复杂地形地质条件岩土工程勘察分析 王健

发表时间:2020/7/27   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:王健
[导读] 摘要:复杂地形地质条件下的岩土工程勘察已经成为工程项目的重点内容,本文在详细了解岩土工程地质勘察中存在的问题之后,介绍了岩土工程勘察的技术手段,最后对相关技术的发展方向进行研究,希望能为复杂地形地质的勘察提供支持。
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        摘要:复杂地形地质条件下的岩土工程勘察已经成为工程项目的重点内容,本文在详细了解岩土工程地质勘察中存在的问题之后,介绍了岩土工程勘察的技术手段,最后对相关技术的发展方向进行研究,希望能为复杂地形地质的勘察提供支持。
        关键词:复杂地形;岩土工程;地质勘察
        前言:
        岩土工程勘察在施工前期起到至关重要的作用,可以为工程项目施工提供充足的地质资料信息,对于保证施工安全、提高施工效率具有重要影响。我国地域广阔,很多工程项目在施工期间都要考虑复杂地质问题,包括软弱土层、风化岩土层,通过地质工程勘察能够及早发现不良地质和特殊性岩土,保证工程施工顺利进行。
        1.复杂地形地质条件下岩土工程勘察中存在的问题
        1.1勘察点间距设置不合理
        从工程地质勘察的角度来看,野外工程勘察已经成为其中的重点内容,根据国家相关规范规定,在地质条件复杂的情况下,需要对勘察点做加密处理,这样才能获得详细的地质资料信息,提高数据精准度。但是在实际勘察过程中,很多勘察人员受传统工作思维的影响,疏忽了复杂地形地质条件的影响,导致勘察点的间距过大,这种情况下会导致地质勘察结果出现差异。有学者通过研究认为,在部分岩土工程中因为没有明确勘察点间距,勘探范围大且不细致,进而无法了解目标地区的岩土特性,甚至在室内岩土分析环节经常会发现特殊性岩土,造成地基等级出现差异,这应该是工作人员重点关注的问题[1]。
        1.2勘察点深度不合理
        勘察点深度也是影响最终勘察结果的重要因素,例如对于低层的砖混结构建筑,在复杂地形地质条件下,常规的勘察深度往往是不够的;若在勘察期间发现地基为软弱岩土层,还需要进一步增加勘察深度。而目前,高层建筑物、超高层建筑物越来越常见,此类建筑物的体量大,在发生质量事故后可能引发更严重后果,所以此类建筑物的勘察深度还需要进一步增加。但是如果技术人员没有考虑到建筑物具体情况而盲目选择勘察点深度,会引发勘察点深度不足或者勘察资源浪费的现象。
        2.复杂地形地质条件下的岩土工程勘察技术研究
        2.1原位测试技术
        目前原位测试技术在岩土工程勘察中具有多样化的表现形式,其中以静力触探实验、动力触探实验、标准贯入实验、旁压实验等最为常见,不同的原位测试技术所取得的勘察结果是不尽相同的,必要时应采用多种测试手段并相互验证。以某复杂地质条件下的软土为例,分别采用旁压实验和静力触探试验得出的地基承载力相差甚远,经过分析,其原因除了两种测试手段的原理不同,人为的原因也很重要。总结如下,旁压实验应注意:孔形圆整、孔壁垂直,并尽量避免对土体的扰动;孔径不宜过大:取过土样或进行过其它原位测试的孔段不宜进行;跨越不同性质土层的孔段不宜进行;最小试验深度、连续试验深度的间隔离取土钻孔或其它原位测试孔的间距以及试验孔的水平距离不宜过小;钻孔深度应比试验深度大50cm以上。静力触探试验应注意:实验点与已有钻孔、其它原位测试孔距离不宜过小;应选用合适的探头,以保证在压入过程中仪器灵敏度较高而又不致损坏;探头压入过程中应尽量匀速垂直;实验点应避开地下管道、电缆等。
        2.2地质测绘技术
        地质测绘技术被认为是岩土工程勘察的重点内容,通过将测绘技术运用到岩土工程中,能够完成地形地质的调查与分析,了解目标区域地质、地形的复杂性,最终判断出地形地质对工程的影响。
        目前常见的地形测绘技术为GPS、GIS技术,使用无人机,对目标区域进行连续探查,记录地形地貌特征;同时配合钻探结果,记录地下水文、岩土层变化,了解其地层、地质情况,判断地质变化趋势,形成详细报告,并判断岩层风化作用变化。


        2.3岩土层钻探技术
        岩土层钻探技术能够掌握复杂地形地质条件的岩土信息变化,常见设备包括台式钻机、车装钻机等,一般情况下在钻探期间通过泥浆护壁,单管回转采芯,岩土层的采取率应保持在70%以上,而黏土层的采芯率应超过90%。但对于碎石土层、破碎岩层、滑坡堆积层等采用传统的泥浆护壁,单管回转钻进取芯率可能偏低,导制技术人员不能对地层进行准确划分和描述,此时应及时调整钻探工艺。复杂地形地质条件下经常会遇到滑坡,此时就以滑坡堆积层为例简单说明,滑坡堆积层钻探应采用干钻、无泵反循环或双层岩芯管等钻进;勘探过程中应结合岩层情况、滑坡稳定程度、滑动面位置及下部岩性等,确定下套管的深度;接近滑动面附近时应干钻;应大压力、低转速,提高岩芯采取率;回次进尺应控制在0.3~0.4m;采用植物胶(泥浆)护壁金刚石钻头双层单动岩芯管钻进可提高采取率;除及时鉴定岩芯、取样外,还应进行孔内水文资料观察等。采芯期间应注意岩土层在水平、垂直方向上的变化,随时收集地形地质资料,最终从宏观上掌握岩土层的特征,最终对岩土层的基本情况作出判断[2]。
        2.4室内测试技术
        室内测试技术是岩土工程勘察的重点内容,可在室内测试中掌握岩土层的结构,通过试验分析的方法掌握岩土层详细的物理力学指标,并提高勘察报告中相关参数的精准度。目前室内测试的技术手段多样,除常规的实验,如密度、含水率、界限含水率、压缩试验、剪切实验等外,还应根据工程的需要做针对性的特殊实验,如软土的三轴试验、无侧限抗压强度试验、静止侧压力系数实验和高压固结实验等。
        3.提升岩土工程勘察质量的方法
        3.1关注岩土工程的勘察与取样
        为了提高岩土工程的勘察质量,取样则是其中的重点内容,采用准确的取样勘察方法,提高土样的质量,可以显著提高勘察结果的精准度。如果土试样的质量不能保证,则土工实验的仪器再精密、操作方法再严格也无法保证实验结果能真实反映地层的工程性质。土样的质量取决于土样的扰动程度,引起土样扰动的因素主要有应力状态变化、钻探操作工艺、取土技术等,其次还有一些其它因素,如储存过程中的物理、化学变化,运输过程中的振动、失水,制备土样时的切削扰动等。以上因素中有的是无法避免的,如原位应力的解除等,有的因素是可以人为控制的,如取土器的规格、取土方法和操作工艺等。现场操作人员应尽量提高取土质量,比如:砂样宜从标贯器中采取,卵石层采用双层单动岩芯管采芯取样,软土采用带样可靠的薄壁取土器,连续压入取样。原状土样及易风化的岩石样应及时密封、及时送样。
        3.2合理运行勘察技术
        为了能够更好的适应复杂情况下的岩土工程勘察要求,相关人员要积极引进现代化的勘察技术,尤其是在复杂地形条件下,应该选择科学有效的勘察方法来掌握地质信息。例如为了能够避免随意设定勘察点位置,在工作中可使用克里格法;在评估岩土工程的基本情况,可选择回归分析法配合无损地质雷达技术等,对地质岩土层变化进行判断,降低出现勘察问题的风险。
        从现有技术发展情况来看,依托信息技术能够进一步提高数据处理效果,例如选择地球物理勘察方法,通过专用仪器,判断各类岩石、土体的密度、弹性、磁性等,最终解释工程地质条件情况。按工作条件分为地面物探和井下物探(测井);按被探测的物理性质可分为电法、地震、声波、重力、磁法、放射性等方法。工程地质勘察中最常用的地面物探为电法中的视电阻率法,地震勘探中的浅层折射法,声波勘探等;测井则多采用综合测井。上述技术的先进性已经得到了学者广泛认可,一方面能够充分收集目标地区的岩土信息,另一方面也能构建岩土工程三维模型,通过以这些数据为基础,在控制点上布置勘探点,能够减少岩土工程中的盲目性,提高数据质量。
        3.3重视地下水方面的勘察
        地下水勘察难度较大,正常的岩土工程需要记录地下水变化,依托本地区的相关地质资料或者本地区其它工程项目的勘察结果进行判断,将近几年的水位变化信息进行汇总后,获得水位最高值,并评估水位变化对岩土工程的影响。
        结束语:
        在复杂地形地质条件岩土工程勘察中,相关人员需要充分考虑地质、水文等因素的影响,依托现有工作要求,将现代化信息技术运用到工程项目勘察中,通过优化工作细节,推动勘察工程变革,这是降低质量问题发生的重点内容。
        参考文献:
        [1]康果,朱斌,刘君.岩土工程勘察技术在复杂地形地质条件下的应用实践[J].世界有色金属,2019(23):259+261.
        [2]苏斌.复杂地形地质条件岩土工程勘察实践与探索[J].中国设备工程,2019(16):192-194.
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