复杂地质条件下岩土工程勘察技术的应用探究

张义国

1 岩土工程勘察概述

岩土工程勘察在岩土工程的勘察过程中，按照不同阶段要求，如实的对施工场地的岩土体形态以及工程地质条件进行反映，与此同时，与处理地基和施工条件以及工程设计情况和条件相结合，做出相关的技术性评价以及论证，找到岩土工程存在的问题，并根据问题提出相应的解决对策，给后续的工程设计以及工程施工提供一定的参考凭据，这就是岩土工程勘查工作的重大任务。一般情况下，岩土工程勘察可划分为三个阶段：①可行性勘察，即选址勘察，需同施工场地方案提出的要求相符。②初步勘察，应满足初步设计提出的相关要求。③细致勘察，要满足施工设计提出的要求。对一些勘察手段和勘察技术进行应用，去往实地勘察并调查施工场地的环境与地质，进而得出研究所建设的工程可能会给周遭环境的影响，从而最大限度地使地基稳定性以及强度得以保障，确保工程施工更为顺利地进行，这就是岩土工程勘察最为重要的目的。

2 岩土工程勘察工作中的不足之处

2.1 勘察方案不合理

岩土工程勘察工作比较复杂，需要考虑现场环境状况、地质条件等因素的影响，同时需要综合使用各类技术，因此在开展实际工作时具有一定的难度。为了保证勘察工作效率，需要制订合理的勘察方案，保证方案的全面性，为岩土工程提供精确的地质数据。但是在很多工程建设过程中，相关人员通过降低勘察工作支出，达到控制成本的目的，但是很多低成本的勘察方案往往存在着比较明显的漏洞。当所制订的勘察方案不合理时，将难以满足现场的特殊性要求，导致勘察工作和现场的实际情况不相符，严重影响后续的岩土工程建设。

2.2 忽视地下水位观测

地下水位影响着地质环境，与岩土工程建设中基坑开挖等工作密切相关，因此在设计岩土工程施工方案前务必要对地下水位进行分析。但是部分岩土勘察人员并没有重视地下水位观测，未对地下水容量、规模进行准确分析，仅仅开展了对地表水位的观察，导致所提供的数据不精确。

2.3 缺少对勘察成果的有效分析

岩土工程勘察获得的数据种类比较多，为了能有效使用数据，需要对数据进行全面分析，这样才能充分了解当地的岩土资源状况，并利用数据分析结果优化工程施工方案。但是很多工程方案都只对勘察成果进行了简单的总结，并没有充分分析工程建设地点的具体参数，导致勘察成果和实际数据之间存在明显的差异，结果不具有参考意义。同时，很多岩土工程勘察单位在分析结果时，并没有分析当地的地质状况，也缺少对地质结构的抗震能力、地下水分布的准确分析，导致分析结果和当地实际情况并不相符，很难作为后续施工的参考。

2.4 质量保障方面

在传统工程体系中，虽然各个环节均是相互独立的，但是由于制定了针对性的质量管理指标，因此能够在一定程度上保障工程的整体质量。但一体化模式实施后，很多工作人员在开展工作时会从整体上考量问题，容易忽视一些细节问题，影响整体的工程质量。同时，在实施某个环节的过程中，为了保证下一步工作能够有序开展，会将质量作为衡量的标准。在这种情况下，就会出现重视部分环节质量而忽视整体协调性的情况，不利于保障一体化模式下工程的整体质量。

3 岩土工程勘察技术的应用分析

3.1 浅层地震反射波技术

借助人工方式来激发地震波，利用勘探介质中地震波的实际传播情况，进一步掌握测区浅层中的地质结构具体情况，从而得出准确的判断。在运用浅层地震反射波技术时，需要勘察人员及时运用专业设备设施，完成地震波激发操作，在采集地震波传播信号的基础上针对地震波频率、振幅等进行分析，获取相关参数与信息，明确所发生的变化情况，实现对施工测区中的界面深度形态、浅层地层岩性等情况的准确分析。因地震波传播特点有着一定的差异性，所以在使用浅层地震反射波技术时主要是从透射波技术、反射波技术、折射波技术是三个方面来进行的，而反射波法属于最为常见的方法，且震源并不会对现场、周边生态环境产生破坏，在释放电磁脉冲以后能够形成压电效应，进而激发地震波。在选择震源时还需要找出潜在性影响因素，如识别地震信号、频率特性等。因此在浅层地震反射波技术的运用下，能够保障勘察精度满足标准要求，及时完成岩土工程施工勘察任务。

3.2 大地电场延性探测技术

使用大地电场延性探测技术时，能够形成电磁波，并针对不同部位使用点频记录的方式开展相关作业，及时接收反射的电磁波信息，进而掌握不同部位深度情况、电阻率变化、电磁波幅度等信息，在了解重要参数内容的基础上为后续综合分析工作开展提供支持。因此在使用这一技术时还需要针对区域内测区具体岩层特性情况进行研究：首先，完成原始数据导入工作，在预览相关数据以后完成排序，随后将相关数据导入到计算机系统中，做好数据统一处理工作。借助这一技术能够在短时间内形成CYT曲线，而对于与标准要求不符的曲线，则可以进行重新导入，直到最终形成与与标准相符的曲线图，并根据技术指标做好综合分析工作。在新型设备仪器的使用下，能够提升岩土勘察作业质量，便于勘察人员直接进行独立性测量等。在完成设备安装以后，能够勘察一定范围内的地层情况，提升测量的准确度，减少测量误差的出现。

3.3 强夯法

在复杂的地质条件下进行地基处理，可以采用多种方法。一般来说较为常用的方法是强夯法，强夯法的效果较为显著。在利用强夯法进行地基处理的过程中，工作人员应控制好夯锤下落的力量，保证地基土得到充分碾压，从而实现快速夯实，确保地基的稳定性和承载力能够满足相关要求，避免地基压缩和塌陷。在应用强夯法进行地基处理，其主要优点就是操作过程较为简单、速度较快且成本较低。强夯法凭借以上优点，在地基处理中被广泛应用。

3.4 振冲法

在进行地基土的处理过程中，除了应用以上两种方法外，还可以用振冲法。振冲法的主要原理是，借助水流的冲击与振动对土壤进行二次加固。一般而言，振冲法在松沙地基土的使用效果较好。施工人员在应用振冲法进行地基土的处理过程中，需要注意振动器的冲力应保持在一定的范围内，从而确保松散饱和的沙层能够发生液化现象，进一步减少沙子之间的空隙。除此之外，在振动力的作用下，沙层会得到进一步挤压，这样也能保证地基土被压实。在实际施工过程中，通常会在两种况下应用振冲法：①填料选择时利用砾石、沙子进行填充；②在黄土地区选择振冲法将地基土压实。

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3.5 换土垫层地基处理技术

当面对软土地基时，换土垫层地基处理技术可以起到较好的处理效果。通过换土垫层地基处理的方式，能够有效去除地基浅层所含有的软土，将其替换为承载性能更加良好的材料，从而增强地基的安全性和稳定性，防止因为软土的形变而引发质量问题，埋下严重的安全隐患。通常情况下，垫土层地基的土壤不能具有侵蚀性，粗砂、灰土以及石屑等材料在处理软土地基时的运用最为广泛。为了保证换土垫层地基处理的效果，在实际施工时可以采用分层处理的方式，尽可能地提高换土层的负载性能，同时还可以极大地缓解土地下沉现象。在面对较为浅层的软土时，换土垫层地基处理技术的运用效果最为显著。同时，根据当地的气候条件，可以采用不同的处理形式，比如在天气较为寒冷的地区，施工单位可以采用砂垫层，进而避免因为严寒而引发的涨冻现象。除此之外，在面对具有涨膨性质的土壤时，换土垫层地基处理技术的效果也很卓越。

3.6 综合勘察技术

综合性的勘察技术可表示为在地质特征分析之后，以实地的自然环境以及地质情况，并以每一种技术的使用先决条件为参考，综合运用各种技术，采取不同区域的数据，提高外业勘探的质量，以更准确地完成岩土工程勘察。而综合性的勘察技术并非所有技术的全部，可根据实际情况进行自由搭配，这样才能够更加经济而又精准。

3.7 瞬变电磁法

该法的原理，是将不接地回线作为主要载体，直接向地底传送一次脉冲电磁场，之后借助接电地极，对一次脉冲电磁场在间歇状态下，地底半空间相应的二次旋涡场呈现出的变化状况进行观察。该法的分辨力及探效率相对较高，且具有相对较大的探测深度，在岩土工程地质灾害探测实践中得到了广泛应用。

4 复杂地质条件下岩土工程勘察技术的应用分析

4.1 岩土工程勘察中数字技术数据库搭建

通过数字技术所得到的岩土工程勘察数据，数据来源是地理空间或非空间，将其细分又包含基础数据和勘察数据，前者主要包含两个维度。

（1）地貌或地形图。主要反映数字化技术岩土工程勘察基础上所得到的该区域自然地貌状态。

（2）自然规划图。主要是通过数字技术所得到的区域性信息，比如，公共设施、居民区、城市道路、城市河流等。后者主要是勘察对象的相关资料，一方面指相关指标信息，比如，物理力学、自然环境、地理数据等；另一方面，主要指具体地层信息，例如，年代沉积、数据周期、液化参数等。通过这些分析内容可以发现，岩土工程在搭数字化系统时，需要关注一些内容。首先，要明确数据库设计的相关概念，并据此搭建可靠的模型。岩土工程勘察数字化所形成的数据库一方面要密集处理一些基础工作，一方面要面向一些更加复杂的数据环境。据此，为了保障数据库的准确性、可靠性及实用性，更加真实地反映信息世界的概念性数据模型，要把同剥离实体和联系相关的行为、功能，即数据的来源必须是现实勘察，且必须同研究对象有一定关系。其次，搭建数据库。分析得知，数据化技术在岩土工程中主要有三类数据应用：①原始数据；②系统加工的中间数据；③最终数据。其中，原始数据由勘察数据构成，而测点属性数据与测点几何数据又构成勘察数据；中间数据围绕原始数据系统自动生成的地层层面等值线模型、三维表面模型、剖面模型等，根据这些模型可以生成用户需要的各种图件，还可以进行各种信息查询操作；最终数据种类繁多，主要是根据用户需要由中间数据生成，包括图形资料和文档资料。

4.2 建立健全体系

为了保证高层建筑岩土工程勘察工作的科学性和合理性，相关单位就要结合实际情况和工程需求，建立健全相应的勘察体系，对岩土工程勘察工作流程进行明确的规范，为勘察工作提供可靠的指导和保障。相关单位应该对各项信息技术进行全面深入的了解，同时要明确参与勘察工作的各个部分和人员，对人员结构进行调整和优化，保证各部门和工作人员沟通的畅通性，加强交流与协作，提高勘察工作的效率和质量。此外，施工单位还需要明确高层建筑岩土工程勘察分析工作的具体流程，对各个工序的顺序进行合理的安排。在勘察分析过程中，施工单位应该安排专门的人员进行实时的监督和严格的把控，确保现场工作人员操作的合理性和规范性。

4.3 增强责任意识，完善组织结构

为了保证一体化模式构建工作能够顺利落实，需要不断增强相关人员的责任意识，完善现有的组织结构，为更好地实施一体化模式构建工作提供支持。第一，改变以往对人员意识、能力要求不够重视的情况，引导其认识到一体化建设的重要性。同时，为了保证相关人员能够拥有应对工作中各种问题的能力，确保一体化模式构建工作能够有序开展，需要重视技术人员的培训和教育工作，通过不定期开展培训活动、外出进修等方式不断优化相关人员的知识结构，使其在不断学习中掌握新理念、新方法。第二，工程管理人员、企业负责人也需要转变思想意识，在准确理解一体化模式优势的同时，通过在工程中的准确落实和有效应用发挥更大优势，以此保证能够从顶层控制的角度落实各项一体化措施。最后，为了能够满足可持续发展要求，需要在保证工程质量满足国家建设标准的基础上，进一步加快建设速度。这就要求建设单位建设完善的组织体系，实时监督工程的实施进度与总体目标达成情况。

4.4 对勘察与设计的关系进行有效协调

为了强化提升岩土工程的勘察设计工作质量，需要对勘察设计和勘察工作之间的关系进行有效协调。基于信息技术手段的实际应用，把勘察设计和勘察工作相关内容串联起来，技术工作者则要遵照数据资料，于数据库当中进行设计过程的收集与整理。同时基于数字化技术，把勘察所得到的数据基于三维展现出来，强化提升设计方案的合理性与有效性。基于三维形式的勘察结果和岩土工程勘察设计、施工的有机整合，达成岩土工程勘察设计和施工一体化的发展目标，使用三维勘察成果的岩土工程勘察、设计一体化，通过三维勘察成果的实际应用，整合应用BIM 技术手段，把岩土工程的传统勘察设计模式转变成为各种专业技术深度协同的一体化模式，使数据达成高度共享的目标，所有专业穿插地开展勘察设计施工作业等相关工作。以便于对输出成果的管理与查询，将此模式同传统模式进行对比，有效强化岩土工程勘察、设计、施工作业的精准性、合理性以及有效性，压缩所有专业之间进行交流与沟通的成本。其不仅能够缩减工期，而且能够对工程造价进行合理优化。

4.5 强化勘察设计工作的安全防护举措

岩土工程的实际勘察设计工作中，针对岩土工程结构方面要进行形变、位移方面的有效监测，明确岩土工程后续施工中潜在的安全隐患，如果变形增大量超过了标准要求，则需要对岩土工程围护、施工作业方案的相关参数进行适当调整，强化岩土工程后续施工中技术操作方面的安全性，以免因为操作不当致使岩土工程产生形变、位移等问题，规避安全事故的发生。

4.6 优化施工管理实施规划

①工程项目的概况和特点，即需要核对其是否包括阐述项目具体情况、投资金额、项目工期、项目规模等内容。②施工现场组织机构。要对某地区中心项目现场组织机构进行梳理，确认管理制度是否存在漏洞。③要对施工现场的平面布置进行检查，比如临时建筑位置、临时用电系统的安全性、消防安全系统的完备性等，都在施工管理之列。④要着重检查施工方案，确定某地区中心项目土建工程、电气安装工程的施工要点，并对雨雪天气、极端度条件下的应对措施进行审核管理，保证某地区项目施工管理的水平。⑤工期及施工进度计划也是审核管理的重要内容，复杂地质条件救治中心项目往往事关周边群众的切身利益，因此一般工期比较紧张，工作人员在开展管理的时候，必须要强化进度管理，编制进度横道图等，确保某地区施工管理效果。⑥要做好现场的物资管理工作，对待进场的电气设备、土木工程材料等进行查验管理，通过抽样检查、开箱检查等方式，将质量不合格的材料清退，避免造成不可挽回的质量问题。

5 结语

总而言之，岩土工程勘察是一项系统且复杂的工作，必须全方位解决问题才能保证勘察工作质量。在勘察工作中，工程单位既需要加强对勘察过程的全面控制，采取合理的勘察方法，合理使用各种勘察技术，保证勘察工作的总体水平；也要加强资质管理、人员管理等工作，提高对勘察工作的重视程度，保证勘察数据满足工程质量控制需求，推动岩土工程建设的顺利进行。