復雜地質條件下巖土工程勘察技術的運用分析

楊君平

廣東省地質災害應急搶險技術中心 廣東 廣州 510030

在我國廣闊的國土上，地形地質條件的復雜性給巖土工程帶來了巨大挑戰。面對多樣的地質條件，巖土工程勘察技術的科學性與準確性至關重要。在復雜地形地質條件下，勘查風險增加，可能對建筑物的安全和穩定造成威脅。為了確保工程質量和人們的生命財產安全，本文將介紹復雜地質條件下巖土工程勘察技術的重要性和實施方法。結合現場實際情況指出，工程團隊需充分考慮水文、地質等因素，運用科學有效的技術手段提高勘查水平，為巖土工程施工奠定扎實基礎。期望通過對這些方法的深入研究，為工程團隊提供有益的參考，幫助他們在實際工程項目中選擇適當的液化處理方法，確保工程質量和人們的生命財產安全。

1 分析復雜地形地質條件下巖土工程勘察要領

在復雜地形地質條件下進行巖土工程勘察，需要對勘察要領有深入的理解和把握。復雜地形地質條件下的勘察要領主要包括勘察點間距和深度的設置，以及地基承載力指標的確定[1]。

1.1 勘察點間距和深度

在復雜地形地質條件下進行巖土工程勘察，合理設置勘察點間距和深度至關重要，以確?？辈旖Y果的準確性?？辈旃ぷ魅藛T需結合地質條件的復雜程度、工程規模和重要性等因素，綜合考慮勘察點間距和深度的設置。

勘察點間距：復雜地質條件往往導致地質現象分布不均勻。因此，在設定勘察點間距時，應結合工程規模和地質條件，采用較小的間距，如每100-200m一個勘察點，以更準確的判斷地層分布。對于大型工程或地質條件較復雜的項目，建議縮小勘察點間距至50-100m。當勘查人員選擇勘查區域時，應該全面了解該區域的地質情況，以便避免由于偏重某一方面的知識而使得勘查區域無法具有代表性。

勘察深度：勘察深度的確定主要取決于工程性質和地下工程設計深度。在復雜地質條件下，地層分布和巖土性質可能發生較大變化，因此需要設置較大的勘察深度，如40-60m?？辈焐疃葢鶕叵滤?、地質構造等因素進行調整。一般來說，勘察深度應不小于設計基礎底板以下的1.5倍至2倍。具體地基情況下，例如普通性質的巖石、軟土層、碎石層等，勘察深度應根據實際施工需求進行把控，如巖石地基控制在15m以內，軟土層在18m以內。

表1 勘探點間距深度設置

1.2 地基承載力指標

地基承載力指標衡量地基承受工程荷載能力，尤其在復雜地質條件下，評估地基承載力指標顯得尤為重要[2]。勘察人員需結合實際情況與經驗，綜合考慮以下因素以提升工程穩定性：

（1）地層性質：分析勘察資料，了解地層物理、力學和工程性質，判斷地基承載力。

（2）地基類型：根據地層性質和地下水位，確定地基類型（如淺基礎、深基礎、浮基等），以適應不同地質條件。

（3）地下水位：充分考慮地下水位對地基承載力的影響，避免高水位導致承載力降低或液化現象。

（4）地質構造：分析構造裂隙、斷層、褶皺等地質構造對地基承載力的影響，確保地基穩定。

（5）荷載特性：根據荷載大小、類型和作用時間，合理調整地基承載力指標。

2 分析復雜地形地質條件下巖石工程技術

2.1 原位測試技術

原位測試技術已被廣泛應用于各種巖土工程領域，并且對于評估地層的工程特征，例如強度、密實度和滲透性，都起到了至關重要的作用。標準貫入試驗、板載試驗、水壓試驗等方法在鉆孔過程中獲取地層信息，以保證工程的安全與穩定。在新時代背景下，巖體應力測試技術、十字板測試技術等多種原位測試技術在巖石工程勘察中發揮著關鍵作用[3]。

原位測試技術在我國巖土工程勘察中被廣泛應用，包括十字板測試和靜力觸探技術。在靜力觸探技術應用過程中，勘察人員需關注相關問題。首先，要調整探桿位置，確保整體位置的準確性，并將誤差控制在2%以內。其次，操作過程中需保證探桿垂直，避免位移，并保障連續性。此外，根據探桿深度調整探桿旋轉角度和錘擊貫入距離。當貫入距離小于10m時，探桿旋轉角度應控制在540°，貫入距離為1m；若貫入距離大于10m，則需要將角度和貫入距離分別控制在360°和0.2m之間。最后，在錘擊過程中，若50次操作后貫入深度未超過0.15m，可停止測試。這些原位測試技術為巖石工程設計提供了關鍵數據，保證了整個工程的安全與質量[4]。

2.2 巖層鉆探技術

巖層鉆探技術在巖土工程中是關鍵，通過鉆孔、取樣、測試獲取地下巖層信息，考慮地層類型、地下水位等因素選擇鉆孔方法，提高勘察質量與效率。實施鉆探時使用車裝鉆機、臺式鉆機，泥漿保護巖壁，回旋時采用巖芯。取樣時描述巖層特征，粘土層巖芯采取率應在75%，粘土土層巖芯采取率應高于90%?？辈槿藛T記錄土層變化，進行地層測試如標準貫入試驗、水壓試驗等，評估工程性質。充分研究土層分布結構，提高勘查結果真實性和科學性，確保工程安全和質量，圖1為巖土工程勘察現場。

圖1 巖土工程勘察現場

2.3 新興巖土工程勘察技術

1.無人機遙感技術無人機遙感技術通過搭載高分辨率相機、激光雷達、多光譜傳感器等設備，對復雜地形進行高精度、高效率的地表觀測和數據采集。這一技術在地質勘察和監測中具有廣泛應用，可以提高工作效率，降低人力成本，同時獲取更為詳細的地表信息。

2.數字地球模型與三維可視化數字地球模型與三維可視化技術將地質數據整合到數字地球模型中，實現三維地質信息的可視化。這種可視化技術有助于工程設計人員更直觀地理解地質條件，從而提高設計的精確性和有效性。此外，三維可視化技術還能為決策者提供直觀的輔助工具，以便在評估工程方案時更容易做出正確決策。

3.人工智能在巖土工程勘察中的應用人工智能技術，如機器學習和深度學習，可以用于處理大量巖土工程數據。通過訓練算法，人工智能能夠輔助地質勘察人員分析地質信息、預測地質災害、優化工程方案等。同時，人工智能在地質勘察中的應用也能提高數據處理速度，減輕工作人員的負擔。此外，人工智能還能輔助地質勘察人員發現潛在的異常地質現象，為防災減災提供有力支持。隨著人工智能技術的不斷發展，未來將在巖土工程勘察中發揮更為重要的作用[5]。

3 復雜地形地質條件下勘察巖土工程技術的有效方案

3.1 關注勘察以及取樣

在極其復雜的地貌、地質環境下，為了獲得更加精準的勘探結果，勘探工作者應當積極探索并不斷改善勘探技術，以達到最佳的效果。在勘察和取樣過程中，要根據地層類型、地下水位和施工條件選擇合適的鉆孔方法和技術，確保樣品的代表性和完整性。針對不同工程所處地區的巖土層結構和地基基礎形式，注意勘察深度及對應間距標準的差異問題。例如，面對高6層的磚混型建筑時，勘察人員只需應用15m勘測深度的勘探孔；而面對高5層的框架住宅建筑結構時，因為其自身承載力柱荷載量相對較大且基礎面也比較大，在這種情況下，需要使用比15m更深的勘探孔。結合實際情況，應用克里格法、多道瞬態面波法等具備科學性和時效性的勘查技術，以提高勘察精度。鑒于復雜的地質地貌，勘查工作者應該特別重視勘查點的位置，盡可能減少它們之間的距離，并采取加密措施，以確?？辈榻Y果的精確度，并最大限度減少可能存在的安全風險[6]。

3.2 地基土液化處理

由于復雜的地貌和地質環境，地基土壤有可能出現液化的情況，尤其是當其中含有微粒狀的沙礫時。由于外力的作用，粉細砂的孔隙水會在壓力下被排出，從而導致地基土從固態轉變為液態。因液化作用，整個地基的土壤結構受到了極大的破壞，從而使得其抗堿強度急劇減弱。為了確保工程建筑物的安全和穩定，需要對地基土進行液化處理[7]。以下是幾種常用的液化處理方法：

采取多種措施來提升地基土的密實度，包括壓實、振動和沖擊，以增強其耐液化性，并有效防止地基土發生變形。采用這種技術，可以顯著改善地基土的結構強度、抗壓能力和耐久性。

地基土加固：注入化學物質、灌漿或混凝土等材料，使地基土顆粒連接在一起，形成更穩定的結構。這種方法可以顯著增強地基土的抗液化能力和承載力。

深層地基處理：采用攪拌樁、砂石樁、土鉆注漿樁等方法，將地基土與其他抗液化材料混合，以增強其承載力和抗液化能力。這些方法可以有效減少地基土的液化風險，提高整個工程的穩定性。

排水措施：設置排水系統，降低地基土中的孔隙水壓力，從而減輕液化風險。包括設置排水溝、滲水管等設施，以便在地震等災害發生時迅速排放地基土中的水分，降低液化可能性[8]。

地震隔震設計：在建筑物和地基之間設置隔震層，減少地震波在地基土中的傳播，降低地基土液化的風險。這種方法可以在一定程度上提高建筑物的抗震性能，減輕地基土的液化壓力。

夯實法：利用起吊設備和重錘進行夯實處理。通過將重錘提升到一定高度后，放開重錘使其自由下落，實現對地基整體的夯實處理。這種方法能有效提升地基強度，提高整個地基結構的穩定性。

3.3 地下水勘察工作

在復雜地形地質條件下的巖土工程勘察中，地下水勘察是重要環節。工作人員在完成最后一個鉆孔操作后，必須在24小時內完成地下水位的監測。通過對地下水影響因素的系統歸納和分析，以及在水位下降時期的實地考察，可以更好地了解情況?？辈烊藛T需了解近年來現場的最高水位數據，并對每一年的水位數據進行科學分析，以獲得地下水的活動規律信息[9]。如果鉆井的深度超過兩個或更多的水層，就必須對其地下水位進行精確的測量，并采取有效的防滲措施，如使用套管。

因為巖土工程施工經常會遇到滲漏問題，所以采用防滲技術變得至關重要。注漿技術是一種廣泛應用的防水方法。通過在基礎上鉆孔，控制孔洞深度，先將漿液注入軟土中，然后施加壓力，改變基礎的松散狀態，提高結構的緊密程度，從而實現防滲的目的。通過注漿處理，不僅可以提高防滲性能，還能增強基礎的承載能力。當前，灌漿技術已經發展到多種不同的形式，包括高壓噴射、接觸灌漿和帷幕灌漿等，其中，高壓噴射技術應用最為廣泛。在實踐操作之前，首先要對洞穴進行鉆探，安裝完畢的注漿管，隨即施加壓力[10]。當壓力施加時，漿液會迅速擴散至地基，并最終填補空洞，從而實現防滲的目標。

4 結束語

地基土液化處理在工程建設中至關重要，它對確保工程安全和穩定具有重大意義。本文探討了液化處理的必要性及多種方法，如改善地基土密實度、地基土加固、深層地基處理、排水措施、地震隔震設計和夯實法。選擇適當的液化處理方法可以顯著提高地基土的承載力和抗震性能，保障整個工程的安全和穩定。在今后的工程實踐中，工程團隊應關注地基土液化處理，根據地質條件、地基土性質和工程需求選用最佳方法，以確保工程質量和人們的生命財產安全。