现阶段岩土工程中地质勘察技术的应用探讨

王鉴炜

（1.新疆维吾尔自治区自然资源信息中心（新疆维吾尔自治区自然资源档案馆），新疆 乌鲁木齐 830002；2.新疆激光雷达应用工程技术研究中心，新疆 乌鲁木齐 830002）

岩土工程地质勘察作为岩土工程建设开展之前的首要环节，其地质勘察情况会给工程建设产生重大的影响，是岩土工程是否能够顺利开展的重要决定因素之一，因此做好岩土工程地质勘察技术应用是非常关键的。在进行岩土工程施工时，一般都是先勘察，对岩土工程现场实际信息进行搜集，比如地质情况、水文条件等，然后再设计，最后再按照施工设计图纸进行施工[1]。从这可以看出，工程地质勘察技术在岩土工程建设中占了非常重要的地位。但目前由于岩土工程地质情况比较复杂，使得岩土工程地质勘察技术应用遇到了问题，出现勘察数据不准确等问题。基于此，对现阶段岩土工程地质勘察技术应用进行探究是非常有必要的。

1 岩土地质勘察主要内容

在岩土工程施工过程中开展地质勘察工作，其主要目的是为岩土工程设计和施工提供所需的地质信息与岩土参数，然后根据这些信息对建筑地基做出岩土工程评价，并对岩土工程施工中存在的问题提出建设性意见，比如地基类型、基础形式、地基处理等。在实际作业中，岩土地质勘察主要内容有以下几点。第一，勘察施工现场场地的情况，具体有场区地形、地貌，还有场地岩土层类型、深度等，然后根据这些信息对地基进行准确地评价，比如地基的稳定性、承载力等。第二，埋藏物情况。这里的埋藏物主要指的是一些暗藏的河道、墓穴等。第三，地质作用带来的影响。在岩土工程地质勘察过程中，需要对地质作用影响进行探查，了解地质危害类型、成因、发育情况以及危害程度，根据这些情况制定针对性解决方案。第四，地下水情况。查明施工现场地下水埋藏情况也是岩土工程地质勘测工作的内容之一。在地下水勘察中要了解地下水类型、补给，以及地下水位的变化情况等。

2 现阶段岩土地质勘察工作现状

岩土地质勘察作为岩土工程施工重要环节，其工作情况会给岩土工程施工产生很大的影响，因此做好这方面工作是至关重要的。现阶段，岩土工程地质勘察现状主要有以下几个方面。

第一，勘察人员专业技术水平有待提高。我国在岩土工程勘察体制起步较晚，是在20世纪80年代才开始的，因此在岩土专业体制方面存在许多不完善之处。同时现在我国岩土工程勘察单位规模大小不一，许多岩土工程企业不定型，导致现在我国勘察从业人员比较多，但整体人员素质却是良莠不齐。改革开放之后，岩土工程地质勘察技术虽然得到了很大的进步，市场需求也在不断提高，但勘察人员在技术水平上却无法跟上市场发展的步伐，没有达到工程项目要求。在这种情况下，岩土工程就无法得到有效建设。

第二，勘察信息数字化程度比较低。目前，岩土工程地质勘察信息数字化程度并不高。许多勘察企业主要还是以图纸、表格、文字等进行信息描述，通过这些方式，勘察成果无法进行直观的展示，从而影响勘察信息的运用。

第三，设备仪器勘察精度不高。现在很多设备仪器精密度普遍不高，而且在勘察过程中更多的还是以钻探为主，停留在钻探取样和原位测试的认识阶段。对于一些先进的岩土勘察手段缺乏认识，无法对一些复杂场地或者特殊要求建筑进行勘察，从而影响实际岩土工程建设。

3 现阶段岩土工程地质勘察的主要技术方法

在岩土工程项目建设中，可用于地质勘察的技术方法还是比较多的，比如浅层地震发射法、探地雷达、信息化勘察技术等。这些技术具有其独特的特点，在实际地质勘察中，地质人员需要充分了解这些技术方法的特点，然后根据岩土工程地质实际情况，选择合适的地质勘察技术[2]。

3.1 浅层地震发射波法

浅层地震发射波法主要工作原理是利用地震波来进行地质勘察的，因为地震波在不同岩、土介质中传播，其波形、振幅、频率是不一样的。地质勘察人员可以根据这些信息来来推测浅层地下构造、物质组成以及物理力学等参数，这样就能够达到勘察的目的[3]。在实际中，地震发射波包括了折射波法、反射波法、透射波法等，其中反射波法是这三种波最常用的一种，主要原理是利用反射波在不同介质分界面传播规律是不一样的。地质勘察人员可以通过记录声波反射来回的时间来精准推算地下岩层障碍物与声源之间的距离。

3.2 探地雷达

探地雷达在进行岩土工程地质勘察时，主要是利用宽带电磁波以脉冲形式对岩土地质情况进行勘测。在实际中，通过向岩土层发射一定强度的高频电磁脉冲波，然后观察高频电磁脉冲波变化情况。由于高频电磁脉冲波在地下介质传播过程中会因为介质不同而产生不同程度的反射或散射。在这过程中，电磁波传播路径、电磁场强度以及电磁波波形等都会发生变化。地质勘察人员只要分析具体波形资料就能够判断地下空间位置，以及地下岩层物质构成情况[4-8]。探地雷达是一种无损探测方法，可以探测金属及非金属物体，比如地下水泥管道。探地雷达还可以用于检测各种材料，如岩石、泥土以及一些人造材料等。因此，探地雷达在岩土工程地质勘察中所起到的作用也是非常大的，地质人员需要提高自身对这种技术的重视程度，加强这种技术在岩土工程地质勘察中应用。

3.3 信息化勘察技术

随着信息技术发展，传统岩土工程地质勘察方法也正在发生“蜕变”，逐渐向现代化勘察方法靠近。在实际中可以通过岩土勘察工程数据库系统建设来分析岩土工程地质情况。以GIS为基础的岩土工程勘察包含的原始数据主要有两种，分别是以地理信息为主的空间数据和非空间数据。对于这两种数据的来源有两个方面。一方面是基础地理数据，具体包括地形地貌图与自然划分图。另一方面是岩土工程勘察数据，主要是所研究区域的工程地质勘察资料。在进行数据库处理时，需要对岩土工程勘察数据库的基础模型进行设计。在这过程中要做好岩土工程勘察数据库管理，这是岩土工程勘察信息化系统的基本任务，但由于数据比较复杂，在处理难度上会比较大。为了能够获取更精准的数据模型，需要将其与实体功能分离开。如果只是根据现实情况进行判断，会导致基础数据出现较大的误差，进而影响建筑物地质，使其出现结构问题。与此同时，完成数据建立。在岩土工程地质勘察过程中，影响系统数据的原因有三种，分别是客户使用原始数据、系统任务数据和最后终点数据。

3.4 高密度电阻率技术

高密度电阻率技术是从传统电法转变而来的，能够通过电场来分辨不同岩土的差异，并根据这些差异明确岩土层的具体情况。在实际应用中，这种技术也具有较高的应用优势，其中具体表现可以从以下两点体现出来。第一，勘探方法中电极的布设能够一次性完成，避免了电极对勘测精度造成的负面影响，同时也提高了勘探效率。第二，勘探方法中大部分数据都可以自动采集，并且在数据采集以后还能够进行各项数据的综合处理，最终分析出较为精确的结果。这种勘察方法的自动化水平比较高，并且也具有较高的精度，适合用于那些精度勘察工作和自动化要求较高的工程项目中，因此这种勘察法在实际应用范围是比较广的。

3.5 多瞬面波技术

多瞬间波技术主要工作原理是使用面波进行勘测的，根据面波在不同介质中传播速度来推断岩土工程地质情况。在使用这种技术时，需要技术人员能够分析信号所形成的频散曲线，根据这些频散曲线所反映出来的规律来准确判断岩土工程地质情况。跟其他勘察技术相比，这种勘察技术具有其独特的特点，在实际中应用中需要对这些特点进行把握，其中具体的特点有以下两个方面。一方面，在勘探过程中使用的面波波长不同，最终勘探的精度也有一定的差异。另一方面，整个勘探技术中所使用的方法主要有稳态法和瞬态法。而在实际应用中，技术人员也要根据实际情况来选择最合适的方法保证其准确性和科学性。因此，这项技术通常都使用在地质条件复杂和不同岩土层分隔比较明显的工程项目中。

3.6 大地电场岩性探测技术

大地电场岩性探测技术工作原理是利用太阳风形成的电磁波作为激发场源，通过探测仪电频记录的方式，对从地表不同深度收集回来的电磁波信息进行分析，根据这些信息来判断岩土工程地质情况，比如岩层界面、断裂构造部位以及地下水层等。当下这种勘察技术已被广泛的应用到岩土工程的勘察工作中，跟其他技术相比，这种技术具有明显的应用优势，其中具体有以下两点。第一，这种勘察技术所使用探测仪体形比较小，而且操作比较简单，只需要一个人进行独立操作就能够完成，而且勘察效率比较高，在勘察过程中不会产生噪音和废弃物，这样就能够实现绿色化勘察，降低岩土工程对环境带来的破坏。第二，在误差方面，这种勘察误差较小，能够实现对岩土工程地质情况精准勘察。在勘测过程中需要科学调整采样点的间距，根据岩土工程实际情况进行确定，这样能够保证较高的探测进度。第三，探测场源稳定。在具体岩土工程地质勘察过程中，场源一般只会受到自然环境中低频电磁波影响，其他一些因素对于勘测精度的影响则比较小，比如地下水、高压电等，这是其他勘察技术所不具备的。同时这种勘察技术也适用于那些管线、电缆比较集中的岩土工程，还有地下水比较丰富的岩土工程项目也适用这种勘察方法。另外在勘察深度上，大地电场岩性探测技术可以达到更深的深度，在一些特定的地质环境中甚至可以达到1000m，因此这种勘察方法可以作为预先勘测工作中的主要探测方法。

4 现阶段岩土工程地质勘察技术的具体应用

4.1 岩土地质调查与测绘

作为岩土工程勘察的一项基础工作，工程地质测绘主要是在勘察的初期阶段进行的。在运用这一方法进行测绘，其本质是运用地质、工程地质理论，对地表面地质现象进行观察和描述，并对其性质和规律进行分析，以此来推断地下地质情况，为后期勘探与测试工作开展提供相应的数据。在实际中，对于地形地貌和地质条件比较复杂的场地，必须进行地质测绘，而对于地质条件比较简单的场地，可以采用调查来代替工程地质测绘。

在岩土工程建设中，开展岩土地质调查与测绘可以在短时间查明工程地质条件，而且不需要投入较多资金，具有成本低的优点。与此同时，工程地质测绘和调查可以提升岩土工程生产效率。因为地质测绘和调查可以减少勘探和试验的工作量，从而达到提升工程建设效率的目的。

4.2 勘探与取样

在岩土地质调查和测绘完成后，需要进行勘探与取样。在进行这方面作业时，需要根据勘察的要求、目的和岩土层特点选择合适的勘察技术。当下常见的勘察手段有物探技术、钻探技术、取样技术。

物探技术具有操作简单，迅速的优点，并且所需的成本也比较低，具有经济性特点。在实际中经常跟工程地质测绘结合，对一些复杂的地质情况进行勘察。此外，这种勘察手段还能够辅助坑探与钻探，实用性比较高。但这种勘察手段其局限性也非常明显，那就是在实际应用中容易受到地形条件影响，容易出现误差，需要对勘察结果进行验证。

钻探技术在进行岩土地质勘察时，受到环境条件影响比较小。在具体操作时，需要做好详细的跟踪记录，并对钻机钻进深度进行合理地控制，以此来保证岩土层分层深度精确性。同时对取芯率进行科学地控制，需要根据岩土性质来进行综合考量。一般完整岩的取芯率为80%，破碎岩和软质岩的取芯率为65%，土层取芯率为100%。

取样技术。在对岩土工程地质情况进行取样时，需要根据工程地质实际情况采取合适取样技术。样品采集完成后，需要将其蜡封，避免外界环境给样品造成污染。蜡封完成后需要进行分类、保存，然后对每个样本进行标记，并将其转送到试验点进行样品分析与试验。

4.3 原位测试与室内试验

原位测试与室内试验主要目的是通过测试与试验来为岩土工程顺利施工提供相应的技术指标参数。在实际中，原位测试主要应用于地质情况详细勘察的阶段，其应用优势是测试时间比较短，具有较高的效率，而且试样在进行测试时，不需要脱离原来环境，这样就能够有效体现宏观结构对岩土性质的影响。但在实际应用中缺点也是比较明显的，那就是在试验时，应力路径无法得到很好地控制，并且边界条件也比较复杂，会消耗大量的人力与物力。常用的试验技术有荷载、标准贯入、静力触探。在实际应用中需要结合项目实际情况来选择合适的试验方法。在这些方法中标准贯入试验法是当前应用最为广泛的，在一般情况下，主要选取1-1.5m作为钻进的单元深度。

4.4 现场检验与监测

现场检验与监测作为岩土工程的最后一个环节，是保证岩土工程质量的重要保障。因此做好现场检验与监测是非常关键的。在实际中，现场检验主要包括了施工环节核实验证之前的岩土工程勘察成果，以及岩土工程施工的质量管理。现场监测主要是对各类载荷对岩土反应性状、运营中结构物等进行监测。在这过程中应提升现场管理人员的责任意识，确保每项检验工作能够得到有效落实。

5 结论

综上所述，在岩土工程建设过程中，做好工程地质勘察工作是实现岩土工程良好建设的重要保障。在实际中，因为岩土地质情况比较复杂，在进行地质情况勘察时，需要根据工程地质实际情况选择合适的勘察技术。目前常见的地质勘察技术有浅层地震发射波法、探地雷达、信息化勘察技术等。面对这么多种类勘察技术，地质人员需要详细了解这些技术特点，然后根据这些特点进行良好的应用。在具体应用过程中要先进行岩土地质调查与测绘，接着勘探与取样，待样品采集完成后就应进行原位测试与试验，最后做好现场检验与监测，确保岩土工程建设质量。