分析数字化技术在提高岩土勘察效率方面的应用

龚亚龙

分析数字化技术在提高岩土勘察效率方面的应用

龚亚龙

（中建材西南勘测设计有限公司，四川 成都 610059）

数字化勘察技术的应用，从根本上提升了工程勘察的质量和水准，并在一定程度上优化了勘察工作效率，能够促进我国岩土勘察工作的进步。根据实际经验，将数字化技术与岩土勘察工作相结合，能够让勘察结果更加准确、让勘察过程更加科学，而与之相比之下，传统岩土勘察技术则具有勘测资料严重地质化、地形图与设计系统间缺乏连通性等一系列问题，很难保证工程的建设施工质量。在今后的工作中，技术人员应充分利用数字表面模型技术、地形建模技术、数据库概念模型技术以及勘察外业智能采集系统等，提升岩土勘察的效率。

数字化；岩土工程；勘察技术

0 引言

工程建设是一项十分复杂的工作，而岩土工程勘察则属于其中的重中之重，能够对工程建设区域的地质条件等进行准确了解，从根本上降低事先准备不到位导致施工失误的几率，保障工程建设施工的最终质量，从这一角度来说，提升岩土工程勘察技术数字化建设水平，具有突出的实际价值。目前中国的数字化技术逐步取得新发展，各种细化的数字化技术开始与各行各业相结合，从根本上改变着社会生产模式，特别是在岩土工程勘察工作中的应用，更是解决了过去岩土勘察技术效率低下等一系列问题。在这种情况下，对数字化技术在提高岩土勘察效率方面的应用进行研究，可谓是势在必行。

1 岩土工程勘察及数字化技术

岩土工程勘察工作指的是，以工程建设实际需求为出发点，对建设目标范围内的地质条件、岩土结构等进行勘察的工作，工作人员经仔细勘察后，需出具相关文件并移交给设计单位，以便于后续的设计、施工能够顺利开展，岩土工程勘察结论基本贯穿于整个工程建设过程，因此其重要性十分突出。根据具体经验来看，岩土勘察工作具有一定的复杂性，其涉及到的岩土结构往往十分复杂，勘察细节较多，利用传统岩土勘察技术进行分析，往往很难取得精确而全面的地质信息，在各种参数的准确度上也有一定偏差，最终编制的岩土勘察报告往往和实际情况有很大差异，这将会导致承载力等参数的计算失误问题，进而给后续工程施工带来诸多不必要的麻烦。另外，岩土勘察工作的勘察结果难以利用到工程建设中去，也是导致岩土勘察工作失去应有价值的原因之一，勘察结果本身可作为工程施工及管理的参考数据，但过去的岩土勘察方法的形式和格式相对来说比较简单，难以将比较复杂的岩土结构表现出来，工作人员能从其中收获到的数据非常稀少，难以保证工程建设的质量和水平。但数字化技术具有一系列优势，如动态性、集群性等等，能够有效地解决岩土勘察工作中存在的勘察效率低、勘察数据失真等一系列问题，因此可将数字化技术和岩土勘察工作合而为一，根据建筑工程岩土勘察需求，提升勘察的深入程度，借助计算机软件和其他测绘设备取代其他人工操作，从而提升勘察的有效性。为保证数字化技术与岩土工程勘察工作结合效果，应从三个方面入手：第一要提升岩土工程勘察工作机制的完善程度，合理调整勘察方法、更新勘察技术，从而让工程设计及施工人员能够有准确的信息作为参考；第二，要尽可能提升工作人员的综合素养，对硬件设备进行定期维护更新，使勘察设备能够在岩土工程勘察工作当中发挥应有作用，获得更加准确更加细致的岩土工程勘察结果，从根本上提升岩土工程勘察工作的实际意义，从根本上促进我国岩土工程勘察事业的高度发展；第三，要积极主动地引进各种先进技术并通过对数字化技术的合理应用，改变传统勘察工作存在的一系列问题，保证岩土工程勘察工作水平。

2 传统岩土工程勘察技术中存在的不足

中国的建筑工程行业始终保持着高速发展的态势，人们对工程质量及工程施工效率的要求越来越高，过去的岩土工程勘察技术显然已经不再具有可行性，难以在工程建设当中发挥应有作用。根据实际工作经验，传统岩土工程勘察技术往往存在以下几种不足之处：

2.1 勘测资料严重地质化

在各种高新技术不断更新换代的今天，岩土工程勘察技术自然而然随之得到的一定的进步，但是在进行实际操作的时候，部分岩土工程勘察单位却仍然沿用着比较落后的设备，这导致勘察技术资料存在突出的地质性。另外，设计人员和岩土工程勘察人员未能达成有效沟通，岩土勘察人员往往无法把握需要勘察的重点，也是导致岩土工程勘察工作质量不高的原因之一。总体来看，岩土工程勘察材料的地质性过于突出，且勘察内容比较简单不够丰富，难以在工程建设设计过程中发挥应有作用，对于岩土工程勘察工作的发展十分不利。

2.2 地形图与设计系统间缺乏连通性

岩土工程勘察工作中，地形图是十分重要的一类图纸，它能够保证岩土工程勘察结果的丰富程度，使岩土工程勘察工作的效率得到妥善提升，但是在具体的岩土工程勘察中，部分岩土工程设计系统难以和地形图形成连通关系，这使得地形图的作用被一再削减，难以在建筑工程设计施工当中发挥应有的作用，对建筑工程的施工质量也有一定的负面影响。首先，过去的岩土工程勘察技术自身存在一定的欠缺，其所获得的勘察数据往往存在较大误差，难以确保勘察工作的效果，地形图和设计系统之间的连通困难更是导致本就略显不足的勘察数据作用捉襟见肘，最终给设计工作带来不必要的影响。其次，地形图和设计系统之间存在连通困难的问题，将会让岩土工程勘察技术资料的应用效率大幅度下降，难以保证建筑工程设计工作的科学性和合理性，进而造成严重的勘察工作质量问题，给后续建筑工程施工质量带来负面影响。第三，区域岩土勘察资料的整合工作不完善也是急需关注的问题之一，目前很多建筑工程都是以精细的岩土工程勘察工作为基础建成的，特别是城市地区的大量住宅小区更是如此。然而问题在于，城市地区各个区域的发展建设速度截然不同，城中村棚户区等位置的施工建设情况远远落后于常规城区，这些项目的岩土勘察资料往往比较分散，在没有统一管理整合及收集的情况下，岩土勘察区域性资料的丢失损坏将会成为必然。

2.3 数字化勘察技术应用水平较低

过去的岩土工程勘察技术比较落后，又没能及时与数字化技术相结合，因此科技含量非常低，其勘察结果的应用效率往往无法得到最大化应用，勘察工作的精确度也难以和工程设计及施工要求保持一致，最终的勘察效果可想而知。首先，岩土工程勘察工作的数据传输十分重要，但是在传统的岩土勘察工作模式下，勘察单位往往只能用图纸表格等传输信息，这使得很多勘察信息无法被表达清楚，一些勘察结果也无法为建筑工程设计提供强有力的支持。其次，由于未能合理应用数字化技术，勘察单位往往无法准确处理数据信息，并难以保证勘察工作结果的精确度，无法提升勘察结果的利用率，这显然不符合提升岩土勘察工作效率的目标。

3 数字化技术在提高岩土勘察效率方面的应用

3.1 数字化技术在提高岩土勘察效率方面的应用内容

岩土工程勘察技术的数字化发展，完全符合建筑工程施工建设的具体要求，是工作人员结合工作经验、建筑行业进步趋势所探索出来的发展新思路，其主要以计算机技术和网络技术为基础，对建筑工程施工目标地周边的地质环境特征、岩土工程条件等进行深入的分析和考察，而后以勘察结果为参考编制具有实际应用价值的岩土工程勘察文件，为设计人员等提供有效的参考。在建筑行业不断发展的今天，人们对建筑工程的要求越来越高，对建筑工程施工效率的要求同样越来越高，只有不断引进新技术和新方法，才能提升工程建设的整体效率。而数字化技术与岩土工程勘察工作的有效结合，显然从根本上提升了岩土工程勘察工作的质量和水平，能够一改传统岩土工程勘察工作效率低、质量差的问题，从根本上推动我国岩土工程勘察工作的发展。根据工作经验，岩土勘察数字化技术往往具有以下特点：第一，具有动态化特征，以定向监控技术为基础即可实现岩土工程勘察工作的动态化要求，确保数据传输的准确性，第一时间找出作业过程的不足之处。第二，具有安全性特点，在动态监控程序运行的基础上，静态监测程序也能发挥应有的作用，利用好静态检测程序，就能保证数据库的整体监控效果，保证监测的安全性。第三，具有集群化特征，利用集群化控制技术，工作人员就能够实现对多功能的同时处理，这样一来就能提升岩土工程勘察工作的效率。岩土勘察数字化系统大致可以分成感应系统、传输系统、存储系统这三个部分：首先，感应系统是其中最重要的组成部分，借助电子感应器控制系统即可对感应器作用范围进行勘察，并执行有关的工作指令，确保最终的控制效果。其次，传输系统是数字化系统当中的重中之重，它能够提升信号传输的速度和准确度，解决传统岩土工程勘察工作模式下远程数据传输困难的问题。第三，存储系统：对岩土工程地质情况进行勘察的过程中，工作人员往往需要面临大量的、互相间区别较大的地质数据，并对这些数据进行妥善的处理分类，只有这样才能让地质勘察资料的应用价值最大化。换而言之，岩土工程勘察资料是否真实、是否精确直接影响着工程设计及施工的质量，而数字化技术则能够提升勘察资料的准确度，因此必须要尽快将数字化技术与岩土工程勘察工作结合起来。

3.2 数字化勘察技术在岩土工程中的应用策略

过去的岩土工程勘察工作存在许多不足之处，影响了工程的设计及建设水平，因此有必要尽可能提升岩土勘察工作的技术含量，充分利用好数字化技术，从根本上提升岩土工程勘察效率。

3.2.1应用数字表面模型技术

在今后的岩土工程勘察工作中，工作人员务必要以先进完整的理论作为基础，合理利用好表面模型技术，对相同属性的点位进行顺利连接，使这些点位构成一个面，让抽象数据转化成形象的具体图形，这样一来就能够准确地反应本区域的地质情况，从根本上改变勘察工作所面临的困境。另外，借助数字表面模型技术还能够提升数据的处理效率，让岩土工程勘察工作的结果更加准确、更加合理，进而提升岩土工程勘察工作的效率。不难看出，将数字表面模型技术与岩土工程勘察相结合，是提升岩土勘察工作质量的必然选择。

3.2.2应用地形建模技术

除了数字表面模型技术之外，工作人员还可以借助地形建模技术对待测定区域的三维地形进行确认，以此提升勘察报告的细致性，使之在后续应用中发挥更大的作用。首先，合理应用地形建模技术，可以提升数据信息资源的整合效率，并让岩土工程勘察报告能够在设计和建设当中发挥更大的作用，解决传统岩土工程勘察技术中存在的一系列问题，彻底改变数据资源得不到应用的问题，让勘察作业的应用价值得到提升，保证岩土勘察的效率。第二，合理应用地形建模技术，能够提升正射影像图的合理性和准确性，工作人员可借助图像处理软件对影像图进行处理，从中获取三维图像底图，使岩土工程勘察工作得到进一步发展，提升其工作效率。不难看出，地形建模技术是数字化过程中必不可少的技术之一，它能够充分提升岩土工程勘察工作的水准和效率，在今后的工作中务必要保证地形建模技术的应用效果，从而获取到更加精准的图纸，保证岩土工程勘察工作的效率，也为后续工程设计和工程施工打下坚实的基础。

3.2.3应用数据库概念模型技术

数据库概念模型技术与岩土工程勘察工作的有机结合，能够从根本上改变过去岩土工程勘察工作中数据处理速度慢、数据处理准确性低的一系列问题，保证数字化系统的科学应用效果。为了达到上述优势成果，可确保做到以下内容：第一，要结合岩土工程勘察工作的实际数据处理要求，对数字化技术进行充分了解，以数字化技术的功能、数字化技术的特点和应用优势等为基础，从根本上保证数据库概念模型技术的应用效率，从根本上提升岩土工程勘察技术的应用质量，避免出现数据处理方面的问题。第二，要充分了解何为数据库概念模型技术，以其功能为出发点对岩土工程勘察工作数据进行分析和处理，从而保证勘察结果的数字化处理水平，提升岩土工程勘察工作的整体效率。

3.2.4应用勘察外业智能采集系统

将数字化技术与岩土工程勘察工作相结合并非易事，工作人员需要准确收集信息，才能确保勘察报告的准确性。在传统岩土工程勘察工作模式下，工作人员需要深入实地利用钻机进行取样，而后根据取样顺序对其进行整理和归类，编录员此时需要根据自己的工作经验和理论知识，对土层的特点等进行初步描述，整个过程缺乏应有的效率性和稳定性。但是在数字化技术与岩土工程勘察工作相结合的背景下，各种数字化采集手段开始大放异彩，近几年一些企业已经开始应用勘察外业智能采集系统，在钻机取出样品以后，工作人员可通过计算机或平板电脑等直接进行拍照上传，而后根据采集系统的要求和提示，准确地输入图片土样的孔洞编号、位置信息、高程数据、地下水位等等一系列数据，在完成一阶段取样操作以后，系统能够自动对地层结构进行分析并给出底层剖面图，这有利于工作人员第一时间找出特殊土层结构，从根本上提升岩土工程勘察工作的效率。

3.2.5建立工程场地地层三维模型

岩土工程勘察工作的根本性目标就是对地层结构进行准确划分，为此工作人员应在有效做好资料收集的基础上，保证资料分析的准确度，并以此为基础对土样进行实验，根据智能采集系统记录的数据，将数据信息和工程勘察软件相结合，在初步确定地层划分的基础上，对静探曲线和土工试验结果进行分析，获得准确的地层划分结论，为了避免传统岩土工程勘察工作中地层认知不立体的问题，工作人员可在处理资料的过程中对地形地貌等进行立体化建模，从根本上提升岩土工程勘察工作的有效性。

3.2.6建立区域岩土工程数据库

数字化技术与岩土工程勘察工作的有效结合，离不开完整的岩土工程数据库支持，工作人员必须要通过以下步骤，顺利建立区域岩土工程数据库：第一，工作人员需要清楚地质区域划分和岩土工程勘察数据的重要性，对两种数据进行有效处理，并利用现在已经比较成熟的虚拟现实技术，对工程数据模型进行模拟，使之呈现立体化特点，并根据实体数据提升数据库表结构的合理性。第二，必须要安排专门的工作人员进行数据库系统的维护更新，在已经建成区域岩土工程数据库的基础上，组织专业人员对数字化技术支持之下的数据库进行妥善处理和维护，确保其中的数据资料能够得到妥善保存，从根本上提升后续岩土工程勘察工作的效率。

4 结语

传统的岩土工程勘察技术存在一定的不足之处，勘察效率低、勘察准确性低等一系列问题都给建筑工程的施工设计带来了负面影响。而将数字化技术与岩土工程勘察工作结合起来，则能够改变上述问题，提升岩土工程勘察工作的效率。工作人员务必要通过应用数据库概念模型技术、应用勘察外业智能采集系统、建立工程场地地层三维模型、建立区域岩土工程数据库等方式，优化岩土勘察数字化模式，从而提升岩土工程勘察工作的科学性和整体效率。

[1]宋保卫.岩土工程勘察中数字化技术应用探究[J].建筑技术开发,2019,46(09):110-111.

[2]郑启旭.实现岩土工程勘察数字化技术[J].江西建材,2017(21):197.

[3]孟宪才.数字化技术在提高岩土勘察效率方面的应用[J].工程建设与设计,2017(20):17-18.

[4]黄铭章.岩土工程勘察数字化技术与实现分析[J].低碳世界,2016(31):99-100.

K928

A

1007-6344（2021）04-0196-03