求的內容與深度、工程級別、工程規模以及作業的難易程度等因素進行。例如，對于可行性研究勘察時段而言，主要任務是采集資料并進行現場實地勘察。而初步勘察時段以進行工程地質測繪、調查、物理探測、鉆孔探測、原位測試以及室內試驗等為主，詳細勘察時段鉆探、原位測試以及室內試驗占主導，只有在情況特殊時，才進行物理探測與工程地質測繪，借此方式去實現對公路工程地質條件有整體性認識[2]。

2 巖土工程勘察存在的技術難題

2.1 界面的規劃問題

該類問題多體現在巖土體與巖石風化程度的界面規劃、判斷地質構造與軟弱結構面及不良地質體地質界面規劃等方面上。

2.2 地質形態問題

主要是對地下物體、空洞及其排布形式、埋設方位及深度等信息缺乏確切掌握。

2.3 巖土參數問題

多針對那些不易于獲得原始巖土樣與難以進行室內、外試驗的巖土層，后者以粗顆粒土、殘積土與風化巖等為主。導致在勘察作業中技術人員難以確定承載能力、形變量等指標。

2.4 綜合能力的問題

多體現在部分勘察技術人員針對勘察各專業的野外和室內初始資料，缺乏梳理、采集與應用的能力，也缺乏精確辨識真假、總結等能力。對與建筑結構設計方面相關的知識缺乏全面掌握，經常導致巖土勘察作業目標缺乏明確性，造成所供應的勘察信息不符合工程設計與施工的相關需求[3]。

2.5 技術素質的問題

多數勘察技術人員知識面狹窄與缺乏深度性方面體現。此外，與巖土勘察作業相關的各個專業尚未建立良好的內部溝通與技術交流機制，造成各專業對自己服務對象與技術發展趨勢缺乏充分了解，此時他們面對大型項目與復雜工程時經常手忙腳亂，不能合理應用相關技術辦法去處理所面對的技術性問題。

3 解決巖土工程勘查作業技術問題的方法

3.1 運用計算機技術

在科學技術日新月異的時代中，計算機技術得到很大的發展與進步，在社會各個行業中有廣泛的應用，并取得良好的應用效果。若能將計算機設備應用到巖土工程勘察作業中，其通常能協助技術人員獲得連續性的地質界面，進而實現有效處理工程勘察期間的漏判、地質界面規劃不精確等現實問題，此外在計算機技術的協助下，傳統巖土勘察作業中很多技術難題也會迎刃而解，例如地下工程空洞的排布、形態、方位和深度等。計算機技術在巖土工程勘察中的應用，具有局限性小、成本低廉、時間耗用少、勘探精確度高等優勢。盡管該種技術具備很強的適用性，但可靠性相對較低。在現實勘察作業中，針對一些結構相對復雜的巖土工程技術難題，需積極應用鉆探和多類物探手段聯合法進行解決，進而有效補充單一技術方面存在的缺陷，促進效能的發揮[4]。

3.2 工程物探技術

最近幾年中，在先進科技的引領下，工程物探技術完善度不斷提升，當下國內工程地質勘察作業中常用到的物探技術以、TEM法、CT法、地下管線探測技術、地質雷達技術、高密度電法與多波地震映象法等為主，與其相關的技術原理以彈性波理論、電學原理及電磁波理論等為主。在現實的勘察作業中，部分情景下應用了一些實時信息采集與處理的工程物探設備，這是推進巖土工程勘察進程、提升采樣密度與采集信息量、降低作業成本的有效辦法之一。勘察野外作業環境復雜、氣候多變，此時建議技術人員綜合應用工程物探技術，進而實現對滑動面、空洞、不明物體、各類斷層等復雜地質結構的有效勘查，明確地質形態、埋藏的具體方位與深度、排布形式和特征等，以進一步提升勘探數據信息的精確度。針對不同介質界面的確定方面存在問題，為獲得準確的地質界面信息并維持勘察作業運行的連貫性，可用連續加密測點的方法。有研究指出，因為工程物探技術的適用范疇廣寬，故此比其他常規的鉆探技術能更快速、更精確的獲得有勘察任務相關的數據信息，信度與效度“雙高”[5]。

3.3 重視新試驗測試技術的運用

對于原狀巖土樣本的地質介質獲取難度相對較大的勘察作業，可應用波速測試、大應變技術等新技術，相關人員對以上測試中所獲得的數據信息及資料可進行對照與解析，并采用圖表等方式去統計現實測試中所得的數據，進而解讀期間存在的關聯性，摸索相關規律，結合過去工程勘察中總結的經驗與知識進行判別與分析，進而能促使巖土工程勘察設計參數精度與可靠性的同步提升，同時也能獲得工程地基變形損壞形式、樁基的承載能力、邊坡結構的安穩性與形變能力、擋土結構的破壞模式及形變特征、地下水滲透流淌、風化巖的變形指標和承載能力等參數。可見，新測試技術的應用，能夠為巖土工程后期設計與施工作業提供良好的勘察成果，有助于維持工程施工的安全性和可靠性。

4 工程實例

工程方擬定在山體側建設居民住宅小區，處于決定建設場地順沿山脊走向呈長條狀，長約為2.3km，寬約為0.6km，占地總面積約為1615畝，預計建設的建筑體是多層（3～6層）住宅與（2～3層）別墅及少部分公共建筑（商場、學校、衛生院、儲蓄所、俱樂部等）。建設方按照工程使用功能將該工程項目細化為A-F等六個區，山體北部是A-C區，山體南部是D-F區。

該工程占地面積相對較大，屬于丘陵地貌、地形相對復雜、山體陡峭，部分地段基巖直接袒露，同時跨越數個地層單元。基巖以花崗巖為主，局部地段有斷層，巖石的裂隙發育相對良好，和山脊走勢相垂直的450m范疇中就排布了15條巖脈。各類巖石、巖脈風化程度不一。在對該巖土工程進行勘察作用過程中，共布設1010個勘探點，對建設場地巖土體進行系列性的室內外試驗與測試，具體的勘察工作如下：

（1）結合山地地層結構相對簡單、鉆機搬運困難等現實條件，擬定把物探、井探、槽探技術應用于難以進行鉆探的山頂、陡坡等處，綜合應用多種勘察技術，能有效彌補井探和槽探的勘探深度有限的不足，促進勘察作業進展的同時也降低了資金投入量。

（2）對不同勘察技術進行對比驗證，獲得施工場地各巖土層的對比參數，以提升勘探資料的精確度與可靠性。例如將室內巖土試驗結果與靜載荷板試驗結果進行解析、對照，構建其間和地基承載力和變形指標間的相關性[6]。

（3）本工程在施工期間，將花崗巖殘積土設為持力層，而大量巖脈穿越其中，其風化程度不一，進而導致巖石硬軟度不同。為提升巖土設計參數的精度，本試驗中擬定進行7臺載荷板試驗，進而獲得不同花崗巖殘積土的承載力特征值和變形模量。結果顯示所獲得的地基承載力特征值比傳統方法所提供的提高了約1.6倍，變形模量提升了3倍有余，協助工程勘察單位獲得較大的經濟效益。

5 結束語

大量的工程實踐表明，科學的選用工程物探技術與傳統的勘探技術，是處理巖土工程勘察作業中技術問題的有效辦法之一。但是總結長期的實踐經驗，筆者認為任何勘察技術均有一定的局限性與適用性，為有效的處理一些結構復雜的巖土工程勘察作業中存在的技術問題，就一定要對多種勘察手段聯合應用，相互補充、相互驗證，進而不斷提升勘察數據信息的精確度與可靠性。