综合勘察技术在岩土工程勘察中的应用

于海朋

（河北中色华冠岩土工程有限公司，河北 廊坊 065201）

1 引言

岩土工程勘察是通过对地下土壤和岩石进行准确的勘察和分析，以此评估工程的可行性、设计合适的基础结构，并确定必要的地质和水文信息。随着科技的快速发展，综合勘察技术已经成为岩土工程勘察领域的重要工具之一。综合勘察技术结合了非侵入式和侵入式勘察方法，能够提供更全面、高效、准确的数据获取方式。因此，通过深入研究综合勘察技术的应用，可以更好地了解其在现代岩土工程勘察中的重要性，并预测未来的发展趋势和研究方向。

2 综合勘察技术概述

综合勘察技术可以划分到综合性技术体系的范畴，这种技术中还包含多种独立的勘察技术形式，对这些勘察技术进行分析后，可以得到如下结论：不管是从技术特征的角度出发，还是从应用原理层面来看，这些技术之间均存在着非常明显的差异[1]。所以，如果在实际工程勘察过程中将两种或两种以上的勘察技术进行组合运用，将会对综合性技术的应用原理进行转变，使勘察形式具有不同性。举例来说，如果将大地电场岩性检测技术运用到岩土工程勘察中，还需要在施工区域中使用太阳风所形成的电磁波作为激发场源。通过一些专业化的探测设备和设施，依托于点频方式，检测并记录电磁波信号。如此，技术人员便能通过准确且真实的数据信息来判断被勘察区域的地质条件和岩土状况，形成最终的结果。

3 综合勘察技术的优势

相较于以往的勘察技术，综合勘察技术具备十分明显的优势，它可以有效提升勘察作业的质量，同时提高工程经济效益。通常来说，综合勘察技术的优势主要体现在两个方面：首先，它具备较高的环境效益。以前，由于勘察技术不够先进，在进行探测工作时，需要清除地表存在的植被，避免地表植被对岩土勘察结果产生影响，但这种形式将会使勘察现场的环境被破坏。而综合勘察技术所包含的先进技术形式在应用期间无须清除植被，有较高的环境效益。其次，具备较强的便利性。综合勘察技术在实际应用期间所使用的设备大多比较轻便，携带和操作难度均较低，能够有效提高勘察效率。

4 综合勘察技术在岩土工程勘察中的应用

当前，在岩土工程勘察过程中，综合勘察工作已经得到了广泛应用，其所包含的多种技术形式凭借其技术优势，降低了勘察难度，减轻了对环境的破坏，并且能够获取更加精准、详细的勘察数据。

4.1 大地电场岩性探测技术

从原理角度来看，大地电场岩性探测技术在实际应用期间的电场源主要来自太阳的电磁波。在具体应用大地电场岩性探测技术期间，主要的方式为点频记录，在对地表以下反射的多种电磁波进行接收和分析之后，能够生成相应的地质信息，然后依据这些地质信息编制相应的岩土工程勘察报告。在使用这种方法时，需要对探测设备进行布设，可以参考图1 所示的设置方式。

图1 大地电场岩性探测技术装置布设图

在实际应用大地电场岩性探测技术这种技术形式的过程中，技术优势主要体现在如下3 个方面。

首先，大地电场岩性探测技术具有场源稳定性极强的特点，并且地下管线等人为设施不会对探测结果产生影响[2]。

其次，勘察结果的误差较小。

最后，同其他检测技术相同的是，大地电场岩性探测技术在使用期间需要使用专业的探测设备，这些设备自重较轻，体积较小，携带和操作均较为方便，在实际勘察时只需要一名工作人员即可完成勘察任务。不仅如此，在大地电场岩性探测技术实际应用期间，不会产生任何污染物，具有良好的环保性。从使用流程的角度出发，大地电场岩性探测技术在实际应用时主要涉及以下流程：首先，进行导入原始数据的操作，在对数据进行预览之后，进行排序处理，此后将数据导入计算机设备中，并进行统一处理，最后可以迅速生成地下电场岩性电磁波曲线供勘察人员分析。

4.2 高密度电阻率技术

高密度电阻率技术是综合勘察技术在岩土工程勘察中的一种重要应用方法。它基于电阻率测量原理，通过在地下埋设电极并通入电流，测量地下介质对电流的阻抗来推断岩土体的性质与分布。高密度电阻率技术原理如图2 所示。

图2 高密度电阻率技术原理图

在高密度电阻率技术中，通常使用一系列电极将电流导入地下，并测量不同地下介质对电流的响应。这些电极可以布置成不同的几何形状，如直线、网格、环形等，以获取更多关于地下介质结构的信息。通过高密度电阻率技术，可以进行如下勘察内容：（1）岩土层界面识别。高密度电阻率技术可以识别不同岩土层之间的边界。由于不同岩土层具有不同的电阻率，通过测量电阻率数据，可以确定岩土层的厚度和分布，并绘制出层析图。（2）地下水位监测。通过监测地下介质的电阻率随时间的变化，可以推断地下水位的波动情况，为岩土工程设计提供重要参考。（3）含水层特性分析。高密度电阻率技术可以测量地下介质的电阻率，而电阻率与含水量之间存在一定的关系。通过测量不同地点的电阻率，并结合其他水文数据，可以分析岩土体中含水层的分布、厚度和水质状况。（4）地下障碍物探测。在岩土工程勘察中，识别地下障碍物对于工程设计和施工具有重要影响。高密度电阻率技术可以探测埋藏在地下的障碍物，如地下管道、基坑支护结构等，以提供准确的地质信息。

4.3 探地雷达无损探测技术

探地雷达无损检测技术是利用电磁波可以在地下介质中进行传播和反射的原理，通过接收和分析反射电磁波信号，获取地下结构和物质特性的信息。探地雷达可以用于岩土工程勘察的多个方面。首先，它能够识别和定位地下障碍物，如管线、地下设施等，为工程设计和施工提供准确的地物信息。其次，探地雷达可用于岩层和土层的识别和分析，可以测得不同材料的厚度、界面位置以及含水量等参数，有助于评估岩土层的稳定性和承载力。此外，该技术还可以检测地下水位和水文特征，包括水平面、渗流路径和水质状况等。

探地雷达无损检测技术具有非侵入性、高效快速、数据精确等优点，可在不破坏地下结构的情况下获取可靠的地下信息。然而，该技术在应用过程中，需要注意在复杂地质条件下的适用性和数据解释的挑战。图3 所示为一种探地雷达设备。

图3 一种探地雷达设备

4.4 多瞬态面波技术

多瞬态面波技术是综合勘察技术在岩土工程勘察中的一种重要应用。在多瞬态面波技术中，通过使用振动源（如重锤或振动器）在地表激发地震波，并利用多个接收器记录地震波信号。这些接收器通常安放在预先布置的阵列或线性排列中。当地震波经过不同类型的地下介质时，会产生不同的频率和振幅的面波。通过分析多个瞬态面波的到达时间和相对振幅的变化，可以推断出地下介质的物理特性，如速度、密度和弹性模量等。多瞬态面波技术具有快速、高效和非侵入性的特点。相比传统的地震勘探方法，它能提供更详细的地下介质信息，对于岩土工程勘察和地质灾害预测具有重要意义。然而，多瞬态面波技术的应用也存在一些挑战，如数据处理复杂性和地下介质异质性带来的解释困难等。因此，需要结合其他勘察方法和专业知识，综合分析多瞬态面波数据，以获得准确可靠的岩土工程信息。

5 结语

综上所述，综合勘察技术在岩土勘察工程应用中具有十分明显的技术优势，通过对大地电场岩性探测技术、高密度电阻率技术、探地雷达无损探测技术、多瞬态面波技术等技术形式的应用，能够获得更加高效、准确的数据，帮助工程师准确了解地质情况，为后续工程设计提供重要参考。

尽管综合勘察技术在岩土工程勘察中具有诸多优势，但仍存在一些挑战。比如，技术成本和设备要求较高，可能会增加项目的投资成本。同时数据解释和处理的复杂性也需要专业工程师进行分析和评估。因此，在后续研究中需要进一步改进勘察技术的精度和解释能力，降低成本和设备要求，同时开发更加高效和智能的数据处理方法。通过持续的创新和改进，确保综合勘察技术发挥出更大作用，为工程实施提供可靠的基础数据支持。