梁荣宙
广西华蓝岩土工程有限公司 广西 南宁 530000
摘要:经济建设发展下,重大工程建设项目不断增加,对前期基础性岩土工程勘察也提出了更高要求。当前在岩土工程勘察中使用传统手段,已难以满足设计要求。需采用工程物探手段,有效解决岩土工程勘察中问题,保证勘察成效。只有做好岩土工程设计和施工工作,才能确保其它环节工作顺利开展。当前工程物探技术应用广泛,且操作起来比较简单、勘察效果高、成本投入低,是工程建设中重要勘察手段,需切实掌握其在勘察中应用。文章分析了工程物探技术应用于岩土勘察的主要流程,以及相关技术的具体应用,积累岩土勘察经验,推进勘察规范性发展。
关键词:工程物探技术;岩土工程勘察;应用价值;应用流程;相关技术
社会与经济发展下,岩土工程建设项目不断增加,为保证其施工效率、提高施工质量,需要在岩土工程勘察中合理应用工程物探技术,发挥其作用高效、精确完成勘察作业。全面收集岩土工程相关数据和资料,以方便工作人员设计和组织规划施工,避免外界因素影响到降低工程质量,从而有效提升工程效益。因此探讨工程物探技术在岩土工程勘察中应用有着重要意义,并需进一步完善其应用策略。
1.工程物探技术在岩土工程勘察中的应用价值
1.1在岩土工程检测中应用
现代科技进步下,工程物探技术也取得了良好发展,广泛应用于多个领域,比如路基密实度检测、地基加固评价作用等,都有着重大作用。近年来,瞬变电磁法、地质雷达技术等近年来广泛应用下,发挥着巨大作用。此外,在对建筑物裂缝问题检测勘察中,也可以使用工程物探技术通过对比分析电磁波传递速度差异来勘察、分析,掌握裂缝情况,详细评价其危害性,划分危害等级,为工程安全提供技术支持。在工程桩基建设中,应用工程物探技术对其开展无损检测,可以对混凝土质量实现科学、精准判断,方便具体操作、成本投入低,以大面积开展检测工作,并且可实现针对性抽样检测保证其应用成效。
1.2在岩土工程勘察中应用
在工程勘察中,钻探发挥着重要作用,有着以点带面特点,主要是不连续获取地质界面,实际获取的地质信息相对有限。而在岩土工程勘察中,应用工程物探技术可试下连续性勘察,获得全面勘察结果。应用该技术可以解决常规勘察无法解决问题,比如勘察地下断层、不明物体过程中,与钻探技术相比具有更明显优势,受场地条件和使用条件限制小,可以更宽泛简便使用,实际成本投入也较低,同时保障了勘察精确度。在实际岩土工程勘察中,为保证勘察效果,可以结合使用工程物探技术与常规勘察技术,比如工程物探技术与弹性波勘探技术的结合应用,可以利用弹性波在岩体传播中质点振动特点对岩体特征测试,判断物体界面和不同地层[1]。
2.岩土工程勘察中工程物探技术应用流程
岩土工程勘察项目是比较复杂的工程,虽然在开展勘察前会详细准备,但要考虑到其特殊性,按照规范要求合理开展勘察工作,具体其流程如下:
2.1测试步骤
在勘察整个岩土工程过程中,施工前期、中期和后期都需严格开展测试,使用科学手段获得测试结构,并基于客观事实合理分析,以保证后期工作顺利开展。在整个岩土工程测试中,测试人员需使用科学方法进行,能够具体问题具体分析,为工程建设提供科学依据。
2.2勘察规划
开展勘察作业不可仅凭个人经验进行,要保证勘察质量、岩土工程顺利进行,需合理规划勘察工作,特别是要对具体勘察位置和方向精确确定,并合理规划勘察组织。以确保施工质量。此外就是要选择好勘察地段,一般会选择平坦、坚硬的地段,尽量避免选择松软土壤地段,否则获取的数据片面而缺乏准确性。
2.3参数设置
岩土工程勘察过程中,需要根据实际测量结构、预期判断,有效设置土壤厚度参数。选择符合施工作业条件的机械设备,并设置好其相关运行参数,采集现场数据并预先设置好参数范围。以便于后期施工中对比现场与之前参数,实现对参数的合理利用,保证工程施工质量[2]。
3.工程物探技术在岩土工程勘察中的具体应用
3.1直流电法
在岩土工程勘察中,使用直流电法勘察,主要是利用探测对象与相邻介质间电阻率、电化学特征差异,对探测对象相关直流电场分布特征、变化规律进行观测研究,以实现探测目的。主要包含电阻率法、自然电场法和激发极化法等。其中,电阻率探测法使传统的物探方法适合测定隐伏构造、岩溶、孔洞等电阻率参数,运用该技术可清晰掌握电阻率值及其变化情况。在研究地面某一深度范围内,水平方向发生的电阻率变化,对地下岩土体和断层等进行勘察,则适合采用电阻率剖面法。在传统电测探法、电剖面法基础上进一步发展出了高密度电阻率法,在其测量中电测探与电剖面测量通过电极阵列技术实现,并应用电测仪、程控电极开关快速自动采集数据,保证勘察效率。可以在某垂直断面、地下三维空间电阻率变化研究中使用,并解决相关地质问题。
3.2浅层地震法
该物探方法利用了地震波在地下介质中的传播特征,来研究关于岩土工程的地质和构造的物理力学问题,以解决浅层地质问题,具体有透射波法、折射波法和瑞雷波法等。
在地面、硐室等可以使用透射波探测,获取岩土体原位波速参数,对其弹性模量进行计算。可以在钻孔中进行单孔、跨孔等波速测试,根据测试结构划分场地类别等。在井-井、井-地间可以实行地震CT探测,将探测区域划分为有限单元,不同成分和结构的单元岩体其地震波走向和能量变化不同,记录反演地震记录并使用迭代法波速成像,可以以地质解释获得成果。
折射波法适合在确定基岩埋深,对断层和破碎带等探测中使用,以划分地层,测区含水层分布等。具体其应用条件,一是被探测界面下层波速大于上覆地层波速,而被测界面比较稳定,垂向上速度简便、水平方面突变的情况下适合使用。
反射波法是比较成熟的物探方法,用以确定基岩埋深、探测破碎带等地质构造,还可探测洞穴等。实际应用要求被追踪层与相邻地层有显著波阻抗差异,其前者厚度至少为波长的1/4,可以采用连续观测和间隔连续观测等系统。
瑞雷波法适合对覆盖层厚度探查、地层划分等,还可对工程地基加固处理效果、密实度进行评价。近年来发展出的瞬态法,通过人工施加瞬间冲击力对地层表层产生瑞雷波,使用多道检波器观测瑞雷波的传播方向,并频谱分析处理采集的数据,游离不同频率的瑞雷波得到频散曲线,结合地层情况进行定性分析与定量解释,为后续工作提供依据[3]。
3.3电磁法
电磁法是一种新兴物探方法,主要有以下几种类型:第一,音频大地电场法。该方法以音频范围内大地电场为场源,沿一定剖面线在地面测量电场分量强度,对剖面下方电阻率横向变化加以观测了解地质状况。该技术受地形限制小,可以快速勘察目标体,可以探查地质构造、寻找地下水等。
第二,甚低频电磁法。该技术利用适合长波电台发射波为场源,测量地面、空中和地下的电磁场空间分布,以依据电性局部差异异常分析,对磁场分量和电场分量进行测量,从而对视电阻率科学计算。其效率高、成本低,可以判定断裂破碎带和岩溶发育带等。
第三,瞬变电磁阀,向地下利用不接地回线、接地电极进行脉冲电磁波发射,在其感应的地下涡流会产生二次电磁场,对其进行测量以研究浅层地电结构,探测地下介质。
第四,探地雷达。这种电磁波探测技术可以定位地下不可见目标和界面,通过采集分析处理时域波形,以确定地下界面和目标体的空间位置、结构等信息。
结束语:
物探技术在岩土工程建设发展中有着重要意义,尤其是改进勘察等方面,作为新兴施工技术未来还需进一步改进其不足之处,不断研究先进勘察技术方法,实现与岩土工程的良好结合,推动岩土工程长久发展。
参考文献:
[1]李生龙.工程物探技术在岩土工程勘察中的应用研究[J].建筑技术开发,2020,47(5):163-164.
[2]叶志青.物探技术在岩土工程勘察中的应用及前景探析[J].科技资讯,2020,18(14):29-30.
[3]钟明峰,马新亮.工程物探技术在岩土工程勘察中的应用[J].写真地理,2020,(49):12.