浅析岩土工程的勘探技术

2014-05-30杜晓东

中华民居·学术版 2014年9期

杜晓东

摘要：随着我国经济和科技的快速发展，我国的勘探技术也有了质的变化。岩土工程勘探是工程建设的前提，勘探质量的好坏，直接关系到工程的工期、质量和安全。尤其是对大中型建筑如地铁、桥梁、水利工程等更为明显，所以了解并熟悉掌握现代勘探技术和从勘探报告中分析出有价值的信息对于整个工程施工显得十分重要。本文主要对岩土勘察过程中涉及的一些技术进行探讨，并提出一些意见以供参考，以便和更多的勘察技术人员一起学习、进步。将建筑施工的每个细节做好，增强工程的质量。

关键词：岩土工程；勘探技术

前言

虽然工程地质勘探是地质工程的一个分支，但是在现代工程建设中发挥的作用却是越来越大。岩土工程勘探是工程建设的基础，是整个工程设计顺利施工的前提。随着高层建筑的出现，岩土工程的勘探显得十分的重要，但是采用传统的勘探手段和方法很难满足现代建筑的要求。所以，在这种状况下，新型勘探技术显得尤为重要。

1 岩土工程勘探的内容与测试方法

1.1 工程勘探的内容

岩土工程是一门包含土体工程和岩体工程的学科。岩土工程勘探就是运用各种勘察手段和方法，用工程勘探技术对建筑工程地基、水域、滑坡地段勘探，了解建筑场地的地质条件，分析可能出现的问题，对场地地基的稳定性和安全性评估，为工程的正常施工和设备正常使用提供可靠的依据，运用有利的条件改造不利因素，从而保证建筑工程的安全稳定。

按照《岩土工程勘察规范））（GB50021-2001）明确要求，在整个工程勘探过程中需要对建筑平面图，场区地面标高、建筑物规模、结构、埋置深度和荷载等数据进行收集，岩土工程勘探的主要任务就是获取建筑场区的地質条件和水文数据，对整个基础建设的地基参数和岩土工程指标进行可行性分析，保障整个建筑物的稳定与安全。主要内容有以下几个方面：

（1）了解建筑场地的土层类型、土层的分布、地质等特征，结合实际勘探情况，就施工场地的地质、地形，以及岩土结构等进行深度分析并提供建筑设计所需要的岩土工程参数，分析、评估地基的稳定性、安全性和承载力。

（2）了解建筑场地附近有没有影响工程稳定性的因素，如果有则了解其类型、分布的状况、以及发展趋势和危害程度等，就其危害程度提出相应的防治措施。并结合实际状况提出所需的岩土技术参数和方案建议。

（3）了解场地的地震地质条件，划分对抗震不利和危险的地段，有无滑坡、泥石流、地面沉降等情况，对不良地质信息进行分析并提出防治措施和整治方案。

（4）对埋藏在施工场地周边的孤石、河道、和对工程施工不利的埋藏物进行定位和分析，了解地下水类型、渗透性、腐蚀性等。评估地下水对基坑施工的影响。

1.2 测试方法

1.2.1 室内试验与原位测试

室内试验和原位测试主要是为了获取岩土工程问题的分析评价时的技术参数，其参数主要有岩土工程的强度参数、渗透参数、物性指标和固结变形，室内试验与原位测试是在岩土工程详细勘察阶段中主要的使用方法，但通常还需要在勘探工作配合的情况下进行。

室内测试优点：在对试样进行试验时的条件很容易控制，操作相对容易，室内测试能够大量广泛的使用。室内测试缺点：试验的对象尺寸规模小，试样很难宏观反映出整体的岩土对结构的影响，另外试样的代表性不强；并且不能够做到保持试样的原样不变。

原位测试优点：试样是在岩土工程勘探的现场进行测试；测定的试验对象尺寸足够大，能够很全面的反映出宏观岩土对结构的影响，原位测试的代表性很强；效率也比较高，用的时间也比较短；尤其是面对岩土层的采样难以进行的时候，仍然能够通过这种测试评定其工程性质。原位测试缺点；在进行试验时，岩土工程勘探的场面比较复杂不好控制；容易受外界环境影响出现误差，原位测试还会消耗大量人力、物力。

1.2.2 现场监测检验

要不定期的对岩土工程勘探的现场进行监测检验，其是为了保证工程的施工质量和施工安全，提高效益。所谓的现场检验，就是对施工中前岩土工程勘探得出的结果进行验证核查和对岩土工程施工进行监理和质量控制。而现场监测监测的是各类荷载和施工作用对岩土反应性状和对环境影响，以及监测施工运营中的结构物等方面。通过现场检验和监测，可以保障工程的质量和进程安全顺利的进行。

2 岩土工程勘探中存在问题

2.1 勘察手段不合理

在对岩土勘探时要制定详细的勘探规划，但是在具体的勘探过程中，各个勘探单位往往不能严格按照国家相应的标准进行勘探，又或者选择不合理的勘探方法进行勘探，这样就导致工程勘察结果无法满足相应的要求。

2.2 勘察人员技术不成熟

在进行岩土工程勘探时，相应的作业人员没有严格按照标准的勘探技术进行操作。为了减少花费，很多的勘探单位在招聘员工时的要求会大大降低，往往会考虑那些工资要求低的人员。而这些人员大都没有进行专业的培训，在进行勘探时导致操作规范甚至错误，无法保证岩土工程勘察的质量。

2.3 勘察技术落后

近几年，我国在勘察方面已经取得了很大进步，但是相比较那些发达国家还是比较薄弱。勘探的方案不科学、勘探的设备落后、缺乏相应资料等问题制约着我国勘探行业的发展。所以我国的勘探行业还有很长的路要走。

3 岩土工程勘探的方法和技术手段

3.1 工程地质测绘与调查

工程地质测绘与调查是岩土工程勘探中一项基础工作，在建筑开始施工前的最初阶段，往往采用工程地质测绘与调查的方法。其本质是运用所掌握地质知识理论，对现场地质现行进行观察，分析地质性质和活动规律，从而推断出地下的地质情况，为其他勘探方法提供依据。在众多的岩土工程勘探方法中，工程地质测绘是最为经济、有效的一种方法。高精度、高质量的测绘能够准确的推断出地下的地质情况，为进一步勘探提供有效的指导。

岩土工程设计从低级到高级可以划分为四个阶段，即研究勘探阶段（称“选址勘探”），工程初步勘探阶段，工程详细勘察阶段，工程施工勘察阶段。工程地质测绘与调查正是在第一与第二阶段之间，对整个工程地质的勘探有着十分重要作用。

3.2 勘探与取样

了解场地地下岩土的性质、岩土的分布及地下水等状况，勘探工作前要对当地的岩土层进行取样试验。勘探主要有地球物理勘探、钻探和坑探三种。大体掌握当地的地质特点，并根据当地的地质状况采取合适的勘察方法来进行大规模的岩土工程勘探。岩土工程勘探如图1所示。

3.2.1 物探

物探是一种间接勘探地质状况的方法，比坑探和钻探轻便、经济、迅速，能够把在测绘中难以推断但又急需了解地质情况这一问题解决，所以，物探经常和工程地质测绘配合使用，另外，物探还可以为钻探和坑探做铺垫。然而，使用物探常常会受到地形条件的限制，导致其结果具有不确定性，所以，物探的结果还需要用钻探或者坑探来进行验证。

3.2.2 钻探和坑探

钻探和坑探是查明地下地质情况最直接可靠的手段，是在岩土工程勘探中不能缺少的。钻探工作使用的范围十分的广。要根据勘探地质不同而采用不同的钻探方法。在钻探无法达到目的状况下，可以采取坑探的方法。坑探工作有很多种，因此要根据勘探的要求选取合适的方法。以工程地质测绘和物探的成果作为勘探工程的指导可以有效避免勘探时的随意性和盲目性。勘探工作时一般需要动用机械设备。钻探车如图2所示。耗费很多的人力、物力，有些勘探工程周期长并且很容易受到外界条件限制，勘探工程要做到经济合理。尽量以较少的工作量得到較多的成果。在进行工程地质勘探时工程地质测绘、钻探和物探配合要密切。

在岩土工程勘探中，钻探、坑探、物探相比较，钻探的优点更加突出，钻探可以在各种复杂环境下工作，通常不受地形、地质条件的限制；勘探得到结果精度较高；能提供监测工作和原位测试，勘探时的深度越深，其效率较高。

（1）岩土工程钻探的特点：

①在进行钻探工程的布置时，要考虑自然地质条件结合结构特点及其工程类型。例如房屋建筑与构筑物应按照建筑物的外部轮廓线布置。

②在对深埋隧道钻探或者为了解专门地质问题而进行的钻探时候，钻探孔深一般十余米至数十米，经常采用小型、轻便的钻机来进行钻探工作。

③在钻探工作时钻进的方法、钻孔的结构、钻进过程中等方面均有特殊的要求。湿陷性黄土地区钻探时容易造成坍塌所以不能够使用水钻勘探。

（2）岩土工程钻探的特殊要求：

①岩土工程钻探的主要对象是岩土层，应仔细鉴定岩土层，准确判定岩土层的分层深度，正确鉴别岩土层的结构、湿度和密度等因素。

②岩心采取率要求较高，岩心采集如图3所示。

③水文地质观测和水文地质试验是岩土工程钻探的重要内容，通过了解岩土的含水性，发现掌握各含水层之间的联系，从而确定岩土的渗透系数等。

④在钻进过程中，经常需要采取岩土样来研究岩土的工程性质。

4 结束语

岩土工程勘探决定了整个工程的质量，因此，岩土工程勘探显得尤为重要。在勘探过程中，勘探人员要严格按照国家标准来进行施工，勘探人员要保证在勘探过程中不出现重大失误，保证工程能够按时、按量、安全的完成。