復(fù)雜地形地質(zhì)條件巖土勘查技術(shù)分析

劉 琦

（貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局地質(zhì)勘測(cè)設(shè)計(jì)院，貴州 貴陽(yáng) 550001）

隨著工程行業(yè)的發(fā)展，所面臨的施工環(huán)境也越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)巖土勘查技術(shù)的要求也越來(lái)越高。尤其是復(fù)雜地形地質(zhì)條件下，施工環(huán)境較為惡劣，如果不能精準(zhǔn)的掌握施工區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，將給工程的后期建設(shè)埋下巨大的安全隱患。因此，研究分析復(fù)雜地形地質(zhì)條件巖土勘查技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 復(fù)雜地形地質(zhì)條件下巖土勘查技術(shù)應(yīng)用難點(diǎn)

（1）地形和構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜。復(fù)雜地形地質(zhì)條件下的巖土勘查工程，最明顯的特點(diǎn)就是地形構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜，往往是多種地質(zhì)構(gòu)造組成，且地形條件也呈現(xiàn)多樣性[1]。基于此背景下，巖土勘查技術(shù)必須進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)整，確保可以對(duì)工程區(qū)域的地形條件以及地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行精準(zhǔn)的全面的了解，從而為未來(lái)的工程施工提供詳細(xì)的參考資料。

（2）資料不健全。在巖土勘查之前，相關(guān)工作人員往往需要對(duì)勘查區(qū)域的相關(guān)資料進(jìn)行收集，從而便于巖土勘查技術(shù)的調(diào)整，可以提高巖土勘查結(jié)果的準(zhǔn)確性。但是在復(fù)雜地形地質(zhì)條件下，很多原始基礎(chǔ)資料都存在缺失問(wèn)題，甚至部分資料信息的準(zhǔn)確性較差，給巖土勘查工作的開展造成了不利的影響。

（3）技術(shù)要求較高。一方面為了滿足復(fù)雜地形地質(zhì)條件的勘查要求，必須對(duì)勘查區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)形態(tài)、深度、巖層狀況以及不明物體等進(jìn)行全面準(zhǔn)確的勘查這對(duì)勘查技術(shù)提出了更高的要求。另外一方面，在巖土勘查工程中，人是執(zhí)行整個(gè)勘查任務(wù)的關(guān)鍵，尤其是復(fù)雜地形地質(zhì)條件下，對(duì)工作人員的專業(yè)技術(shù)能力要求更高。

2 常見復(fù)雜地形地質(zhì)巖土工程勘查技術(shù)

（1）室內(nèi)試驗(yàn)。所謂室內(nèi)試驗(yàn)，就是根據(jù)巖土工程的實(shí)際情況，對(duì)勘查區(qū)域的巖土樣品進(jìn)行采集，并在室內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)分析，從而掌握巖土顆粒、壓縮指標(biāo)等數(shù)據(jù)，為巖土工程的下一步施工提供參考依據(jù)。此外，還可以利用室內(nèi)試驗(yàn)技術(shù)對(duì)巖土層當(dāng)中的砂土特性、地下水含量情況進(jìn)行科學(xué)的數(shù)據(jù)分析判斷。

（2）鉆探勘查。作為當(dāng)前巖土工程常見的勘查技術(shù)手段之一，鉆探勘查可以對(duì)各土層變化進(jìn)行記錄，詳細(xì)的掌握每一種土層的特征，可以為巖土工程提供有力的參考依據(jù)。首先對(duì)所需勘查的巖土區(qū)域進(jìn)行鉆探，并對(duì)巖、土、水等進(jìn)行取樣，確保采樣率高于90%。其次對(duì)勘查結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)的記錄，必要時(shí)進(jìn)行二次勘查，提高勘查結(jié)果準(zhǔn)確性。最后結(jié)合實(shí)驗(yàn)對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)量，從而確保勘查區(qū)域的巖土結(jié)構(gòu)。

（3）原位測(cè)試試驗(yàn)。原位測(cè)試技術(shù)可以劃分為兩種，一種是定量方法，就是在已經(jīng)成型的方法的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行原位測(cè)試。另外一種是半定量方法，即在完成原位測(cè)試試驗(yàn)過(guò)程中，借助某種條件所獲得的試驗(yàn)結(jié)果。

圖1 聲波測(cè)井巖土勘查技術(shù)示意圖

（4）聲波測(cè)井。所謂聲波測(cè)井，就是利用聲波在不同介質(zhì)中傳播時(shí)，所產(chǎn)生的時(shí)差來(lái)對(duì)復(fù)雜地形地質(zhì)進(jìn)行全面的勘查。例如在巖土工程勘查過(guò)程中，如果地層中存在溶洞、裂縫等結(jié)構(gòu)，都可能對(duì)聲波的傳播速度產(chǎn)生影響，進(jìn)而利用相關(guān)的儀器就可以獲得該區(qū)域巖層物性特征信息。如圖1所示。

3 復(fù)雜地形地質(zhì)條件下巖土勘查實(shí)例分析

某公路延長(zhǎng)線工程，全長(zhǎng)約為4.4km，設(shè)計(jì)通車速度為每小時(shí)50km，設(shè)計(jì)路面為雙向四車道，道路寬度為34m。由于道路延長(zhǎng)線施工區(qū)域存在河流以及各類市政管線，相對(duì)施工環(huán)境比較復(fù)雜，必須采用科學(xué)的巖土勘查技術(shù)對(duì)施工區(qū)域的地質(zhì)條件進(jìn)行全面精準(zhǔn)的勘查。

（1）勘查工作布置。結(jié)合本工程實(shí)際情況，巖土勘查點(diǎn)沿著道路的中心線進(jìn)行布置，相鄰勘探點(diǎn)之間的間距為100m，共計(jì)設(shè)置了37個(gè)鉆孔。對(duì)于本道路跨越河流區(qū)域的橋梁，共布設(shè)了32個(gè)鉆孔，箱涵共布設(shè)2個(gè)鉆孔。①對(duì)于道路勘探孔在施工過(guò)程中，要求其深度必須大于有效持力層2m；對(duì)于橋梁勘探孔在施工過(guò)程中，要求深度必須大于微風(fēng)化地層5m；②將總孔數(shù)的三分之一作為控制孔，且控制孔也作為技術(shù)孔，根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，本工程勘探點(diǎn)布設(shè)的Ⅱ級(jí)控制點(diǎn)如表1所示。③在進(jìn)行原位測(cè)試時(shí)，對(duì)本工程主要土層都至少進(jìn)行6組以上的試驗(yàn)，確保滿足相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求。

表1 Ⅱ級(jí)控制點(diǎn)布設(shè)

（2）巖土勘查技術(shù)的選擇。本工程根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求，采用了綜合性的巖土勘查技術(shù)，包括鉆探施工、原位測(cè)試以及室內(nèi)試驗(yàn)等。①鉆探施工：采用XY-1型鉆機(jī)進(jìn)行鉆探施工，在施工過(guò)程中嚴(yán)格按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求進(jìn)行土、巖以及水的取樣工作。②原位測(cè)試：主要采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)和靜力觸探試驗(yàn)等方式，進(jìn)行原位測(cè)試。③室內(nèi)試驗(yàn)：主要針對(duì)取樣的土、巖以及水進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，掌握其巖土特性。

（3）原位試驗(yàn)。①標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)：該實(shí)驗(yàn)采用穿心錘，重量約為63.5kg，在76m處進(jìn)行自由落距。首先將標(biāo)準(zhǔn)貫入設(shè)備，打入到鉆孔當(dāng)中約15公分，然后通過(guò)自由落距繼續(xù)打入，直到深入30公分厚，對(duì)錘擊次數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的記錄。根據(jù)有關(guān)計(jì)算公式，對(duì)鉆桿長(zhǎng)度進(jìn)行修正后，獲得標(biāo)準(zhǔn)錘擊數(shù)修正值。②十字板剪切試驗(yàn)：本工程的十字板剪切試驗(yàn)采用高徑比的十字板，將其插入到土層當(dāng)中，通過(guò)對(duì)十字板頭進(jìn)行扭力矩的施加，對(duì)土地進(jìn)行破壞，最終計(jì)算出本工程土地的最大抵抗扭損力矩和土體抗剪強(qiáng)度值。③靜力觸探試驗(yàn)：所謂靜力觸探試驗(yàn)，就是將帶有傳感器的圓錐形鉆頭，基于垂直靜力的方式下，按照一定的速度壓入到巖土勘查區(qū)域，通過(guò)對(duì)探頭阻力的測(cè)量，獲得勘查區(qū)域的土層工程性質(zhì)。本工程采用的靜力觸探儀器為YQI型號(hào)，探頭錐底面積為10cm2，有效側(cè)壁長(zhǎng)度57mm。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，巖土勘查技術(shù)也得到了迅猛的發(fā)展。尤其是在復(fù)雜地形地質(zhì)條件下，進(jìn)行巖土工程施工時(shí)，為了減少地質(zhì)條件、水文條件等對(duì)工程的硬性，巖土勘查技術(shù)的選擇至關(guān)重要。相關(guān)工作者應(yīng)當(dāng)重視自身專業(yè)素質(zhì)的提升，針對(duì)不同的巖土工程情況，合理的選擇合適的巖土勘查技術(shù)，提高勘查結(jié)果的全面性和準(zhǔn)確性，確保工程建設(shè)的順利開展。