物探技术在岩土工程勘察中的应用及前景探析

覃富皓

（广西金盛交通勘察设计有限公司，广西 南宁 530000）

查明场区岩土工程条件是施工的前提，可结合勘察成果针对不同的工程地质条件有效防止施工过程中的地质灾害并杜绝后期的地基失稳等安全隐患，进而提高施工质量和效率。物探技术是属于勘察检测技术。主要通过物理勘探手段了解工程地质条件并为设计、施工提供地质依据。其应用可有效提高工程勘察水平并也保证施工质量。结合勘察地质资料，设计、施工工作人员经过分析可得出更为科学的判断，以此实现合理规划、优化设计、解决地层存在问题，从勘测方面来看，使结果变的更准确、过程变得更简单、资金投入变得更少。

1 物探技术原理

（1）物探技术概述。物探技术原理是通过仪器对人工或自然空间进行测量，了解地下岩土层的地质情况和差异，其了解内容包括大小、形状和埋深等相关信息，最后处理这些地质问题。因此在应用上物探技术特点包括以下几点：一是在勘探过程中利用多种技术和方法，不同方法如地质雷达、钻探技术、室内试验等、不同技术如高密度电法、钻孔声波测试、电磁波CT等[1]。二是在应用中，物探技术存在局限性，需要结合多种技术增加灵活性。勘探对象不同和勘探成果不同，针对需求选择勘探技术并结合其它勘察技术。三是在应用前，现场勘察试验十分重要，比较不同设计方案，选出最合理方案和采集设备，力求勘探效果最好。四是综合三方面结论与物探后的结果进行对比，三部分为钻探、原位测试和试验，根据以往经验，建立一套全面包含定量分析的应用体系和勘察判断标准，保证结果的准确和精确。

（2）物探技术详细介绍。在我国，岩土工程物探方法较多。下文详细分析七种较常用方法的优缺点：①高密度电阻率法。这种方法主要根据不同岩土介质产生的电导率不同，通过测量和分析人工稳定流场的分布规律，解决出现的问题。从这角度说，可以通过直流测量确定特定的地质密度和结构组成，从而可以更清楚地理解地下的地质结构，并在实施该项目时可以进行有针对性的开挖和基础施工。同时，这种方法特别适合对滑坡、断层等地质构造的勘察，其测量结果准确且稳定，这为今后的工程规划起到帮助。但这种方法的缺点为：一测量方法复杂，二对电流要求高，因此在测量过程中对外界电流水平提出高的要求。②浅层地震反射波技术。这种方法是根据不同的地质构造对地震波反射不同，利用频率和振幅开展地质勘探。通过分析每个部位的反射时间和频率，可以了解地质资料，如地层、断层和空旷区等情况。这种方法的优点是易于掌握和数字灵敏度高，即使地下几千米的深度也能分析其地质条件。③雷达探测技术。这种技术是利用雷达传输的脉冲来进行勘察，不同地质构造引起的脉冲不同，通过脉冲差确定分布规律。该技术的优点是不用进行地下钻探，通过信号反射结果就能得出结论。因其强的分辨率和抗干扰力，周围噪声不能对其产生干扰，更有利于城市环境的地质勘察。④微重力法。微重力是通过检测碳酸盐岩的重力分布差异，进行快速方便的勘测。该方法比较适合开阔平坦的地方。如果有洞穴存在平坦地区地下，无论洞穴里存在那种物质，如空气、水或沉积物，该区域的密度都会变小，进行检测碳酸盐岩的重力检测，洞穴位置很快被发现。在使用微重力仪时，可以校正对地形的影响。⑤高精度磁法。高精度磁法是根据不同岩层对于磁性反应不同进行勘探的方法。利用这种方法可以掌握各类岩石的成分，进行勘探时，技术人员要到岩土工程矿区实地调研，找到磁场位置和对整个勘探区产生的影响。并且，地下岩土工程受到磁性作用影响较大，所以，整个勘探工作效率较高，同时工程人员的安全也得到了保障。⑥电法勘探。该技术原理是利用不同物质对于磁力的反应不同，以此把地层内的物质成分成功展现出来，为工作人员了解地质内部结构提供技术支持。所以受到较多勘探企业的欢迎。为了保证在勘探过程中该技术的科学性，在具体的施工时，技术人员要全面细致检查施工现场。该项技术比较适合对电力工程进行勘探，在进行电力工程时，根据整个地质结构的分布进行合理规划，在分析各类信息的后，利用每种勘探方法的优点保证勘探质量。⑦计算机技术应用。经济的发展带动科学和信息技术的发展，促使计算机技术的应用变得广泛。计算机技术应用到勘探领域后，勘探结果变得更精确，技术人员对地址信息了解的更全面，在勘探过程中发现漏洞并提出解决方案。

（3）岩土工程勘察特征分析。在进行岩土工程勘察施工时，所处区域和环境不同决定其地质情况也不同，因此，运用哪种勘察技术需要结合实际的地质情况。岩土工程勘察相对其它工程主要特点有：第一，在勘察时，其平面上呈带状分布的特点，宽度低、延伸性高，对大部分的地势和地貌都较合适，对地质环境适应性强；第二，在路基上进行勘察时，具有承受的荷载量不高的缺点，但在一些级别高的工程中进行勘察时，根据不均匀沉降现象提出更高的标准。因此，在勘察开始之前，按照勘测项目具体实际情况和施工标准合理分析。

（4）工程物探技术和岩土工程的关系。工程物探技术是一种对专业技术要求高的技术，这种技术在对岩土工程方面进行勘探发挥作用较大，可以有效解决工程中遇到的地质问题。岩土工程自身的特点决定很容易出现很多问题，在应用该技术之前，首先要对工程内出现的实际问题进行分析，针对问题找到其根本原因，并积极主动的采取合理的处理方案。另外还有，对于勘察所得的信息数据方面的处理，相关工作人员经过整理后认真开始分析，采取行之有效的方案解决出现的问题。进行岩土工程勘察工作时，其技术重点是围绕岩土工程勘察工作中需要解决的某些实际问题，针对这些问题找到原因后，采用积极有利方案进行解决。岩土工程开展施工期时，技术工作者一定要关注以下几方面内容：①在应用工程物探技术时，合理处理各种参数问题。在进行岩土工程勘察时，能够获取到数量巨大数据，数据就是信息，所以要对这些数据进行有效的处理和分析，研究得出结论为工程建设进行指导。②在对工程界面上，要合理划分出现的问题，在进行勘察工作时，对于地质的构造和截面方面，如果划分不合理，在进行工作是极易产生很多问题。③从地质形态出现的问题看。在进行岩土工程施工时，各类截面和地质情况都有可能会出现，这些都对施工的正常开展产生较大影响。④在对岩土工程的地质状态进行勘探时，要以科学性、合理性为前提。在实际的工作中，要不断进行整合，如岩土工程施工技术和物探技术两者之间的整合，这样才能保障施工的安全性和施工的质量性。

2 工程勘察中物探技术的具体应用

（1）应用物探技术到岩土工程勘察。物探技术在岩土工程检测中地位不容忽视无可替代。此技术还可以应用在其它方面，如通过检查地基的密实度，了解地基加固效果是否良好。或基桩的质量能否合格。通常用到的技术手段包括地质雷达和弹性波速测试。其工作原理是进行电磁波和弹性波速测量、利用原位测试值得到其和地基压实度之间的数据。然后比较在施工前获得具体数据，评价地基及基桩质量的过程。目前在进行岩土工程施工时，这种无损检测技术是较有效的质量控制方法。现在主要有以下两种：声波和动力测桩法。它们利用的原理是波在传播过程中，其速度和反射状况会因为遇到物质不同会有差异，可以灵敏反应出来并能容易被捕捉到，以此变化判断混凝土的质量如何。

（2）提高物探技术到岩土工程当中的措施合理。在进行施工时，工程物探资料也会有重点和难点，其重点和难点包括采集和翻译。首先，对于采集来说，在野外工作中，对部分很重要的数据一定要采集清楚准确。如果出现偏差，将对后续的施工造成影响，使施工质量无法得到保障。对于翻译来说，对每一位物探工程师提出的要求较高，其必须有能力高质量地完成转化工作，即原始数据转化成工程地质资料。只有这些准确全面的数据，才能为工程出现的问题提供支持，才能选择合理的处理方案，也是保障各施工环节安全进行的基础。所以，物探工程师一定要具备全面的理论知识，不仅包括岩土工程和工程物探方面知识，还要能快速的处理每种地质问题，进而确保施工质量不受影响。如，当利用弹性波勘探法时，物探工程师要做到分离和抑制干扰波的影响。准确获取物探资料。一般来看，软硬件技术相互配合才能完成。

（3）在岩溶发育地区环境保护和灾害防治中的应用。物探方法还可以应用在其它很多方面，如环境保护方面、进行旅游开发、预测和预防灾害。从环境保护方面看，如在岩溶地区，监测岩溶发育的变化、进行生态环境保护，预防其各种地质灾害和其它污染。在20世纪前，苏联曾经发生过类似的案例。在奥卡河岸有一座大型化工厂，由于管理不慎，导致一些高浓度硫酸渗入地下溶洞里，促使地下碳酸盐岩腐蚀加剧。不知不觉中地下溶洞不断扩大后相互连通，这样在地下岩溶通道变得越来越多，影响了地上建筑物的稳固，同时当溶蚀流入河水还污染了水源。苏联的工作人员通过测量发现了岩溶变化过程，在测量时，出现低阻异常，随着时间的流失情况严重，说明岩溶隧道增多导致断面面积增加。从河流电阻率来看，不断增多的溶解物质进入河流中破坏了生态环境[2]。所以，鉴于这些测量结果采取措施，一边，地面上的工厂和建筑对地基进行加固处理，避免因为地基承载力变差导致倒塌；另一边，对环境进行保护，由环境治理小组消除污染包括河道和周边地区。

3 结束语

综上所述，物探技术应用价值大，该技术除了在勘察方面，如对施工地质环境条件进行勘测，还能发现影响施工建设的地质因素。所以在施工前进行勘察工作时，技术人员要利用每种物探技术的优点对施工条件和地质数据有效勘察，以确保数据精准。另外，利用先进技术可以较容易完成地质剖面图，可快速为施工提供准确的数据依据，并及时发现遇到的地质问题，摸清场区工程地质条件，提高岩土工程勘察质量，为后续设计、施工建设保驾护航。