巖土工程勘察中綜合勘察技術(shù)探索

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摘要：隨著巖土工程的持續(xù)發(fā)展，配套勘察技術(shù)的應(yīng)用水平隨之提高。應(yīng)用正確的勘察技術(shù)可以揭示施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件，為設(shè)計(jì)與施工提供可靠的參考依據(jù)。通過多項(xiàng)勘察技術(shù)的綜合應(yīng)用，能夠形成“技術(shù)合力”，豐富勘察內(nèi)容與提高勘察質(zhì)量。鑒于此，文章以工程實(shí)例為依托，著重對(duì)綜合勘察技術(shù)展開分析，旨在為類似項(xiàng)目提供參考。

關(guān)鍵詞：巖土工程；綜合勘察技術(shù)；綜合物探

1工程概況

襄樊市中醫(yī)院病房大樓，占地面積51.80m×35.00m，建筑面積為30000m2，地下1層、地上21層，建筑高度為85.00m。建筑采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，單柱軸力13000kN/根，單柱最大軸力達(dá)到22000kN，基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)，基坑開挖深度約6.00m，地下室埋藏深度4.50m。

2綜合勘察技術(shù)的重要性

建筑工程施工易受現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件的影響，遇惡劣地質(zhì)條件未采取處理措施時(shí)，易引發(fā)安全問題以及質(zhì)量問題，不利于工程建設(shè)進(jìn)程的順利推進(jìn)。巖土工程勘察是評(píng)價(jià)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件的重要手段，現(xiàn)階段以綜合勘察技術(shù)的應(yīng)用較廣泛，通過多項(xiàng)勘察技術(shù)的綜合應(yīng)用，可以揭示施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件，以便采取預(yù)防措施以及處理措施，為設(shè)計(jì)及施工提供可靠的參考，由被動(dòng)施工轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)施工，提高施工的可控性，達(dá)到筑安全、保質(zhì)量、增效益等多重效果。

3綜合勘察目的

常規(guī)鉆探點(diǎn)普遍按照20~30m的間距依次布設(shè)，揭示的地質(zhì)信息主要反映對(duì)應(yīng)勘探點(diǎn)的地質(zhì)條件，難以覆蓋全部作業(yè)范圍，勘察結(jié)果的代表性不足。物探、鉆探均是現(xiàn)階段巖土工程勘察中的關(guān)鍵手段，通過對(duì)其的綜合應(yīng)用，可以發(fā)揮多重應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。在本次勘察中，采用物探方法包含三類，即橫波反射法、高密度電阻率法及瞬態(tài)面波法，判別精度達(dá)到2~3m。此外，通過與鉆探“精準(zhǔn)點(diǎn)”對(duì)應(yīng)地質(zhì)信息進(jìn)行對(duì)比分析，更全面地探明施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件，豐富地質(zhì)勘察資料，提高資料的可靠性，為后續(xù)工作的開展夯實(shí)基礎(chǔ)。

4綜合物探

地質(zhì)資料表明現(xiàn)場(chǎng)的巖土層類型豐富，自上而下包含雜填土、淤泥、細(xì)中砂、淤泥（質(zhì)土）夾砂、粉質(zhì)黏土、（含礫）細(xì)中砂、淤泥質(zhì)土互層、碎卵石、強(qiáng)風(fēng)化巖等。部分巖土層間在波阻抗、電阻率方面均存在較明顯的差異，在此特性下，分界面處的地震波傳遞路徑發(fā)生改變，有反射和折射現(xiàn)象。可以應(yīng)用淺層地震反射波法與瞬態(tài)面波法，以便對(duì)地質(zhì)條件展開分析，對(duì)于地層電阻率層面的差異，可以應(yīng)用高密度電阻率法。

4.1橫波反射法

（1）應(yīng)用原理。地震波沿地下介質(zhì)發(fā)生傳播，沿途所遇介質(zhì)特性不一，存在波阻抗顯著差異的界面，傳播狀態(tài)發(fā)生變化，有反射的現(xiàn)象，該部分信號(hào)可利用檢波器接收，將具體信息同步至地震儀，以反射波振幅、相位為關(guān)鍵的分析參數(shù)，據(jù)此推斷地下地層的構(gòu)造。橫波反射不易受轉(zhuǎn)換波的干擾，其穩(wěn)定性較好，垂向分辨率高，更有利于地質(zhì)條件的分析與判斷。（2）勘察結(jié)果描述。橫波反射法所涵蓋的細(xì)分技術(shù)形式較多，在本次巖土勘察工作中，應(yīng)用多次CDP覆蓋技術(shù)。基礎(chǔ)參數(shù)方面，接收道為12道，道距2m，炮間距2m，偏移距4m，覆蓋6次。E線偏移距2m的地震記錄如圖1所示。在勘察范圍內(nèi)的淤泥（質(zhì)土）夾砂、（含礫）細(xì)中砂、碎卵石及風(fēng)化巖層面處，橫波均出現(xiàn)反射現(xiàn)象，絕大部分界面的反射波能量均較強(qiáng)（較特殊的是風(fēng)化巖，此部分除外），反射同相軸明顯。

4.2高密度電阻率法

（1）應(yīng)用原理。依托各類巖土介質(zhì)在導(dǎo)電性方面的差異化特性，人為施加電場(chǎng)，在此條件下將地下傳導(dǎo)的電流分布作為切入點(diǎn)，展開有關(guān)于地質(zhì)條件的分析。適配供電電機(jī)向地下供入直流電流，在勘察范圍內(nèi)建立電場(chǎng)，測(cè)試過程中對(duì)供電極以及測(cè)量裝置進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整內(nèi)容包含排列方式、大小、相對(duì)位置等。改變電流的分布狀態(tài)，測(cè)定在不同試驗(yàn)條件下電場(chǎng)的變化特點(diǎn)，推斷地層電阻率深度并進(jìn)行對(duì)比分析，以達(dá)到測(cè)深的效果[1]。（2）勘察結(jié)果描述。在本次測(cè)試中，采用單個(gè)排列電極，極距3m，總量為60根，適配二級(jí)裝置，由其負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集工作。在測(cè)定具體的數(shù)據(jù)后，對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，得到電阻率等值線圖。E線高密度電法視電阻率等值線斷面如圖2所示。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，電性層具有特定的分布規(guī)律，以層狀和視層狀為主，在深度方向上，電阻率存在“低-高”的交替變化，整個(gè)電性層可以劃分為四個(gè)細(xì)分的層次。通過與鉆孔資料的對(duì)比分析可以發(fā)現(xiàn)，在飽和水作用下，淤泥（質(zhì)土）夾砂、（含礫）細(xì)中砂及碎卵石的電阻率差異較小，電性界面偏模糊，其他各類巖土層電阻率斷面反映較好。

4.3多道瞬態(tài)面波法

（1）應(yīng)用原理。依托面波在多層介質(zhì)中相速度存在差異等特性開展勘察工作，瞬態(tài)沖擊力作為震源激發(fā)面波，受到脈沖荷載作用后在地表處形成波動(dòng)。通過預(yù)先配套的傳感器的應(yīng)用，能夠高效記錄面波的垂直分量，完成對(duì)波信號(hào)的頻散處理，根據(jù)數(shù)據(jù)生成頻散曲線，存在較明顯的變化規(guī)律，可以關(guān)聯(lián)某特定的地質(zhì)條件或巖土性狀，以便進(jìn)行判斷。（2）勘察結(jié)果描述。勘察所用儀器為SWS－6型多功能面波儀，傳感器選用穩(wěn)定性較好的4Hz垂直地震檢波器，引入重錘法（作為激發(fā)方式）?；A(chǔ)參數(shù)方面，按照2m的道間距排列24道，偏移距8~12m，感覺數(shù)據(jù)制得E線瞬態(tài)面波法試驗(yàn)測(cè)試成果圖。速度層具有較明顯的層狀分布特點(diǎn)，剖面的分布規(guī)律為自西向東逐步加厚。中上部層速度較低，對(duì)應(yīng)的巖土層為雜填土、淤泥質(zhì)土及細(xì)中砂及淤泥（質(zhì)土）夾砂，下部速度較高，主要對(duì)應(yīng)的是粉質(zhì)黏土及（含礫）細(xì)中砂。通過與鉆孔資料的對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，速度層的起伏變化與其具有高度的趨同性。地面波法的有效探測(cè)深度約40m，相較于本次勘探要求存在不足（需要明確在40m以下范圍的碎卵石持力層的起伏特點(diǎn)）。由于探測(cè)深度不足的緣故，瞬態(tài)面波法在本次勘察中缺乏可行性[2]。

5綜合勘察的成果資料

以現(xiàn)場(chǎng)物探結(jié)果為參考，確定地質(zhì)異常地段后，在該部分鉆探。經(jīng)分析，選擇碎卵石突變的中間地段，于該處進(jìn)行鉆探分析，對(duì)比鉆探結(jié)果與物探結(jié)果，實(shí)現(xiàn)校核。將物探和鉆探結(jié)果有機(jī)結(jié)合，有助于更清晰地掌握?qǐng)龅貛r土層的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，了解碎卵石層層面的起伏特點(diǎn)。根據(jù)碎卵石持力層的勘察數(shù)據(jù)，確定其埋深變化的等深線圖。受有效探測(cè)深度的限制，多道瞬態(tài)面波法在本次勘察中缺乏可行性，難以獲得碎卵石層面的埋深數(shù)據(jù)。通過對(duì)高密度電阻率法的應(yīng)用，可以有效追蹤風(fēng)化巖等相關(guān)結(jié)果，掌握具體信息，應(yīng)用效果較好，但在碎卵石層面的應(yīng)用效果有限。淺層地震反射法更適用于碎卵石層面，在該地質(zhì)條件下的勘察工作中具有可行性。

6綜合勘察的結(jié)果

（1）傳統(tǒng)的鉆探方法在實(shí)際應(yīng)用中易受勘探點(diǎn)間距過大的限制，勘察結(jié)果缺乏全面性，難以呈現(xiàn)地質(zhì)體的具體變化特點(diǎn)。應(yīng)以傳統(tǒng)的鉆探技術(shù)為基礎(chǔ)，融入物探方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)既有鉆探數(shù)據(jù)的有效補(bǔ)充，有利于揭示鉆探點(diǎn)間地質(zhì)體的變化特點(diǎn)[3]。（2）瞬態(tài)面波法在實(shí)際應(yīng)用中受到探測(cè)深度的限制，將其應(yīng)用于深埋的碎卵石層中并未起到作用。高密度電阻率法和淺層地震橫波反射法均是較為典型的物探方法，經(jīng)綜合應(yīng)用后，將物探結(jié)果與鉆探方法的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，相互佐證，更全面、準(zhǔn)確地呈出勘察范圍內(nèi)巖土層的分布特點(diǎn)，準(zhǔn)確掌握碎卵石持力層的起伏變化，突破傳統(tǒng)方法的限制，勘察結(jié)果具有較高的參考價(jià)值，能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)以及施工提供可靠的依據(jù)。由此表明，綜合勘察技術(shù)應(yīng)用效果較好，具有可行性，可作為巖土工程勘察中的關(guān)鍵方法。

7結(jié)語

綜上所述，通過綜合勘察技術(shù)的應(yīng)用，可以全面呈現(xiàn)出待勘察范圍內(nèi)的巖土體分布特點(diǎn)以及變化特點(diǎn)，勘察結(jié)果的全面性與真實(shí)性得到有效保證，有利于工作人員開展后續(xù)的工作，以因地制宜的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工。

參考文獻(xiàn)

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作者:譚道金 錢慧 單位:襄陽建強(qiáng)勘察設(shè)計(jì)審查咨詢有限公司 湖北省地質(zhì)局第八地質(zhì)大隊(duì)