摘 要:工程勘探技術伴隨著現代新技術的應用而日益受到工程施工上的青睞,地質條件勘察作為巖土工程建設施工的基礎和前提,對于整個工程施工來說意義重大,特別是大中型建筑如橋梁、地鐵、場館、港岸、水利工程等,都與地質勘探技術息息相關。為此,了解和熟悉現代勘探技術在巖土工程施工中的技術分析,并從勘察報告中獲取有價值的技術參數和信息,以指導巖土工程施工需要就顯得尤為重要。
關鍵詞:勘探技術 巖土工程 物探技術 GPS技術 應用問題
中圖分類號:TN2 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)02(a)-0083-02
工程地質勘探作為地質工程專業的一個分支,在現代工程建設施工中的作用也越來越大。隨著城市建設發展步伐的加快,對高層建筑、大中型建筑如橋梁、隧道、地鐵、海洋港口等水利、交通行業工程項目設計施工提出了新的要求,而巖土工程勘探數據作為工程設計施工的前提,在整個工程建設中作用更是不言而喻。為此,結合當前地質巖土勘探技術的發展現狀,就其在工程勘探設計施工中的應用展開論述,利用工程勘探技術來實現對不明地下物體的勘察、對建筑工程地基的勘察、對水域、滑坡地段的勘察等,以此為各項施工建設工程人員提供有益的探索和作出一定的技術參考。
1 巖土工程勘探技術的基本任務
巖土工程地質勘察是建筑工程設計、施工的前提,通過對巖土工程勘察數據的分析,為工程技術設計施工提供重要的基礎參數和工程信息,以促進工程項目能夠按照預定要求完成相應的施工目標?!稁r土工程勘察規范》(GB50021-2001)就明確要求,在工程勘探前需要對整個過程的建筑平面圖,場區的地面標高、建筑物的規模、結構特點、埋置深度、荷載等數據進行收集,為此,作為巖土工程勘探的主要任務就是能夠真實的獲取擬建場區的地質條件和水文數據,并以此來對整個基礎建設工程的巖土工程指標和地基參數進行可行性分析,確保整個建筑物的穩定與適宜。具體來講主要體現在以下幾個方面:一是能夠結合工程勘察實際,就施工場地的地質、地貌、地形,以及巖土結構的類型和成因進行深度分析,并從中得出相應的數據參數和變化規律,提出相應的勘察評價;二是就建筑物及周邊的場地特點,對其中的特殊土質的成因以及分布、發展趨勢進行分析,并就其危害程度提出相應的防治措施;三是對埋藏在施工場地及周邊的孤石、河道、暗洞,以及對工程施工不利的埋藏物進行定位和分析;四是就工程施工場地的水文變化特征和規律、以及對工程建筑物的腐蝕性進行分析;五是通過對場地的地震效應如滑坡情況、泥石流、地面沉降,以及斷裂帶特征等不良地質信息進行分析并提出相應的防治措施;六是通過對基坑及周邊環境進行巖土參數分析,就施工要求,以及對周邊地形、建筑物的影響程度進行可行性分析并作出明確判定。
2 工程物探技術在巖土工程中的應用
隨著電磁理論和電學原理的發展,為工程物探技術的革新帶來了新的推動,如淺層地震折射波法與彈性波測井技術、多通道瞬態面波法技術、高密度電法技術、地質雷達技術、電磁波層析成像技術等,都在工程建設施工行業中受到了廣泛的應用。通過地質工程物探技術的分析,不僅可以提高傳統勘察方法面臨的技術瓶頸,而且去有效的勘探技術和先進的勘察手段能夠為各類工程設計、施工人員提供有效的參考數據和信息,以提高對復雜巖土工程項目的技術攻關。同時,對于不同的巖土工程設計要求,常常采用多種物探技術聯合使用,使其相互補充、相互驗證,以提高對探測對象的適用性,增強巖土工程勘探施工中解決問題的可靠性。
2.1 物探技術在巖土工程勘察中的應用
在巖土工程勘察中,利用物探技術來連續增加測量點以獲得連續的地質界面,可以有效的規避傳統鉆探以點帶面的地質分析方法的不足,提高對地質巖土工程的檢測精度,如對地下洞穴的探測、對斷層結構的探測、對不明物體的探測等,同時工程物探技術在使用成本及耗時上對地質條件的限制較少,又能夠提供較高的勘探精度,為此,在合理的選擇和應用工程物探技術是贏得勘察市場競爭的有效手段之一。
在實際工程勘察中,彈性波技術是應用比較廣泛的巖土工程勘察方法,它利用不同介質對彈性波的傳遞特性來揭示出地下的物體界面,當地下物體的界面物性發生較大變化時,就會對彈性波表現出動力學和運動學不同的異常特征,并以此來判斷地下介質的物性和特點,其次電磁波技術和電法技術的應用,利用對地質進行雷達勘探和高密度電法技術,也可以實現對建設工程場地的地質條件的進行詳細的動力參數分析,從而獲得對建設工程的設計和施工的有效依據。
2.2 工程物探技術對探測數據的分析和解釋
對物探數據的采集是工程物探的首要任務,物探工程師將收集的野外地質樣品通過相應的分析儀器和計算,從而得出地質特征資料,為巖土工程師對整個工程的設計、施工、項目判斷提供有力的參考依據。為此,物探工程師對物探資料的解釋的正確性是整個物探環節中的關鍵點,不僅需要具備深厚的物探地質專業知識,還要具有豐富的巖土工程主業知識,并以此來實現對工程物探項目的科學正確分析。比如在利用彈性波來勘探地質時,在對妨礙分辨的干擾波進行分離時,盡管從理論上可以實現有效的分離,但在實際上分離是有限度的,干擾波是永遠存在的,為此,只有通過長期的實踐分析和探索,才能夠從眾多干擾中識別出有效波,獲得對真實的地質數據。同時,在工程物探資料分析中,還需要借助于鉆探、原位測試等過程來對比和驗證,而對比中的不一致現象就需要進行具體分析,如彈性波物探法是利用彈性波在不同介質中的傳播速度來劃分地質界面的,當不同的地層具有相同或相近的力學性質時,彈性波所反映的速度變化也是相同或相近的,這就給地層解釋帶來難以區別的誤相,為此,只有通過其他物探方法來進行深入的對比和驗證,從而結合相應的研究經驗來得出科學、正確的物探分析結果。
2.3 工程物探技術在巖土檢測中的應用
巖土檢測是工程施工中的重要環節,采用工程物探技術來實施巖土檢測,能夠更加準確的得出巖土工程的施工質量,比如利用瞬態面波法來檢測大壩的碾壓密實度,采用地質雷達技術來檢測基樁的質量,彈性波速度測井技術來檢測混凝土構件等,其原理是借助于對測試值與原位測試紙及密實度之間的相關性,來進行施工前后的結果對比分析,從而判斷建筑工程巖土施工的質量,并對其危害程度提出相應的補救措施。
在對混凝土路面等檢測時,利用工程物探技術中的樁基無損檢測技術是利用動力測樁法和聲波測樁法,來根據彈性波傳遞速度的變化來判斷樁基質量,以及發生缺陷的位置等信息,以其檢測速度快、檢測成本低、方便有效而被廣泛應用。
3 GPS定位測量技術在巖土工程勘探中的應用
GPS技術的巖土工程勘探中的應用起步較晚,但隨著其在巖土工程勘探測量中的較好表現,其應用范圍也在不斷擴廣。在GPS全球定位技術中,主要借助于空間衛星群和地面接收監控系統的支撐,利用GPS接收機、以及其他接收終端來實現對檢測對象的詳細檢測勘探數據的過程。其具體實施過程如下。
以某山區橋梁建設工程為例,由于工程點位于半山腰,山地地形復雜,樹木茂盛,不僅對施工作業造成困難,也對巖土工程勘探帶來了難度,最終確定采用GPS巖土勘探測量方法來實施。本項目采用天寶(Trimble)4800GPS 測地型接收機進行地面接受,選擇快速靜態定位模式來完成測量要求。首先是對工程勘探的準備事項,對整個工程進行擬定作業計劃,準備相關儀器設備,組織相關人員收集工程資料,編寫工程技術設計書,開展前期的選點、埋石工作,合理布置測控等級點,依照規范要求做好點標志。其次是制定詳細的觀測計劃,對觀測時段,設置的衛星截止角,以及幾何精度因子等信息進行周密計劃,并對相應的采集設備及軟件進行必要的測試,對通信、交通、后勤保障問題進行事前安排,以實現對整個檢測項目的合理調度。再次是進入測量過程,通過對采集器的相應要求來設置,如采集間隔時間、衛星高度截止角、時段號等信息,完成采集并關閉接收機。最后是形成觀測記錄并填寫觀察報告,整理好數據以備日后測算使用。
4 利用勘探技術在巖土工程中的注意事項
在進行巖土工程勘探技術實施時,一是要做好與工程設計單位的良好溝通,在勘探前要充分分析擬建工程的特性和要求,對勘探中的問題進行及時溝通以促進整個勘探工作合理、便捷、準確、有效,避免誤判和項目返工。二是在進行勘探檢測時,要結合相應的操作規范和規程,采用科學有效的勘察手段和方法,從經濟的角度來完成勘察任務,對勘察項目進行等級劃分,以實現對地基復雜程度和重要性有一個明確的目標。三是確定適應的勘察基礎方案,勘察方法的制定是根據工程場地實際和項目設計總體要求來制定的,勘探單位不能以自身單位利益而片面更改勘探報告的建議,應深入工程實際,確??碧匠晒捻槙场⒄鎸?、有效。四是在采用勘探技術時要結合技術的適用性和局限性,合理確定巖土工程勘探技術,實現多種技術互補,相互驗證,從而確保工程勘探質量和準確性。
參考文獻
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