王鑒煒

（1.新疆維吾爾自治區(qū)自然資源信息中心（新疆維吾爾自治區(qū)自然資源檔案館），新疆 烏魯木齊 830002；2.新疆激光雷達(dá)應(yīng)用工程技術(shù)研究中心，新疆 烏魯木齊 830002）

巖土工程地質(zhì)勘察作為巖土工程建設(shè)開(kāi)展之前的首要環(huán)節(jié)，其地質(zhì)勘察情況會(huì)給工程建設(shè)產(chǎn)生重大的影響，是巖土工程是否能夠順利開(kāi)展的重要決定因素之一，因此做好巖土工程地質(zhì)勘察技術(shù)應(yīng)用是非常關(guān)鍵的。在進(jìn)行巖土工程施工時(shí)，一般都是先勘察，對(duì)巖土工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際信息進(jìn)行搜集，比如地質(zhì)情況、水文條件等，然后再設(shè)計(jì)，最后再按照施工設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工[1]。從這可以看出，工程地質(zhì)勘察技術(shù)在巖土工程建設(shè)中占了非常重要的地位。但目前由于巖土工程地質(zhì)情況比較復(fù)雜，使得巖土工程地質(zhì)勘察技術(shù)應(yīng)用遇到了問(wèn)題，出現(xiàn)勘察數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確等問(wèn)題?；诖耍瑢?duì)現(xiàn)階段巖土工程地質(zhì)勘察技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行探究是非常有必要的。

1 巖土地質(zhì)勘察主要內(nèi)容

在巖土工程施工過(guò)程中開(kāi)展地質(zhì)勘察工作，其主要目的是為巖土工程設(shè)計(jì)和施工提供所需的地質(zhì)信息與巖土參數(shù)，然后根據(jù)這些信息對(duì)建筑地基做出巖土工程評(píng)價(jià)，并對(duì)巖土工程施工中存在的問(wèn)題提出建設(shè)性意見(jiàn)，比如地基類(lèi)型、基礎(chǔ)形式、地基處理等。在實(shí)際作業(yè)中，巖土地質(zhì)勘察主要內(nèi)容有以下幾點(diǎn)。第一，勘察施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地的情況，具體有場(chǎng)區(qū)地形、地貌，還有場(chǎng)地巖土層類(lèi)型、深度等，然后根據(jù)這些信息對(duì)地基進(jìn)行準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)，比如地基的穩(wěn)定性、承載力等。第二，埋藏物情況。這里的埋藏物主要指的是一些暗藏的河道、墓穴等。第三，地質(zhì)作用帶來(lái)的影響。在巖土工程地質(zhì)勘察過(guò)程中，需要對(duì)地質(zhì)作用影響進(jìn)行探查，了解地質(zhì)危害類(lèi)型、成因、發(fā)育情況以及危害程度，根據(jù)這些情況制定針對(duì)性解決方案。第四，地下水情況。查明施工現(xiàn)場(chǎng)地下水埋藏情況也是巖土工程地質(zhì)勘測(cè)工作的內(nèi)容之一。在地下水勘察中要了解地下水類(lèi)型、補(bǔ)給，以及地下水位的變化情況等。

2 現(xiàn)階段巖土地質(zhì)勘察工作現(xiàn)狀

巖土地質(zhì)勘察作為巖土工程施工重要環(huán)節(jié)，其工作情況會(huì)給巖土工程施工產(chǎn)生很大的影響，因此做好這方面工作是至關(guān)重要的?，F(xiàn)階段，巖土工程地質(zhì)勘察現(xiàn)狀主要有以下幾個(gè)方面。

第一，勘察人員專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平有待提高。我國(guó)在巖土工程勘察體制起步較晚，是在20世紀(jì)80年代才開(kāi)始的，因此在巖土專(zhuān)業(yè)體制方面存在許多不完善之處。同時(shí)現(xiàn)在我國(guó)巖土工程勘察單位規(guī)模大小不一，許多巖土工程企業(yè)不定型，導(dǎo)致現(xiàn)在我國(guó)勘察從業(yè)人員比較多，但整體人員素質(zhì)卻是良莠不齊。改革開(kāi)放之后，巖土工程地質(zhì)勘察技術(shù)雖然得到了很大的進(jìn)步，市場(chǎng)需求也在不斷提高，但勘察人員在技術(shù)水平上卻無(wú)法跟上市場(chǎng)發(fā)展的步伐，沒(méi)有達(dá)到工程項(xiàng)目要求。在這種情況下，巖土工程就無(wú)法得到有效建設(shè)。

第二，勘察信息數(shù)字化程度比較低。目前，巖土工程地質(zhì)勘察信息數(shù)字化程度并不高。許多勘察企業(yè)主要還是以圖紙、表格、文字等進(jìn)行信息描述，通過(guò)這些方式，勘察成果無(wú)法進(jìn)行直觀的展示，從而影響勘察信息的運(yùn)用。

第三，設(shè)備儀器勘察精度不高?，F(xiàn)在很多設(shè)備儀器精密度普遍不高，而且在勘察過(guò)程中更多的還是以鉆探為主，停留在鉆探取樣和原位測(cè)試的認(rèn)識(shí)階段。對(duì)于一些先進(jìn)的巖土勘察手段缺乏認(rèn)識(shí)，無(wú)法對(duì)一些復(fù)雜場(chǎng)地或者特殊要求建筑進(jìn)行勘察，從而影響實(shí)際巖土工程建設(shè)。

3 現(xiàn)階段巖土工程地質(zhì)勘察的主要技術(shù)方法

在巖土工程項(xiàng)目建設(shè)中，可用于地質(zhì)勘察的技術(shù)方法還是比較多的，比如淺層地震發(fā)射法、探地雷達(dá)、信息化勘察技術(shù)等。這些技術(shù)具有其獨(dú)特的特點(diǎn)，在實(shí)際地質(zhì)勘察中，地質(zhì)人員需要充分了解這些技術(shù)方法的特點(diǎn)，然后根據(jù)巖土工程地質(zhì)實(shí)際情況，選擇合適的地質(zhì)勘察技術(shù)[2]。

3.1 淺層地震發(fā)射波法

淺層地震發(fā)射波法主要工作原理是利用地震波來(lái)進(jìn)行地質(zhì)勘察的，因?yàn)榈卣鸩ㄔ诓煌瑤r、土介質(zhì)中傳播，其波形、振幅、頻率是不一樣的。地質(zhì)勘察人員可以根據(jù)這些信息來(lái)來(lái)推測(cè)淺層地下構(gòu)造、物質(zhì)組成以及物理力學(xué)等參數(shù)，這樣就能夠達(dá)到勘察的目的[3]。在實(shí)際中，地震發(fā)射波包括了折射波法、反射波法、透射波法等，其中反射波法是這三種波最常用的一種，主要原理是利用反射波在不同介質(zhì)分界面?zhèn)鞑ヒ?guī)律是不一樣的。地質(zhì)勘察人員可以通過(guò)記錄聲波反射來(lái)回的時(shí)間來(lái)精準(zhǔn)推算地下巖層障礙物與聲源之間的距離。

3.2 探地雷達(dá)

探地雷達(dá)在進(jìn)行巖土工程地質(zhì)勘察時(shí)，主要是利用寬帶電磁波以脈沖形式對(duì)巖土地質(zhì)情況進(jìn)行勘測(cè)。在實(shí)際中，通過(guò)向巖土層發(fā)射一定強(qiáng)度的高頻電磁脈沖波，然后觀察高頻電磁脈沖波變化情況。由于高頻電磁脈沖波在地下介質(zhì)傳播過(guò)程中會(huì)因?yàn)榻橘|(zhì)不同而產(chǎn)生不同程度的反射或散射。在這過(guò)程中，電磁波傳播路徑、電磁場(chǎng)強(qiáng)度以及電磁波波形等都會(huì)發(fā)生變化。地質(zhì)勘察人員只要分析具體波形資料就能夠判斷地下空間位置，以及地下巖層物質(zhì)構(gòu)成情況[4-8]。探地雷達(dá)是一種無(wú)損探測(cè)方法，可以探測(cè)金屬及非金屬物體，比如地下水泥管道。探地雷達(dá)還可以用于檢測(cè)各種材料，如巖石、泥土以及一些人造材料等。因此，探地雷達(dá)在巖土工程地質(zhì)勘察中所起到的作用也是非常大的，地質(zhì)人員需要提高自身對(duì)這種技術(shù)的重視程度，加強(qiáng)這種技術(shù)在巖土工程地質(zhì)勘察中應(yīng)用。

3.3 信息化勘察技術(shù)

隨著信息技術(shù)發(fā)展，傳統(tǒng)巖土工程地質(zhì)勘察方法也正在發(fā)生“蛻變”，逐漸向現(xiàn)代化勘察方法靠近。在實(shí)際中可以通過(guò)巖土勘察工程數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)建設(shè)來(lái)分析巖土工程地質(zhì)情況。以GIS為基礎(chǔ)的巖土工程勘察包含的原始數(shù)據(jù)主要有兩種，分別是以地理信息為主的空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)。對(duì)于這兩種數(shù)據(jù)的來(lái)源有兩個(gè)方面。一方面是基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，具體包括地形地貌圖與自然劃分圖。另一方面是巖土工程勘察數(shù)據(jù)，主要是所研究區(qū)域的工程地質(zhì)勘察資料。在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)處理時(shí)，需要對(duì)巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)。在這過(guò)程中要做好巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫(kù)管理，這是巖土工程勘察信息化系統(tǒng)的基本任務(wù)，但由于數(shù)據(jù)比較復(fù)雜，在處理難度上會(huì)比較大。為了能夠獲取更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)模型，需要將其與實(shí)體功能分離開(kāi)。如果只是根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行判斷，會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大的誤差，進(jìn)而影響建筑物地質(zhì)，使其出現(xiàn)結(jié)構(gòu)問(wèn)題。與此同時(shí)，完成數(shù)據(jù)建立。在巖土工程地質(zhì)勘察過(guò)程中，影響系統(tǒng)數(shù)據(jù)的原因有三種，分別是客戶(hù)使用原始數(shù)據(jù)、系統(tǒng)任務(wù)數(shù)據(jù)和最后終點(diǎn)數(shù)據(jù)。

3.4 高密度電阻率技術(shù)

高密度電阻率技術(shù)是從傳統(tǒng)電法轉(zhuǎn)變而來(lái)的，能夠通過(guò)電場(chǎng)來(lái)分辨不同巖土的差異，并根據(jù)這些差異明確巖土層的具體情況。在實(shí)際應(yīng)用中，這種技術(shù)也具有較高的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，其中具體表現(xiàn)可以從以下兩點(diǎn)體現(xiàn)出來(lái)。第一，勘探方法中電極的布設(shè)能夠一次性完成，避免了電極對(duì)勘測(cè)精度造成的負(fù)面影響，同時(shí)也提高了勘探效率。第二，勘探方法中大部分?jǐn)?shù)據(jù)都可以自動(dòng)采集，并且在數(shù)據(jù)采集以后還能夠進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)的綜合處理，最終分析出較為精確的結(jié)果。這種勘察方法的自動(dòng)化水平比較高，并且也具有較高的精度，適合用于那些精度勘察工作和自動(dòng)化要求較高的工程項(xiàng)目中，因此這種勘察法在實(shí)際應(yīng)用范圍是比較廣的。

3.5 多瞬面波技術(shù)

多瞬間波技術(shù)主要工作原理是使用面波進(jìn)行勘測(cè)的，根據(jù)面波在不同介質(zhì)中傳播速度來(lái)推斷巖土工程地質(zhì)情況。在使用這種技術(shù)時(shí)，需要技術(shù)人員能夠分析信號(hào)所形成的頻散曲線，根據(jù)這些頻散曲線所反映出來(lái)的規(guī)律來(lái)準(zhǔn)確判斷巖土工程地質(zhì)情況。跟其他勘察技術(shù)相比，這種勘察技術(shù)具有其獨(dú)特的特點(diǎn)，在實(shí)際中應(yīng)用中需要對(duì)這些特點(diǎn)進(jìn)行把握，其中具體的特點(diǎn)有以下兩個(gè)方面。一方面，在勘探過(guò)程中使用的面波波長(zhǎng)不同，最終勘探的精度也有一定的差異。另一方面，整個(gè)勘探技術(shù)中所使用的方法主要有穩(wěn)態(tài)法和瞬態(tài)法。而在實(shí)際應(yīng)用中，技術(shù)人員也要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇最合適的方法保證其準(zhǔn)確性和科學(xué)性。因此，這項(xiàng)技術(shù)通常都使用在地質(zhì)條件復(fù)雜和不同巖土層分隔比較明顯的工程項(xiàng)目中。

3.6 大地電場(chǎng)巖性探測(cè)技術(shù)

大地電場(chǎng)巖性探測(cè)技術(shù)工作原理是利用太陽(yáng)風(fēng)形成的電磁波作為激發(fā)場(chǎng)源，通過(guò)探測(cè)儀電頻記錄的方式，對(duì)從地表不同深度收集回來(lái)的電磁波信息進(jìn)行分析，根據(jù)這些信息來(lái)判斷巖土工程地質(zhì)情況，比如巖層界面、斷裂構(gòu)造部位以及地下水層等。當(dāng)下這種勘察技術(shù)已被廣泛的應(yīng)用到巖土工程的勘察工作中，跟其他技術(shù)相比，這種技術(shù)具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，其中具體有以下兩點(diǎn)。第一，這種勘察技術(shù)所使用探測(cè)儀體形比較小，而且操作比較簡(jiǎn)單，只需要一個(gè)人進(jìn)行獨(dú)立操作就能夠完成，而且勘察效率比較高，在勘察過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生噪音和廢棄物，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)綠色化勘察，降低巖土工程對(duì)環(huán)境帶來(lái)的破壞。第二，在誤差方面，這種勘察誤差較小，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)巖土工程地質(zhì)情況精準(zhǔn)勘察。在勘測(cè)過(guò)程中需要科學(xué)調(diào)整采樣點(diǎn)的間距，根據(jù)巖土工程實(shí)際情況進(jìn)行確定，這樣能夠保證較高的探測(cè)進(jìn)度。第三，探測(cè)場(chǎng)源穩(wěn)定。在具體巖土工程地質(zhì)勘察過(guò)程中，場(chǎng)源一般只會(huì)受到自然環(huán)境中低頻電磁波影響，其他一些因素對(duì)于勘測(cè)精度的影響則比較小，比如地下水、高壓電等，這是其他勘察技術(shù)所不具備的。同時(shí)這種勘察技術(shù)也適用于那些管線、電纜比較集中的巖土工程，還有地下水比較豐富的巖土工程項(xiàng)目也適用這種勘察方法。另外在勘察深度上，大地電場(chǎng)巖性探測(cè)技術(shù)可以達(dá)到更深的深度，在一些特定的地質(zhì)環(huán)境中甚至可以達(dá)到1000m，因此這種勘察方法可以作為預(yù)先勘測(cè)工作中的主要探測(cè)方法。

4 現(xiàn)階段巖土工程地質(zhì)勘察技術(shù)的具體應(yīng)用

4.1 巖土地質(zhì)調(diào)查與測(cè)繪

作為巖土工程勘察的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作，工程地質(zhì)測(cè)繪主要是在勘察的初期階段進(jìn)行的。在運(yùn)用這一方法進(jìn)行測(cè)繪，其本質(zhì)是運(yùn)用地質(zhì)、工程地質(zhì)理論，對(duì)地表面地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行觀察和描述，并對(duì)其性質(zhì)和規(guī)律進(jìn)行分析，以此來(lái)推斷地下地質(zhì)情況，為后期勘探與測(cè)試工作開(kāi)展提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)。在實(shí)際中，對(duì)于地形地貌和地質(zhì)條件比較復(fù)雜的場(chǎng)地，必須進(jìn)行地質(zhì)測(cè)繪，而對(duì)于地質(zhì)條件比較簡(jiǎn)單的場(chǎng)地，可以采用調(diào)查來(lái)代替工程地質(zhì)測(cè)繪。

在巖土工程建設(shè)中，開(kāi)展巖土地質(zhì)調(diào)查與測(cè)繪可以在短時(shí)間查明工程地質(zhì)條件，而且不需要投入較多資金，具有成本低的優(yōu)點(diǎn)。與此同時(shí)，工程地質(zhì)測(cè)繪和調(diào)查可以提升巖土工程生產(chǎn)效率。因?yàn)榈刭|(zhì)測(cè)繪和調(diào)查可以減少勘探和試驗(yàn)的工作量，從而達(dá)到提升工程建設(shè)效率的目的。

4.2 勘探與取樣

在巖土地質(zhì)調(diào)查和測(cè)繪完成后，需要進(jìn)行勘探與取樣。在進(jìn)行這方面作業(yè)時(shí)，需要根據(jù)勘察的要求、目的和巖土層特點(diǎn)選擇合適的勘察技術(shù)。當(dāng)下常見(jiàn)的勘察手段有物探技術(shù)、鉆探技術(shù)、取樣技術(shù)。

物探技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單，迅速的優(yōu)點(diǎn)，并且所需的成本也比較低，具有經(jīng)濟(jì)性特點(diǎn)。在實(shí)際中經(jīng)常跟工程地質(zhì)測(cè)繪結(jié)合，對(duì)一些復(fù)雜的地質(zhì)情況進(jìn)行勘察。此外，這種勘察手段還能夠輔助坑探與鉆探，實(shí)用性比較高。但這種勘察手段其局限性也非常明顯，那就是在實(shí)際應(yīng)用中容易受到地形條件影響，容易出現(xiàn)誤差，需要對(duì)勘察結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。

鉆探技術(shù)在進(jìn)行巖土地質(zhì)勘察時(shí)，受到環(huán)境條件影響比較小。在具體操作時(shí)，需要做好詳細(xì)的跟蹤記錄，并對(duì)鉆機(jī)鉆進(jìn)深度進(jìn)行合理地控制，以此來(lái)保證巖土層分層深度精確性。同時(shí)對(duì)取芯率進(jìn)行科學(xué)地控制，需要根據(jù)巖土性質(zhì)來(lái)進(jìn)行綜合考量。一般完整巖的取芯率為80%，破碎巖和軟質(zhì)巖的取芯率為65%，土層取芯率為100%。

取樣技術(shù)。在對(duì)巖土工程地質(zhì)情況進(jìn)行取樣時(shí)，需要根據(jù)工程地質(zhì)實(shí)際情況采取合適取樣技術(shù)。樣品采集完成后，需要將其蠟封，避免外界環(huán)境給樣品造成污染。蠟封完成后需要進(jìn)行分類(lèi)、保存，然后對(duì)每個(gè)樣本進(jìn)行標(biāo)記，并將其轉(zhuǎn)送到試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行樣品分析與試驗(yàn)。

4.3 原位測(cè)試與室內(nèi)試驗(yàn)

原位測(cè)試與室內(nèi)試驗(yàn)主要目的是通過(guò)測(cè)試與試驗(yàn)來(lái)為巖土工程順利施工提供相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)參數(shù)。在實(shí)際中，原位測(cè)試主要應(yīng)用于地質(zhì)情況詳細(xì)勘察的階段，其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)是測(cè)試時(shí)間比較短，具有較高的效率，而且試樣在進(jìn)行測(cè)試時(shí)，不需要脫離原來(lái)環(huán)境，這樣就能夠有效體現(xiàn)宏觀結(jié)構(gòu)對(duì)巖土性質(zhì)的影響。但在實(shí)際應(yīng)用中缺點(diǎn)也是比較明顯的，那就是在試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)力路徑無(wú)法得到很好地控制，并且邊界條件也比較復(fù)雜，會(huì)消耗大量的人力與物力。常用的試驗(yàn)技術(shù)有荷載、標(biāo)準(zhǔn)貫入、靜力觸探。在實(shí)際應(yīng)用中需要結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況來(lái)選擇合適的試驗(yàn)方法。在這些方法中標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)法是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的，在一般情況下，主要選取1-1.5m作為鉆進(jìn)的單元深度。

4.4 現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)作為巖土工程的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，是保證巖土工程質(zhì)量的重要保障。因此做好現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)是非常關(guān)鍵的。在實(shí)際中，現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)主要包括了施工環(huán)節(jié)核實(shí)驗(yàn)證之前的巖土工程勘察成果，以及巖土工程施工的質(zhì)量管理?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)主要是對(duì)各類(lèi)載荷對(duì)巖土反應(yīng)性狀、運(yùn)營(yíng)中結(jié)構(gòu)物等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在這過(guò)程中應(yīng)提升現(xiàn)場(chǎng)管理人員的責(zé)任意識(shí)，確保每項(xiàng)檢驗(yàn)工作能夠得到有效落實(shí)。

5 結(jié)論

綜上所述，在巖土工程建設(shè)過(guò)程中，做好工程地質(zhì)勘察工作是實(shí)現(xiàn)巖土工程良好建設(shè)的重要保障。在實(shí)際中，因?yàn)閹r土地質(zhì)情況比較復(fù)雜，在進(jìn)行地質(zhì)情況勘察時(shí)，需要根據(jù)工程地質(zhì)實(shí)際情況選擇合適的勘察技術(shù)。目前常見(jiàn)的地質(zhì)勘察技術(shù)有淺層地震發(fā)射波法、探地雷達(dá)、信息化勘察技術(shù)等。面對(duì)這么多種類(lèi)勘察技術(shù)，地質(zhì)人員需要詳細(xì)了解這些技術(shù)特點(diǎn)，然后根據(jù)這些特點(diǎn)進(jìn)行良好的應(yīng)用。在具體應(yīng)用過(guò)程中要先進(jìn)行巖土地質(zhì)調(diào)查與測(cè)繪，接著勘探與取樣，待樣品采集完成后就應(yīng)進(jìn)行原位測(cè)試與試驗(yàn)，最后做好現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)，確保巖土工程建設(shè)質(zhì)量。