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岩土工程勘察中综合勘察技术探索

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岩土工程勘察中综合勘察技术探索

摘要:随着岩土工程的持续发展,配套勘察技术的应用水平随之提高。应用正确的勘察技术可以揭示施工现场的地质条件,为设计与施工提供可靠的参考依据。通过多项勘察技术的综合应用,能够形成“技术合力”,丰富勘察内容与提高勘察质量。鉴于此,文章以工程实例为依托,着重对综合勘察技术展开分析,旨在为类似项目提供参考。

关键词:岩土工程;综合勘察技术;综合物探

1工程概况

襄樊市中医院病房大楼,占地面积51.80m×35.00m,建筑面积为30000m2,地下1层、地上21层,建筑高度为85.00m。建筑采用框架剪力墙结构,单柱轴力13000kN/根,单柱最大轴力达到22000kN,基础采用桩基础,基坑开挖深度约6.00m,地下室埋藏深度4.50m。

2综合勘察技术的重要性

建筑工程施工易受现场地质条件的影响,遇恶劣地质条件未采取处理措施时,易引发安全问题以及质量问题,不利于工程建设进程的顺利推进。岩土工程勘察是评价现场地质条件的重要手段,现阶段以综合勘察技术的应用较广泛,通过多项勘察技术的综合应用,可以揭示施工现场的地质条件,以便采取预防措施以及处理措施,为设计及施工提供可靠的参考,由被动施工转变为主动施工,提高施工的可控性,达到筑安全、保质量、增效益等多重效果。

3综合勘察目的

常规钻探点普遍按照20~30m的间距依次布设,揭示的地质信息主要反映对应勘探点的地质条件,难以覆盖全部作业范围,勘察结果的代表性不足。物探、钻探均是现阶段岩土工程勘察中的关键手段,通过对其的综合应用,可以发挥多重应用优势。在本次勘察中,采用物探方法包含三类,即横波反射法、高密度电阻率法及瞬态面波法,判别精度达到2~3m。此外,通过与钻探“精准点”对应地质信息进行对比分析,更全面地探明施工现场的地质条件,丰富地质勘察资料,提高资料的可靠性,为后续工作的开展夯实基础。

4综合物探

地质资料表明现场的岩土层类型丰富,自上而下包含杂填土、淤泥、细中砂、淤泥(质土)夹砂、粉质黏土、(含砾)细中砂、淤泥质土互层、碎卵石、强风化岩等。部分岩土层间在波阻抗、电阻率方面均存在较明显的差异,在此特性下,分界面处的地震波传递路径发生改变,有反射和折射现象。可以应用浅层地震反射波法与瞬态面波法,以便对地质条件展开分析,对于地层电阻率层面的差异,可以应用高密度电阻率法。

4.1横波反射法

(1)应用原理。地震波沿地下介质发生传播,沿途所遇介质特性不一,存在波阻抗显著差异的界面,传播状态发生变化,有反射的现象,该部分信号可利用检波器接收,将具体信息同步至地震仪,以反射波振幅、相位为关键的分析参数,据此推断地下地层的构造。横波反射不易受转换波的干扰,其稳定性较好,垂向分辨率高,更有利于地质条件的分析与判断。(2)勘察结果描述。横波反射法所涵盖的细分技术形式较多,在本次岩土勘察工作中,应用多次CDP覆盖技术。基础参数方面,接收道为12道,道距2m,炮间距2m,偏移距4m,覆盖6次。E线偏移距2m的地震记录如图1所示。在勘察范围内的淤泥(质土)夹砂、(含砾)细中砂、碎卵石及风化岩层面处,横波均出现反射现象,绝大部分界面的反射波能量均较强(较特殊的是风化岩,此部分除外),反射同相轴明显。

4.2高密度电阻率法

(1)应用原理。依托各类岩土介质在导电性方面的差异化特性,人为施加电场,在此条件下将地下传导的电流分布作为切入点,展开有关于地质条件的分析。适配供电电机向地下供入直流电流,在勘察范围内建立电场,测试过程中对供电极以及测量装置进行调整,调整内容包含排列方式、大小、相对位置等。改变电流的分布状态,测定在不同试验条件下电场的变化特点,推断地层电阻率深度并进行对比分析,以达到测深的效果[1]。(2)勘察结果描述。在本次测试中,采用单个排列电极,极距3m,总量为60根,适配二级装置,由其负责数据的采集工作。在测定具体的数据后,对其进行调整,得到电阻率等值线图。E线高密度电法视电阻率等值线断面如图2所示。经过分析发现,电性层具有特定的分布规律,以层状和视层状为主,在深度方向上,电阻率存在“低-高”的交替变化,整个电性层可以划分为四个细分的层次。通过与钻孔资料的对比分析可以发现,在饱和水作用下,淤泥(质土)夹砂、(含砾)细中砂及碎卵石的电阻率差异较小,电性界面偏模糊,其他各类岩土层电阻率断面反映较好。

4.3多道瞬态面波法

(1)应用原理。依托面波在多层介质中相速度存在差异等特性开展勘察工作,瞬态冲击力作为震源激发面波,受到脉冲荷载作用后在地表处形成波动。通过预先配套的传感器的应用,能够高效记录面波的垂直分量,完成对波信号的频散处理,根据数据生成频散曲线,存在较明显的变化规律,可以关联某特定的地质条件或岩土性状,以便进行判断。(2)勘察结果描述。勘察所用仪器为SWS-6型多功能面波仪,传感器选用稳定性较好的4Hz垂直地震检波器,引入重锤法(作为激发方式)。基础参数方面,按照2m的道间距排列24道,偏移距8~12m,感觉数据制得E线瞬态面波法试验测试成果图。速度层具有较明显的层状分布特点,剖面的分布规律为自西向东逐步加厚。中上部层速度较低,对应的岩土层为杂填土、淤泥质土及细中砂及淤泥(质土)夹砂,下部速度较高,主要对应的是粉质黏土及(含砾)细中砂。通过与钻孔资料的对比分析发现,速度层的起伏变化与其具有高度的趋同性。地面波法的有效探测深度约40m,相较于本次勘探要求存在不足(需要明确在40m以下范围的碎卵石持力层的起伏特点)。由于探测深度不足的缘故,瞬态面波法在本次勘察中缺乏可行性[2]。

5综合勘察的成果资料

以现场物探结果为参考,确定地质异常地段后,在该部分钻探。经分析,选择碎卵石突变的中间地段,于该处进行钻探分析,对比钻探结果与物探结果,实现校核。将物探和钻探结果有机结合,有助于更清晰地掌握场地岩土层的结构特点,了解碎卵石层层面的起伏特点。根据碎卵石持力层的勘察数据,确定其埋深变化的等深线图。受有效探测深度的限制,多道瞬态面波法在本次勘察中缺乏可行性,难以获得碎卵石层面的埋深数据。通过对高密度电阻率法的应用,可以有效追踪风化岩等相关结果,掌握具体信息,应用效果较好,但在碎卵石层面的应用效果有限。浅层地震反射法更适用于碎卵石层面,在该地质条件下的勘察工作中具有可行性。

6综合勘察的结果

(1)传统的钻探方法在实际应用中易受勘探点间距过大的限制,勘察结果缺乏全面性,难以呈现地质体的具体变化特点。应以传统的钻探技术为基础,融入物探方法,实现对既有钻探数据的有效补充,有利于揭示钻探点间地质体的变化特点[3]。(2)瞬态面波法在实际应用中受到探测深度的限制,将其应用于深埋的碎卵石层中并未起到作用。高密度电阻率法和浅层地震横波反射法均是较为典型的物探方法,经综合应用后,将物探结果与钻探方法的结果进行对比分析,相互佐证,更全面、准确地呈出勘察范围内岩土层的分布特点,准确掌握碎卵石持力层的起伏变化,突破传统方法的限制,勘察结果具有较高的参考价值,能够为设计以及施工提供可靠的依据。由此表明,综合勘察技术应用效果较好,具有可行性,可作为岩土工程勘察中的关键方法。

7结语

综上所述,通过综合勘察技术的应用,可以全面呈现出待勘察范围内的岩土体分布特点以及变化特点,勘察结果的全面性与真实性得到有效保证,有利于工作人员开展后续的工作,以因地制宜的原则进行设计与施工。

参考文献

[1]袁宗盼.综合勘察技术在岩土工程勘察中的应用研究[J].工程技术研究,2020(24):103-104.

[2]项京.综合勘察技术在岩土工程勘察中的应用研究[J].工程建设与设计,2020(15):31-32,35.

[3]张云鹤,都厚远,戈爽.综合勘察技术在岩土勘察中的有效应用[J].住宅与房地产,2020(4):251.

作者:谭道金 钱慧 单位:襄阳建强勘察设计审查咨询有限公司 湖北省地质局第八地质大队

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