复杂地质条件下岩土工程勘察技术的运用分析

杨君平

广东省地质灾害应急抢险技术中心 广东 广州 510030

在我国广阔的国土上，地形地质条件的复杂性给岩土工程带来了巨大挑战。面对多样的地质条件，岩土工程勘察技术的科学性与准确性至关重要。在复杂地形地质条件下，勘查风险增加，可能对建筑物的安全和稳定造成威胁。为了确保工程质量和人们的生命财产安全，本文将介绍复杂地质条件下岩土工程勘察技术的重要性和实施方法。结合现场实际情况指出，工程团队需充分考虑水文、地质等因素，运用科学有效的技术手段提高勘查水平，为岩土工程施工奠定扎实基础。期望通过对这些方法的深入研究，为工程团队提供有益的参考，帮助他们在实际工程项目中选择适当的液化处理方法，确保工程质量和人们的生命财产安全。

1 分析复杂地形地质条件下岩土工程勘察要领

在复杂地形地质条件下进行岩土工程勘察，需要对勘察要领有深入的理解和把握。复杂地形地质条件下的勘察要领主要包括勘察点间距和深度的设置，以及地基承载力指标的确定[1]。

1.1 勘察点间距和深度

在复杂地形地质条件下进行岩土工程勘察，合理设置勘察点间距和深度至关重要，以确保勘察结果的准确性。勘察工作人员需结合地质条件的复杂程度、工程规模和重要性等因素，综合考虑勘察点间距和深度的设置。

勘察点间距：复杂地质条件往往导致地质现象分布不均匀。因此，在设定勘察点间距时，应结合工程规模和地质条件，采用较小的间距，如每100-200m一个勘察点，以更准确的判断地层分布。对于大型工程或地质条件较复杂的项目，建议缩小勘察点间距至50-100m。当勘查人员选择勘查区域时，应该全面了解该区域的地质情况，以便避免由于偏重某一方面的知识而使得勘查区域无法具有代表性。

勘察深度：勘察深度的确定主要取决于工程性质和地下工程设计深度。在复杂地质条件下，地层分布和岩土性质可能发生较大变化，因此需要设置较大的勘察深度，如40-60m。勘察深度应根据地下水位、地质构造等因素进行调整。一般来说，勘察深度应不小于设计基础底板以下的1.5倍至2倍。具体地基情况下，例如普通性质的岩石、软土层、碎石层等，勘察深度应根据实际施工需求进行把控，如岩石地基控制在15m以内，软土层在18m以内。

表1 勘探点间距深度设置

1.2 地基承载力指标

地基承载力指标衡量地基承受工程荷载能力，尤其在复杂地质条件下，评估地基承载力指标显得尤为重要[2]。勘察人员需结合实际情况与经验，综合考虑以下因素以提升工程稳定性：

（1）地层性质：分析勘察资料，了解地层物理、力学和工程性质，判断地基承载力。

（2）地基类型：根据地层性质和地下水位，确定地基类型（如浅基础、深基础、浮基等），以适应不同地质条件。

（3）地下水位：充分考虑地下水位对地基承载力的影响，避免高水位导致承载力降低或液化现象。

（4）地质构造：分析构造裂隙、断层、褶皱等地质构造对地基承载力的影响，确保地基稳定。

（5）荷载特性：根据荷载大小、类型和作用时间，合理调整地基承载力指标。

2 分析复杂地形地质条件下岩石工程技术

2.1 原位测试技术

原位测试技术已被广泛应用于各种岩土工程领域，并且对于评估地层的工程特征，例如强度、密实度和渗透性，都起到了至关重要的作用。标准贯入试验、板载试验、水压试验等方法在钻孔过程中获取地层信息，以保证工程的安全与稳定。在新时代背景下，岩体应力测试技术、十字板测试技术等多种原位测试技术在岩石工程勘察中发挥着关键作用[3]。

原位测试技术在我国岩土工程勘察中被广泛应用，包括十字板测试和静力触探技术。在静力触探技术应用过程中，勘察人员需关注相关问题。首先，要调整探杆位置，确保整体位置的准确性，并将误差控制在2%以内。其次，操作过程中需保证探杆垂直，避免位移，并保障连续性。此外，根据探杆深度调整探杆旋转角度和锤击贯入距离。当贯入距离小于10m时，探杆旋转角度应控制在540°，贯入距离为1m；若贯入距离大于10m，则需要将角度和贯入距离分别控制在360°和0.2m之间。最后，在锤击过程中，若50次操作后贯入深度未超过0.15m，可停止测试。这些原位测试技术为岩石工程设计提供了关键数据，保证了整个工程的安全与质量[4]。

2.2 岩层钻探技术

岩层钻探技术在岩土工程中是关键，通过钻孔、取样、测试获取地下岩层信息，考虑地层类型、地下水位等因素选择钻孔方法，提高勘察质量与效率。实施钻探时使用车装钻机、台式钻机，泥浆保护岩壁，回旋时采用岩芯。取样时描述岩层特征，粘土层岩芯采取率应在75%，粘土土层岩芯采取率应高于90%。勘查人员记录土层变化，进行地层测试如标准贯入试验、水压试验等，评估工程性质。充分研究土层分布结构，提高勘查结果真实性和科学性，确保工程安全和质量，图1为岩土工程勘察现场。

图1 岩土工程勘察现场

2.3 新兴岩土工程勘察技术

1.无人机遥感技术无人机遥感技术通过搭载高分辨率相机、激光雷达、多光谱传感器等设备，对复杂地形进行高精度、高效率的地表观测和数据采集。这一技术在地质勘察和监测中具有广泛应用，可以提高工作效率，降低人力成本，同时获取更为详细的地表信息。

2.数字地球模型与三维可视化数字地球模型与三维可视化技术将地质数据整合到数字地球模型中，实现三维地质信息的可视化。这种可视化技术有助于工程设计人员更直观地理解地质条件，从而提高设计的精确性和有效性。此外，三维可视化技术还能为决策者提供直观的辅助工具，以便在评估工程方案时更容易做出正确决策。

3.人工智能在岩土工程勘察中的应用人工智能技术，如机器学习和深度学习，可以用于处理大量岩土工程数据。通过训练算法，人工智能能够辅助地质勘察人员分析地质信息、预测地质灾害、优化工程方案等。同时，人工智能在地质勘察中的应用也能提高数据处理速度，减轻工作人员的负担。此外，人工智能还能辅助地质勘察人员发现潜在的异常地质现象，为防灾减灾提供有力支持。随着人工智能技术的不断发展，未来将在岩土工程勘察中发挥更为重要的作用[5]。

3 复杂地形地质条件下勘察岩土工程技术的有效方案

3.1 关注勘察以及取样

在极其复杂的地貌、地质环境下，为了获得更加精准的勘探结果，勘探工作者应当积极探索并不断改善勘探技术，以达到最佳的效果。在勘察和取样过程中，要根据地层类型、地下水位和施工条件选择合适的钻孔方法和技术，确保样品的代表性和完整性。针对不同工程所处地区的岩土层结构和地基基础形式，注意勘察深度及对应间距标准的差异问题。例如，面对高6层的砖混型建筑时，勘察人员只需应用15m勘测深度的勘探孔；而面对高5层的框架住宅建筑结构时，因为其自身承载力柱荷载量相对较大且基础面也比较大，在这种情况下，需要使用比15m更深的勘探孔。结合实际情况，应用克里格法、多道瞬态面波法等具备科学性和时效性的勘查技术，以提高勘察精度。鉴于复杂的地质地貌，勘查工作者应该特别重视勘查点的位置，尽可能减少它们之间的距离，并采取加密措施，以确保勘查结果的精确度，并最大限度减少可能存在的安全风险[6]。

3.2 地基土液化处理

由于复杂的地貌和地质环境，地基土壤有可能出现液化的情况，尤其是当其中含有微粒状的沙砾时。由于外力的作用，粉细砂的孔隙水会在压力下被排出，从而导致地基土从固态转变为液态。因液化作用，整个地基的土壤结构受到了极大的破坏，从而使得其抗碱强度急剧减弱。为了确保工程建筑物的安全和稳定，需要对地基土进行液化处理[7]。以下是几种常用的液化处理方法：

采取多种措施来提升地基土的密实度，包括压实、振动和冲击，以增强其耐液化性，并有效防止地基土发生变形。采用这种技术，可以显著改善地基土的结构强度、抗压能力和耐久性。

地基土加固：注入化学物质、灌浆或混凝土等材料，使地基土颗粒连接在一起，形成更稳定的结构。这种方法可以显著增强地基土的抗液化能力和承载力。

深层地基处理：采用搅拌桩、砂石桩、土钻注浆桩等方法，将地基土与其他抗液化材料混合，以增强其承载力和抗液化能力。这些方法可以有效减少地基土的液化风险，提高整个工程的稳定性。

排水措施：设置排水系统，降低地基土中的孔隙水压力，从而减轻液化风险。包括设置排水沟、渗水管等设施，以便在地震等灾害发生时迅速排放地基土中的水分，降低液化可能性[8]。

地震隔震设计：在建筑物和地基之间设置隔震层，减少地震波在地基土中的传播，降低地基土液化的风险。这种方法可以在一定程度上提高建筑物的抗震性能，减轻地基土的液化压力。

夯实法：利用起吊设备和重锤进行夯实处理。通过将重锤提升到一定高度后，放开重锤使其自由下落，实现对地基整体的夯实处理。这种方法能有效提升地基强度，提高整个地基结构的稳定性。

3.3 地下水勘察工作

在复杂地形地质条件下的岩土工程勘察中，地下水勘察是重要环节。工作人员在完成最后一个钻孔操作后，必须在24小时内完成地下水位的监测。通过对地下水影响因素的系统归纳和分析，以及在水位下降时期的实地考察，可以更好地了解情况。勘察人员需了解近年来现场的最高水位数据，并对每一年的水位数据进行科学分析，以获得地下水的活动规律信息[9]。如果钻井的深度超过两个或更多的水层，就必须对其地下水位进行精确的测量，并采取有效的防渗措施，如使用套管。

因为岩土工程施工经常会遇到渗漏问题，所以采用防渗技术变得至关重要。注浆技术是一种广泛应用的防水方法。通过在基础上钻孔，控制孔洞深度，先将浆液注入软土中，然后施加压力，改变基础的松散状态，提高结构的紧密程度，从而实现防渗的目的。通过注浆处理，不仅可以提高防渗性能，还能增强基础的承载能力。当前，灌浆技术已经发展到多种不同的形式，包括高压喷射、接触灌浆和帷幕灌浆等，其中，高压喷射技术应用最为广泛。在实践操作之前，首先要对洞穴进行钻探，安装完毕的注浆管，随即施加压力[10]。当压力施加时，浆液会迅速扩散至地基，并最终填补空洞，从而实现防渗的目标。

4 结束语

地基土液化处理在工程建设中至关重要，它对确保工程安全和稳定具有重大意义。本文探讨了液化处理的必要性及多种方法，如改善地基土密实度、地基土加固、深层地基处理、排水措施、地震隔震设计和夯实法。选择适当的液化处理方法可以显著提高地基土的承载力和抗震性能，保障整个工程的安全和稳定。在今后的工程实践中，工程团队应关注地基土液化处理，根据地质条件、地基土性质和工程需求选用最佳方法，以确保工程质量和人们的生命财产安全。