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Science and Technology

复杂地质条件下岩土工程勘察技术分析

作者

苏攀

身份证号码:642226199410020431

引言

随着我国工程建设领域的不断拓展,越来越多的工程项目面临着复杂地质条件的挑战。岩土工程勘察作为工程建设的前期基础性工作,其成果的准确性和可靠性直接关系到工程的设计方案、施工安全以及后期运营稳定性。复杂地质条件往往具有地质结构复杂、岩土体性质多变、不良地质现象发育等特点,传统的勘察技术难以满足其勘察要求,容易导致勘察数据失真、隐患遗漏等问题,进而引发工程事故。

一、常见复杂地质类型及勘察难点

1.1 岩溶地质

岩溶地质是由碳酸盐岩等可溶性岩石在水的化学溶蚀作用下形成的,其主要特征是存在溶洞、溶沟、溶槽、地下暗河等不良地质现象。在岩溶地质条件下进行岩土工程勘察,难点在于难以准确探明溶洞等的分布范围、大小、充填情况以及地下暗河的走向和流量。溶洞的存在会导致地基承载力不均匀,若勘察时未发现,可能引发建筑物沉降、开裂甚至坍塌;地下暗河则可能对施工中的基坑造成突水、涌砂等危害。

1.2 软土地质

软土地质主要由淤泥、淤泥质土、泥炭等组成,具有高含水量、高孔隙比、低强度、高压缩性等特点。该地质条件下的勘察难点在于软土层的分布深度、厚度以及其物理力学性质的空间变异性较大。软土地基在荷载作用下易产生较大的沉降和不均匀沉降,若勘察时不能准确掌握其特性,会导致工程设计不合理,引发建筑物倾斜、开裂等问题。

1.3 破碎岩质地质

破碎岩质地质多分布于断层破碎带、褶皱核部等区域,岩石破碎成块,裂隙发育,整体性差。其勘察难点在于岩石的破碎程度、裂隙的分布规律以及岩体的完整性难以准确判定。破碎岩质的强度较低,稳定性差,在工程建设中易发生塌方、滑坡等地质灾害,对施工安全构成严重威胁。

1.4 黄土地质

黄土地质具有湿陷性,在受水浸湿后,土的结构会迅速破坏,产生显著的附加沉降。该地质条件的勘察难点在于准确判断黄土的湿陷性等级、湿陷性土层的厚度以及分布范围。若对黄土的湿陷性认识不足,工程建成后遇水可能产生较大的沉降,影响工程的正常使用。

二、复杂地质条件下的岩土工程勘察技术

2.1 物探技术

物探技术是利用岩土体的物理性质差异来探测地下地质情况的一种技术方法,在复杂地质条件勘察中应用广泛。在岩溶地质勘察中,地震反射波法和地质雷达法较为有效。地震反射波法通过发射地震波,根据波的反射情况来判断地下溶洞、暗河等的存在,能较好地确定其位置和规模;地质雷达法则利用高频电磁波的反射特性,可对地下浅部的溶洞、裂隙等进行精细探测,具有分辨率高、速度快的优点。对于软土地质,面波勘探技术适用性较强。面波在传播过程中,其波速与岩土体的刚度密切相关,通过对面波速度的分析,可以划分软土层的厚度和分布范围,评估其物理力学性质。在破碎岩质地质勘察中,声波测井技术发挥着重要作用。

2.2 钻探技术

钻探技术是获取地下岩土体样品的直接手段,在复杂地质条件下需要根据具体情况选择合适的钻探方法。针对岩溶地质,可采用回转钻探与冲击钻探相结合的方式。回转钻探能较好地破碎岩石,获取岩芯;冲击钻探则适用于钻进溶洞充填物等松散地层,提高钻进效率。同时,在钻探过程中,要做好岩芯采取率的记录和分析,通过岩芯的完整性判断岩溶发育情况。对于软土地质,无扰动取土钻探技术至关重要。该技术能最大限度地保持土样的原始结构和物理力学性质,为准确测定软土的各项指标提供保障。常用的无扰动取土器有薄壁取土器、厚壁取土器等,根据软土的性质选择合适的取土器和钻进参数。

2.3 原位测试技术

原位测试技术是在岩土体原位状态下测定其物理力学性质的技术方法,能避免土样扰动带来的误差,在复杂地质勘察中具有不可替代的作用。该试验通过将探头压入土层,测量土层的贯入阻力,来评价土的承载力、压缩性等性质,具有快速、高效、连续的特点,能较好地反映软土层的空间分布特性。对于黄土地质,湿陷性试验是关键的原位测试项目。通过现场浸水载荷试验,观察黄土在受水浸湿后的沉降情况,为工程设计中的地基处理提供依据。在破碎岩质地质中,岩体回弹试验和声波波速测试较为常用。

三、提升复杂地质条件下岩土工程勘察质量的对策

3.1 做好勘察前期准备工作

勘察工作开始前,需要对工程项目地区相关地质资料、气象资料、水文资料等进行全面的收集工作,进而对场地地质条件进行初步分析和判断,确定勘察的重点和难点。需要制定较为详细的勘察方案,合理设置勘察点,确保勘察点能够涵盖整个场地的地质情况。并且需要根据场地复杂的地质条件选择相关勘察技术和设备等,以此才能为勘察工作的顺利开展提供保障。

3.2 加强勘察过程中的质量控制

勘察过程中要严格依据勘察方案和相关勘察规范进行,保证勘察数据的真实可靠性。对于物探技术,做好物探设备的校核和调试,保证数据采集精度;钻探过程中规范钻进工艺,做好岩芯、土样采集和留存工作,及时记录钻进中的异常;原位测试要控制好试验条件,保证试验成果的有效性。做好各勘察环节之间相互联系和相互沟通,物探、钻探、原位测试等技术手段相互配合,相互印证,提高勘察成果可信性。比如物探技术圈定异常区后,通过钻探技术验证能够更好地查明地下地质条件。

3.3 提高勘察人员的专业素质

勘察人员的专业能力。应重视对勘察人员的培训及教育,使他们了解各复杂地质条件的特点、勘察的技术关键,掌握先进的勘察仪器及设备的应用,同时增强勘察人员的责任意识和工作的认真负责态度,增强勘察人员对异常的地质现象的发现和分析能力,进而确保勘察工作的品质。

3.4 应用信息化技术

将信息化技术应用于岩土工程勘察中,实现勘察数据的自动采集、处理和管理。以地理信息系统(GIS)实现对勘察数据的空间分析和可视性表达,更直观体现场地的地质情况;以数据库技术实现勘察数据的存储和管理,便于勘察数据的查询、共享和分析。利用信息化技术提高勘察工作效率和精度,为工程设计提供更可靠的依据。

结论

复杂地质条件岩土工程勘察工作是一项非常复杂、困难的工作,复杂的地质条件需要综合应用多种勘察技术,运用不同的勘察方法针对不同的地质类型来完成。物探技术、钻探技术、原位测试技术,在复杂地质勘察时各有特点、互有侧重,联合使用可以提高勘察成果的准确性。同时做好勘察前期准备工作、加强勘察过程质量控制、提高勘察人员专业水平以及使用信息化技术等对策可进一步促进勘察质量的提高。

参考文献

[1] 刘玲全, 赵洪顺. 复杂地质条件下岩土工程勘察技术的运用分析[J]. 石材,2025,(08):45-47.

[2]王洋.复杂地质条件下岩土工程勘察技术分析[J].城市建设理论研究(电子版),2025,(19):170-172.