摘 要：【目的】探索和優(yōu)化砂巖地質(zhì)環(huán)境中的工程地質(zhì)勘察技術(shù)，增強(qiáng)地基的穩(wěn)定性和安全性?！痉椒ā客ㄟ^(guò)采用對(duì)比分析和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)等手段，深入研究砂巖地層的特性?！窘Y(jié)果】應(yīng)用創(chuàng)新的工程地質(zhì)勘察技術(shù)能更精確地評(píng)估砂巖地基的承壓能力和穩(wěn)定性，為工程設(shè)計(jì)提供堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)?！窘Y(jié)論】本研究對(duì)于提升砂巖地基處理的科學(xué)性及工程安全性具有重要意義，未來(lái)可通過(guò)持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，有效應(yīng)對(duì)更復(fù)雜的砂巖地基工程挑戰(zhàn)，為城市的可持續(xù)發(fā)展提供穩(wěn)固的技術(shù)保障。

關(guān)鍵詞：勘察技術(shù)；砂巖地基；工程地質(zhì)條件

中圖分類號(hào)：TU195 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2024）18-0069-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.18.013

Research on Geological Survey Technology for Foundation Engineering in Sandstone Areas

JIAO Qiuxia

（Luoyang Water Resources Survey and Design Co.， Ltd.， Luoyang 471000， China）

Abstract： [Purposes] This paper explores and optimizes engineering geological exploration techniques in sandstone geological environments， in order to enhance the stability and safety of the foundation. [Methods] This study conducted in-depth research on the characteristics of sandstone formations through comparative analysis and on-site testing. [Findings] The application of innovative geological exploration techniques can more accurately evaluate the bearing capacity and stability of sandstone foundations， providing a solid scientific foundation for engineering design. [Conclusions] It is of great significance to improve the scientificity and engineering safety of sandstone foundation treatment. In the future， through continuous technological innovation and practical experience， more complex sandstone foundation engineering challenges can be effectively addressed， providing stable technical support for the sustainable development of cities.

Keywords： survey technology; sandstone foundation; engineering geological conditions

0 引言

隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)的有序推進(jìn)，砂巖區(qū)域工程項(xiàng)目的數(shù)量持續(xù)攀升。在此類項(xiàng)目施工過(guò)程中，應(yīng)高度重視勘察工作的組織與實(shí)施，綜合運(yùn)用多種勘探手段進(jìn)行精確驗(yàn)證，以確保巖土地基工程勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。在建設(shè)工程項(xiàng)目時(shí)，巖體勘查與地基處理至關(guān)重要，其是保障施工順利推進(jìn)和竣工質(zhì)量達(dá)標(biāo)的重要環(huán)節(jié)，必須予以充分重視和嚴(yán)格把控。對(duì)于各個(gè)特定的建設(shè)工程項(xiàng)目的巖體勘察任務(wù)，要求有專業(yè)人員緊密對(duì)接工程需求，并不斷改進(jìn)和優(yōu)化施工作業(yè)流程，以確保在維持施工穩(wěn)定性的前提下，有條不紊地推進(jìn)后續(xù)作業(yè)，保證項(xiàng)目最終的竣工質(zhì)量完全滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范要求［1］。鑒于此，本研究將對(duì)砂巖地基工程地質(zhì)勘察技術(shù)和處理措施進(jìn)行深入分析，以期為相關(guān)工程實(shí)踐提供參考。

1 工程概況

該項(xiàng)目位于一塊占地約為600 m×420 m的規(guī)則矩形地塊之上。為確保項(xiàng)目的順利進(jìn)行和高質(zhì)量完成，施工單位組織專業(yè)的地質(zhì)勘察團(tuán)隊(duì)，運(yùn)用技術(shù)成熟的鉆孔勘探方法，對(duì)地基進(jìn)行了全面而深入的鉆孔取樣勘察工作。勘察結(jié)果顯示，該區(qū)域地層巖性種類復(fù)雜多樣，涉及多種地質(zhì)要素。具體而言，覆蓋層主要包括第四系人工填土（Qml）、第四系沖洪積層（Qal+pl）、第四系海陸交互沉積層（Qme）、粗砂和卵石等多種土質(zhì)。同時(shí)，覆蓋層之下，還廣泛分布著下伏基巖——白堊系（K）砂礫巖。這些砂礫巖的風(fēng)化程度呈現(xiàn)顯著的差異，特別是全風(fēng)化和強(qiáng)風(fēng)化層的厚度較大，對(duì)工程施工影響較大。在深入分析勘察數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的地層巖性特性和區(qū)域地層分布特點(diǎn)，對(duì)施工范圍內(nèi)的地層進(jìn)行了細(xì)致劃分，共細(xì)化為16種不同類型。同時(shí)，對(duì)每種地層進(jìn)行了詳盡的劃分和描述，為后續(xù)施工提供了精準(zhǔn)、全面的地質(zhì)資料支持，以確保項(xiàng)目能夠按照既定目標(biāo)順利推進(jìn)。

為全面、深入地評(píng)估地層特性，本研究開展圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)與標(biāo)準(zhǔn)貫入度試驗(yàn)。其中，標(biāo)準(zhǔn)貫入度試驗(yàn)共進(jìn)行99次，實(shí)際檢測(cè)錘擊次數(shù)為3～25擊，平均錘擊次數(shù)為11.3擊，與標(biāo)準(zhǔn)錘擊次數(shù)10.9擊相接近，有效反映了地層的密實(shí)程度與承載能力。此外，圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)共實(shí)施226次，匯總數(shù)據(jù)顯示，錘擊數(shù)為2.9～35.3擊，平均錘擊數(shù)為14.1擊，與標(biāo)準(zhǔn)錘擊數(shù)13.3擊接近，進(jìn)一步印證了地層的力學(xué)特性。

2 砂巖地區(qū)地基地質(zhì)勘察技術(shù)分析

2.1 鉆探技術(shù)

在確保鉆探工程的嚴(yán)謹(jǐn)性、高效性和安全性方面，必須在決策過(guò)程中充分考量特定的地質(zhì)條件。針對(duì)位于地下水位之上的地層，采用沖擊鉆探技術(shù)，能有效抑制對(duì)周邊土壤的擾動(dòng)，但應(yīng)考慮其在探測(cè)深度上的技術(shù)限制。針對(duì)地下水位以下的區(qū)域，采取泥漿護(hù)壁鉆探法，以保證鉆孔孔壁的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)塌孔等風(fēng)險(xiǎn)［2］。在鉆探作業(yè)中，地層分層的精度必須嚴(yán)格控制在5 cm以內(nèi)。此外，應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)控巖芯的采取率，確保在遇到完整的巖體時(shí)，取芯率不低于80%。破碎巖體的取芯率也應(yīng)保持在65%以上。對(duì)于關(guān)鍵部位，可采取雙層巖芯管連續(xù)取芯的方式，以提升取芯質(zhì)量，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。鉆探工作務(wù)必保持高度的精準(zhǔn)性、高效性和完整性，調(diào)查人員應(yīng)詳細(xì)而精確地記錄所有勘測(cè)數(shù)據(jù)，必須涵蓋關(guān)鍵要素，如取芯的具體位置、地下水位以及任何異常情況等，以便為后續(xù)分析處理提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。

2.2 原位測(cè)試

原位測(cè)試作為巖土工程勘察領(lǐng)域的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，其直接在巖土層原始位置進(jìn)行試驗(yàn)，全面且系統(tǒng)地分析巖體的力學(xué)性質(zhì)，同時(shí)確保其自然狀態(tài)下的原始應(yīng)力狀態(tài)與含水量條件維持不變。此種原位檢測(cè)方法能夠最大程度地還原巖土體在自然環(huán)境中的真實(shí)狀態(tài)，從而確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性與權(quán)威性。在勘察活動(dòng)的各個(gè)階段，原位測(cè)試均得到了廣泛而深入的應(yīng)用，發(fā)揮著不可替代的作用［3］。其中，靜力觸探試驗(yàn)因其操作規(guī)范、數(shù)據(jù)連續(xù)性強(qiáng)等顯著優(yōu)勢(shì)，在淺層巖土體力學(xué)性能測(cè)試中得到了廣泛應(yīng)用；十字板剪切試驗(yàn)則專門用于測(cè)定軟土的不排水抗剪強(qiáng)度，為地基設(shè)計(jì)與施工提供了重要的數(shù)據(jù)支撐；而圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)則通過(guò)模擬實(shí)際施工條件，對(duì)深層巖土體的力學(xué)特性進(jìn)行精準(zhǔn)評(píng)估。

然而，值得強(qiáng)調(diào)的是，不同的原位測(cè)試方法因其適用條件的不同而各具特色。因此，在進(jìn)行原位測(cè)試時(shí)，勘測(cè)人員應(yīng)緊密結(jié)合項(xiàng)目的具體情況，全面考慮地質(zhì)條件、勘察目的、測(cè)試深度等關(guān)鍵因素，審慎選擇最為適宜的測(cè)試方法。通過(guò)科學(xué)合理的測(cè)試方法選擇，不僅能夠保障測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和權(quán)威性，還能夠提升勘察工作的效率與質(zhì)量，為工程項(xiàng)目的順利實(shí)施提供堅(jiān)實(shí)保障，進(jìn)一步推動(dòng)工程建設(shè)的科學(xué)化和規(guī)范化。

2.3 地球物理勘探技術(shù)

在工程項(xiàng)目建設(shè)的過(guò)程中，砂巖地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生將對(duì)工程的整體質(zhì)量造成重大且不可逆轉(zhuǎn)的威脅。因此，勘察人員必須迅速采取措施，深入分析砂巖的物理特性及其在空間中的發(fā)育規(guī)律，以確保工程項(xiàng)目建設(shè)的順利進(jìn)行和高質(zhì)量完成。一旦發(fā)生砂巖地質(zhì)災(zāi)害問題，工程項(xiàng)目施工場(chǎng)地將面臨溶洞風(fēng)險(xiǎn)，這些溶洞呈現(xiàn)半填充或全填充狀態(tài)，且溶洞內(nèi)部可能包含水或空氣等填充物［4］。此類風(fēng)險(xiǎn)對(duì)工程項(xiàng)目的建設(shè)施工將產(chǎn)生極其不利的影響，必須予以高度重視并加強(qiáng)防范。為了提升砂巖地基工程勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，科學(xué)合理地運(yùn)用地球物理勘察技術(shù)顯得尤為重要。一般而言，地球物理勘探技術(shù)在處理巖層結(jié)構(gòu)復(fù)雜、勘察難度大的巖穴問題時(shí)可發(fā)揮關(guān)鍵作用，如雷達(dá)技術(shù)與CT技術(shù)等。這些先進(jìn)的勘察技術(shù)不僅能夠幫助勘察人員準(zhǔn)確判定砂巖的具體位置和分布情況，還能幫助他們深入了解和掌握洞穴坍塌的詳細(xì)信息和規(guī)律，從而為工程項(xiàng)目建設(shè)施工提供更加科學(xué)、可靠的決策依據(jù)和技術(shù)支持。

地球物理勘探作為一種集精密性、科學(xué)性、技術(shù)性于一體的勘探手段，其核心在于通過(guò)精確觀測(cè)地球物理場(chǎng)的波動(dòng)，深入分析地層巖性與地質(zhì)結(jié)構(gòu)的內(nèi)在特性。鑒于不同巖層在物理屬性上存在的顯著差異，特別是密度、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、放射性等方面的不同，這些不同會(huì)引發(fā)特定區(qū)域內(nèi)物理場(chǎng)的微妙變化。通過(guò)精確觀測(cè)這些變動(dòng)特性，并與現(xiàn)有的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，可以精確地評(píng)估地質(zhì)狀況，從而為地質(zhì)勘探工作提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐［5］。在針對(duì)大面積砂巖區(qū)域的勘探時(shí)，地球物理勘探技術(shù)展現(xiàn)了其獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值。特別是在砂巖發(fā)育迅速、深層分布廣泛的區(qū)域，該技術(shù)發(fā)揮了關(guān)鍵作用。然而，在實(shí)際操作中，勘察人員應(yīng)全面考慮外部環(huán)境和技術(shù)因素可能帶來(lái)的潛在影響，以確保勘探數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。近年來(lái)，隨著地球物理勘探技術(shù)的不斷進(jìn)步和完善，其應(yīng)用領(lǐng)域也在逐步拓寬。物探技術(shù)采集現(xiàn)場(chǎng)如圖1所示。物探勘察探測(cè)工作原理如圖2所示。

地球物理勘探技術(shù)不僅能夠顯著提高砂巖地基工程的勘察效率，還能獲得更加精確、高分辨率的探測(cè)成果，為工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與施工提供可靠的地質(zhì)資料。然而，由于地球物理勘探技術(shù)對(duì)設(shè)備和人員的專業(yè)性要求較高，因此在實(shí)際應(yīng)用中，其成本相對(duì)較高，這在一定程度上限制了其使用范圍。盡管如此，地球物理勘探技術(shù)仍以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在地質(zhì)勘探領(lǐng)域占據(jù)著舉足輕重的地位。

3 砂巖地區(qū)地基地質(zhì)勘察要點(diǎn)分析

3.1 加強(qiáng)工程測(cè)繪

在巖土工程項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中，勘查團(tuán)隊(duì)務(wù)必嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貓?zhí)行測(cè)繪作業(yè)，并確保這一過(guò)程與對(duì)砂巖地區(qū)地質(zhì)條件及地貌特征的全面、系統(tǒng)且深入的調(diào)查與分析工作緊密融合，確保信息的準(zhǔn)確性與完整性［7］。在此基礎(chǔ)上，勘察人員應(yīng)依托翔實(shí)可靠的調(diào)查數(shù)據(jù)與測(cè)繪成果，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)卮_定地質(zhì)勘察工作的具體方向和核心要點(diǎn)。此種勘察方法既簡(jiǎn)便易行，又富有成效，能夠?yàn)樯皫r區(qū)域后續(xù)的建設(shè)施工提供堅(jiān)實(shí)可靠的數(shù)據(jù)支撐和決策依據(jù)，確保工程建設(shè)能夠高效有序推進(jìn)。

3.2 采用原位測(cè)試技術(shù)

在砂巖地基工程勘察作業(yè)中，采用原位測(cè)試技術(shù)不僅極大地提升了勘察作業(yè)的便捷性，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了勘察成本的有效控制。對(duì)于從事巖溶地基工程勘察工作的專業(yè)技術(shù)人員而言，通過(guò)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)和動(dòng)力觸探試驗(yàn)，可以更深入、更精確地分析溶洞填充物的特性以及其沉積物的地質(zhì)特性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)砂巖地基工程承載力的精確測(cè)定。此外，該技術(shù)的應(yīng)用還有助于減輕勘察人員的工作負(fù)擔(dān)，推動(dòng)砂巖地基工程勘察工作效率的穩(wěn)步提升。

3.3 采用示蹤試驗(yàn)技術(shù)

在對(duì)砂巖地基的地下水進(jìn)行分析的過(guò)程中，采用科學(xué)且有序的示蹤劑技術(shù)執(zhí)行連通試驗(yàn)，對(duì)于調(diào)查人員全面且準(zhǔn)確地確定該地區(qū)的地下水分布情況以及砂巖的發(fā)育狀況具有重要的輔助作用。在深入探究溶洞之間的連通性及其實(shí)際分布格局的過(guò)程中，該技術(shù)展現(xiàn)出了獨(dú)特優(yōu)勢(shì)［8］。盡管該技術(shù)在實(shí)際操作中簡(jiǎn)便易行，且所得結(jié)果具有較高的準(zhǔn)確性，但其應(yīng)用范圍存在一定的局限性，主要適用于存在水源且有水頭出露的溶洞環(huán)境。

3.4 使用遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)

在砂巖地基工程勘察工作中，遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的引入，不僅大幅提升了砂巖地基工程的勘察效率，而且在處理大面積砂巖區(qū)域時(shí)，精準(zhǔn)運(yùn)用此類技術(shù)，能夠確保地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)的精確無(wú)誤。并且有助于勘察人員全面把握該地區(qū)的地形地貌特征以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)信息，進(jìn)而確保最終勘察結(jié)果的精確可靠。

3.5 進(jìn)行模型試驗(yàn)

地基工程勘察人員通過(guò)構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化模型裝置，進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)哪M試驗(yàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工程區(qū)土層及地質(zhì)條件的精準(zhǔn)模擬。具體來(lái)說(shuō)，利用先進(jìn)的科技手段，精細(xì)模擬砂巖區(qū)域地基的實(shí)際塌陷過(guò)程，并深入分析砂巖區(qū)域的水文地質(zhì)條件。在砂巖地基勘察過(guò)程，進(jìn)行模型試驗(yàn)，有效降低了錯(cuò)誤勘察數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，提升了砂巖地基工程勘察數(shù)據(jù)的精確性和科學(xué)性，切實(shí)提高了砂巖地基工程勘察的工作效率。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本研究通過(guò)對(duì)相關(guān)巖體勘察工程技術(shù)進(jìn)行研究和應(yīng)用，并對(duì)項(xiàng)目地區(qū)的地質(zhì)狀況進(jìn)行深入剖析與全面系統(tǒng)評(píng)估，為區(qū)域內(nèi)巖體勘察工程技術(shù)參數(shù)的確定奠定了基礎(chǔ)。并在充分勘察結(jié)果的基礎(chǔ)上，為建筑工程施工提供了科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、合理可行的設(shè)計(jì)依據(jù)，以切實(shí)保障工程項(xiàng)目的安全穩(wěn)定，確保項(xiàng)目順利竣工。

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