我國的地形結(jié)構(gòu)復雜多樣,在工程建設中需要對多種地理地質(zhì)情況進行全面的勘察,比如,在我國的南方地區(qū),受地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響,地下的巖層分布形式多樣,巖層的走向、分布差別很大。在當前的工程建設過程中,隨著技術的發(fā)展,橋梁工程、水利水電工程、交通基礎設施工程等社會發(fā)展中各個方面的工程建設受自然環(huán)境和地理因素的影響越來越小。
但是在一些復雜地理環(huán)境地區(qū)的工程施工需要保障對該地區(qū)地質(zhì)構(gòu)成、水文環(huán)境等條件的仔細勘察,才能保障工程施工可行性的準確分析和具體施工技術的順利實施??茖W的發(fā)展帶來了巖土工程勘察中地質(zhì)技術的進步,使勘察工作中的具體數(shù)據(jù)和信息更加詳細、準確。
巖土工程勘察的方法或技術手段
巖土工程勘察的方法或技術有以下幾種:
工程地質(zhì)測繪
工程地質(zhì)測繪是巖土工程勘察的基礎工作,一般在勘察的初期階段進行。
這一方法的本質(zhì)是運用地質(zhì)、工程地質(zhì)理論,對地面的地質(zhì)現(xiàn)象進行觀察和描述,分析其性質(zhì)和規(guī)律,并藉以推斷地下地質(zhì)情況,為勘探、測試工作等其他勘察方法提供依據(jù)。在地形地貌和地質(zhì)條件較復雜的場地,必須進行工程地質(zhì)測繪;但對地形平坦、地質(zhì)條件簡單且較狹小的場地,則可采用調(diào)查代替工程地質(zhì)測繪。工程地質(zhì)測繪是認識場地工程地質(zhì)條件經(jīng)濟、有效的方法,高質(zhì)量的測繪工作能相當準確地推斷地下地質(zhì)情況,起到有效地指導其他勘察方法的作用。
勘探與取樣
勘探工作包括物探、鉆探和坑探等各種方法。它是被用來調(diào)查地下地質(zhì)情況的;并且可利用勘探工程取樣進行原位測試和監(jiān)測。應根據(jù)勘察目的及巖土的特性選用上述各種勘探方法。
物探是一種間接的勘探手段,它的優(yōu)點是較之鉆探和坑探輕便、經(jīng)濟而迅速,能夠及時解決工程地質(zhì)測繪中難于推斷而又急待了解的地下地質(zhì)情況,所以常常與測繪工作配合使用。它又可作為鉆探和坑探的先行或輔助手段。但是,物探成果判釋往往具多解性,方法的使用又受地形條件等的限制,其成果需用勘探工程來驗證。
鉆探和坑探也稱勘探工程,均是直接勘探手段,能可靠地了解地下地質(zhì)情況,在巖土工程勘察中是不可或缺的。其中鉆探工作使用最為廣泛,可根據(jù)地層類別和勘察要求選用不同的鉆探方法。當鉆探方法難以查明地下地質(zhì)情況時,可采用坑探方法??犹焦こ痰念愋洼^多,應根據(jù)勘察要求選用。
勘探工程一般都需要動用機械和動力設備,耗費人力、物力較多,有些勘探工程施工周期又較長,而且受到許多條件的限制。因此使用這種方法時應具有經(jīng)濟觀點,布置勘探工程需要以工程地質(zhì)測繪和物探成果為依據(jù),切避盲目性和隨意性。
原位測試與室內(nèi)試驗
原位測試與室內(nèi)試驗的主要目的,是為巖土工程問題分析評價提供所需的技術參數(shù),包括巖土的物性指標、強度參數(shù)、固結(jié)變形特性參數(shù)、滲透性參數(shù)和應力、應變時間關系的參數(shù)等。原位測試一般都藉助于勘探工程進行,是詳細勘察階段主要的一種勘察方法。
原位測試
原位測試包括:靜力觸探、動力觸探、標準貫入試驗、十字板剪切、旁壓試驗、靜載試驗、扁板側(cè)脹試驗、應力鏟試驗、現(xiàn)場直剪試驗、巖體應力試驗、巖土波速測試等。
優(yōu)點
試樣不脫離原來的環(huán)境,基本上在原位應力條件下進行試驗;
所測定的巖土體尺寸大,能反映宏觀結(jié)構(gòu)對巖土性質(zhì)的影響,代表性好;
試驗周期較短,效率高;
尤其對難以采樣的巖土層仍能通過試驗評定其工程性質(zhì)。
缺點
試驗時的應力路徑難以控制;
邊界條件也較復雜
有些試驗耗費人力、物力較多,不可能大量進行。
室內(nèi)試驗
主要內(nèi)容包括:土的物理性質(zhì)試驗、土的壓縮固結(jié)試驗、土的抗剪強度試驗、土的動力性質(zhì)試驗、巖石試驗。
優(yōu)點
試驗條件比較容易控制(邊界條件明確,應力應變條件可以控制等);
可以大量取樣。
缺點
尺寸小,不能反映宏觀結(jié)構(gòu)和非均質(zhì)性對巖土性質(zhì)的影響,代表性差;
試樣不可能真正保持原狀,而且有些巖土也很難取得原狀試樣。
現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測
現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測是構(gòu)成巖土工程系統(tǒng)的一個重要環(huán)節(jié),大量工作在施工和運營期間進行;但是這項工作一般需在高級勘察階段開始實施,所以又被列為一種勘察方法。它的主要目的在于保證工程質(zhì)量和安全,提高工程效益。
現(xiàn)場檢驗包括施工階段對先前巖土工程勘察成果的驗證核查以及巖土工程施工監(jiān)理和質(zhì)量控制?,F(xiàn)場監(jiān)測則主要包含施工作用和各類荷載對巖土反應性狀的監(jiān)測、施工和運營中的結(jié)構(gòu)物監(jiān)測和對環(huán)境影響的監(jiān)測等方面。需要多種傳感器用于現(xiàn)場情況的檢驗和監(jiān)測,如測斜儀、鋼筋計、滲壓計、巖石應力計、多點位移計等。
巖石應力計
檢驗與監(jiān)測所獲取的資料,可以反求出某些工程技術參數(shù),并以此為依據(jù)及時修正設計,使之在技術和經(jīng)濟方面優(yōu)化。此項工作主要是在施工期間內(nèi)進行,但對有特殊要求的工程以及一些對工程有重要影響的不良地質(zhì)現(xiàn)象,應在建筑物竣工運營期間繼續(xù)進行。
隨著科學技術的飛速發(fā)展,在巖土工程勘察領域中不斷引進高新技術。例如,工程地質(zhì)綜合分析、工程地質(zhì)測繪制圖和不良地質(zhì)現(xiàn)象監(jiān)測中遙感(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)即“3S”技術的引進;勘探工作中地質(zhì)雷達和地球物理層成像技術(CT)的應用等。
3D-RADAR三維雷達系統(tǒng)GeoScope MK IV使用了數(shù)字步進頻率技術
Akula 9000C探地雷達控制系統(tǒng)
GCB系列全屏蔽地面耦合天線
總結(jié)
做好巖土工程的勘察工作,提高勘察水平是保證我國建筑工程發(fā)展的重要基礎,也是我國開展工程建設工作的重要前提。在巖土工程勘察工作中,加強地質(zhì)技術的發(fā)展和使用,嚴格規(guī)范勘察的技術規(guī)范和勘察標準,提高勘察人員的技術素養(yǎng)和安全意識,保障勘察報告的規(guī)范性和結(jié)論的準確性,是當前我國提高巖土工程勘察水平的重要途徑,做好這些工作有利于提高我國的巖土工程勘察水平,給工程建設過程中的施工方案設計和施工技術實施提供了重要的參考,有效促進了我國土木工程建設的現(xiàn)代化發(fā)展。
更多巖土工程勘察相關信息,請關注歐美大地
掃描二維碼關注“歐美大地”
服務熱線:400-700-9998