淺談工程物探技術在土木工程中的實際應用

　　摘要：工程物探是地球物理勘探的一個分支，工程物探技術在土木工程中發揮了重要的作用，本文通過闡述地球物理勘探和工程物探技術（主要是工程地震勘探）的方法和原理來簡單分析它在土木工程中的實際應用，如在巖土工程勘察、工程質量檢測等方面的應用，并簡單敘述了一下工程物探技術的發展。
　　關鍵詞：工程物探技術；土木工程；樁基檢測 ；應用
　　
　　工程物探是地球物理勘探在工程工作中的應用分支。地球物理勘探是通過觀察和研究各種地球物理場的變化來解決地質問題的一種勘察方法。組成地殼的不同巖土介質往往在密度、彈性及導熱性等方面存在差異，這些差異將會引起地球物理場的變化，這種變化稱為地球物理異常。地球物理勘探就是通過專門的儀器和設備觀測這些異常，取得它們的分布及形態等資料然后進行分析研究確定巖土介質的性質，從而達到解決地質問題的目的。
　　隨著現代科學技術的蓬勃發展，物探技術可以分為幾大類：以介質彈性差異為基礎，研究波場變化的地震勘探和聲波勘探；以介質電性差異為基礎的電法勘探；以介質密度差異為基礎的重力勘探；磁法勘探；核地球物理勘探；地熱勘探等。
　　近二十年來，工程物探技術取得了飛速的發展，集中體現在根據彈性波理論，電磁波理論和電學原理發展而來的各種工程物探技術，其中主要是淺層地震反射波法、淺層地震折射波法、面波法、高密度電法、地質雷達、樁基無損檢測技術等。這些新技術已經被廣泛應用于各行各業，尤其在土木工程、地質工程中用處尤為突出，解決了諸多以前用傳統勘察方法無法解決的技術難題。其作為一種新的、有效的勘探檢測手段被越來越多的設計人員和土木工程師們所接受。
　　在眾多工程物探技術的發展的成熟程度不盡相同。在土木工程中應用最廣的主要是彈性波、彈性波無損檢測、彈性波測井技術、淺層地震反射波折射波勘探技術，它們被廣泛應用在土木工程勘察和巖土工程治理、工程質量檢測中。
　　
　　一、工程物探技術在工程中的應用
　　
　　1.巖土工程勘察
　　由于工程物探技術可以利用連續加密測點的資料從而獲得聯系的地質界面，因此能有效地解決傳統鉆探手段以點代面劃分地質界面的方法常帶來一些缺陷的問題。如地下不明物體、軟弱結構面、斷層等在地下的分布特征、形態、位置等相對傳統的鉆探勘察方法。工程物探技術使用受場地、地形限制很少，勘探精度也較高，現在運用傳統的勘察和工程物探技術相結合的方法無疑在激烈的勘察市場競爭中制勝的法寶。在巖土工程勘察中應用發展最快的是彈性波技術。由于它是利用介質傳遞彈性波的特點來揭示地下物體界面，當地下物體的界面無形差異較大時，彈性波就會從運動學和動力學中表現出差異來。例如SWS工程地震儀其成果可以繪制出地下剪切波等圖形，采用彈性波測井技術可以獲得建筑工程抗震設計，地基地震評價所需的參數，它們是建筑場地的類別劃分、地震作用和結構抗震驗算的主要依據。
　　2.工程質量檢測
　　工程物探技術在巖土工程檢測方面的主要作用是地基的加固質量效果檢測、大壩的碾實密實度、路基的密實度、混凝土構件、樁基質量檢測等。常用的方法是瞬態面波法、地質雷達、彈性波測井等主要通過彈性波方法與原位測試試驗及密實度之間建立相關關系，通過施工前后代的檢測結果對比分析。還可以對建筑構件、大壩等混凝土的裂紋進行分析，掌握裂紋狀況和有關參數，判斷對建筑物的危害程度及研究相應的補強措施，還可以檢測混凝土路面、瀝青路面的厚度等。
　　樁基無損檢測是工程物探技術的在建筑施工質量控制應用最為廣泛的一種重要手段。因為隨著高層、大型工程的蓬勃興起，樁基礎在我國得到了廣泛的應用。由于地質條件、施工技術等因素的影響，導致許多樁基礎存在斷裂、離析等質量問題，嚴重影響建筑物的安全，因此用物探方法進行無損檢測方法很快應用在工程檢測中，主要包括錘擊法和機械抗阻法。錘擊法主要是一種瞬態動測法，嵌在土中的樁基相當于一根在阻尼介質中上端自由而下端彈性連接的彈性桿。當在樁頂或樁側施加外