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综合勘察技术在岩土工程勘察中的应用

2019-10-20张宁

砖瓦世界·下半月 2019年6期
关键词:岩土工程应用

摘 要:在岩土工程当中,通过岩土工程地质勘察,可以精准的获取施工区域的岩土状态和物理力学性能参数,为后期的工程设计和施工提供参考。但是传统单一的勘察手段已经无法满足岩土工程勘察的要求,在准确性和有效性方面存在较大的缺陷。本文将简单阐述常见的综合勘察技术,并对其在岩土工程勘查中的应用深入分析。

关键词:综合勘察技术;岩土工程;应用

传统的岩土工程在开展地质勘察时,一般采用钻探、槽探等基础勘察技术,但是基础勘查技术精确性方面的不足,已经无法适应当前岩土工程复杂环境的要求。综合勘查技术不仅可以提高岩土工程的勘察准确性,而且还能结合不同的地质情况,帮助相关工作者完成分析、论证,为后期的岩土工程规划和施工提供有力的基础支持。因此,研究分析综合勘察技术在岩土工程勘察中的应用具有重要的现实意义。

一、常见的综合勘察技术

(一)高密度电阻率技术

与传统的电法不同,高密度电阻率技术以常规电法为基础,利用了不同岩土层电阻率不同的特征,在电场的作用下,通过改变地下电流的分布状态,来对岩土的性质进行判断。该种技术一方面可以一次性的完成电机的布置,实现对施工区域的自动勘察和数据获取,减少了外界因素对勘察结果的干扰,提高了勘察数据的精确性。另外一方面通过自动化的数据采集,提高了岩土工程地质勘察的工作效率。

(二)大地电场岩性监测技术

所谓大地电场岩性监测技术,实质上就是利用了电磁波的原理,借助相关仪器设备对不同达到电磁波速度、频率与电阻率进行接收、分析、判断,最终获得地层岩土的性质。该项技术的优势以下几个方面:

1、所需的检测仪器设备体积小,重量轻,易于携带和保存管理。因此,在实际应用阶段,都是一人进行独立操作。

2、大地电场岩性监测技术本身在应用过程中,具有低噪音,低污染的特点,对周围的生态环境影响较小,尤其是在野外作业过程中,只需要将仪器设备放置在设计的位置就可以完成对10000米深度以内的底层进行岩性、矿体及含水层的全面性的勘测。

3、大地电场岩性监测技术的误差较低,本身不会受到地下水、管网、电缆电线等因素的干扰,准确度较高。

(三)多瞬面波技术

该项技术利用了不同介质所传播的面波速度不同的原理,通过仪器设备的振动产生面波,并收集、计算和处理面波的波动来获得目标区域的地质情况。在实际应用过程中,首先通过对地面产生瞬间的冲击,造成地面震动并传递面波,然后利用传感器对面波的分布状态进行分析,并绘制成相对应的曲线图,最后根据曲线图的变化情况来完成岩土工程的勘察任务。其主要优点是勘察结果准确,适应于多种地质环境,可以结合不同的岩土和地质情况选择不同的勘察方法。

(四)探地雷达勘探原理

探地雷达勘探又称为GPR,该项技术利用了电磁技术对岩土工程的施工区域进行了地质勘察。其勘探原理基本和高频电磁波一致,通过宽带电磁波,以脉冲形式对所需要勘察的工程区域,进行地下介质的分布进行有效的确认探测。

在实际应用过程中,借助有关仪器设备对目标区域,发射具有一定强度的高频电磁脉冲波,在电磁波的传播过程中,会遇到不同的地质层,引起电性参数的童泰,产生了不同的反射或者散射变化。通过对以上变化的分析,来准确的掌握岩土工程的详细地质结构特点。

二、实例分析综合勘察技术在岩土工程勘察中的具体应用

某建筑工程项目,施工区域主要由鱼塘回填而成,同时区域内存在废旧水渠,导致本地区的土层含水率较大,甚至部分区域存在富水性病害,给后期的工程建设造成了巨大的影响,因此,必须对该区域进行全面、准确的岩土工程勘察,以为后期的工程建设规划和施工技术的选择提供理论依据。

(一) 勘察技术的选择

结合本工程的现场实际情况,主要工程地貌属于丘陵地区,存在一定的起伏,整个工程可以划分为三个台阶,第一个台阶接近于山丘的顶部,第二个台阶则略低于第一个台阶2到2.5米,最后一个台阶位于山丘的最底部。主要表土层为人工回填物,包括砖块、瓦砾等建筑废旧材料,密实度较差。为了确保岩土工程勘界结果的准确性,本工程采用了综合勘察技术,包括高密度电法、浅层地震反射法和探地雷达等三种勘察技术。其中现场布置了高密度电法测线 9 条、浅层地震测线 7条以及探地雷达测线 15 条。

(二)岩土工程区域的地球物理概况

(1)岩性差异:为了确保在合适的地质分层选定更符合工程要求的综合勘察技术,本工程通过对前期地质资料以及钻探资料的分析,得出了本工程区域内的主要地质分层结构,从上至下依次为杂填土层、粉质粘土层、卵石层以及基岩层。结合现场实际情况来看,本岩土工程的稳定地下水主要位于卵石层当中,埋深约为5~7米,且存在较为明显的电阻率差异,为电阻率法勘探提供了基础。

(2)波阻抗和波速差异:通过对本施工区域的地震地质条件进行调查发现,本区域内杂填土层、粉质粘土层、卵石层以及基岩层之间存在明显的速度差异(如表1所示),可以开展浅层地震反射波法地质勘察。

(三)勘察结果分析

结合三种勘察技术的测量结果,本文选取了相同侧向的勘察结果对本工程区域的岩土工程勘察结果进行了分析:

(1)高密度电法:结合本工程的实际特点,采用了α、β两种电极的布置方式,两者之间的距离为3米。具体的岩土工程勘察结果如表2所示:

(2)浅层地震反射法:借助20公斤的铁锤作为地震的震源,设置的偏移距离为12米,布设距离为2米。经过实际应用,针对采集到的数据进行分析发现,向该区域同向轴的数据为连续的,相对反射能力较大。因此,可以推断出该工程区域的地质层中没有断层。

(3)探底雷达:根据雷达探测到的结果显示,在该工程区域,8米左右的区域,存在较大的电磁波上层频率特性以及电磁波下层频率特性的变化。进一步分析采集到的数据信息发现,在8米深度上层的土层反射波的能力相对较弱,8米深度下层的土层反射波垂向电磁参数存在明显的差异。基于以上结果,可以推断出,8米左右的底层应为卵石层与强风化带泥岩的分解区域。

三、结语

综上所述,随着社会经济的发展,各类工程建设项目日渐增多。作为建设工程的重要组成部分,岩土勘察是保障工程后期顺利建设的关键。因此,相关工作者必须充分的掌握各种综合勘察技术,结合岩土工程的实际情况,选择相适宜的综合勘察技术,以提高地质勘察的工作效率和准确性,保障工程建设的质量,推动建设工程的可持续发展。

参考文献:

[1] 郭岐山. 综合勘察技术在岩土工程勘察中的应用浅述[J]. 城市建设理论研究(电子版), 2017(15):170-171.

[2] 張淑婷, 常锁亮, 王润福,等. 多道瞬态瑞雷波勘探技术在岩土工程勘察中的应用[J]. 中国煤炭地质, 2001, 13(4):50-52.

[3]佚名. 综合勘察技术在北江濛里船闸工程中的应用[J]. 水运工程, 2018, No.545(8):165-170.

作者简介:张宁 (1969-9)男 汉族 本科 陕西兰天县人 高级工程师 主要从事:岩土工程勘察,矿区水文地质勘察工作

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