复杂地形地质条件岩土工程勘察分析

黄煜龙

摘要：本文首先对复杂地形地质条件下岩土工程勘察工作的要点进行分析；其次，围绕复杂地形的原位测试技术、地质地形测绘技术、岩层钻探技术展开介绍；最后，认为借助数字智能化手段提高地质测绘水平、加强对勘察和取样工作的重视程度、引入基于北斗卫星定位系统的定点精确勘查方法、通过地下水勘查获取相关信息等方式，全面提升复杂地形岩土工程勘察质量。

关键词：复杂地形地质；岩土工程勘察；原位勘查技术；岩层钻探技术

1.引言

岩土工程勘察是指根据建设工程的要求，对建设场地的地质情况、环境特征、岩土工程条件等进行查明、分析、评价，最终编制勘察文件的一系列过程。我国建设工程涉及的种类日益增多，在一些较为复杂的自然环境中，受地质地形条件的影响，岩土工程勘察必须采用特殊技术，既需要保证勘查结果的真实性、准确性，又要避免对生态环境造成较大破坏。

2.复杂地形地质条件下进行岩土工程勘察工作的要点分析

在复杂地形地质条件下进行岩土工程勘察工作，需要围绕以下内容重点展开：

第一，精确布置勘测点，注意整体性及相邻勘测点之间的距离及深度。作为岩土工程勘察工作的基础，距离和深度如果出现偏离，将会对勘察结果造成影响。通常情况下，工程勘测点的距离设定应该在有关标准的指导下，结合实际情况逐一布设。一些勘测团队完整参与了岩土工程勘探，总结了行之有效的整体方案，但在新的勘探作业时，不能盲目照搬。比如某地土层预定检测深度虽然与历史工程较为相似，但根据掌握的资料显示，岩土成分区别较为明显，因此，需要在原有方案的基础上，提升勘测点布置密度，否则勘查报告的准确性必然出现偏差。由于岩土勘察区域存在一定的未知性，故而往往出现勘察点设置不佳、间距分布不合理等现象。为了解决这一问题，通常情况下，如果确认地基性质为普通岩层，则勘察点的深度可以设定为地表面以下15m；如果地基为软土层，则勘察深度应该有所增加，但不能超过地下20m，以17m～18m为最佳；如果地基中碎石含量较多，或周边土层的成分较为复杂，则勘测深度不宜过深[1]。

第二，重点关注地基承载力相关参数。一般来说，参与复杂地形地质条件岩土工程勘察的人员，必须深入了解《建筑地基基础设计规范》中的有关指标，不仅能够使勘察结果更加精确，还在发生突发情况时，及时做出有效反应，避开危险区域。根据要求，岩土工程勘察过程必须充分考虑施工区域及周边地区的实际情况，通过精密仪器全面分析地基承载力指标，综合评定有关参数后，制订科学、严谨、符合实际情况的施工方案。

3.复杂地形地质条件下岩土工程勘察技术简析

3.1复杂地形原位测试技术

原位测试技术是在岩土原来位置，或是模拟出与原位置状态极为相似的应力环境后，对岩土性质开展测试。此种测量方式的原理为：岩土层原来所处的位置，能够基本保持天然结构、天然含水量、天然应力状态，使岩土工程勘察的重要参数—工程力学性质指标维持极高的精度。原位测试包括静力触探、动力触探、标准贯入试验、十字板剪切、旁压试验、静载试验、扁板侧胀试验、应力铲试验、现场直剪试验、岩体应力试验、岩土波速测试等。

原位测试技术原理比较简单，常用于室内检测条件与工程实际情况相差过大的情况。此外，当土层、地基的基础受力状态较为复杂，或是超出预期、计算准确度不足、勘察人员缺乏经验、整体基础的原味真型试验较为简单，均可以采用原位测试技术。需要注意的是，如果重要的建设工程，必须进行适度的原位测试。如图1所示，为岩土工程弹性力学参数原位测试仪测量原理示意图，其中上部所示为纵横波地面（表面）测试示意图；左下所示为纵横波单孔测试示意图、右下所示为纵横波跨孔测试示意图[2]。

3.2地形地質测绘技术

地形地质测绘技术是工程学领域的基础技术之一，是指对自然地理要素、地表人工设施的形状、大小、空间位置及属性等进行测定、采集并绘制成图。应用于复杂地形地质条件下的岩土工程勘察作业时，研究测定及推算目标点的几何位置、岩土结构形态、组分构成等，通过具体数据，对施工现场的地形地质条件进行测评和分析后，有助于判断地形地质的复杂程度，进而对施工现场的地质构造予以确认，最终目的在于找出施工现场存在的所有地质问题并判断能否及时解决，既可以提高勘察的准确性，也能提高工程的安全系数。

3.3复杂地区岩层钻探技术

与上述两种技术相比，岩层钻探技术的复杂性、作业难度较高。此种技术主要使用的工具为台式或车装钻机，在钻探作业中，需要使用泥浆，目的在于保护岩土壁层；而在回转时，往往采用“彩芯”的作业方式。为了提升勘察准确性、避免出现意外情况，应该将砂土层岩心采取率控制在75%左右；对黏土层的岩心采取率最小值应该控制在90%，开展正常作业，土层水平、垂直方向的变化将会成为重要参数，有助于精确探测土层变化的整体趋势，故而必须借助智能化设备，时刻记录，如果条件允许，应该实时传输到总控端。

4.提升在复杂地形地质条件下岩土工程勘察质量的有效方式

4.1借助数字智能化手段提高地质测绘水平

随着我国国力的提升，建设工程不再局限于城市、乡村等地形地势相对简单、供人民群众正常生活、工作的区域，而是逐渐向偏远地区扩散。比如5G基站成功建立，信号覆盖珠穆朗玛峰北侧全境，正是建立在极其严格的复杂地形岩土工程勘探的基础之上。基于此，提升在复杂地形地质条件下岩土工程的勘察质量的首要思路在于借助数字智能化手段，对现有岩土工程勘察技术进行升级，进一步扩大勘察范围，尽可能地提升数据的精确程度。比如全面收集建设工程所在区域的长久以来的土层变化情况，还应包含造成“非正常变化”的主要原因，将相关信息输入智能化数据模拟分析系统中，经过大数据分析之后，总结出相关规律，为所有进行的复杂地形、岩土勘察提供更加良好的参考。

4.2提高對勘察和取样工作的重视程度

无论在何种复杂的条件下，开展岩土工程勘察作业时，若要提升结果的精度，勘查过程和样本取制样过程都是不可忽视的重要环节。基于此，提高勘察质量的第二个思路在于重视过程、提升取制样工艺。一般来说，如果土层的结构形式、基础样式等存在不同之处，如前文所述，勘查深度和勘察点布设必然存在差异，此时必须采用不同的勘查方案。比如勘查混转型住宅地基时，如果层数超过10层，则钻孔勘察深度不可盲目加深。应该在18m深度开展第一次勘查；之后需要围绕建筑的承载能力、预期沉降等反复论证之后，决定是否增加钻探深度。

4.3引入基于北斗卫星定位系统的定点勘察方法

在一些特殊地形地质中，由于自然环境较为恶劣，重型勘察机械无法运抵，故而只能通过人工方式，逐渐“接近”目标区域。在此类长久性的岩土工程勘察过程中，需要“积小胜为大胜”，故而前期的努力不能浪费。基于此，可以引入基于北斗卫星定位系统的测控点布设勘查方法，通过卫星传递勘察信息，并在系统中完成模拟推进的全过程，为实地作业提供基础。如图2所示，为基于北斗卫星定位系统的岩土工程勘察示意图。其中勘察人员携带终端及勘查设备逐渐靠近目标区域，选择合适位置布置好勘察点位之后，将在系统中予以记录。在后续的勘察过程中，其他人员获得的指引将更加明确，从另一个角度不断提升了勘察结果数据的精准度。

4.4注重通过地下水勘查，获得相关信息

地下水的存在对于岩土工程勘察的影响程度较为严重，基于此，注重对地下水的勘察，不仅能够提升整体质量，还可以通过地下水，获取有关信息。然而地下水勘查在具体实施过程中存在一定的难度，特别是勘察时机的把控，一般在成功钻探最后一个钻孔后的24小时之内，勘察效果能够真实反映岩土的真实情况，超过时限或提前勘探，均会使结果受到不小的影响。不仅如此，地下水很可能受周边地区水源的影响，故而勘察人员开展相关作业前，应该充分收集目标地区地下水位历史变化情况，总结出相关规律，从而得出精确的水层分层水位数值[3]。

5.结语

整体来看，岩土工程勘察应该围绕选址勘察（重点在于对勘察方案的可行性展开论证）、初步勘察、详细勘察三个阶段。在复杂地形地势条件下，以上述三项内容作为基本框架，引入数字智能化手段，完善各项勘察细节，能够得出较为准确的结果。除此之外，在可持续发展理念下，岩土工程勘察及后续的大规模工程建设，必须满足环保要求，特别是对地下水的保护，提升工程的“绿色指数”。

参考文献：

[1]张景蕾，王立.复杂地形地质条件岩土工程勘察实践与探索[J].智能城市， 2020， 6（07）：66-67.

[2]康果，朱斌，刘君.岩土工程勘察技术在复杂地形地质条件下的应用实践[J].世界有色金属， 2019（23）：259+261.

[3]滕亮，王玉山.复杂地形地质条件岩土工程勘察实践与探索[J].工程技术研究， 2019， 4（24）：253-254.