復雜地質條件下巖土工程勘察的應用與實踐重點分析

張達

摘? ? 要：復雜地質條件的巖土體地質特征不夠完善，空間分布變化大，如何采用經濟、合理的手段來開展巖土工程勘察工作就顯得非常重要。文章闡述了當前常用的巖土工程勘察技術，以地質雷達技術為例，結合工程實例探討了復雜地質條件下的巖土工程勘測技術的應用效果，證實這一技術具有圖像實時表現、分辨率高的優勢，將這一技術結合地質鉆探技術，可查明地下介質的變化特征以及空間組合，能為合理評價巖土工程特征提供重要依據，提高勘察工作效率。

關鍵詞：巖土工程勘察技術;復雜地質條件;地質雷達

1? 前言

我國國土面積遼闊，地形相對復雜，包括山區、平原、丘陵以及高原等地形，一些地區常見河流、巖石等，這明顯增加了施工難度，外加一些地區的自然環境相對惡劣，施工過程中稍有不慎就可能引起泥石流、滑坡等地質災害，這就要求與地形條件以及工程所在地的環境需要相結合采取相應巖土工程勘察技術[1]。

2? 巖土工程勘察技術

2.1? 巖層鉆探技術

這一技術對巖層進行采樣，對巖層的垂直以及水平上的變化進行分析。巖層鉆探技術包括泥漿護壁、全部采芯以及回轉鉆進等，需要結合巖石的不同性質確定相應巖芯采樣率，例如粘性土巖芯的取樣率要超過90%，而砂土層的巖芯取樣率要超過75%。當建筑工程為一些大型建筑時，其鉆孔深度較大，要針對不同深度的巖石底層進行采樣分析，記錄巖層的垂直及水平變化下的數據，進而為后期進行結構分析以及方便施工提供依據。

2.2? 地質測繪技術

作為復雜地質條件下巖土工程勘察的重要技術之一，地質測繪技術通過科學的規劃細化工程勘探區域內的地質情況、地形條件以及地層變化等，進而為后期施工提供便利。地質測繪技術在施工之前詳細調查施工地區，細致分析地區不良地質現象以及地質地貌等，了解巖石的性質以及形成原因等，鑒定巖石風化程度等，保障施工得以順利進行。

2.3? 工程勘探技術

工程探勘技術也是比較常用的技術之一，當前人們越來越重視工程勘探，工程勘探技術的應用可滿足現代化工程測量以及巖土工程勘察技術的需求。例如，衛星導航技術、信息遙感技術以及無人機遙感等技術已經應用于巖土工程勘察中，這些技術的應用使得巖土工程的勘察水平得到了明顯的提高。

2.4? 原位測試技術

原位觸探測試技術具有可連續測試、無需取樣等技術特點，在巖土工程中應用廣泛。城市軌道交通建設是當前城市基礎建設的熱點，但是一些地區的巖土構成比較復雜、地質條件有較大變化，以往以鉆探采樣為主的勘察黨法難以確定基巖截面、既有地下建筑物以及孤石等，這對盾構機機具以及刀盤的選擇均造成負面影響，還可能引起風險。當前已經有物探技術在工程中的實踐案例，且取得了具有較高價值的應用成果。例如二維微動探測技術具有受到磁場干擾小、受到場地限制少的技術優勢，在地下人防工事、孤石以及溶洞等的探測中均取得了良好的效果。有工程采用微動探測技術對孤石進行探測，準確率超過70%[2]。

環境巖土工程勘察更強調的是目標土層的物理化學形式。由于現場作業條件限制，當一些環境巖土工程勘察所在地為垃圾填埋場或者污染場地時，此時工程物探技術就發揮著重要的作用。當前已經有電磁法、探地雷達以及電阻率法等物探方法得到應用。

3? 工程概述

某項目擬建一多層建筑物，其橫跨于斷裂變形帶上，斷裂帶內有次級斷裂構造發育，巖土破碎程度較大，這造成巖體差異風化作用強烈，風化帶厚度及埋深空間分布多變。除此之外，擬建場地內的擬建建筑物下方曾有數條地下巷道施工，其高2.2m，寬2.0m，埋深6m～10m，尚不清楚巷道的埋土范圍以及確切空間分布，巷道直接影響著建筑的結構設計以及地基方案確定。外加后期差異風化以及斷裂構造變形作用，場地范圍的地基組成復雜，地形多變，地面高度落差在6m～6.5m，有現狀建筑物，地面為水泥路面，地質條件差，巖土工程勘察工作難度大。

為了確保鉆探工作得以經濟有效、有的放矢地開展，該工程先利用工程物探技術的優勢，利用地質雷達來綜合測試，對鉆探目標靶區進行確定，制造鉆探工作，將物探結果與鉆探結果相結合來進行地質分析，合理評價地質條件，提出工程基礎方案。

4? 復雜地質條件下巖土工程勘察的實踐

4.1? 地質雷達測試

地質雷達探測采用發射天線將高頻電磁波發射道探測介質，采用主機與接收天線來接收、記錄反射電磁波，傳播介質的電性差異引起反射電磁波波形特征變化，分析記錄波形，對地下介質的結構以及組成差異進行推斷。該工程采用美國SIR-2型地質雷達，天線中心頻率100MHz，剖面法綜合測試。

進行地質雷達測試的目的在于弄清場地覆蓋層的空間分布，明確巷道以及填土范圍的空間變化，對地基巖性分層情況以及宏觀變化進行了解，同時對鉆探以及布置鉆孔提供指導。結合測試目的以及現場測試條件，將3條地質雷達側線剖面分別布置在場地的北部、西部以及東部，側線剖面大體上可跨越建筑基礎位置，兼顧地下巷道以及斷裂的可能空間分布區域。

4.2? 探測結果及地質解譯

對雷達探測數據作濾波以及圖像增強等處理，將地質雷達的波形特征與現場地質調查資料以及區域地質資料相結合作初步解譯，對勘探工作以及鉆探點選取提供指導;考慮到地質雷達反映地下介質的物理特性，其解譯分層情況與地質分層有一定差異，因此綜合比對地質雷達圖像以及鉆探資料并進行分析，修正、完善地質雷達解譯成果，對地質雷達的工程解譯提供指導，最后提出綜合探測結果[3]。

第四紀坡殘積層及表面填土層：該層厚度1-4m，主要為碎石及粘性土組成，含水量較少。地質雷達圖像可見反射層理，密紋系層，層面反差不大。

全-強風化斷裂構造巖及殘積土主要為構造巖的風化產物以及殘基土，這也是該場地的主要巖土層，全區發育。鉆探結果顯示該層的原巖成分主要是斷裂帶兩側的破碎巖體以及斷裂構造巖，其成分相對復雜，抗風化能力極差，多形成土狀結構。雷達圖像山給表現為強反射與吸收作用，下方電磁波衰減迅速、微弱，深部界面不清晰。

強-中等風化白云質灰巖的巖體相對完整，富含隧石質條帶，具有較強的抗風化能力，巖體主要是是中等風化。該層僅為局部分布，巖土缺乏完整性。地質雷達圖像表現為橫向連續性良好，紋理層序寬緩，層間有較大反差。

斷裂影響區：千層地層的影響紋理層序可見明顯褶皺斷續形態，且與斷裂的距離越近就越明顯。說明歷史時期該斷裂帶發生牽引構造變形，該斷裂是比較復雜的斷裂構造變形帶，斷層只是一個發育的次級小斷層，盡管原巖巖體發生差異風化作用，但是風化巖體以及殘積土層中仍然可見構造變形痕跡，從鉆探巖芯中清楚發現這些構造變形遺跡。

地下巷道及填土：地質雷達上發現剖面有弧形反射影響，應當解譯為巷道位置，但是由于巷道內部中空，節點常數差異不夠大，反映不夠明顯。填土層由于結構不規則，其影像與天然土層有明顯差異，填土層紋理層序也不規則。

5? 結束語

當項目處于地質條件復雜的地區時，進行巖土工程勘察對保證項目安全以及工程質量具有重要意義。這就要求建筑單位對勘察體制予以完善，重視培訓勘察人員，緊跟時代腳步，積極引進新型巖土工程勘察技術，加強對復雜地質條件地區的勘察工作，這樣才能確保勘察質量，為建筑工程質量提供保障。

參考文獻：

[1] 張旭波.地質雷達技術在復雜地質條件巖土工程勘察中的應用[J].西部資源，2019（3）.

[2] 付敏.巖土工程勘察在復雜地質條件下的技術應用探討[J].西部探礦工程，2019（5）.

[3] 何嘉慧.復雜地質條件下的巖土工程勘察方法[J].居舍，2019（11）.