復(fù)雜地形地質(zhì)條件巖土工程勘察及實(shí)踐研究

葉起行

（福建東辰綜合勘察院， 福建 福州 350001）

0 引言

巖土勘察工作是工程建設(shè)的重要組成部分，在進(jìn)行土建施工時(shí)，只有保證巖土勘察施工質(zhì)量，才能有效地提高后期工程施工質(zhì)量和安全，保證工程按期完工。由于我國(guó)幅員遼闊，經(jīng)緯度南北跨度大，導(dǎo)致我國(guó)地形地貌結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，如果將工程建設(shè)項(xiàng)目選在地形地質(zhì)條件復(fù)雜的地區(qū)進(jìn)行，勢(shì)必增加巖土工程勘察工作的難度，給工程勘察工作的評(píng)價(jià)、設(shè)計(jì)和測(cè)量帶來(lái)許多困難，同時(shí)也增加了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的風(fēng)險(xiǎn)。在復(fù)雜地形、地質(zhì)條件下，對(duì)巖土工程勘察應(yīng)給予高度重視。

1 國(guó)內(nèi)復(fù)雜的地形地貌環(huán)境分析

我國(guó)地形地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜，比如針對(duì)貴州省來(lái)說(shuō)，該省大部分都是由山地所組成，其地處于緯度相對(duì)較低的地區(qū)，在實(shí)際地形條件中是比較復(fù)雜的類型。從鳥瞰圖中看到貴州省全省的地形地貌主要是成因是以堆積、侵蝕為主的，在地貌方面相對(duì)豐富異常，在整個(gè)省的地域整體布局中可以看出來(lái)，其西部和東部就是兩個(gè)極為典型的地貌區(qū)域，東部和西部主要是以河谷與山脈作為界限的。還有就是我國(guó)云南省也是屬于地形地貌比較復(fù)雜的地區(qū)之一。

2 復(fù)雜地形地質(zhì)環(huán)境中，巖土工程的勘察技術(shù)

實(shí)用性是勘察工作的核心原則，無(wú)論是評(píng)估巖土數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)還是技術(shù)指標(biāo)，首先要考慮的便是實(shí)用性。特別是勘察復(fù)雜地形地質(zhì)，勘察技術(shù)切忌復(fù)雜、花哨，要選擇簡(jiǎn)單、易操作的技術(shù)。

2.1 室內(nèi)試驗(yàn)

在進(jìn)行室內(nèi)建設(shè)場(chǎng)景搭建的過(guò)程中對(duì)可能會(huì)出現(xiàn)的各種巖土勘察問(wèn)題進(jìn)行分析，模擬實(shí)際的物理場(chǎng)景進(jìn)行巖土工程各個(gè)指標(biāo)的判定，從而判斷其是否符合工程所需的各項(xiàng)指標(biāo)，具體分析其中的各個(gè)問(wèn)題，并且提出解決方案。通常情況下，根據(jù)巖土實(shí)際的物理性能情況進(jìn)行巖土物理性質(zhì)的顆粒分析、壓縮測(cè)定驗(yàn)證、水質(zhì)分析等情況的分析，從而完成巖土勘察的室內(nèi)試驗(yàn)。

2.2 鉆探

在實(shí)際的巖層勘探過(guò)程中，需要使用合適的臺(tái)式鉆探機(jī)進(jìn)行鉆探工作，其具體的實(shí)施過(guò)程需要進(jìn)行泥漿護(hù)壁、回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)等工作的實(shí)施，保證能夠?qū)r土巖心的采取率大于90%以上。針對(duì)巖層鉆探工作不同方向上的結(jié)果，能夠做出及時(shí)的跟蹤記錄，從而對(duì)巖土層的實(shí)際情況進(jìn)行分析，保證符合相關(guān)勘察指標(biāo)。

2.3 地質(zhì)測(cè)繪

這是巖土工程勘察中應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)，其最終目的是詳細(xì)分析工程區(qū)域的地形地貌。勘察人員要想推算巖土的形成原因與時(shí)間，掌握巖土結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，必須先了解工程區(qū)域的地形地質(zhì)，確定周邊環(huán)境是否會(huì)影響勘察結(jié)果，盡可能規(guī)避這種影響因素，保證巖土勘察的客觀準(zhǔn)確。

2.4 原位測(cè)試實(shí)驗(yàn)

該技術(shù)包含兩種實(shí)驗(yàn)方法:第一種是靜力觸探試驗(yàn)，原裝液壓靜力接觸探頭是試驗(yàn)中必須使用的探討，當(dāng)采集到地形地質(zhì)數(shù)據(jù)后，再通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件加工、分析；第二種是標(biāo)準(zhǔn)灌注實(shí)驗(yàn)，嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選擇落錘，正式實(shí)驗(yàn)前，首先需要清孔，以20次/s的速率為宜。原位檢測(cè)試驗(yàn)是巖土勘察過(guò)程中最基本的技術(shù)，且操作方便，實(shí)用性強(qiáng)，通過(guò)試驗(yàn)，能夠得到巖土物理力學(xué)的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。

3 復(fù)雜地形地質(zhì)條件巖土工程勘察策略

3.1 優(yōu)化地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)

為應(yīng)對(duì)復(fù)雜地形地質(zhì)條件帶來(lái)的挑戰(zhàn)，地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)的優(yōu)化存在較高必要性，因此地質(zhì)人員必須重點(diǎn)關(guān)注工程測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用，并結(jié)合實(shí)際開展深入的項(xiàng)目調(diào)查，以此結(jié)合場(chǎng)地的地形與地貌特點(diǎn)，即可準(zhǔn)確獲取不良地質(zhì)等信息，地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)應(yīng)用的有效性可由此得到保障。同時(shí)，還需要結(jié)合巖土性質(zhì)及形成原因，確定巖土層風(fēng)化狀況，更好為工程項(xiàng)目的建設(shè)提供依據(jù)。

3.2 推進(jìn)勘探技術(shù)系統(tǒng)性發(fā)展

受到復(fù)雜地形地質(zhì)條件的差異性影響，巖土工程勘察的難度大幅提升，因此本文建議重點(diǎn)關(guān)注基礎(chǔ)樣式、結(jié)構(gòu)形式的地形地質(zhì)條件，以此結(jié)合勘察技術(shù)手段發(fā)展現(xiàn)狀，確定勘察深度及間距，提高勘察技術(shù)應(yīng)用有效性。在具體的勘察技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，勘探深度的確定需結(jié)合不同地質(zhì)狀況，同時(shí)設(shè)計(jì)不同的間距設(shè)置勘探點(diǎn)以適應(yīng)地形復(fù)雜程度的不同，結(jié)合實(shí)際狀況的勘探孔深度控制、安全事故的針對(duì)性預(yù)防、巖土工程勘探技術(shù)應(yīng)用的精度性和準(zhǔn)確性均屬于其中關(guān)鍵。

3.3 創(chuàng)新巖土工程勘查技術(shù)

為更好滿足復(fù)雜地形地質(zhì)條件巖土工程勘察需要，應(yīng)針對(duì)性引進(jìn)各類先進(jìn)的巖土工程勘查技術(shù)，地質(zhì)人員也需要結(jié)合實(shí)際需要開展針對(duì)性創(chuàng)新探索，勘查工作的水平可由此不斷提升。例如，可采用波速檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行復(fù)雜地形地質(zhì)條件巖土工程勘察，高密度技術(shù)和多道瞬態(tài)面波勘察技術(shù)也能夠較好服務(wù)于巖土工程勘察的精度提升。值得注意的是，在創(chuàng)新巖土工程勘察技術(shù)的過(guò)程中，資料的細(xì)致整理也不容忽視，配合計(jì)算機(jī)技術(shù)綜合處理、分析相關(guān)資料，即可更好為工程項(xiàng)目提供數(shù)據(jù)支持。

3.4 認(rèn)真整理資料

對(duì)于認(rèn)真整理資料的這件事情也是非常重要的，勘察人員在整理資料和編寫的過(guò)程中是相當(dāng)?shù)闹匾模驗(yàn)槭┕と藛T會(huì)根據(jù)勘察人員所寫的資料來(lái)進(jìn)行施工，勘察人員在整理資料的過(guò)程中一定要切記不要隨意的編寫，勘察數(shù)據(jù)整理歸類，可以為以后的工程提供出很重要的依據(jù)，在整理的過(guò)程中，勘察人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)真的對(duì)比原始的數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，反復(fù)測(cè)量找出二者當(dāng)中的差距，并分析這種差別所產(chǎn)生的原因，從而采取恰當(dāng)?shù)奶幚泶胧?/p>

3.5 選用先進(jìn)的勘察設(shè)備

隨著時(shí)代的發(fā)展，各種工程所需設(shè)備的要求也越來(lái)越高，在勘察過(guò)程中需要采用先進(jìn)的勘察設(shè)備，提高測(cè)量的準(zhǔn)確性和可行性。與此同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)時(shí)代信息的發(fā)展十分迅速，所以很多勘察設(shè)備中都運(yùn)用了先進(jìn)的信息技術(shù)，運(yùn)用加密測(cè)點(diǎn)獲得地質(zhì)表面的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。另外，為了加快工程勘察技術(shù)的發(fā)展，還需要加強(qiáng)與國(guó)外的巖土勘察企業(yè)進(jìn)行技術(shù)交流與合作，引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)的勘察設(shè)備。相關(guān)技術(shù)人員要不斷研發(fā)新設(shè)備，促進(jìn)勘察行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

4 實(shí)例分析

4.1 工程概況

為開展更高水平的復(fù)雜地形地質(zhì)條件巖土工程勘察，新型巖土工程勘察技術(shù)的引入和應(yīng)用極為關(guān)鍵，波速檢測(cè)技術(shù)便屬于其中代表。因此，本文選擇了某地巖土勘察工程作為研究對(duì)象，圍繞該工程巖土工程勘察的波速檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用開展了深入探討。

研究對(duì)象工程的場(chǎng)地地層由粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉土、粉砂、素填土，屬于典型的復(fù)雜地形地質(zhì)條件，因此工程采用波速檢測(cè)技術(shù)開展巖土工程勘察，最終獲得了一系列高精度參數(shù)，滿足了工程的建設(shè)需要，波速檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值由此得到了較好證明。

4.2 巖土工程勘察實(shí)踐

巖石層的單軸抗壓強(qiáng)度指標(biāo)值統(tǒng)計(jì)表

考慮到工程的特殊性，地質(zhì)人員在巖土工程勘察中首先進(jìn)行鉆孔施工，結(jié)合鉆孔施工，S波波速檢測(cè)獲得了應(yīng)用途徑，由此結(jié)合檢測(cè)結(jié)果即可確定覆蓋層厚度，其中檢測(cè)結(jié)果分別為205m/s與206m/s，因此可確定覆蓋層厚度分別為28m與29m，地質(zhì)人員面對(duì)的是Ⅱ類的施工場(chǎng)地，且場(chǎng)地存在軟土地層。基于地質(zhì)人員鉆出的兩個(gè)孔，進(jìn)一步應(yīng)用波速檢測(cè)技術(shù)，可得到場(chǎng)地卓越周期，分別為0.3879與0.3952，進(jìn)一步的實(shí)地測(cè)量采用地脈動(dòng)法，得出的結(jié)果分別為0.3871與0.3932，對(duì)比實(shí)地測(cè)量結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，計(jì)算得出的數(shù)據(jù)可以發(fā)準(zhǔn)確性較高，因此波速檢測(cè)技術(shù)能夠較好用于復(fù)雜地形地質(zhì)條件巖土工程勘察。

在進(jìn)一步的巖土工程勘察過(guò)程中，地質(zhì)人員采用剪切波速法估算工程的巖土承載能力，這一估算以該能力與剪切波速值存在的比例關(guān)系為基礎(chǔ)，同時(shí)結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)資料與工程實(shí)踐，可確定不同地層的承載值區(qū)間，由此開展針對(duì)性分析可以發(fā)現(xiàn)，巖土層局部承載能力直接受到大粒徑砂礫與質(zhì)地較堅(jiān)硬砂礫的影響，剪切波速值也會(huì)隨著承載能力的提升而增長(zhǎng)，而對(duì)于小粒徑砂礫及較為粘軟的砂礫來(lái)說(shuō)，巖土層的承載力會(huì)直接受到影響，這種影響也會(huì)同時(shí)作用于剪切波速值，因此工程復(fù)雜地形地質(zhì)條件下的巖土承載能力確定可采用波速檢測(cè)技術(shù)。

5 結(jié)束語(yǔ)

伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，巖土勘察工作成為工程前期工作中的重要一環(huán)。與此同時(shí)，土建勘察也是一項(xiàng)復(fù)雜的地質(zhì)工作，科學(xué)、合理的施工方案是土建施工質(zhì)量和進(jìn)度的保證。在對(duì)影響地質(zhì)勘察質(zhì)量的控制因素進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，指出人為因素、技術(shù)市場(chǎng)因素和制度因素都會(huì)對(duì)地質(zhì)勘察質(zhì)量產(chǎn)生影響，并提出了加強(qiáng)地質(zhì)勘察質(zhì)量控制的有效措施，以保證地質(zhì)勘察工作的順利進(jìn)行。