浅析岩土工程勘察存在的技术难题及解决措施

王之军

（大同市建筑设计研究院 山西大同 037000）

我国工程地质勘查专业经十余年的发展，已全面朝着岩土工程勘察趋向发展，相关技术人员的能力与素养均处于不断更新的状态中[1]。伴随着城镇化进程的推进，城市基础设施项目与高层建筑陆续涌现出来，以往采用的常规工程勘查方法与手段已难以迎合现代建筑设计的需求，工程勘查技术方面存在的很多问题噬待解决。

1 岩土工程勘察特征分析

与普通场地的建筑工程勘察相比较，岩土工程勘察具有如下几种特征：在平面上以带状式部署，宽度相对较窄，但具有一定的可延伸性，能够穿越多种地质形态和地貌单元，在运行过程中会承受数种不良地质；路基在运行过程中承受的载荷量相对较小，但是对于高等级工程地段而言，其对沉降特别是不均匀沉降，均提出相对较高的要求。

在对勘察方法进行选择之前，需结合勘察时段要求的内容与深度、工程级别、工程规模以及作业的难易程度等因素进行。例如，对于可行性研究勘察时段而言，主要任务是采集资料并进行现场实地勘察。而初步勘察时段以进行工程地质测绘、调查、物理探测、钻孔探测、原位测试以及室内试验等为主，详细勘察时段钻探、原位测试以及室内试验占主导，只有在情况特殊时，才进行物理探测与工程地质测绘，借此方式去实现对公路工程地质条件有整体性认识[2]。

2 岩土工程勘察存在的技术难题

2.1 界面的规划问题

该类问题多体现在岩土体与岩石风化程度的界面规划、判断地质构造与软弱结构面及不良地质体地质界面规划等方面上。

2.2 地质形态问题

主要是对地下物体、空洞及其排布形式、埋设方位及深度等信息缺乏确切掌握。

2.3 岩土参数问题

多针对那些不易于获得原始岩土样与难以进行室内、外试验的岩土层，后者以粗颗粒土、残积土与风化岩等为主。导致在勘察作业中技术人员难以确定承载能力、形变量等指标。

2.4 综合能力的问题

多体现在部分勘察技术人员针对勘察各专业的野外和室内初始资料，缺乏梳理、采集与应用的能力，也缺乏精确辨识真假、总结等能力。对与建筑结构设计方面相关的知识缺乏全面掌握，经常导致岩土勘察作业目标缺乏明确性，造成所供应的勘察信息不符合工程设计与施工的相关需求[3]。

2.5 技术素质的问题

多数勘察技术人员知识面狭窄与缺乏深度性方面体现。此外，与岩土勘察作业相关的各个专业尚未建立良好的内部沟通与技术交流机制，造成各专业对自己服务对象与技术发展趋势缺乏充分了解，此时他们面对大型项目与复杂工程时经常手忙脚乱，不能合理应用相关技术办法去处理所面对的技术性问题。

3 解决岩土工程勘查作业技术问题的方法

3.1 运用计算机技术

在科学技术日新月异的时代中，计算机技术得到很大的发展与进步，在社会各个行业中有广泛的应用，并取得良好的应用效果。若能将计算机设备应用到岩土工程勘察作业中，其通常能协助技术人员获得连续性的地质界面，进而实现有效处理工程勘察期间的漏判、地质界面规划不精确等现实问题，此外在计算机技术的协助下，传统岩土勘察作业中很多技术难题也会迎刃而解，例如地下工程空洞的排布、形态、方位和深度等。计算机技术在岩土工程勘察中的应用，具有局限性小、成本低廉、时间耗用少、勘探精确度高等优势。尽管该种技术具备很强的适用性，但可靠性相对较低。在现实勘察作业中，针对一些结构相对复杂的岩土工程技术难题，需积极应用钻探和多类物探手段联合法进行解决，进而有效补充单一技术方面存在的缺陷，促进效能的发挥[4]。

3.2 工程物探技术

最近几年中，在先进科技的引领下，工程物探技术完善度不断提升，当下国内工程地质勘察作业中常用到的物探技术以、TEM法、CT法、地下管线探测技术、地质雷达技术、高密度电法与多波地震映象法等为主，与其相关的技术原理以弹性波理论、电学原理及电磁波理论等为主。在现实的勘察作业中，部分情景下应用了一些实时信息采集与处理的工程物探设备，这是推进岩土工程勘察进程、提升采样密度与采集信息量、降低作业成本的有效办法之一。勘察野外作业环境复杂、气候多变，此时建议技术人员综合应用工程物探技术，进而实现对滑动面、空洞、不明物体、各类断层等复杂地质结构的有效勘查，明确地质形态、埋藏的具体方位与深度、排布形式和特征等，以进一步提升勘探数据信息的精确度。针对不同介质界面的确定方面存在问题，为获得准确的地质界面信息并维持勘察作业运行的连贯性，可用连续加密测点的方法。有研究指出，因为工程物探技术的适用范畴广宽，故此比其他常规的钻探技术能更快速、更精确的获得有勘察任务相关的数据信息，信度与效度“双高”[5]。

3.3 重视新试验测试技术的运用

对于原状岩土样本的地质介质获取难度相对较大的勘察作业，可应用波速测试、大应变技术等新技术，相关人员对以上测试中所获得的数据信息及资料可进行对照与解析，并采用图表等方式去统计现实测试中所得的数据，进而解读期间存在的关联性，摸索相关规律，结合过去工程勘察中总结的经验与知识进行判别与分析，进而能促使岩土工程勘察设计参数精度与可靠性的同步提升，同时也能获得工程地基变形损坏形式、桩基的承载能力、边坡结构的安稳性与形变能力、挡土结构的破坏模式及形变特征、地下水渗透流淌、风化岩的变形指标和承载能力等参数。可见，新测试技术的应用，能够为岩土工程后期设计与施工作业提供良好的勘察成果，有助于维持工程施工的安全性和可靠性。

4 工程实例

工程方拟定在山体侧建设居民住宅小区，处于决定建设场地顺沿山脊走向呈长条状，长约为2.3km，宽约为0.6km，占地总面积约为1615亩，预计建设的建筑体是多层（3～6层）住宅与（2～3层）别墅及少部分公共建筑（商场、学校、卫生院、储蓄所、俱乐部等）。建设方按照工程使用功能将该工程项目细化为A-F等六个区，山体北部是A-C区，山体南部是D-F区。

该工程占地面积相对较大，属于丘陵地貌、地形相对复杂、山体陡峭，部分地段基岩直接袒露，同时跨越数个地层单元。基岩以花岗岩为主，局部地段有断层，岩石的裂隙发育相对良好，和山脊走势相垂直的450m范畴中就排布了15条岩脉。各类岩石、岩脉风化程度不一。在对该岩土工程进行勘察作用过程中，共布设1010个勘探点，对建设场地岩土体进行系列性的室内外试验与测试，具体的勘察工作如下：

（1）结合山地地层结构相对简单、钻机搬运困难等现实条件，拟定把物探、井探、槽探技术应用于难以进行钻探的山顶、陡坡等处，综合应用多种勘察技术，能有效弥补井探和槽探的勘探深度有限的不足，促进勘察作业进展的同时也降低了资金投入量。

（2）对不同勘察技术进行对比验证，获得施工场地各岩土层的对比参数，以提升勘探资料的精确度与可靠性。例如将室内岩土试验结果与静载荷板试验结果进行解析、对照，构建其间和地基承载力和变形指标间的相关性[6]。

（3）本工程在施工期间，将花岗岩残积土设为持力层，而大量岩脉穿越其中，其风化程度不一，进而导致岩石硬软度不同。为提升岩土设计参数的精度，本试验中拟定进行7台载荷板试验，进而获得不同花岗岩残积土的承载力特征值和变形模量。结果显示所获得的地基承载力特征值比传统方法所提供的提高了约1.6倍，变形模量提升了3倍有余，协助工程勘察单位获得较大的经济效益。

5 结束语

大量的工程实践表明，科学的选用工程物探技术与传统的勘探技术，是处理岩土工程勘察作业中技术问题的有效办法之一。但是总结长期的实践经验，笔者认为任何勘察技术均有一定的局限性与适用性，为有效的处理一些结构复杂的岩土工程勘察作业中存在的技术问题，就一定要对多种勘察手段联合应用，相互补充、相互验证，进而不断提升勘察数据信息的精确度与可靠性。