基礎地質工程與地質勘察應用研究

潘毅

摘 ? ?要：針對在工程設計和建設中具有重要作用的地質勘察，對現場常用的坑、槽探、鉆探和物探三類方法進行深入分析，為實際的地質勘察中選擇正確適宜的方法提供參考依據。

關鍵詞：地質勘察;坑、槽探;鉆探;物探

中圖分類號：TU195 ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1004-7344（2019）03-0156-02

工程建設前，需要通過勘察來掌握地質情況，形成有關地質的第一手資料，以此為工程的設計、施工和使用都提供可靠的參考依據。現在可用于勘察的方法有很多，需要結合實際情況和要求來選擇與使用正確方法。

1 ?基礎地質工程與地質坑、槽探

坑、槽探是指利用人工或設備來開挖坑、槽，然后對巖土層所處天然狀態和不同地層地質結構進行直接觀察，同時取出與實際相接近的原狀土樣。

（1）探槽：地表上深度在3～5m以內的矩形槽，可對地表的覆土進行剝除，直接揭露內部基巖，對地層巖性予以劃分，并為斷層破碎帶的分析和研究提供參考依據;同時，還能對殘坡積層內部結構、厚度及主要物質進行探查[1]。

（2）試坑：在地表不斷向下，呈鉛直，深度在3～5m以內的圓形坑或方形坑，可對地表的覆土進行局部剝離，用于滲水和載荷試驗，并取區域內的原狀土樣。

（3）淺井：在地表不斷向下，呈鉛直，深度在5～15m范圍內的圓形淺井或方形淺井，可確定地表覆蓋層和風化層等的基本巖性與厚度，并能用于載荷試驗，選取區域內的原狀土樣。

（4）豎井：其形狀和淺井完全相同，但井深在15m以上，在部分情況下需要進行支護處理，可掌握覆蓋層基本性質與厚度，可為斷層破碎帶等情況的分析提供依據，主要用于地形趨于平緩，且巖層不陡的段落。

2 ?基礎地質工程與地質鉆探

鉆探指的是利用地質鉆機于地層中進行鉆孔，然后對地表下地層進行鑒別與劃分，同時在鉆孔深度范圍內取樣。對于鉆探與坑探，亦可稱為勘探工程，都屬于直接勘探方法，可準確的掌握地下地質實際情況，是工程勘察重要環節與內容。就目前而言，鉆探為地質勘察最常用的方法，能獲得相對較深地層的地質情況資料。

3 ?基礎地質工程與地質地球物理勘探

所謂地球物理勘探，實際上就是物探，主要通過對不同地球物理場與其發生的變化的觀測及研究來深入探測地質構造與地層巖性，以掌握相應的地質條件。物探屬于間接勘探方法，其優點為比鉆探與坑探更為快速、輕便和經濟，可在很短的時間內解決地質測繪過程中無法推斷但又必須掌握的地質問題，大多和測繪工程聯合運用。另外，它還是一種能為鉆探及坑探提供輔助的重要手段。目前主要有以下幾種物探方式：①直流電勘探;②交流電勘探;③重力勘探;④磁法勘探;⑤地震勘探;⑥聲波勘探;⑦放射性勘探。

3.1 ?工程物探

其主要目的在于借助專門的設備儀器，對不同巖土體在物理性質上存在的差別進行測定，包括是否具有放射性和導電性、密度、彈性與磁性等，并通過分析和解釋，對地表以下地質條件予以判斷。這是一種以測繪為基礎不斷發展起來的間接式勘探手段。若按照工作的條件，可將這一方法分成井下與地面物探兩種;若按照待測物質物理性質，可將這一方法分成放射性探測、電法探測、地震探測、聲波探測、重力探測和磁法探測幾種。在工程地質勘察工作中，地面物探最為常用的電法為視電阻率法，而在地震勘探過程中，以聲波勘探及淺層折射兩種方法最為常用;另外，對測井的方法而言，大多以綜合測井為主[2]。

物探的主要優勢為可快速且經濟的對較大范圍實施探測，此時不同方向上的各個剖面，都是三維資料。將這些三維資料作為基礎，于異常點及控制點進行勘探布置和試驗，不僅能有效減少盲目性，而且還能保證精度。對測井而言，它能為鉆探提供必要資料，起到提高鉆探質量的作用。利用多種方法實施綜合物探，以綜合成果為依據開展對比和分析，能大幅提高地質解釋成果質量，增加物探可以解決的實際范圍，并起到一定縮短周期和降低成本的作用。因物探需要完成間接解釋，故只有在不同地質體間存在明顯差異，才可以獲得理想的勘探效果。

3.2 ?鉆探、坑探與槽探

利用鉆探設備進行鉆進，或直接采用礦山掘進的方法，對建筑物及其影響范圍和深度內所有地質條件，以此為工程設計工作提供可靠依據，形成地質剖面。它的主要任務為：掌握建筑物及其影響范圍和深度內所有地質構造，確認巖層是否保持完整和有破壞，以此為建筑物找尋可靠持力層，即承受建筑物大部分附加荷載的堅實巖土層，并查明會對建筑物造成影響，使其進入不穩定狀態的所有巖土結構，比如裂隙、軟弱夾層和斷層等;對區域地下水情況進行揭露，同時對其動態予以實時觀測;為試驗提供必要的巖土試樣;最后，還能為現場的各項測試及長時間觀測都提供適宜的坑道與鉆孔[3]。

鉆探擁有比坑探更高的工效，受探測深度、地表水和地下水等因素的影響相對較小，在現在有著十分廣泛的應用。然而，較難獲取軟弱夾層的巖心以及河床卵礫石層等的試驗樣品，并且鉆孔也無法用于規模較大的現場試驗。對此，部分情況下需要使用孔徑較大的鉆探技術，也可在鉆孔過程中引入攝影技術，通過綜合物探測井來有效彌補它的不足。但對于關鍵部位，仍需借助能實現直接觀察及預期測試目標的坑探方法，如豎井、平洞及斜井。

無論是鉆探還是坑探，其成本都很高，所以需要在地質測繪與物探過程中，以地質勘探過程中需要解決的問題為依據，對鉆孔、洞和坑的具體位置、深度及方向等進行合理設計，以此盡量減少工程量，獲取盡可能多的工程地質資料，同時保證勘探結果的精度。

當建筑物的規模相對較小，大型項目早期設計，試樣獲取難度較低時，可在實驗室進行試驗。然而，用于室內試驗的樣品通常較小，在代表性上略顯不足，而且還難以始終保持其天然狀態。對此，為了給初步設計等提供重要參數，需要在現場測試代表性良好的所有試樣。而對于強裂隙化的巖體、呈液態的軟粘土以及呈疏松狀態的含水細砂，需要在現場實施原位測試。

3.3 ?長期觀測

利用專門的設備儀器對項目地質條件所有要素和對項目由影響的每個地質作用及其伴隨時間發展發生的變化進行長時間測量。長期觀測內容包括：①巖土體發生位移的方向、速度及范圍;②巖土體中地下水位發生的變化;③巖土體中破壞面實際壓力大小;④爆破作用引起的質點運動及其速度大小;⑤峰值質點對應的加速度;⑥人工加固與支護系統，以及載荷發生的變化。觀測一般是在設計論證過程中進行，貫徹施工、使用全過程。通過長期觀測獲得的相關資料，在整理與分析處理后，能在地質評價工作中直接使用，對地質預測結果是否準確進行校驗，并針對現有的不良地質狀況，制定有效的防治措施，以保證工程安全。但坑探工程種類很多，需要結合勘察的要求來選擇[4]。

在實際的勘探工程中，通常都需要運用很多設備，實際耗費的人力及物力很多，而且部分勘探工程工期很長，受許多因素的影響和限制。基于此，在選用該方法時必須具備經濟觀點，在勘探工程的布置過程中，應將物探、地質測繪等現有成果為依據，以此避免隨意性與盲目性。

4 ?工程應用

以鉆孔現場揭露為依據，并結合原位測試和相關試驗結果，該項目城區中地層從上到下依次為：

①粉砂層：呈黃色，以云母、長石與石英為主要成分，干燥～稍濕，較松散，且中間夾有礫石層，土層無濕陷性。這一地層在場區范圍內大片分布，其承載力的特征值取100kPa。

②-1砂質泥巖：呈紅褐色，全風化～強風化，屬第三系沉積軟質巖，土層無膨脹性，且處于膠結狀態，層狀較厚，但節理不發育，中間夾有礫石層，其承載力的特征值取300kPa。

②-2砂質泥巖：呈紅褐色與棕紅色，強風化～中風化，屬第三系沉積軟質沿，處于膠結狀態，層狀較厚，但節理不繁育，質量等級VI級，中間夾有礫石層，其承載力的特征值取500kPa。

5 ?結束語

綜上所述，坑探、槽探、鉆探、物探為基礎地質工程和地質勘察常用的幾種方法，不同方法有不同的原理、特點和適用條件，在實際工作中，需要根據場地內實際情況，選擇適宜的勘察方法，以保證勘察成果的真實性與準確性。

參考文獻

[1]尹 龍，曲 源.基礎地質工程與地質勘察應用探討[J].科學技術創新，2017（27）：107～108.

[2]邰 賀，趙永剛.基礎地質工程與地質勘察應用分析[J].黑龍江科學，2017，8（18）：58～59.

[3]董文芳.基礎地質工程與地質勘察應用探討[J].城市建設理論研究（電子版），2017（21）：127.

收稿日期：2018-12-1

作者簡介：潘 毅（1984-），男，助理工程師，本科，主要從事地質勘察工作。