综合勘查技术在岩土工程勘查中的应用

郑俊杰

（广东省工程勘察院，广东 广州 510510）

在土木建筑工程设计及施工过程中，岩土工程勘查是指依据设计施工需求，在还未开展设计与施工之前，对现场地质条件、岩土结构以及环境特征等进行勘查、评估，利用勘查与评估结构编制出勘查文件，为工程设计及施工提供数据支撑，确保设计及施工质量。在目前的岩土工程勘查工作中，有的使用传统勘查技术，也有的在使用现代化的数字勘查技术，不管哪种勘查技术，其优劣势都比较明显，适用的工程项目也各有不同。下面着重就综合勘查技术的应用进行分析。

1 对综合勘查技术的概述

在岩土工程建设过程中，钻探是常用到的一种传统勘查技术，伴随着科学技术的快速发展，岩土工程施工在勘探结构方面的要求逐渐提升，这种情况下采用传统勘查技术已无法满足现代化需求，这种情况下综合勘查技术随之出现在人们的视野之中。在岩土工程勘查过程中，当前主要用到的勘查方法有探地雷达法、高密度电法等，在对不同勘查技术进行应用时，都会面临着一定的限制性条件，但同时也各自发挥了一定优势。然而，一般而言，有效利用这些技术只能对地质条件进行侧面研究，根本无法从整体上体现出其优势。而有效运用综合勘查技术，可依据不同的自然环境、地质条件等，对多种勘查方式进行综合选用，将这些技术融合到一起使用，针对勘查精密度、可行性的提升作用非常大。

2 勘查过程中容易出现的问题

2.1 忽略地形、地貌等有关因素

在岩土工程勘查过程中，如果忽视了对外部环境因素，比如地形、地貌等，就不会对岩土工程区域以内的地质情况形成完整的认识，也不能合理掌握地基土层的变化规律，这种情况下既有可能会出现工期延误、成本增加等一系列问题。由于勘查过程中忽视了工程施工、施工环境二者之间的相互作用，将会为岩土工程设计工作的失误埋下伏笔，从一定程度上来说，这种情况下给出的设计方案，根本满足不了施工要求，与现实场地的环境条件不符。

2.2 缺乏对数字化勘查技术的应用

目前，在岩土工程勘查过程中，依然在采用传统的图纸、文字与表格的形式，对于得到的勘查资料，设计人员无法对其进行深入的理解和分析，因此就出现了勘查资料使用、处理上的困难。另外，现阶段，我国在数字化勘查技术方面的要求依然不够成熟，这方面的运用也不够深入，此类技术与CAD软件无法完美的匹配。在以上因素的影响下，使得数字化勘查技术的实际应用面临着很大的制约和影响。

2.3 勘查成果不尽如人意

自从改革开放以来，市场经济体制逐步深化、发展，此种背景下，岩土勘查单位也开始进入到了改革的深水区，如果依旧采用以前那种依靠政府拨款的方式，将很难获得生存与发展，因此人们开始走出一条企业化管理的道路，自负盈亏。在如此背景下，一些勘查单位为了获得更多的经济利益，不惜降低在质量上的要求，为了缩短工期，在钻探取样中降低标准，更有甚者，在编写勘查报告时编造一些不真实的报告。这种情况下，岩土工程施工根本无法获得有效的勘查依据，也无法为施工作业提供有效指导，造成了资源、时间上的严重浪费。

3 几种常见的综合勘查技术

3.1 横波反射

该技术是指利用地下介质对波的阻抗差异实施地质勘查的，地震波传输过程中如遇相对波阻抗差异，将出现反射作用，其反射信号波经由地标检波器，会做好数据的接受、记录工作，再经对反射波的振幅、相位失控特征推断出地下层构造。相比纵波反射法，这种横波反射法所受转换波的影响更小一些，并且因为横波的速率比较低，垂向的分辨率反而高一些。

3.2 高密度电法

高密度电阻率探测是指利用电极微地下供入垂直的电流，以这种方式建立电场，同时通过供电A 级、B级，综合排列测量装置在相对位置上的改变，从地面对电场的相对改变进行测量，以此推断底层电阻率发生的深度改变，以达到预期的探测目的。

3.3 多道瞬面波法

多道瞬面波法主要利用多层介质中面波传播速度的改变，以瞬态冲击力微震源头，对面波进行激发，这样在脉冲的荷载作用下，地表将会产生波动，传感器可对波面垂直分量进行记录，并做好对微波信号的处理，以此确定频散曲线的改变规律。从根本上来说，岩土介质结构形状与频散曲线的改变规律二者存在一定内部关联，因此通过分析处理这种内在关联，可对地质体实施有效探测。

4 综合勘查技术在岩土工程勘查中的应用

我国地质灾害频发，拥有很多种类的特殊性岩土，综合勘查技术主要是运用特定的技术对工程条件、地质环境特征等给出综合性评价，从整体工程上来看，对其施工实际具有重要的意义。在工程设计与施工开展之前，可以采用综合勘查技术对工程项目所在地区的岩土情况做一个大致的了解，并且提前对不良地质情况采取相应的防治措施，从而有效规避一些地质灾害的发生。此外，在岩土工程建设中应用综合勘查技术，也为工程建设开发提供了有效依据，如此一来，工程设计与施工过程中，即可对其中存在的不良条件实施针对性修改和调整，从最大程度上为工程施工的质量与安全、施工进度提供保证。虽然这项工作在施工中的比例并不大，但是其可能会造成的影响确实不容忽视的。

5 综合勘查技术的应用实例

5.1 工程简介

该工程是一座超大面积建筑，单栋6 层，共占地109亩，建筑面积9×104m2，在沉降度上要求较高，如图1所示。首先，按照设计方的勘查要求，利用原位测试、常规钻探等方法，大致了解了拟建场地内地质情况、持力层大体状况，桩基持力层为40～50cm 碎卵石层；其次，勘查过程中，工作人员发现，碎卵石层的东西两段比较平，但之间的层面有突变。在钻孔过程中发现，碎卵石层面有10cm以上的标高，最大坡度在45°以上，因此极大地影响了基础工程建设工作。这种情况下，为了确保工程施工可以顺利开展，组建了专项工作组对其中存在的异常情况开展综合勘查。

图1 该工程的勘查现场

5.2 勘查的目的

本工程项目的勘查工作，采用的钻探点（常规）间距是20～30cm，从钻探孔所展示的地质条件来看，仅可采用人为方式对勘探点间的地质变化情况进行判断，根本无法获取准确判断。这种情况下，为了对碎卵石层的变化情况进行分析，尤其是为了明确层面高低标高差，了解坡度变化情况，需要从点、线、面等立体化方位，采用钻探与综合勘探技术相结合的方式进行解析。本次勘查主要采用上文提到的横波反射、高密度电阻率以及瞬态面波三种方法，勘查的精度达到了2～3cm，另外还与钻探精准点结合对地质信息实施校核。

5.3 综合勘查技术的应用

在该岩土工程中，浅层地震波反射法主要是用CDP 覆盖技术，收到的道数是12 道，收到的道间距是2cm，另外炮间距、偏移距离分别是2cm和4cm，共计覆盖6次。在本工程勘查过程中，横波在碎石层面、淤泥面以及风化的岩层面都出现了明显的反射，排除风化岩石之外，其他界面产生的反射波的能力都比较强。

同时，勘查过程中还采用了高密度电阻率法（单个排列电级），其电级排列间距是3m，电级的总数为60根，并且采用二级装置对数据进行采集。从实验中可以看到，随着岩土层深度的改变，电阻率会表现出从低到高，再到低，再到高的改变，从中可以推断出大致上可以将电性层分成4层。

6 岩土工程勘查技术的拓展应用

目前，我国岩土工程勘查早已经实现了运用地质勘查系统收集地质情况的目标。综合现阶段我国社会经济建设情况与发展需求，建立的地质勘查系统不仅可以对水电工程、公路工程、铁路工程等地质情况进行收集，为其设计与施工提供数据资料，同时对于勘查技术的发展也可以起到积极作用。例如，在某滨海低洼区域地质情况的勘查工作中，采用钻探与原位实验法相结合的方式，对其地质情况进行了勘查。首先，结合其地质结构特征，根据设计规范与要求，针对其施工的可行性进行验证，其次，根据设计中的施工要求、技术要求，实施地质勘查。最后，确定了该工程在地质结构中对地层划分的情况，明确了地基土的性质，另外还得到了有关工程桩基设计、饱和砂土地震液化判断的有关参数内容，为工程施工提供了指导。

7 结语

综上，随着科学技术的不断发展，我国城市建设的步伐越来越快，各种岩土工程也开始增多。这种情况下，为了更好地提升工程质量，必须提前将岩土工程勘查工作做好，以大量工程建设经验为基础，逐步完善综合勘查技术。然而不同地质情况、地形情况下，所用的勘查技术是不同的，这就需要我们明确不同勘查方法的优缺点，并对勘查结果与钻孔的匹配度进行深入分析和探究。