岩土工程勘察技术探讨

■张 政 ■中冶集团武汉勘察研究院有限公司，湖北 武汉 430080

近年来，各种现代化科学技术的快速发展，也推动了岩土工程勘察技术的蓬勃发展。岩土工程勘察是一项专业的系统工作，其涉及岩土力学、基础工程、地质学、土力学等多门学科知识，通过岩土工程勘察可使相关施工单位全面了解工程现场的水位、地质、地层结构、岩土性质等情况，为工程项目的施工建设提供重要的指导作用，提高工程项目的经济效益和社会效益。

1 岩土工程勘察技术

1.1 GIS 勘察系统

GIS 勘察系统也称为地理信息系统，其集空间分析技术、数据库、制图工具等位移，这种勘查系统主要通过对比和分析之前的项目数据，有效印证和分析当前项目数据，甄别和分析出偏差较大的错误数据，可科学分析工程项目前期分层中的错误或者漏洞。岩土工程应用GIS 勘察系统，及时将勘察的地质数据输入和保存在数据库中，可实时查询或者动态检索［1］，极大地提高了GIS 勘察系统的适用性，可方便、准确、快速地进行处理地质数据，分析岩土工程空间数据，形成科学、完整、全面的勘察结果。传统的GIS 技术被广泛的应用在煤矿行业的地质勘查中。近年来，电子科学技术快速发展，GIS 勘察系统越来越多的被应用在岩土工程勘察中，发挥了非常重要的作用，一方面提高了经济效益和社会效益，另一方面，实现了岩土工程地理资源的信息共享。

1.2 岩土工程物探技术

物探是岩土工程勘察的重要过程，其主要进行岩土工程检测和勘探。岩土工程物探技术受到工程项目现场场地和地形限制的影响较小，勘查准确，节省大量的时间和费用。岩土工程物探技术主要是基于物理勘查技术发展而来，如地面直流电法、电测井法等，传统的物探效果不好，存在较大误差。经过长期的研究，岩土工程物探技术逐渐实现了定量和半定量分析，可获取更加准确、全面的岩土力学参数，为工程项目的施工设计提供重要参考，解决了传统物探方法的弊端。当前应用比较广泛的岩土工程物探技术主要有以下几种。

(1)TSP 勘察技术。TSP 勘察技术是一种重要的隧道地震勘察技术，由硬件设备和软件系统组成，基于数据测量系统，采用深度偏移成像方法，具有施工影响少、勘测距离远、分辨率高、抗干扰能力强等特点，其主要采用震检波接收器江采集隧道工程侧壁中的地震波，这种接收器具有较高的灵敏度，并且可以对数据进行专业的处理和科学解释分析，根据工程项目实际的水文和地质情况，探测影响正常施工的岩石断层和破碎带。TSP203 和TSP202 系统是当前隧道地震勘察技术应用最广泛的两种系统［2］，应用状况比较稳定，发展前景良好，特别是在精度解释和预报准确性上TSP 勘察技术有着不可比拟的优势。

(2)CT 技术。CT 技术也成为地震波层成像技术，其主要通过分析不同方向地震波的变化和走势，探测地质内部结构并且成像。CT 技术是一种新兴的勘察技术，主要利用合适的接收点和激发点，探测不同区域地址情况，获取地震波，结合不同的弹性波速和波动走势，获取该区域的地质分布图像。

(3)探地雷达技术。探地雷达技术主要是通过超高频脉冲电磁波来探测工程项目场地的地下介质分布情况，其利用地下介质的不均匀性和不连续性，准确探测地下目标，探地雷达技术具有无破坏性、分辨率高、操作方便、工作效率高等特点，尤其是探测浅层岩土中发挥着非常重要的作用。

2 岩土工程勘察技术的应用过程

岩土工程勘察技术的应用范围较广，对于更好的满足岩土工程建设需求起到了重要的促进作用。

2.1 勘探

(1)钻探。钻探是岩土工程勘察的一个重要环节，主要有冲洗钻探、冲击钻探、振动钻探和回转钻探四种方法，其中回转钻探的应用范围最为广泛。在钻探过程中，应按照抽水和采样试验结构合理设计孔径，钻孔深度应达到目的层以下2～5m，深度误差不能超过5cm，岩土样采取率应高于80%，尽量采用完成的粘土和岩石作为样本，若岩石比较破碎，砾石和沙子应高于60%［3］，通过双芯管重点选取软弱夹层和滑动带的土样，如果需要探测岩石质量，可使用金刚石钻头和双层芯管。根据岩土工程勘察要求，做好原位、水和土壤测试，原位测试和应力层取样之间的距离为2～3m，各个土层的原位或者原状土样试验数据应大于6 套。

(2)洞探、槽探和井探。对于地下室洞群、大坝、隧道、滑坡、故障等采用钻井方法无法快速、有效识别时，可探索和挖掘洞穴，洞穴深度应低于地下水水位，按照岩土工程要求来探测平洞深度和长度。

(3)地探。工程地探是一种原位测试技术，也是一种常规的勘察手段，可测定土壤腐蚀金属、放射性物质参数、电阻率、动剪切模量、动态弹性模量和岩石波速［4］。

2.2 工程地质测绘

工程地质测绘是岩土工程勘察的一项基础工作，其利用工程地质理论，主要用于描述和观察岩土工程地质现象，分析地质和水文的规律、本质，推断工程项目地下的水文、地质情况，为后期的试验和探测提供重要参考依据。

2.3 勘探和取样

岩土工程勘探包括坑探、钻探、物探等方法，通过勘探取样原位测试，研究地下地质情况，结合岩土性质和相关调查结果，选择合适的勘探方法。例如，物探，其是一种比较间接的勘探方法，可快速了解地质条件，完成地质测绘，用于岩土工程勘察的辅助和先行手段。岩土工程勘察需要使用很多电力和机械设备，受到各种条件的限制，应从经济角度的选择合适勘探方法，以勘探结果和岩土工程地质调查为主要依据，严禁随意削减和盲目勘察。

2.4 实验室试验和原位测试

通过实验室试验和原位测试，评价和分析岩土工程勘察的相关技术参数，如应变关系时间参数、应力变化参数、渗透系数、固结变形特性、强度参数、土壤物理指标等。原位试验可在原环境中进行，准确反映出土壤性质和岩石宏观结构，测试效率和精度高，缺点是无法有效控制试验应力路径［5］。

2.5 现场监测和检查

现场监测和检查主要包括环境影响监测、运营和建设结构监测、不同载荷对土壤和岩石的特性监测等，通过验证和核查岩土工程勘察结果，加强岩土工程勘察技术控制，利用检测和检查获取的数据，校正勘察技术参数，做好勘探修正设计。

3 结束语

土建工程项目在施工建设之前都必须进行岩土工程勘察，结合现代化的多种岩土工程勘察技术，根据不同阶段的勘察要求，分析不良地质和地质灾害，准确反映整个工程项目场地的地质条件，精心勘察，精心分析，得出完整、正确的岩土勘察报告，为工程项目的施工、监理和设计提供重要参考依据。

［1］杨弘，刘洁，刘雷，彭狄，邝松添，汤志权.论岩土工程勘察技术及方法［J］.河南科技，2012，08∶22-23.

［2］韦师圣.浅析岩土工程勘察中的相关技术［J］.科技创新与应用，2014，12∶200.

［3］黄海燕.岩土工程勘察技术的探讨［J］.科技与企业，2014，08∶166.

［4］吴礼群.现代岩土工程勘察技术的应用［J］.中华建设，2012，08∶108-109.

［5］聂泽明.岩土工程勘察技术的发展趋势［J］.中华民居，2012，03∶192.