王訓(xùn)波
(長沙市規(guī)劃勘測設(shè)計研究院,湖南 長沙 410000)
我國地域遼闊,不同的地形地質(zhì)條件差異較大,且?guī)r土體的類別相對較多,因此在巖土工程方面存在諸多問題。因此,合理開展巖土工程地質(zhì)勘察工作具有重要意義,通過先進的、合適的勘察方法的運用,可為相關(guān)工作提供精確、可靠的地質(zhì)資料,本文主要圍繞此展開詳細(xì)分析。
巖土工程地質(zhì)勘察是明確區(qū)域巖土工程問題的不可缺少一項技術(shù)手段。近些年,我國工程勘察相關(guān)企業(yè)數(shù)量、從業(yè)人員不斷增加,2019年工程勘察設(shè)計企業(yè)就達到了23739個,與去年相比增加約2.4%,具體統(tǒng)計數(shù)據(jù)如下表1所示。由此數(shù)據(jù)不難發(fā)現(xiàn),巖土工程地質(zhì)勘察的重要性已經(jīng)得到了廣泛認(rèn)可,且在各領(lǐng)域逐漸推廣開來。
表1 2019年工程勘察設(shè)計企業(yè)與從業(yè)人員統(tǒng)計情況
巖土工程地質(zhì)勘察是一項系統(tǒng)工程,查明地質(zhì)情況、環(huán)境特征以及巖土工程條件,并做好相關(guān)分析與評價工作,最終編制勘察文件。巖土工程地質(zhì)勘察工作的開展,往往面臨各種情況,如:勘察面寬度相對較小、區(qū)域地形地質(zhì)條件復(fù)雜度較高、多樣化的不良地質(zhì)影響等?;谏鲜鰡栴}的存在,對巖土工程地質(zhì)勘察提出了更高的要求,需嚴(yán)格根據(jù)巖土工程級別、勘察測量深度、勘察作業(yè)難度與勘察內(nèi)容,科學(xué)選擇勘察方法、明確勘察要點,由此方全方位相關(guān)巖土資料,并給出相應(yīng)的勘察結(jié)論。本文主要從復(fù)雜地形地質(zhì)條件出發(fā),針對巖土工程地質(zhì)勘察技術(shù)的應(yīng)用展開詳細(xì)分析。
我國本身就是一個地形復(fù)雜多變的國家,如:西北地區(qū)高山、盆地錯綜復(fù)雜;高原地區(qū)存在凍土情況。上述復(fù)雜的地形地質(zhì)條件給巖土工程地質(zhì)勘察工作的開展帶來了較大的挑戰(zhàn),且對巖土工程地質(zhì)勘察技術(shù)的選擇與應(yīng)用提出了較高的要求,下文主要就巖土工程地質(zhì)勘察技術(shù)展開具體分析。
工程地質(zhì)測繪和調(diào)查,主要是利用地質(zhì)學(xué)理論詳細(xì)描述擬勘察區(qū)域,推斷地下規(guī)律性質(zhì),并為后續(xù)勘察工作開展提供可靠參考。復(fù)雜地形地質(zhì)條件下,開展工程地質(zhì)測繪和調(diào)查工作是必須的,當(dāng)?shù)匦蔚刭|(zhì)條件相對簡單時可進行調(diào)查工作。工程地質(zhì)測繪和調(diào)查工作主要是在地表開展相關(guān)工作,在現(xiàn)狀地形圖、地質(zhì)圖標(biāo)注測區(qū)相關(guān)地質(zhì)要素,如:地形、地貌、構(gòu)造、現(xiàn)狀建筑等,主要比例尺分為三種,具體如下表2所示。
表2 工程地質(zhì)調(diào)繪常用比例尺
目前工程地質(zhì)測繪和調(diào)查尚未有明確標(biāo)準(zhǔn)與要求,滿足實際需要即可,具體工程地質(zhì)測繪和調(diào)查內(nèi)容如下表3所示。
表3 工程地質(zhì)測繪和調(diào)查內(nèi)容
巖土工程勘探主要是利用專門設(shè)備在地下一定深度范圍內(nèi)進行勘察,主要查明巖土體分布情況、特性與地下水情況等。目前常用的技術(shù)方法有鉆探、坑探以及地球物理勘探三種,下文主要圍繞這三種方法展開詳細(xì)分析。
2.2.1 鉆探方法
鉆探是運用最為廣泛的巖土工程勘探方法,具有應(yīng)用范圍廣、受環(huán)境影響小、可直接采樣、勘探精度較高等優(yōu)勢,目前國內(nèi)常用有回轉(zhuǎn)、沖擊、振動以及沖洗鉆探等方法,各種鉆探方法適用范圍如下表4所示。
表4 鉆探方法的適用范圍
2.2.2 坑探方法
與鉆探方法相比,坑探的主要優(yōu)點在于勘察技術(shù)人員可直觀查看地質(zhì)結(jié)構(gòu),有利于細(xì)節(jié)的把握。探坑中可直接取原狀樣,也可實施大型原位測試工作,在破碎帶、滑動面、泥化夾層勘察方面效果較為顯著。然而,坑探方法極易受自然環(huán)境的約束,資金投入相對較大,在選擇坑探方法時(尤其是重型坑探方法),需充分考慮經(jīng)濟性因素。
2.2.3 物探方法
物探是一種間接勘探方法,可以最快速度查明地下地質(zhì)情況,具有立體、可視化的有點,但是物探結(jié)果也具有多解性特征,容易受到干擾,導(dǎo)致勘察結(jié)果錯誤,因此結(jié)合鉆探方法互為驗證十分重要,尤其是復(fù)雜地形地質(zhì)條件下尤為必要。常用的物探方法有電法勘探、磁法勘探、地震勘探、重力勘探、地球物理測井、放射性勘探等,具體需根據(jù)實際情況合理選用,當(dāng)?shù)匦蔚刭|(zhì)條件較為復(fù)雜時,以多種物探方法聯(lián)合勘察最為適宜,切實保證勘察結(jié)果的精確性與可靠性,如下圖1所示為地質(zhì)—地球物理綜合解釋思路示意圖。
圖1 地質(zhì)—地球物理綜合解釋思路示意圖
現(xiàn)場原位測試與室內(nèi)土工試驗工作的開展,主要目的是對巖土工程問題進行分析與評價,并提供必要的技術(shù)設(shè)計參數(shù),主要提供的參數(shù)有承載力、滲透系數(shù)、固結(jié)系數(shù)、模量等。一般情況下,原位測試與鉆探同時開展,屬于詳勘階段重要工作內(nèi)容。室內(nèi)土工試驗,主要測定項目包括物理指標(biāo)、力學(xué)指標(biāo)、動力參數(shù)、礦物成分等,試驗條件明確,且可大量采取試樣。
現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測主要目的是校核與優(yōu)化原部分設(shè)計參數(shù),隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種新技術(shù),如:“3S”技術(shù)、地質(zhì)雷達、地球物理層成像技術(shù)等,在巖土工程領(lǐng)域得到了推廣,并取得了較好的應(yīng)用效果。
基于復(fù)雜地質(zhì)條件下,巖土工程勘察技術(shù)實施難度大、要求高,下文主要就相關(guān)實施策略提出幾點建議。
基于復(fù)雜地質(zhì)條件下巖土工程勘察工作的開展,必須結(jié)合勘察工程現(xiàn)場情況進行全面分析,進而制定相關(guān)管理制度、明確實施細(xì)則,具體包括勘察目標(biāo)、推進計劃、流程與標(biāo)準(zhǔn)、人員分工與獎懲等,切實保證巖土工程地質(zhì)勘察工作有序推進。根據(jù)巖土工程勘察實際情況,對薄弱環(huán)節(jié)制定作業(yè)指導(dǎo)書,提高巖土工程勘察管理水平。
復(fù)雜地形地質(zhì)條件下巖土工程勘察中,需根據(jù)各勘察階段合理選擇勘察方法,如:可行性研究階段,主要選擇工程地質(zhì)測繪方法,勘探為輔助,多運用物探方法;初勘階段,需對整個場地進行總體評價,鉆探方法運用較多,適當(dāng)采取土試樣;詳勘階段,除了要了解場地地質(zhì)條件與其他不良影響,還需對相關(guān)巖土問題提出合理建議,因此不僅要進行現(xiàn)場勘探,還需有大量樣品試驗輔助。通過合理的勘察方法選用,方可保證巖土工程勘察效率、經(jīng)濟性以及勘察結(jié)果精確性。
工程勘察設(shè)計相關(guān)企業(yè)需定期對工作人員開展專業(yè)培訓(xùn)工作,全面提高的工作人員的專業(yè)素養(yǎng),能夠運用新技術(shù)、新方法提升巖土工程地質(zhì)勘察效率、質(zhì)量與可靠性,提高復(fù)雜地形地質(zhì)條件的應(yīng)對能力。在巖土工程地質(zhì)勘察工作中,管理部門應(yīng)掌握每一位工作人員的業(yè)務(wù)水平,并制定個性化的培訓(xùn)計劃;管理部門可集中組織開展巖土工程新技術(shù)、新規(guī)范的宣傳與學(xué)習(xí)工作,不定期邀請一些專業(yè)人才指導(dǎo)、分享巖土工程地質(zhì)勘察經(jīng)驗。
綜上所述,巖土工程地質(zhì)勘察方法眾多,包括鉆孔探測、物理探測、地質(zhì)調(diào)查與測繪、室內(nèi)測試以及原位測試等,為有效應(yīng)對復(fù)雜地形地質(zhì)條件,需對上述方法進行靈活選擇與應(yīng)用,獲得更加全面、深入的工程地質(zhì)認(rèn)知結(jié)論。此外,為保證巖土工程勘察工作的高質(zhì)量實施,需制定完善的管理制度、提高勘察人員綜合素質(zhì),切實保證巖土勘察工作有序、順利實施。