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对岩土工程勘察中综合勘察技术的运用探讨

2020-07-17郭利君

建筑与装饰 2020年15期
关键词:岩土工程

郭利君

摘 要 建筑施工的最基本前提是对岩土工程进行勘察,其勘察结果对建筑整体质量有着直接的影响。文章介绍了综合勘察技术的应用背景和技术原理;探究了一些勘察技术的相关问题和综合勘察技术的优越性;进一步运用实际案例分析了岩土工程勘察中综合勘察技术应用的优越性,提高了综合勘察技术的应用水平,为以后岩土工程勘察工作的有效开展奠定基础。

关键词 岩土工程;综合勘察技术;横波反射;高密度电阻率;多瞬态面波

引言

岩土勘察工程的前期工作会影响到后期建筑的质量,对建筑周围和施工场地进行地貌等数据测算尤为重要。随着我国城市化进程的发展,社会对建筑质量的要求也越来越高,建筑行业的发展势头越来越猛,想要保障建筑环境的安全,需要加强岩土工程勘察综合技术的使用。岩土工程勘察综合技术的使用可以减少施工风险,提高施工效率和质量[1]。

1综合勘察技术

(1)综合勘察技术的应用背景。综合勘察技术发展的基础依据是单一勘察技术,单一的勘察方法属于传统勘察,在实际运用中解决遇到的复杂问题比较困难。为了解决传统勘察技术的不足,提高工程勘察的有效性和科学性,在传统勘察技术的基础上将单一勘察法综合起来,有针对性性的运用到不同的环境中进行勘察,以达到预期效果。

(2)综合勘察的技术原理。综合勘察技术是在大地电场岩性检测技术、高密度电阻率技术、多道瞬态面波技术和横波反射技术等技术基础上建立的,具有很多基本原理,而且对各种技术进行了综合运用,每个单一的勘察法都具有各自的技术原理,促使每个技术发挥自身的最大效用。

(3)综合勘察技术的优越性。综合勘察技术具有许多优越性:①具有良好的灵活性,在实地勘察过程中,多项操作可以由一个专业人员单独完成;②体积小、重量轻、易携带;③具有高度保护环境的作用,综合勘察技术在实际操作过程中对周围自然环境破坏很小[2],而且在操作过程中不会产生噪音和废弃物。

2岩土工程勘察中综合勘察技术的应用

2.1 横波反射勘察技术的应用

横波反射勘察技术在岩土工程综合勘察技术实际应用的时候发挥出了一定的勘察工作价值。横波法地震勘探可分为转换波法及水平偏振横波反射法两种。转换波法无须特殊装置,勘探深度较大,但纵波入射路径与转换后的垂直偏振横波的反射路径不对称,数据处理比较困难。水平偏振横波反射法的资料处理和解释方法与纵波法相同,且比较简单,得以广泛采用。横波法勘探一般即专指水平偏振横波反射法勘探。横波反射勘察技术主要是利用横波传播速度(横波在不同介质中传播速度不同的原理)开展相关的岩土工程勘察工作。如表1为不同类型岩石的波速。

横波反射勘察技术可以根据地下介质存在的波阻抗差的原理(地下介质中有地震波不断传播时,会产生反射,如果遇到明显的波阻抗差,信号会经地面进行记录,从而通过计算和分析来判断地层结构)。该方法的速度始终不变,也不受转换波的影响,相对于纵波反射,具有很高的垂向分辨率,不同类型的岩石波速不同,如表1所示。

将横波发射器放到实际地貌勘察的区域,根据质地不同反馈的波长和波频也不相同,从而进行有规律的横波发射,通过不同质地反馈的横波进行有效收集并记录相关数据。通过对记录的数据进行相位、频率、波长、振幅和速度等研究分析,来判断地质结构[3]。

在进行勘察作业时,如果遇到凹陷的地域(地下河、地下涵洞等),需要处理好空气传播的距离与时间,否则会影响勘察数据的准确性。而横波反射勘察技术具有良好的抗凹陷能力,横波空间在凹陷地域进行勘察时,分辨率更加准确,可以保障岩土工程勘察的质量。

2.2 高密度电阻率勘察技术的应用

电阻功率勘察技术可以应用到更多的区域进行岩土勘察工作,因其技术具有优良性。该方法是进行浅部地质分析的重要方法,采用陣列电极布置和程控自动测量技术,通过对实测的视电阻资料进行电阻率反演,最终获得所需检测地点介质电性结构的勘察技术。该技术主要应用场景包括:金属矿产、水文地质、工程地质、环境地质、探测断层、考古、洞穴探测等地质研究。高密度电阻率勘察技术是传统技术的发展,在传统电法勘察技术的基础上进行改良后的新技术。其计算出岩土地质具体结构的过程是:根据岩土地质地貌的介质差异性,按照不同物质的电阻率数值不同进行分析,通过检测电阻率的变化,在勘查区施加电流,进而分析计算出岩土地质的具体结构[4]。将电极设在相同或不同钻孔中实施测量(如图1所示),即为跨孔高密度电法。

在实际应用中,为了提高工作效率可以应用高密度电阻率勘察,可以有效地改变地下自燃电流状态,利用电极向地质下输出相关检测电流,对地质反馈的电流电阻率可以进行有效的收集。这一工作的前提是做好工作人员的安全防护工作。采取这种工作模式,可以准确计算出岩土地质的具体信息结构,可以自动化数据采集,进而提高工作效率和工作质量。

2.3 多瞬态面波勘察技术的应用

主流的勘察技术之一就是多瞬态面波技术,该技术可以提高勘察工作的效率与质量,可以对采集的数据进行快速处理。多瞬态面波勘察技术通过对不同数据进行分析,得出具体的地址结构信息。随着多瞬态面波勘察技术应用逐渐成熟,已经被广泛应用于探查覆盖层厚度和地质分层勘察、基岩的垂直风化分带勘察、浅埋隧道的岩土勘察、路基压实度检测、滑坡与边坡勘察、堤坝隐患检测等多种领域。

使波面在不同介质的表面不断传播是多瞬态面波勘察技术的工作原理,而且不同介质的传播速度也不相同。多瞬态面波勘察岩土地质时,需要对岩土地质产生一个瞬间的外部冲击载荷,载荷的能量会以震源的形式,对周边岩石结构发出面波,岩土地质结构的脉冲载荷会在面波的影响下出现较大的波动,波动会产生数据流,而这些数据流就是计算模拟岩土地质结构的数据来源。想要提高勘察工作的准确性和可靠性,可以利用传感器进行数据收集,还可以根据收集的面波数据进行波长和频率的分析。图2为多道瞬态面波法工作示意图。

本次多瞬态面波勘察技术的应用选用垂直地震检波器与Sws-6 surface wave meter,激发使用重锤法。根据检测结果可以看出,速度层有西向东层逐渐变厚变大。根据孔钻资料显示,速度较高的层面主要是细中砂夹砾层和粉质黏土层;速度较低的层面是淤泥质土层、淤泥土夹砂层、表层杂填土和细中砂层。钻孔资料基本与测线上速度层发生的变化相吻合,但是,本次探测的深度为40米,从探测深度上讲,勘探重点在于持力层,所以该方法并不完全适用。

在应用多瞬态面波测量技术时,岩土的介质构造决定了勘察方案。在进行特殊岩石地质勘察时,如果方案选择不够准确会严重影响勘察的最终结构。对岩土进行具体勘察作业时,工作人员需要研究分析频散曲线的函数变化规律,找出相关的数据信息,可以提高岩土勘察工作的安全性,为岩土勘察工作的质量提供保障,同时还可以提高勘察效率。

3综合勘察技术实际应用案例

3.1 测区基本情况

本次探测的目的是想要查明测区内基岩构造及其变化特征,以及地址作用中的不良工程,为后续勘探孔的分布提供信息。

本次工程针对一小山丘的斜坡面三个台阶进行了综合勘察,第一层是山顶,第二层比第一层低2.8m,第三层在山丘底部。外测区有一个深度3m左右的积水潭,测区最上层为建筑废物,表层是黏土层、卵石层和风化壳,地层结构差异较大。

3.2 测区具体工作安排

根据实际情况,全面考察测区,合理制定本次综合物探的内容。其中浅层地震测线7条,探地雷达测线15条,高密度电法测线9条。

3.3 综合物探具体测试数据处理

(1)高密度电法数据处理

在实际勘察过程中,要有效地剔除各种原因导致的坏点并进行改正,同时在数据处理中也需要剔除坏点。

想要建立地形模型,需要在反演前加入數据,以保证反演结果更加接近地形实际情况。一般采用最小二乘反演法或者佐迪反演法来进行反演计算,其中应用比较广泛的是最小二乘法,其快速高效,操作简单[5]。

3.4 浅震反射波法数据处理

对数据进行初级处理,去除非正常道和坏道,形成新的有效炮文件序列。

面波和高频随机干扰波会影响野外测区,需要提高数据质量,降低影响因素的感染作用,就需要对数据进行滤波处理。

3.5 探地雷达数据处理

根据实际情况选择天线频率,实验探测选取的组合天线为80兆赫。在数据处理上选择拉单5.0进行里程归一、偏移位、滤波等操作。

4结束语

岩土工程勘察就是对建筑周围和施工场地进行地貌等数据测算,是建筑施工的前提。综合勘察技术在具体的勘察过程中具有良好的优势性,在操作中需要保障检测结果的准确性合格科学性,需要工作人员根据实际情况选择对应的检测技术。要对各种检测技术进行掌握,充分发挥综合勘察技术的独特优势,并根据实际情况做有效的测量,保证各项检测数据的准确性和有效性,为后期建筑提供更加准确的科学数据。

参考文献

[1] 张和平.综合勘察技术在岩土工程勘察中的应用[J].世界有色金属,2018(5):255-256.

[2] 张玉一.综合勘察技术在岩土勘察中的有效应用[J].世界有色金属,2019(23):176-177.

[3] 杨亮,康星.勘察技术在岩土工程勘察中的应用[J].工程建设与设计,2020(2):25-26.

[4] 余婷.综合勘察技术在岩土工程勘察中的应用分析[J].西部资源,

2019(6):117-118.

[5] 余春文.岩土工程勘察中综合勘察技术的应用[J].工程技术研究,

2019(17):95-96.

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