關于巖土工程勘察技術的思考

楊 鋒

(海南贛龍巖土工程勘察院，海南 ?？?570216)

關于巖土工程勘察技術的思考

楊 鋒

(海南贛龍巖土工程勘察院，海南 ?？?570216)

本文主要介紹巖土勘察工程的現狀分析以及目前多遇到的種種問題。針對各項問題，系統(tǒng)而詳細地介紹了巖土工程勘察的目的及意義。最后重點分析巖土勘察傳統(tǒng)技術與新技術的應用。

巖土工程勘察、技術、意義

隨著我國科學技術的不斷進步，綜合國力與日漸增，我國已進入全面高速發(fā)展階段?，F今工程建筑越來越多，工程建筑的模式也是越來越多，為此工程建筑的難度也越來越大，巖土工程勘察的重要性突出的越來越明顯。巖土工程勘察技術是各項工程設計和施工的基礎，是施工過程安全與穩(wěn)定的重要保障，做好巖土工程勘察工作不容忽視。

一、巖土工程勘察的含義和研究對象

巖土工程是歐美國家于上世紀60年代在土木工程實踐中建立起來的一種新的技術體制。主要是研究處理求解巖體和土體工程兩方面的問題，其中包括地基與基礎，邊坡以及地下工程方面問題等。它涉及到巖體與土體的利用、政治和改造，包括巖土工程的勘察、設計、施工和監(jiān)測四個方面。

在土木工程中，各種建筑物以巖土體作為建筑材料、工程結構或建筑環(huán)境，巖土工程的地位相當重要。而且隨著工程規(guī)模越來越大，巖土工程問題就越來越突出，越來越復雜，給巖土工程的發(fā)展提出各種新的、前所未有的挑戰(zhàn)。特別是在建設高層、超高層建筑物的過程中，我們常用的天然土體材料是達不到這樣的荷載要求的。這就需要對樁基礎或對地基土進行處理，研究樁身的尺寸、研究材料的強度、研究樁基持力層和承載力、施工時根基坑開挖支護和降水等問題。

工程巖土體是地質體的一部分，其工程性質的形成和演化以及對建筑的適應性，與它的物質組成、結構和賦予環(huán)境息息相關。因此，巖土工程師在著手解決任何一項巖土體的地質工程問題時，首先要查明巖土體的地質特征和場地工程地質條件，尤其是地質條件比較復雜的重大巖體工程，巖土工程勘察更顯得重要，甚至會成為影響工程效益、投資或者成敗的關鍵。

二、巖土工程勘察的任務和目的

巖土工程勘察的主要任務是按照建筑物或構筑物不同勘察階段的要求，為工程的設計、施工以及巖土體治理加固、開挖支護和降水等工程提供地址資料和必要的技術參數，對有關的巖土工程問題作出論證和評價。具體任務內容包括以下五個方面：其一為闡述建筑場地的工程地質條件，指出場地內不良地質現象的發(fā)育狀況及其對工程建設的影響，對場地穩(wěn)定性作出評價。其二為查明工程范圍內巖土體的分布、性狀和地下水活動條件，提供設計、施工和整治所需的地質資料和巖土技術參數。其三是分析、研究有關的巖土工程問題，并作出結論和評價。其四是對場地內建筑總平面布置、各類巖土工程設計、巖土體加固處理、不良地質現象整治等具體方案作出建議和論證。其五是預測工程施工和運行過程中對地質環(huán)境和周圍建筑物的影響，并提出保護措施的建議。

巖土工程勘察的目的是為該工程技術上的可能性和經濟上的合理性提供保證，以不致對地質環(huán)境和建筑工程形成不應有或可避免的破壞，以致對工程本身和人類的生活環(huán)境產生影響。所謂技術可能性指在地質環(huán)境中興建的某建筑物安全性保障。換言之，建筑物地基對基礎的適應性如何，當二者不相適應時，能否通過改變基礎結構或改良地基性質使其達到相互適應。而經濟合理性則指通過對建筑物地區(qū)地質條件的深入研究后，在保證工程穩(wěn)定性的前提下，選出經濟成本最低的建設方案，已達到經濟上的合理性和可行性。

三、巖土工程勘查技術

巖土工程勘察主要作用是利用各種勘察技術和勘察手段，準確查明建筑場地的工程地質條件，進而分析在工程建設過程中可能出現的問題，提前對場地地基的穩(wěn)定性和適應性作出評價與結論。下面簡要分析巖土工程勘察過程中應用到的技術。

3.1 傳統(tǒng)勘察技術

（1）標準貫入試驗

標準貫入試驗是一種在現場用63.5kg的穿心錘，以76cm的落距自由落下，將一定規(guī)格的帶有小型取土桶的標準貫入器打入土中，記錄打入30cm的錘擊數（即標準貫入擊數N），并以此評價土的工程性質的原位試驗。這種測驗方法適用于砂性土和粘性土，不適用于碎石類土及巖層。優(yōu)勢是操作簡單、使用方便，地層適用性較廣。但也存在缺點，試驗數據離散型較大，精度較低，對于飽和軟粘土，遠不及十字板剪切試驗及靜力觸探等方法精度高。

（2）地球物理勘探技術

地球物理勘探技術是通過物探儀器，并綜合物理學、電子學、計算機技術、材料學等多門學科的理論知識，利用地殼中各種巖石、礦石的物理性質差異來研究地質構造或探測地下礦產的一種方法。該方法的應用領域非常廣泛，除應用于巖土工程勘察之外，還應用于能源的勘探與開發(fā)，地質災害預測和地球環(huán)境污染監(jiān)測等方面。

（3）靜力觸探技術

靜力觸探技術是利用機械設備將金屬探頭通過靜力壓入土中，再通過傳感器或直接測量儀表等工具測試土層對探頭的貫入阻力，以此判斷地基土的物理性質。該方法一般應用于飽和砂土、砂質粉土或者高靈敏度軟粘土，不適用于碎石土層、礫石土層或者比較密實的沙層。靜力觸探技術的優(yōu)點是可以連續(xù)、快速、準確地測試出各土層的貫入阻力指標，缺點是不能對土層進行直觀測試，且測試深度受限。不能超過80cm。

3.2 巖土工程勘察新技術

（1）數字化勘察技術

隨著科學技術的不斷進步，傳統(tǒng)勘察方法已不能滿足工程建設的需求，數字化勘察技術是巖土工程勘察技術發(fā)展的必然。復雜的地質構造均能經過抽象而形成四種元素的集合：點、線、面、體。點如測點等，線如地質剖面線，面如人工填土層等厚面，體如地下巖體等。任何地質對象在空間上都具有一定的性質特征和形態(tài)，占有一定的位置和范圍，而且和其他地質對象存在著空間聯系。這種方法就是通過工程地質體外表面的方式來表達均質地質體，把一系列同屬性的點按一定規(guī)則抽象連接起來，形成網狀曲面片，進而確定整個地質體的空間屬性。該方法的優(yōu)點是可以應用于任何地質的勘察研究，缺點是精準性比較差。

巖土工程勘察數字化系統(tǒng)是一個信息處理系統(tǒng)，其主要作用就是對得出的信息及數據做需求分析，從而準確表達出用戶需求。首先要做的是建立數據庫概念模型，這其中要包括文檔資料、圖形資料、地層、鉆孔等信息。用戶將原始數據輸入系統(tǒng)，經過系統(tǒng)分析形成最終數據。最終數據包括文檔資料和圖形資料兩大類，其中文檔資料又包括地質勘查報告等信息，圖形資料包括連線剖面圖、單孔柱狀圖等。每一次數據庫的實現都要經過原始數據—中間數據—最終數據的時間序列關系進行。

（2）測試新技術

測試新技術利用現代先進的科學技術，將土工測試從研究中的某一點發(fā)展到二維面，再發(fā)展到空間體。這樣的測試方法無孔、無破損，減少工程測試的工作強度，提高了測試結果的準確性。巖土工程測試技術包括室內測試、原位測試和原型監(jiān)測三大類，除此之外，還包括有各種各樣的模型試驗，種類極多，但各有特點和用途。通過和計算機技術相結合，就可大大提高工作效率。一臺計算機就可以同時監(jiān)控幾臺甚至幾十臺同結儀，并通過計算機進行自動數據采集處理、繪圖、制表，使得復雜多樣的測試技術得以高效、準確的實現。但我國目前在這方面的參數測試技術還不太成熟，需要進一步完善。

四、總結

巖土工程勘察是建筑施工中一個系統(tǒng)而復雜的工程，是各項工程設計和施工的基礎。但現今我國巖土工程勘察技術仍存在相當不足，需要我們更深一步地去學習，去研究。同時也要注意觀察科學新技術的發(fā)展，與工程勘察有效結合起來，提高勘察精準度，為工程施工的安全性和穩(wěn)定性提供保障。

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