论岩土工程勘察的新技术发展前景

孙佳琦

[摘 要]工程勘察作业是工程建设的一项基础性工作，是整个工程设计和施工的依据。随着科学的发展和社会进步，城市的高层建筑的出现，研究探讨岩土工程勘察新技术越来越重要，而且用传统的勘察方法及手段也很难满足现代设计的需要。因此，在这种背景条件下，探讨研究岩石工程勘察新技术发展更加重要。

[关键词]岩土工程 勘察新技术 发展方向

中图分类号：TU265 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）04-0168-01

一、提高岩土工程勘察技术的重要意义

岩土工程是一门包括岩体工程和土体工程的学科。而岩土工程勘察就是运用各种勘察手段和技术方法有效查明建筑场地的工程地质条件，分析可能出现的岩土工程问题，对场地地基和稳定性和适宜性作出评价，为工程规划、设计、施工和正常使用提供依靠的地质依据，从而利用有利的自然条件避开或改造其不利因素，进而保证工程的安全稳定。

二、岩土地基工程勘察新技术

岩土工程勘察新技术实践领域最为活跃，老方法不断翻新，新方法层出不穷，主要表现为以下四方面。

1、CFG桩：复合地基可分为两大类，一类由散体材料（砂、碎石、土、钢渣等）组成的"桩"与天然地基复合；另一类由水泥与土结合成的"桩"与天然地基复合。前者"桩"料是散粒体，在荷载作用下产生侧变形，靠"桩间土"约束，故在软土中效果不理想。后者如搅拌桩、旋喷桩，由于水泥的胶结作用，具有一定的凝结强度，较小的荷载下无侧向变形，在软土中可将应力向深层传递，起到类似刚性桩的作用，超出强度时表现出与混凝土类似的"脆性"。CFG桩按其性质属于后者，是适用于软土且较为经济合理的一种地基处理方法。

CFG桩由碎石、石屑、粉煤灰及水泥组成，配合比需要根据桩的设计通过试验确定，桩的制作与一般灌注桩类似。桩与基础间不是刚性连接，而是其间有一碎石或石屑组成的褥垫层，目的是保证桩土共同作用，充分发挥桩间土的作用。这种地基处理方法在南京造纸厂、北京罗马花园、石佛营东里住宅小区等工程应用，技术经济效果良好。

2、砂石桩与低强度混凝土组合型复合地基

散体桩的工作主要靠桩间土体的被动约束，特别是桩顶2～4倍桩径范围内，桩间土将承受很大的径向应力，容易使桩体产生膨胀破坏，因而在软弱粘性土中的砂石桩复合地基，其承载能力难以提得较高。为改变这种状态，对散体桩复合地基中的部分砂石进行桩体增强，在砂石桩中增加一定量的Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰与少量水泥，成为一种粘结强度较高的半刚性桩，称之为低强度混凝土桩，由此构成部分散体砂石桩与部分低强度混凝土组合型复合地基。

组合型复合地基的特点是既能发挥砂石桩的优点，又由于低强度混凝土桩的插入而使砂石桩的侧限约束作用得到加强，从而减少散体桩桩顶部分的压胀变形，避免产生压胀破坏的可能。同时发挥半刚性桩能向深部传递荷载的作用，使复合地基的承载力大幅提高，地基变形得以减轻，提高复合地基的整体安全度。

为使两种不同刚度桩体的共同作用与变形协调，在桩顶设置了一定厚度的砂石料垫层。通过它的流动补偿作用使之较为均匀地分布基底应力，并能使桩间土与基础有良好的接触，保证不同刚度桩体与土共同承担荷载。

3、夯坑基础：夯坑基础的实质是，基坑不是挖出来的，而是用夯锤夯成的。基坑具有基础的形状和尺寸，因而不必支模而直接浇筑混凝土。在夯成基坑的同时，坑底和坑周的土被夯实，减少了土的压缩性，提高了地基承载力。为进一步提高地基承载能力，减少基础沉降，在夯坑底部还可适当填入碎石、砾石、粗砂等，形成扩大的土核。

4、超载预压加固软土：超载预压排水固结法加固软土，已在我国广泛应用，用此法大面积加固地基，效果良好，现在取得较为成熟的设计和施工经验，积累了大量的十分宝贵的原型监测数据。

超载预压排水固结法从施工角度看，包括加载和排水两方面。加载方法有堆载预压和真空预压两种或两种方法复合，根据技术要求和经济比较选用。排水方法已经过了普通砂井、袋装砂井或塑料排水板3个发展阶段，由于插塑排水板工效高、质量好、综合成本低，现已全面推广，发展很快。

5、劈裂注浆：在岩石或土中注浆，对改善岩土的力学与渗透性能有明显的效果。过去，注浆主要在强渗透地层中应用；近年来，在软土中劈裂注浆进行了一些试验研究，取得了良好的效果。

根据岩土条件、注浆材料及工艺，注浆作用有充填、渗透、挤压、劈裂等方式。对于渗透系数K<5cm/s的软粘性土，无论用什么浆液，注浆时都会产生劈裂现象。浆液在软土中的流动分鼓泡压密、劈裂流动、被动土压力发挥3个阶段。劈裂注浆的结果形成一个不规则柱体，在地层中形成方向各异、厚薄不一的片状、条状、团块状注浆体，分布呈随机性，加固后抗压强度提高1～2倍，动剪模量提高52%～138%，在实际应用中，效果良好。

三、岩土工程勘察的技术发展方向

1、未来的勘察工作的发展方向应该是岩土工程勘查技术全面步入数字化。所谓数字化勘查技术即：使用当下的测绘技术、计算机技术、网路通信技术、cad技术、数据库技术等，把一个工程项目的所有信息通过计算机与软件把它们有机的结合在一起，从而让勘察设计的技术手段用现代化数字技术勘察代替手工勘察，进而达到数据采集信息化、硬件系统网络化、勘测资料处理信息化、图文处理自动化的目的，渐渐使岩土工程勘察变得智能化

2、数字化在岩土工程勘查技术中迅速发展的必然性以前我们通常把岩土工程勘察技术勘察测试得到的大量的岩土及地质信息，通常需要使用模拟数学、数理统计等学科知识进行数据处理，而我们所运用的是不够成熟的分析计算的数学模型，这样就会引起计算参数的选取不确定，边界条件、初始条件不确切，有些理论分析以及数学计算往往需要岩土工程师根据多年经验进行修正，这样的不足就是无法离开人的干预或决策。岩土工程的资料解释或分析在传统上仅仅局限在静态、二维的表示，这种表示方式的缺点就是描述空间构造起伏变化时直观性很差，而且无法完全揭示它们在空间变化上的规律，这样就导致人们很难准确、完整、直接的理解。因此，这些不足也就越来越无法满足工程建设的空间分析目的。

3、根据岩土工程本身的特殊性，勘察与设计往往差别很大，同时也因为设计人员岩土工程知识上的缺乏，对岩土工程勘察信息很难理解深刻，这些不足就直接导致岩土工程勘察技术向数字化发展的转变。岩土工程勘察技术由手工到数字化转变的重要性岩土工程勘察技术的数字化转变有着非常重要的现实意义。岩土工程勘察技术数字化与岩土工程勘察相融合将是未来岩土工程勘察的发展方向。这种数字化是运用地理信息系统中强大的空间分析、查询能力以及数据采集管理能力，而传统岩土工程勘察常常是内容上过于复杂以及形式多样，该技术很好的解决了这一问题。在岩土工程勘察方法上进行改进，进而过渡到数字化勘查技术，并逐步推广，这是未来岩土工程勘查技术的发展趋势。

结语：在未来勘查技术必将得到快速发展，而要做到快速发展需要政府行政部门的监督与鼓励，同时也需要相关技术人员自己主动提高自己的专业技能，只有这样未来岩土工程的勘察质量才能得到保证，综合效益才能不断提高。

参考文献

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[2] 李武超.岩土工程勘察存在的技术问题及发展趋势[J].广东科技，2013（10）.

[3] 吴健生 朱谷昌 曾新平等，三维GLS技术在矿产勘探和开发中的研究与应用[J]地质与勘探2004 -1