岩土工程数字化勘察技术方法措施分析探讨

陈海峰

中国江西国际经济技术合作有限公司 江西 南昌 330038

引言

在建筑物的建造过程中，地质勘察项目作为了解建筑物所处地基情况的关键技术环节，成为工程设计的先决条件。岩土工程的地质勘察包含了许多重要的工程信息，包括地质水文情况，地层信息，风化层信息以及各种物探、化探得到的工程数据等，在工程的前期准备工作中是非常重要的步骤。现阶段，岩土工程地质勘察技术主要是物探技术、开挖勘探技术、工程地质测绘和调查技术[1]。对于各种不同的勘察技术，使用的条件不同，适用的范围不同，有时需要多种技术相互配合才能得到翔实的考察数据。根据岩土勘察数据，施工人员可预估深基坑施工中可能存在的各种影响因素，提前做好应对预案，并对地下水做好处理，切实保障施工质量和安全[2]。现代数字化勘察技术是对岩土勘察测得的各项数据、计算机对岩土数据的综合分析结果以及图文数据处理结果进行技术融合、数据分析处理，最终完成了信息化智能化的岩土工程勘察动态综合新体系。

1 岩土工程勘察现状分析

岩土工程勘察在整个工程项目中的角色非常重要，在岩土勘察的工作中，要做好前期的准备工作，通过地理信息系统的应用，大致了解岩土所处的地理环境，根据山体、水文和气候环境概况，布置大致的勘测计划，并对勘测人员作出具体的施工要求，保证工程机械设备的佩戴齐全[3]。对工程数据采集之后，需要进一步对数据进行处理分析，数据的准确性影响着工程项目的质量进度以及安全。对岩土工程勘察现状的分析，主要从岩土工程勘察设计信息化水平、勘察数据与设计分析配合、勘察设计的数据利用率以及岩土勘察数据对工程实际的反映四个方面进行分析。

1.1 岩土工程勘察设计信息化水平越来越高

RS，GIS，GPS，BIM技术等多项技术在岩土勘察领域的运用，加快了岩土工程的数字化和智能化发展，也带动了勘察、设计、测绘等集成领域的飞速发展，勘察数据的精细化，勘察结果的准确化，勘察效率的高效化，都带动了整个勘察行业的不断发展，让信息化技术在工程领域中的应用想着更高科技含量更高精度的方向迈进。

1.2 勘察数据与设计分析配合性需加强

很多情况下勘察数据是为设计计算服务的，设计人员尤其是结构专业的设计师需要根据勘察结果选用符合待建工程的地基处理方法以及基础类型，但是由于结构设计师经验不足，对待比较复杂的地质类型的处理方法有时选用的不太恰当，而在勘察人员和设计人员的对接方面又常常存在单项传递现象，因此需要在设计分析建模的应用方面，能够充分发挥两个专业的交流配合优势，更好地呈现工程设计结果。

1.3 勘察设计的数据利用率不高，综合价值需挖掘

尽管岩土工程勘察对于一个工程项目而言是非常重要的，但是由于其数据分析只在前期设计的时候能够作为工程的基础数据用于工程设计中，后期完成了设计之后几乎不会被使用，同时由于勘察数据所提供的的一些人文地理、地形地貌、气象交通、农田水利等数据对工程利用率不高，资料再使用的概率低，岩土勘察资料对于工程项目的综合决策方面的利用价值有待挖掘。

1.4 部分岩土勘察数据存在不能反映工程实际的现象

岩土勘察数据的准确直接影响到工程下部处理是否安全，但是由于土工试验人员在对采样土体进行分析的时候，存在部分技术人员未经考核而直接上岗的现象，致使实验数据与真实场地土出现太大偏差，再加上部分勘察人员在地下水勘察过程中对水位高低、水位涨幅以及化学腐蚀物质的含量等情况了解得不够翔实，数据采集不准确而影响结构设计时，未考虑抗浮失效等类似的问题，导致建筑物在使用一段时间后开裂，影响了建筑物的寿命和安全性。

2 岩土工程勘察质量影响因素分析

由于岩石在分布中，受到地壳变迁和水文环境的影响，会产生多种形态分布，岩土工程勘察质量影响因素有很多，最重要的有三点，分别是相关勘察规范的修订和完善、取样范围对数据分析质量的影响以及勘察管理工作的规范性和严谨性。

2.1 相关勘察规范的修订和完善

在岩土工程勘察的各个阶段，需要根据相关规范的标准进行操作和执行，规范的对于整个勘察阶段具有非常重要的指导意义，也是工作人员从业的检验依据。由于岩土勘察与各种地形地质有非常大的关系，勘察规范应当包含各种工程常见情况，尤其是应当注重与国际规范标注的接轨，以便勘察业务向海外拓展。

2.2 取样范围对数据分析质量的影响

对于场地状况比较复杂的地质勘察，不能单单以局部的取样结果来代表整个场地的取样结果，而是应当充分考虑工程建设场地的实际水文以及地质结构特征，合理安排取样点，并且辅以高科技取样设备，尽量全面地将场地岩土勘察结果体现在地质勘察报告中。

2.3 勘察管理工作的规范性和严谨性

勘察管理工作也是影响岩土工程勘察质量的一个关键因素，机构是否具有严格合理的实验流程，对岩土工程报告的规范要求标准直接影响着报告的准确性和真实性以及数据的严谨性，勘察工作是一项需要细心的工作，勘察管理工作有助于督促实验人员认真对待每一个采样数据和报告。

3 岩土工程相关数字化勘察技术手段

岩土工程的信息化技术水平由单一的数据处理方式逐渐向场地岩土数据智能化分析处理进行转变，包含了场地方域、场地物性以及场地地层三个方面的关键技术。

3.1 地理信息系统，即场地方域的数字化

GIS即地理信息系统（Geographical Information System），是一种空间管理数字化技术，具有强大的岩土勘察数据采集功能。该项技术可以对地理地形进行重现建模，采用彩色打印机以及高分辨率显示设备进行输出，可视化操作界面真实再现场地实际场景，同时匹配了一些勘察适用性程序，比如在经过前期精准的场地数字化采集之后，对数据进行采集处理，建立地形地貌适宜性模型，工程选址匹配度模型等，更便于立体化储存岩土工程空间数据，并能够对数据进行采集记录、检索查询以及分析处理。

3.2 地质统计学技术，即场地物性的数字化

Geostatistics即地质统计学，运用在岩土工程勘察中主要是关注岩土材料的基本物理性质的统计以及变异性参数，对模拟土性指标具有很重要的参考价值。对于地质统计学在岩土工程中的主要应用，就是工程的可靠度分析，要准确计算岩土物性相关距离的大小，将这项指标运用在可靠度分析以及土体变异系数的相关数据分析中，除此之外，利用Geostatistics还可以进行场地的典型地层物理力学性质指标的统计计算、场地典型地层相关距离的运算以及工程场地剪切波速的统计计算。

3.3 岩土工程建模，即场地地层的数字化

岩土工程的地质情况千差万别，即使是临近建筑物所处的地基情况有可能也有很大的差别，建立场地地层的数字化模型，有利于更加立体的表现岩土工程构造，对其工程特征和空间属性的相关性和空间表征，是非常直观的表达。采用Delaunay不规则三角网法，可以得到场地土层的相关属性等值线，并且对土层埋深、土层地质年代的确定都有很重要的参考价值。

4 保障岩土工程数字化勘察质量的措施

岩土工程数字化勘察质量是保证数据可靠性的关键，是避免出现勘察安全隐患应当注意的内容，主要从保证岩土勘察设备的良好工作性能、着力提升岩土勘察工作人员的技术水平、推动数字化技术在岩土工程勘察中的应用、灵活运用数字化勘察技术，解决岩土工程勘察外业难题以及合理运用智能化技术，提高岩土工程勘察内业效率五个方面进行探讨。

4.1 保证岩土勘察设备的良好工作性能

仪器设备是保障岩土工程勘察数据采样的基本要素，也是实验室进行相关土力学试验的基本条件，要保证岩土勘察设备具有良好的工作性能，能够为工程提供准确真实有效的数据，对仪器的日常检修和养护不能忽略，当发现仪器出现问题时应当及时的修理或更换，在条件允许的情况下尽量采用测量精度高的以及信息化水平高的仪器，提高工作准确度和效率。

4.2 着力提升岩土勘察工作人员的技术水平

在岩土勘察的相关技术员的考核方面，一定要经过培训才能上岗，而且经常性的对其开展岩土勘察方面的技术培训，使其准确掌握仪器设备的使用方法，能够适应高科技数字化岩土勘察仪器，并将扎实的专业知识运用到具体工作中，为设计提供翔实可靠的勘察数据，不断适应岩土勘察行业的新技术的发展。尤其要重视岗位继续培训，不能让其技术水平停滞不前甚至倒退，要能够胜任各种场地地基土质的分析，并且给结构设计提出具有参考价值的地基处理建议。

4.3 推动数字化技术在岩土工程勘察中的应用

恰当的数字化技术的使用不仅能够提高工作效率，而且能够使其在众多行业竞争者中显示出不可替代性，数字化仪器以及信息处理技术使岩土数据的分析结果更具有说服力，也能够探索出更多的数据应用价值，使客户能够通过分析报告读懂数据内涵，借助数字化技术还可以发挥在岩土工程监理以及勘察运营管理方面的优势，为工程施工的合理化和高效性做准备。

4.4 灵活运用数字化勘察技术，解决岩土工程勘察外业难题

针对外业工作的智能勘察技术很多，对于不同的工程应当选择多种技术相互配合，以便更好地为工程服务。对于取样困难的地方可以采用智能信息化图像技术，将不便于勘探部位的图像直观反映到屏幕上；对于需要联系采样的工程可以采用数字化钻探设备，不仅定位准确而且采样转孔成孔质量好；对于需要观察土壤分层情况和土壤剖面的情况，可以采用数字化原位测试技术；在不便于人工操作的地方可以采用数字化勘探技术，解决野外测绘工作难度。各种数字化技术可以联合使用，使勘察质量得到进一步提升。

4.5 合理运用智能化技术，提高岩土工程勘察内业效率

岩土勘察的内业工作也包含很多方面，合理的运用智能化技术能够提高业内工作效率。对勘察资料实行信息化管理，运用专业数据处理软件对勘察资料分类整理，方便需要时资料的提取；为便于采集的零散数据能够体现地质特征规律，采用岩土地质数字建模技术，避免勘察数据重复处理；为方便各专业数据交流和提取，可以采用化岩土工程勘察数据库系统，方便数据整理。

5 结束语

岩土工程的勘察实测数据能够反映所测场地的土壤分布情况，地下水情况，土质情况等岩土工程性质，为工程的开展提供了最基础的数据保证。随着测量技术的发展和智能勘察设备的开发，工程勘察领域的数字化变革改变着整个行业，交互软件的使用，三维成像技术使各种数据在处理和整理方面越来越便捷，使岩土工程勘察与设计深度结合，迈向勘察设计一体化发展。