探討巖土勘察在巖土工程技術中的應用

陳爍標

摘要：本文簡要分析了巖土勘察的應用價值，從工程地質測繪、勘探方式、原位測試、室內實驗、現場檢驗等方面對技術應用流程加以說明，以具體工程為例，詳細分析了勘察技術的具體運用。

關鍵詞：巖土工程；巖土勘察

1.引言

巖土勘察屬于巖土工程建設過程重要技術之一，對工程設計和施工均有影響，對技術運用要求較高。從業人員需要掌握勘察技術的應用流程，為獲得精準的勘測數據提供支持。

2.巖土勘察的價值

第一，與巖土和勘察和巖土工程相關的技術不但種類多，而且技術復雜，影響技術應用質量的因素眾多，各種技術都存在難以替代價值。其中巖土勘察處于核心地位，屬于所有工程技術運用過程的基礎，其他技術的運用需要以勘查技術為準才能順利進行。

第二，巖土勘察和巖土工程二者聯系緊密，勘察的目的為獲取工程區域地下的水文信息和土質結構信息等，運用勘查技術，可獲得精準的勘測數據。相關人員以其數據為基礎展開其他工作，指導巖土工程順利進行。勘察過程按照勘察場地巖土特點，可劃分為三個等級。具體如表1所示：

3.巖土工程技術中巖土勘察的應用

3.1工程的地質測繪

地質測繪通常發生在初步勘察以及可行性研究等階段，之后在詳細勘察環節就具體問題加以補充，探測過程需要利用遙感影像相關資料。初步勘察使用1∶2000～1∶10000的測繪比例尺，可行性研究階段選擇1∶5000～1∶50000的測繪比例尺。同時，針對巖土工程可能產生巨大影響的地質條件，比如斷層、洞穴或者軟弱夾層等，可適當擴大比例尺。在觀測點的選擇方面要具有代表性，并在地層分界處、標準層、地質構造線、地下水露頭以及地層分界線位置均需設置觀測點。最大限度利用天然露頭或者人工露頭，若數量不多，可適當設置探坑以及探槽等。定位觀測點階段，可利用目測法或者儀器法，在巖性分界線、不良地質、巖性分界、地下水露頭等特殊觀測點必須用儀器定位[1]。

3.2勘探方式

（1）鉆探方式。利用鉆探方式，要充分結合巖土項目勘察要求，常選擇回轉巖芯這一鉆探方式。孔徑大小、取樣需求以及抽水實驗各項需求高度相符，鉆孔深度應深入目的層下方距離3m～5m，測量過程精度不超過±5cm。在巖樣采樣率方面，需要保證巖體相對完整，粉土和粘性土含量高于80%，各類破碎巖體、石土和砂土高于65%，針對軟弱夾層以及滑動帶等特殊位置，可利用雙層巖心管實現連續取芯。使用雙層巖心管，巖心管口徑為75mm。鉆探過程嚴格按照要求，對所取巖樣、土樣和水樣原位測試。針對受力層的取樣，需要和原位測試之間間距1m～2m。單點巖土取樣，測試數據應大于等于6組。由專業人員對巖芯數據及時編錄。

（2）井探和槽探。巖土勘探過程，如果使用鉆探方式難以查明地下隧道、斷層和滑坡等情況，可利用井探或者槽探等方式完成勘探。需注意，探井深度的設置須按照工程要求，如地下水位或者豎井長度等綜合確定。

（3）物探方式。利用物探方式展開巖土勘測時，需要按照勘測巖土的規模、埋深和周圍介質存在的物性差異，結合勘察規范，選擇綜合探測方法，判斷巖土性質，并進行鉆孔驗證。巖土工程的勘察環節，物探技術屬于勘探手段之一，同時也是原位測試的方法之一，能夠對巖土彈性模量、電阻率、腐蝕性、波速和放射參數進行測定。

第一，多道瞬態面波技術的應用，利用這種技術能提升采集信息的水平。面波主要在介質的表面傳播，不同的介質條件下，傳播速度存在一定的差異，所以利用這種技術能提升勘察的效率。如果地面受到一定的沖擊，那么能利用多道瞬態面波進行檢測，而后結合傳感器收集必要的信息，這樣能獲得關鍵的數據。根據相關的條件分析信息，明確巖土土質結構和數據的關系，分析曲線的變化，了解巖土的具體情況，明確地質條件。第二，高密度電阻率技術的應用。在勘察過程中，高密度電阻率技術能發揮良好的作用。利用這種技術的過程中，首先針對勘察地點施加電場，而后檢測傳導電流的實際分布情況，結合數據分析巖土的性質。地下部分的電流分布情況各不相同，受到了高密度電阻率技術的影響，在野外收集數據的過程中，應準確測量地表電阻率。第三，橫波反射技術的應用。利用橫波反射技術檢查勘察的效果。不同地質的區域，震波的傳播特點各不相同，進而能判斷巖土的性質。在應用這個技術的過程中，地震波的傳播速度存在差異，進而出現明顯的反射。同時，通過計算反射波的速度、相位和振幅等數據，了解地質結構，利用相關的數據進行準確判斷。利用橫波反射技術能顯著提升巖土勘察的精度。

3.3原位測試

原位測試環節，需要結合工程巖土條件以及設計要求，選擇合適的測試方法。按照測試類型區分，可劃分為荷載、旁壓、靜力觸探、十字板剪切、圓錐觸探、標準貫入、現場剪切、波速測試等類型測試方法。當前，標準貫入屬于應用范圍較廣的測試方法，利用此方法可對巖石風化度、粉土和黏性土發生液化可能性加以判斷，最終對巖土變形參數進行確認，確認地基承載力。標準貫入這一方法是利用落錘能量，在巖土當中打入特定尺寸貫入器，并按照貫入擊數，確定巖土性質，判斷黏土密度和狀態，對砂土承載力以及單樁承載力進行確認，還可對巖土變形參數以及砂土和粉土液化情況全方面判斷，可應用在粘性土、沙土以及粉土勘察當中。

3.4室內實驗

室內實驗主要是對巖土物理性質展開試驗，同時對土固結、抗剪強度、動力性質、水質和巖石等展開分析，結合實驗結果，判斷巖石的力學指標。力學指標應用如表2所示：

3.5現場的檢驗和監測

巖土工程的現場檢驗伴隨施工過程進行，重點內容如下：第一，機槽檢驗；第二，地基檢驗，主要是利用超聲波、荷載等實驗方式進行檢驗；第三，地基處理質量檢驗，主要利用波速測試、觸探以及旁壓實驗完成；第四，監測地基變形以及建筑沉降；第五，監測不良地質以及地質災害；第六，監測地下水動態需注意監測時間應大于1個水文年[2]。

4.巖土勘察技術的實踐運用

4.1項目概況

某巖土工程的建筑面積4670m2，項目所在區域水文地質條件復雜，為確保建筑施工環節安全，需要勘查人員在施工之前對該區域水文和地質信息展開勘察，測繪地質信息，制訂取樣勘測方案，以獲取高度精準的地質學數據參數，為工程施工質量和安全奠定基礎。

4.2勘察技術應用

（1）測繪地質。地質測繪屬于巖土勘察首要環節，也是基礎環節，對于項目設計與可行性研究等工作影響較大。該項目結合建筑建設需求，利用地質觀察，并融合地質分析相關理論，對于不同地質信息逐一觀測，并展開描述和分析，保證取樣勘測環節順利進行。

（2）勘察取樣。探測過程取樣勘察屬于常用技術之一，主要利用鉆探坑探系列方式，定量分析工程所處巖土環境、巖土分布和性質等，保證勘測結果準確度。應用鉆探、坑探相關技術之前，可先利用物探技術，了解巖土內部土層變化、土層分布和地下水類型、埋深等信息，為鉆探提供依據。之后編制鉆探方案。因為該項目水文情況復雜，需要對探井單獨挖設，并且探槽的外設難度也相對較高。結合具體情況，該項目選擇鉆孔取土器，取樣過程從鉆口中心完成。考慮到項目施工對于土樣等級的要求相對較高，故此，選擇標準敞口并帶自由活塞直徑108mm的薄壁取土器。按照地下水位分布，選取不同的鉆進方式。在水位上方區域，以干鉆法鉆入，防止取土器當中進入水分。對于水位以下位置，可利用活塞式薄壁取土器，并在其中安裝通氣螺旋鉆頭，還可使用巖芯鉆頭。

取樣結束之后，使用斷續壓入方法，開設孔徑，尺寸需要比取土器的外徑稍大一等級。利用斷續壓入方法，在取土器深入土層過程，展開超過2次以上的間隙壓入。應特別注意，項目地質復雜，如果遇到粉土、粘性土、砂土等，則需使用泥漿護臂。先鉆入，之后跟進套管。確保套管下方和取樣區距離大于3倍管徑。持續壓入期間，需避免上提鉆桿，也不能進入沖洗液，隨取土器下放，對其進行清理，控制浮土的殘留厚度小于5.0cm，以保障土樣獲取完整性。

取樣目的為利用不同實驗室，對于巖土特性展開檢驗。通常巖土項目的取樣，如果存在卵石擾動，需要對土樣質量等級進行設定。該項目的土樣等級屬于輕微擾動，因此需要對原土取樣20cm，并對土類定名，對其密度與含水量進行試驗。針對特殊情況，可先取2份土樣，確保原狀土的穩定性。

4.3檢測檢驗

該項目的土樣檢測期間，由地質勘查員深入巖土項目現場，觀察土樣完整性，明確其殘缺情況。確認取樣管、襯管等是否存在彎曲、折斷或者壓扁等問題。回收率計算過程，需要按照取樣毛長、取樣器伸入孔底深度二者之比作為依據，保證回收率98%。利用上述方式計算，該項目巖土勘察的回收率98.6%，回收率達標，并為理想狀態[3]。

按照實驗室操作，使用x射線對土樣進行檢測，依照土樣存在的曲線特點以及應變關系，分析實驗結果。該項目利用上述方法，分析巖土現場的土質類型主要是瘀泥土、素填土和風化麻巖。其中淤泥土穩定差、強度低；素填土具有較大的壓縮性，穩定性不足；風化麻巖的壓縮性大，強度高。

除此之外，工作人員還使用了橫波反射這一探測技術，分析不同介質之下地震波存在的差異，對反射波相位、速度和振幅等因素考慮其中，并結合地質巖性特點，判斷巖土特性，保障探測結果的精準性。

5.結語

總之，巖土工程中，巖土勘探的應用是工程順利建設的基礎。因此，施工企業以及從業人員應對此技術的運用高度重視，嚴格按照規范要求展開技術操作，保證勘測數據真實、精準，為工程建設提供有力支持。

參考文獻：

[1]王寧.淺析巖土勘察在巖土工程技術中的應用[J].城市建設理論研究（電子版）， 2018，（1）：107.

[2]楊文.芻議巖土勘察在巖土工程技術之中的處理方法[J].西部資源， 2018，（2）：91-92.

[3]白永德，楊旸，高振平.巖土勘察在巖土工程技術中的應用分析[J].建筑建材裝飾， 2019，（2）：61，80.