基礎(chǔ)地質(zhì)工程與地質(zhì)勘察應(yīng)用探討

楊秀龍

（寧夏核工業(yè)地質(zhì)勘查院，寧夏 銀川 750021）

隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，基礎(chǔ)地質(zhì)工程建設(shè)項目越來越多。在基礎(chǔ)地質(zhì)工程的設(shè)計階段，地質(zhì)勘察非常重要，是基礎(chǔ)地質(zhì)工程建設(shè)和施工的基礎(chǔ)。提高基礎(chǔ)地質(zhì)工程地質(zhì)勘察的質(zhì)量，有助于提高施工效率與施工質(zhì)量，促進基礎(chǔ)地質(zhì)工程的建設(shè)。現(xiàn)階段，投入應(yīng)用的勘察技術(shù)非常多，應(yīng)用的環(huán)境與要求也有所不同，因此要根據(jù)實際情況進行選擇，以保證地質(zhì)勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1 基礎(chǔ)地質(zhì)工程地質(zhì)勘察的內(nèi)容

1.1 地下水監(jiān)測與水文地質(zhì)勘察

地下水是地質(zhì)的重要組成部分，會影響基礎(chǔ)地質(zhì)工程地基的穩(wěn)定性和持久性。地下水水位的變化可以導(dǎo)致地質(zhì)壓力產(chǎn)生變化，最終引起地殼形變，地質(zhì)環(huán)境也隨之產(chǎn)生變化，會導(dǎo)致地表建筑物發(fā)生形變，甚至是倒塌。基礎(chǔ)地質(zhì)工程地質(zhì)勘察在進行勘察時，如果對水文地質(zhì)勘察不周密或者忽視，會對基礎(chǔ)地質(zhì)工程的安全有重大影響，所以要按高標(biāo)準(zhǔn)高要求進行水文地質(zhì)勘察，其主要內(nèi)容如下：①巖層、構(gòu)造、地貌等地質(zhì)特征；②地下水的分布、類型、及其與地表徑流的關(guān)系；③地下水對基礎(chǔ)地質(zhì)工程的作用和影響；④對基礎(chǔ)地質(zhì)工程的危害進行預(yù)測，并提出防治措施，消除負面影響。

1.2 工程地質(zhì)測繪

通過野外調(diào)查，綜合研究地形、地層、構(gòu)造、現(xiàn)象、水文地質(zhì)條件等，運用地質(zhì)學(xué)理論知識加以解釋，并在場區(qū)周邊進行地質(zhì)填圖，為后續(xù)工作打下基礎(chǔ)，就是工程地質(zhì)測繪。工程地質(zhì)測繪是基礎(chǔ)地質(zhì)工程地質(zhì)勘察的基礎(chǔ)工作。通過測繪分析可地質(zhì)活動對基礎(chǔ)地質(zhì)工程的影響。基礎(chǔ)地質(zhì)工程地質(zhì)勘察是為了論證工程與地質(zhì)條件的相互影響，必須緊密結(jié)合基礎(chǔ)地質(zhì)工程的特點來進行研究。當(dāng)表明勘察結(jié)果不明朗時，可配合試坑、探槽、鉆孔、平洞、豎井等方法進行深度勘察。

1.3 長期觀測

在基礎(chǔ)地質(zhì)工程建設(shè)中，地質(zhì)條件并不是一成不變的，有必要隨時間的變化對基礎(chǔ)地質(zhì)工程的地質(zhì)條件進行長期重復(fù)觀測。長期的勘察工作，可以收集豐富的地質(zhì)數(shù)據(jù)，經(jīng)過分析處理后得出結(jié)果，對于基礎(chǔ)地質(zhì)工程長期的安全性與穩(wěn)定性非常重要，并且可以反向檢驗基礎(chǔ)地質(zhì)工程設(shè)計時地質(zhì)勘察是否準(zhǔn)確，對基礎(chǔ)地質(zhì)工程維護保養(yǎng)有重要意義。

2 基礎(chǔ)地質(zhì)工程與地質(zhì)勘察所采用的常見技術(shù)

2.1 GPS工程測繪技術(shù)

GPS技術(shù)用于工程測繪的原理是通過固定GPS接收機，與GPS衛(wèi)星互聯(lián)，然后將接收機測量到的各種數(shù)據(jù)信息傳入計算機之中，通過大量的分析處理構(gòu)建三維地理坐標(biāo)。GPS技術(shù)相比于傳統(tǒng)的工程測繪方式主要有以下的特點：

（1）測繪精確度高：GPS技術(shù)是依靠衛(wèi)星進行定位，相比于傳統(tǒng)的測繪方式其定位精度更高，對于靜態(tài)目標(biāo)的測量精度可以達到毫米級，非常適用于基礎(chǔ)地質(zhì)工程測繪的要求，比如對建筑物形變的測量。

（2）測繪時間短：隨著GPS技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，不斷有新的軟件和算法出現(xiàn)，其測量效率越來越高，測量時間越來越短，相比于傳統(tǒng)的測繪方式其效率更高。

（3）測繪無通視要求：傳統(tǒng)的測繪方式往往需要在通視的條件下才能完成，對于地形地貌以及環(huán)境的要求較高，測繪作業(yè)非常不便，而且作業(yè)量較大，GPS技術(shù)應(yīng)用與工程測繪中，只要是開闊的地域，無需通視即可完成測繪，大大縮減了測繪工作量，有效節(jié)約了測繪人力和測繪成本。

（4）操作簡單：隨著人工智能技術(shù)以及信息技術(shù)的發(fā)展，GPS技術(shù)的應(yīng)用越來越簡單方便，GPS接收機的功能也越來越完善和強大，測繪方式越來越智能自動化，尤其是測繪機器人的使用，借助GPS技術(shù)已經(jīng)在部分測繪工作中實現(xiàn)了全自動測繪，不僅操作簡單而且也降低了人為測繪中難以避免的誤差。

因為以上優(yōu)點GPS工程測繪技術(shù)在基礎(chǔ)地質(zhì)工程地質(zhì)勘察中應(yīng)用越來越廣泛，基礎(chǔ)地質(zhì)工程的整體質(zhì)量控制需要對勘察地區(qū)總體調(diào)控，保證對地質(zhì)勘察過程和結(jié)果的質(zhì)量控制，保證對地質(zhì)勘查的條件的質(zhì)量控制，最終保證地址勘察的準(zhǔn)確性，運用GPS可以提高工作效率，提高測量精度。

2.2 RS遙感技術(shù)

應(yīng)用電磁波理論，使用各種傳感儀器發(fā)射并收集信息，實現(xiàn)對地形地貌的識別記錄就是RS遙感技術(shù)。RS遙感技術(shù)應(yīng)用在基礎(chǔ)地質(zhì)工程中，對勘察質(zhì)量，和勘察覆蓋面都有很大幫助。RS遙感技術(shù)有：航天遙感、航空遙感和地面遙感等三種方式。它具有立體感、信息豐富、視域廣闊、獲取資料快速和衛(wèi)星影像成周期性重現(xiàn)等特點，廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)地質(zhì)工程的地質(zhì)勘察工作中。RS遙感技術(shù)在基礎(chǔ)地質(zhì)工程勘察中主要有以下應(yīng)用方向：

（1）RS遙感技術(shù)在區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定性的應(yīng)用：RS遙感技術(shù)可以收集大量的基礎(chǔ)地質(zhì)信息，綜合分析這些信息可以對整體地質(zhì)條件實行綜合控制。通過RS遙感技術(shù)分析分析地質(zhì)形態(tài)的發(fā)育，可以保障基礎(chǔ)地質(zhì)工程的整體性能。

圖1 航空遙感的應(yīng)用圖

（2）RS遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害隱患調(diào)查的應(yīng)用：RS遙感技術(shù)可以進行大范圍的地質(zhì)勘察工作，對基礎(chǔ)地質(zhì)工程地質(zhì)災(zāi)害隱患拍攝航衛(wèi)片或彩紅外片成像，結(jié)合野外現(xiàn)場觀察和檢查。可以對大型塌滑體的數(shù)量、分布以及穩(wěn)定狀態(tài)進行分析。

2.3 GIS地理信息系統(tǒng)

GIS在基礎(chǔ)地質(zhì)工程地質(zhì)勘察應(yīng)用中的表現(xiàn)為：地質(zhì)勘察人員不僅可以使用GIS技術(shù)繪制各種工程地質(zhì)圖，同時可以對收集到的數(shù)據(jù)信息進行分析。GIS可以智能自主繪制剖面圖、平面圖和等值線圖以及柱狀圖等各種工程地質(zhì)圖，而且可以對圖形、圖像、空間的數(shù)據(jù)庫進行科學(xué)分析處理。所以，GIS技術(shù)被地質(zhì)勘察工作人員越來越多的使用。而GIS在基礎(chǔ)地質(zhì)工程勘察中的前景，取決于基礎(chǔ)地質(zhì)工程勘察技術(shù)的發(fā)展程度。

圖2 使用GIS技術(shù)對基礎(chǔ)地質(zhì)進行勘察工作流程圖

2.4 工程物探技術(shù)

工程物探技術(shù)是以觀測儀器為載體，以基礎(chǔ)地質(zhì)工程真實地理區(qū)域為勘察對象，收集數(shù)據(jù)，并應(yīng)有地質(zhì)學(xué)理論知識處理和解釋。工程物探技術(shù)可以對基礎(chǔ)地質(zhì)工程項目地底的地質(zhì)構(gòu)造和屬性進行判定。在基礎(chǔ)地質(zhì)工程項目建設(shè)的實際應(yīng)用過程中，工程物探技術(shù)的數(shù)據(jù)采集高度精確和對環(huán)境的適應(yīng)性強。它主要包含有兩種技術(shù)：鉆孔彩色電視系統(tǒng)技術(shù)以及地球物理層析成像技術(shù)。

2.5 工程地質(zhì)測繪

通過現(xiàn)有的先進的工程地質(zhì)測繪，利用探測到的各類型數(shù)據(jù)，對工程地質(zhì)分布進行最有效的三維描繪，將有利于基礎(chǔ)地質(zhì)工程的整體工程設(shè)計和施工指導(dǎo)，其更便捷的操作和更加形象具體的展示將會大力提升基礎(chǔ)地質(zhì)工程的發(fā)展。

3 基礎(chǔ)地質(zhì)工程與地質(zhì)勘察應(yīng)用具體探討

3.1 初勘階段

在初勘階段，主要開展地質(zhì)、地下水及施工場地的勘察。其中，地質(zhì)勘察主要是對工程所在地的周邊地質(zhì)環(huán)境進行勘探和測量，是最重要的一項勘察工作，其勘察的結(jié)果是項目得以開展的最基本前提，也是工程效率實現(xiàn)的重要保證；而地下水勘察主要是確保施工場地地下水情況能否順利保證項目進行，并通過科學(xué)分析減少地下水對施工進程的影響，是影響基礎(chǔ)地質(zhì)工程實施價值的重要勘察內(nèi)容[2]；至于施工場地的前期勘察主要是為了規(guī)避可能會影響后期施工進展的現(xiàn)場因素，通過分析勘察結(jié)果中顯示出的各類型干擾因素，來選擇相對應(yīng)的預(yù)防控制措施，保證后期施工的順利進行。

3.2 分析階段

完成勘察工作中對數(shù)據(jù)和參數(shù)信息的采集，就需要進入深入的研究分析階段，這是整個地質(zhì)勘察工作的重點。總體而言，在這一階段，要確保勘察信息的全面，并保證工作人員的經(jīng)驗和技術(shù)，從多角度全方位的分析中進行方案的優(yōu)化、調(diào)整，保證工程的高效高質(zhì)、安全。

3.3 詳勘階段

進入詳勘階段后，需要對地質(zhì)特點進行定性定量評價，通過掌握項目地質(zhì)的整體特點、成因及后期可能發(fā)生的變化，來合理選擇后續(xù)勘察技術(shù)，并根據(jù)精準(zhǔn)預(yù)測可能會發(fā)生的情況來制定完善的預(yù)案和措施，并保證施工完成后對該地區(qū)地質(zhì)、水源和環(huán)境的保護[3]。

3.4 后期勘察

基礎(chǔ)地質(zhì)工程的后期勘察階段主要是審核最終分析結(jié)果的科學(xué)性和可靠性，通過仔細核對勘察的方法、內(nèi)容和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，來分析控制工程整體項目的質(zhì)量和安全。對于一些特別突出的問題，工作人員要仔細排查所有的不良隱患，并結(jié)合實際情況提出多種可選的解決對策，來避免工程開展后期會發(fā)生的問題。

4 結(jié)語

開展基礎(chǔ)地質(zhì)工程和地質(zhì)勘察工作的應(yīng)用研究是提升土建工程項目質(zhì)量和安全的重要內(nèi)容。文章從地質(zhì)勘察意義、主要技術(shù)手段、不同階段應(yīng)用探討三方面對這一問題進行了闡述和分析。希望業(yè)界能不斷圍繞工程流程和技術(shù)手段進行創(chuàng)新研究，在提高工作人員的綜合素質(zhì)基礎(chǔ)上，實現(xiàn)地質(zhì)勘察工作的實用性和科學(xué)性，提升我國基礎(chǔ)地質(zhì)工程的國際水平。