綜合勘察技術在巖土工程勘察中的應用

鄭朝群

（貴陽建筑勘察設計有限公司 貴州貴陽 550081）

1 引言

巖土工程勘察專業性強、復雜性高，對勘察精細度和全面性有較高要求。采用單一的勘察技術難以滿足工程實際需求，容易因工程勘察不到位影響施工的正常進行。因此，綜合勘察技術在巖土工程勘察中的應用具有重要意義，通過將多種先進勘察技術配合使用，可以較為客觀、全面地反映工程地質狀況，確保勘察結果的準確性。

2 巖土工程勘察的主要內容

巖土工程與地質工程關系密切，可以將其視作地質工程的延伸。巖土工程勘察內容涉及面廣，勘察人員需要從多方面了解工程地質條件，以滿足勘察結果的全面性要求。總體來看，巖土工程勘察主要包含以下幾方面內容：①地質調查與測繪；②地球物理勘探；③勘探取樣分析；④勘探點測量；⑤遙感影像解釋；⑥編制階段性勘察結果報告。從巖土工程勘察內容可以看出，巖土工程勘察是一項系統性工程，需要采用多個領域的知識技能，完成工程地質條件的定量、定性分析。因此，在巖土工程勘察工作中要采用多種勘察技術，在全方位采集地質條件數據的基礎上，對其進行科學分析，編制相近的勘察報告，為后續工程的進行提供參考依據。

3 巖土工程勘察的意義

①巖土工程使用的巖土材料，其結構和性質是在漫長的地質作用下自然形成的，與混凝土等人工材料不同，具有巖石裂隙性和土質孔隙性等特點，做好巖土勘察工作，確定巖土結構參數，可以為巖土空隙壓力處理提供依據；②巖土工程工程量大，地質條件復雜，在施工過程中存在較多不確定因素，容易影響施工安全和工程進度，通過巖土勘察提前發現潛在問題，可以盡早制定有效的應對措施，避免對工程實施產生影響。

4 綜合勘察技術在巖土工程勘察中的實際應用

4.1 巖基載荷試驗

利用靜載荷試驗進行樁身的極限承載力檢驗的時候，主要是通過反力裝置在樁頂分級施加垂直荷載，然后對于每級荷載都按照規定的時間和對應的樁基沉降量進行讀取，從而最終獲得樁頂荷載和樁頂沉降之間的Q～S曲線。通過Q～S曲線判斷樁頂沉降量達到某一條件或者某一特定數值的時候已經充分發揮巖土阻力，或者樁身已經發生破壞，以此數值求出樁的極限承載力。

靜載荷試驗所用的反力裝置主要包括巖錨反力裝置、壓重平臺反力裝置、地錨反力裝置、錨樁橫梁反力裝置和靜力壓樁機等不同的類型，現場施工過程中可以通過現場條件來進行不同類型裝置的選擇。但是無論選擇何種類型的裝置，必須保證反力裝置在加載過程中能夠提供的最大反力至少為最大加載量的1.2倍，并且在最大試驗荷載作用下所用的加載裝置的全部構件擁有足夠的安全儲備，不會產生過大的變形。

靜載荷試驗一般是通過慢速維持荷載法進行試驗，在工程樁進行驗收檢測的時候要會采用快速維持荷載法。其中慢速維持荷載法是通過分級將荷載加載到試樁樁帽上，每一級所加荷載數值不變，每一級荷載都要在樁頂沉降量能夠到達規定的穩定標準時再進行下一級的荷載施加，最終當達到終止試驗條件的時候停止施加荷載，然后再進行分級卸載，直到荷載為零。而快速維持荷載法則是在對樁頂施加荷載的過程中不要要求對沉降量的相對穩定進行觀測，一直進行等時間的間隔連續加載，因此最終所測得的沉降量是樁周土和樁之間的瞬時下沉，因此此方法僅用于工程樁的驗收檢測。靜載荷試驗具有直觀準確、方法簡單明確、可靠性高的優點，缺點是費時費錢，抽檢率低，導致代表性較差，無法對樁基的工程質量進行全面的反映。

4.2 鉆孔聲波測試

聲波屬于能量波的一種重要類型，其也具有普通波的基本屬性，即其在介質中的傳播與傳播的介質之間存在著非常緊密的聯系，在不同的介質當中聲波的頻率、速度、振幅都有著一定的差別。聲波測試技術首先需要開鑿深井，從深井底部發出聲波源，在其他位置進行聲音檢測，從而得到聲音在巖體中的傳播速度、頻率以及振幅等性質。不同巖體由于在彈性性質方面存在著較大的差異，因此，所得到的聲波也存在著一定的差異，而這些差異則是對壩基巖體進行評價的主要依據。

聲波可以分為兩種不同的類型，一種被稱之為縱波，即傳播方向與質點的震動方向一致的聲波，另一種則被稱之為橫波，即傳播方向與質點震動方向垂直的聲波，但是不管是何種聲波，其在巖體中的折射依然符合折射定律的規定。根據折射定律的內容，如果直射角達到一定的角度，則其折射角也會增大，同時聲波將會進入到介質并在介質表面平行傳播，在巖體檢測當中將這種現象稱之為滑行波，在聲波測試中其實就是利用這種技術來對巖體的結構與物理力學性能進行檢測。

4.3 井下鉆孔成像

智能鉆孔電視成像儀主要由控制系統、卷揚系統、數據采集處理系統組成。下井探頭裝配有成像設備和電子羅盤，攝像頭通過360°廣角鏡頭攝取孔壁四周圖像，利用控制系統控制圖像采集和圖像處理系統，同時控制電機的提升和下降，自動采集圖像，并進行展開、拼接處理，形成鉆孔全孔壁柱狀剖面連線圖像實時顯示，連續采集記錄全孔壁圖像（見圖1）。電子羅盤實時采集方位角，上傳給計算機實時顯示，孔壁圖像從羅盤指示的整備方向展開，視頻與幀之間無縫拼接，無百葉窗等現象。

圖1 孔壁圖像與360°展開圖的對應關系圖

鉆孔全孔壁光學成像系統以視覺獲取地下信息，具有直觀性、真實性等優點，已廣泛應用于地質勘探和工程檢測中，用它可以準確地劃分巖性，檢測斷層、裂隙以及破碎帶等地質情況。

4.4 高密度電阻率技術

在施工的時候很難判斷地下的情況，而且地下的巖土因為樣式比較多，所以性質也是大不相同。為了防止在施工的時候因為對于地下的情況不了解而造成不必要的麻煩，所以要利用這種技術盡可能的提高勘察的準確性。巖石的導電性能會因為巖石的樣式不同而產生區別，所以就是可以根據這一特點作為依據來完成整個勘察的過程。在勘察的時候，先把一定的電流注入到巖石上，隨著電流的傳導遇到障礙物的時候就會反射回來，因為返回的時間不一樣，就可以根據儀器所監控到的時間來判斷巖石的位置，樣式以及地下的其它物質的位置等。之所以會利用這一技術，主要的原因如下：①這一技術的使用時，相關的儀器設備比較容易進行操作。因為由于儀器應用了電阻這一概念，所以只需要簡單的放置就可以接收到所需要的信息，并不需要復雜的組裝；②在勘測的過程中可能會有地質的變化，儀器在接收到以后就可以根據聲波或者電波的變化來接收到這一變化的信息，根據這一變化調整勘察的方法；③這一技術所需要的成本比較低，并且可以勘察的范圍也很廣，這就可以大大的減少人力和物力；④利用這一技術可以很精確的將地下的巖石等的位置變化勘測出來，保證工程的順利完成。

5 結語

以往我國巖土工程勘察工作進行的過程中，使用到的措施一般情況之下是物探技術措施，但是現階段我國范圍之內各個工程項目投入建設之前都會對鉆探情況提出更高的要求，各種類型的工程物探技術措施也在巖土勘察領域中得到較為廣泛的應用，可以全方位獲取工程地質信息，并利用信息軟件自動完成地質數據解釋工作，生成所需的成果圖件，為后續工程實施提供科學依據。