論在巖土工程勘察中如何運(yùn)用GIS技術(shù)

鐘添榮

摘? 要：巖土工程勘察可以為地基的創(chuàng)建奠定良好基礎(chǔ)，是工程設(shè)計(jì)在施工時(shí)獲得數(shù)據(jù)信息的核心方法。在巖土工程勘察的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到一些地形問(wèn)題，通過(guò)GIS技術(shù)的應(yīng)用可以有效解決這些地形問(wèn)題，充分提升勘察的真實(shí)性與準(zhǔn)確率，為巖土工程勘察進(jìn)一步提供合理、規(guī)范的勘察資料。該文主要就對(duì)在巖土工程勘察中如何運(yùn)用GIS技術(shù)進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞：巖土工程勘察? GIS技術(shù)? 地形問(wèn)題? 運(yùn)用策略

中圖分類號(hào)：TD63? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ?文章編號(hào)：1672-3791（2021）10（b）-0000-00

How to Use GIS Technology in Geotechnical Engineering Investigation

ZHONG Tianrong

（Fuzhou Mindi Survey planning Co.， Ltd.， Fuzhou， Fujian province， 350012 China）

Abstract： Geotechnical investigation can lay a good foundation for the establishment of foundation. It is the core method for engineering design to obtain data information during construction. Some topographic problems are often encountered in the process of geotechnical engineering investigation. The application of GIS technology can effectively solve these topographic problems， fully improve the authenticity and accuracy of investigation， and further provide reasonable and standardized investigation data for geotechnical engineering investigation. This paper mainly introduces how to use GIS technology in geotechnical investigation.

Key Words： Geotechnical engineering investigation; GIS technology; Terrain problem; Application strategy

在巖土工程勘察過(guò)程中會(huì)遇到部分地形問(wèn)題，隨著科技水平的飛速提升，使用GIS技術(shù)可以解決地形問(wèn)題，在巖土工程勘察中融入GIS技術(shù)可以充分提升勘察成果的精準(zhǔn)性，可以按照結(jié)果開展深入探究，共享勘察數(shù)據(jù)與信息，有利于建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施周期的明確，使巖土工程勘察的綜合水平獲得提升。基于此，該文從創(chuàng)建系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)、巖組劃分、軟件應(yīng)用過(guò)程、連接MapInfo軟件、連接結(jié)果等方面分析了MapInfo軟件在福州地鐵1號(hào)線的運(yùn)用，然后探究了借助GIS技術(shù)對(duì)三維地質(zhì)剖面圖進(jìn)行繪制，最后分析了在巖土工程勘察中運(yùn)用GIS技術(shù)的實(shí)例，以供參考。

1 在巖土工程勘察中如何運(yùn)用GIS技術(shù)

截至2020年12月，福州地鐵1號(hào)線線路總?cè)L(zhǎng)29.582 km，全部是地下線;一共設(shè)置25座車站，全部是地下車站，最高運(yùn)行速度達(dá)到了80 km/h。

1.1 創(chuàng)建系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)

數(shù)據(jù)錄入重點(diǎn)涵蓋以下內(nèi)容。

（1）錄入空間數(shù)據(jù)。空間數(shù)據(jù)用來(lái)明確圖形以及制圖特征的具體位置，重點(diǎn)涵蓋：①幾何坐標(biāo);②拓?fù)潢P(guān)系。

（2）屬性數(shù)據(jù)的錄入。屬性數(shù)據(jù)集信息是主要用來(lái)反映與幾何位置沒(méi)有關(guān)系的屬性，它是與地理實(shí)體取得聯(lián)系的地理變量以及地理意義，通常是利用抽象的含義，經(jīng)過(guò)命名、量算、統(tǒng)計(jì)與分類等手段獲得;該次是經(jīng)過(guò)結(jié)合Microsoft Axxess軟件等來(lái)節(jié)約屬性數(shù)據(jù)的錄入時(shí)間。

1.2 巖組劃分

劃分巖組的優(yōu)勢(shì)如下，首先，方便探究地層結(jié)構(gòu)的具體變化規(guī)律、分析以及評(píng)估土體品質(zhì)，可以有效總結(jié)巖土體。其次，為創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)奠定重要基礎(chǔ)[1]。分析各類土體巖土參數(shù)的有關(guān)定量關(guān)系，借助相關(guān)軟件，獲得更符合現(xiàn)實(shí)情況的參數(shù)取值范圍。將一號(hào)線以及巖土層特征結(jié)合起來(lái)，相關(guān)單位進(jìn)一步編制《福州市軌道交通一號(hào)線巖土分層系統(tǒng)》[2]。系統(tǒng)按照地層的巖性特征、成因類型、風(fēng)化程度以及地質(zhì)時(shí)代等特性，把沿線的巖土層進(jìn)一步劃分成九層。該標(biāo)段將礫石土層、黏性土層、砂土層、粉土層、填土層揭示了出來(lái)，按照如今巖土領(lǐng)域的相關(guān)分析成果，能夠劃分成如下序次。

首先，不一樣的巖土類別。如風(fēng)化巖層、黏性土與砂土等。其次，巖土層的地質(zhì)年代以及成因類型[3]。如新近系地層與全新統(tǒng)沖積層等。最后，相同地質(zhì)年代以及成因的巖土層根據(jù)相應(yīng)的狀態(tài)能夠細(xì)分到亞層、次亞層，如殘積土分成硬塑與可塑;根據(jù)風(fēng)化程度分成微風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化以及中風(fēng)化、全風(fēng)化;粗砂分成密實(shí)與中密。

1.3 軟件應(yīng)用過(guò)程

CAD圖的繪制。繪制底圖，為了更加便捷地導(dǎo)入，采取AutoCAD來(lái)制圖，對(duì)福州地鐵1號(hào)線的具體信息進(jìn)行繪制，并且借助顏色對(duì)區(qū)域進(jìn)行區(qū)分，使現(xiàn)在愈發(fā)顯著。

1.4 連接MapInfo軟件

1.4.1 在MapInfo軟件中進(jìn)一步導(dǎo)入CAD圖的具體步驟

開啟軟件進(jìn)一步選擇表，接著選擇導(dǎo)入，彈出對(duì)話框，選擇文件所在目錄實(shí)施導(dǎo)入，這時(shí)需要重視導(dǎo)入文件的大小，避免因太大，無(wú)法導(dǎo)入;也應(yīng)該重視軟件的相關(guān)兼容情況，避免因MapInfo軟件版本太低，使AutoCAD圖出現(xiàn)無(wú)法導(dǎo)入的情況。在此該文使用R12格式實(shí)施導(dǎo)入。

導(dǎo)入步驟：選擇表-導(dǎo)入，則彈出對(duì)話框，選擇相關(guān)底圖。

1.4.2 MapInfo軟件的運(yùn)用

導(dǎo)入結(jié)束，就能夠開展軟件應(yīng)用了，可以打開一個(gè)文件，打開所導(dǎo)入的底圖。

打開窗口—新建瀏覽窗口—選擇站點(diǎn)圖。就將一個(gè).TAB表格打開，能夠用此來(lái)準(zhǔn)確連接EXCEL表格，把地圖與數(shù)據(jù)充分連接起來(lái)。

采取“表”—“維護(hù)”—“表結(jié)構(gòu)”來(lái)維護(hù)表結(jié)構(gòu)。便于連接鉆孔的編號(hào)。

1.5 連接結(jié)果

把地圖與數(shù)據(jù)充分連接起來(lái)之后，能夠?qū)崿F(xiàn)1號(hào)線路上的數(shù)據(jù)共享，比如：對(duì)鉆孔編號(hào) ZC121進(jìn)行點(diǎn)擊，將信息工具的對(duì)話框顯示出來(lái)，其中包括穩(wěn)定水位、層厚、土層描述、里程、承載力值與水位、地層編號(hào)、鉆孔編號(hào)等信息。

2 創(chuàng)建巖土勘察數(shù)據(jù)庫(kù)

針對(duì)勘察單位來(lái)講，各種項(xiàng)目需緊密相鄰，還有可能需要分享同一個(gè)地理空間，基于此，一些室內(nèi)的實(shí)驗(yàn)勘察數(shù)據(jù)與勘察外部信息都是以紙為基本載體進(jìn)行儲(chǔ)存，同時(shí)尋找工作很繁瑣，使用效率不高。假如借助GIS進(jìn)一步組成鉆孔歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，就能夠?qū)θ康目辈煨畔⑴c數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，接著利用GIS軟件的相關(guān)查找工具，就能夠在第一時(shí)間觀看相關(guān)歷史勘察數(shù)據(jù)與信息，能夠充分提升數(shù)據(jù)與信息的查找效率[4]。同時(shí)要實(shí)現(xiàn)這種目標(biāo)很簡(jiǎn)單，應(yīng)該采取GIS工具，如MapGIS與ArcGIS還能夠使用超圖等，創(chuàng)建相應(yīng)的文件，能夠儲(chǔ)存勘察信息與數(shù)據(jù)。

各類項(xiàng)目里面的勘察點(diǎn)的地理坐標(biāo)任務(wù)必須是同一個(gè)地理坐標(biāo)系，一旦出現(xiàn)不一致，就需要轉(zhuǎn)換地理坐標(biāo)系。接著充分融入勘察部位的具體性質(zhì)。全部的勘察部位就能夠完全展現(xiàn)于一個(gè)地圖中，然后借助GIS里面的工具，例如：分析緩沖位置，進(jìn)一步確定緩沖區(qū)半徑，然后能夠獲得一定范圍內(nèi)的歷史鉆孔信息與數(shù)據(jù)，展現(xiàn)出工程號(hào)碼等性質(zhì)，如此設(shè)計(jì)者就可以一一找出以前的勘探記錄、數(shù)據(jù)與信息[5]。假如附近地下管線的GIS數(shù)據(jù)和信息，就變?yōu)橐粋€(gè)新圖層不斷添加至地圖中，通過(guò)軟件功能，就能夠查到新分布孔附近是否需避開線路，如此就可以有效調(diào)整鉆孔點(diǎn)，更好地確保施工安全。

3 借助GIS技術(shù)對(duì)三維地質(zhì)剖面圖進(jìn)行繪制

巖土勘察工作需繪制部分平面圖以及地理模型，以前的三維地質(zhì)剖面圖都是利用CAD制圖軟件開展繪制，CAD通過(guò)點(diǎn)與線來(lái)不斷填充圖案，從而繪制出圖形。GIS可以在圖形上對(duì)色彩進(jìn)行填充，利用鉆孔以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不斷豐富圖件，充分提升圖件的精確度，從而繪制出三維地質(zhì)剖面圖[6]。借助剖面圖能夠在圖里面將地形特征與地勢(shì)的起伏情況表現(xiàn)出來(lái)，強(qiáng)化繪制圖的直觀性以及美觀性。

4 在巖土工程勘察中運(yùn)用GIS技術(shù)的實(shí)例

某工程中，主體結(jié)構(gòu)形式是鋼結(jié)構(gòu)，總面積為45.3萬(wàn) m2，跨度尺寸是17.3 m，地下室對(duì)應(yīng)的標(biāo)高是-5.3 m。將此工程的勘察設(shè)計(jì)與施工要求充分結(jié)合起來(lái)，在整個(gè)工程施工范圍內(nèi)一共安裝了310個(gè)鉆探孔位，并且明確要求孔深度尺寸是15 m，勘測(cè)點(diǎn)的間隔距離是24 m。此次勘測(cè)施工時(shí)所采取的核心設(shè)備是全站儀以及經(jīng)緯儀等設(shè)備，在勘察過(guò)程中開展精準(zhǔn)的孔位定位，接著對(duì)高程參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)。

為了確保勘察結(jié)果能夠在工程建設(shè)過(guò)程中獲得合理的運(yùn)用，應(yīng)該借助于GIS技術(shù)建立所有信息系統(tǒng)，這時(shí)的數(shù)據(jù)研究是進(jìn)一步利用Map-Info來(lái)實(shí)現(xiàn)相關(guān)要求。另外，在安裝以及施工過(guò)程中，還需要對(duì)環(huán)境因素的相關(guān)影響進(jìn)行全面考慮，操作者應(yīng)該認(rèn)真根據(jù)操作規(guī)范和施工工藝來(lái)開展。等到安裝品質(zhì)達(dá)到了一定的標(biāo)準(zhǔn)后，需在系統(tǒng)中不斷輸入數(shù)據(jù)，使其可以產(chǎn)生一個(gè)總覽分布圖。這重點(diǎn)是在開展勘察工作前，對(duì)地基的原土充分實(shí)施了回填處理。于是針對(duì)專題圖來(lái)說(shuō)，應(yīng)該表明出回填的具體位置，使其可以產(chǎn)生一個(gè)連續(xù)的分布圖。經(jīng)過(guò)這次研究結(jié)果能夠得知，粉質(zhì)黏土的物理特性是：壓縮系數(shù)達(dá)到了0.33，其中飽和度是95%，含水量為32.11%。此外，經(jīng)過(guò)勘察結(jié)果能夠得知，在此次勘察過(guò)程中巖土里面的核心成分以石英為主，同時(shí)伴有一些礫石，它們連續(xù)分布，底層標(biāo)高是14.3 ～16.7 m，埋深是12.2m至15.1 m，密度是中等類型。經(jīng)過(guò)收獲這些信息之后，能夠在系統(tǒng)里面對(duì)其實(shí)施整合以及總結(jié)，從而建立出一個(gè)專題圖，同時(shí)根據(jù)這個(gè)圖形可以準(zhǔn)確、有效地判斷巖土現(xiàn)場(chǎng)的構(gòu)造以及性質(zhì)土壤等，使工程后期的綜合建設(shè)品質(zhì)獲得充分提升。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，該文分析了MapInfo軟件在福州地鐵1號(hào)線的運(yùn)用，然后探究了借助GIS技術(shù)對(duì)三維地質(zhì)剖面圖進(jìn)行繪制，最后分析了在巖土工程勘察中運(yùn)用GIS技術(shù)的實(shí)例，以實(shí)現(xiàn)GIS技術(shù)在巖土工程勘察中的有效運(yùn)用。在未來(lái)的巖土勘察工作中，需要充分呈現(xiàn)GIS系統(tǒng)的核心優(yōu)勢(shì)，同時(shí)需要將野外研究實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步結(jié)合起來(lái)，讓巖土工程勘探有效完成其有效與準(zhǔn)確的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1] 王世純.GIS支持下巖土工程勘察設(shè)計(jì)一體化[J].磚瓦世界，2020（10）：18，20-21.

[2] 郭麗麗.基于GIS的巖土工程勘察信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國(guó)金屬通報(bào)，2020（8）：297-298.

[3] 黃科新.地形地籍測(cè)繪中的GIS技術(shù)應(yīng)用[J].中國(guó)勘察設(shè)計(jì)，2020（1）：96-98.

[4] 尚海靜，楊明玲.建筑地基基礎(chǔ)工程施工技術(shù)——評(píng)《巖土工程勘察與設(shè)計(jì)》[J].工業(yè)建筑，2021，51（4）：223.

[5] 段國(guó)龍.GIS技術(shù)在巖土工程勘察中的發(fā)展與應(yīng)用研究[J].商品與質(zhì)量，2019（42）：256.

[6] 馬樂(lè)民，李寶仁，劉月輝，等.某大型國(guó)家會(huì)展中心項(xiàng)目巖土工程BIM應(yīng)用[J].工程勘察，2021，49（7）：19-24.