复杂地质条件下岩土工程勘察的应用与实践重点分析

张达

摘    要：复杂地质条件的岩土体地质特征不够完善，空间分布变化大，如何采用经济、合理的手段来开展岩土工程勘察工作就显得非常重要。文章阐述了当前常用的岩土工程勘察技术，以地质雷达技术为例，结合工程实例探讨了复杂地质条件下的岩土工程勘测技术的应用效果，证实这一技术具有图像实时表现、分辨率高的优势，将这一技术结合地质钻探技术，可查明地下介质的变化特征以及空间组合，能为合理评价岩土工程特征提供重要依据，提高勘察工作效率。

关键词：岩土工程勘察技术;复杂地质条件;地质雷达

1  前言

我国国土面积辽阔，地形相对复杂，包括山区、平原、丘陵以及高原等地形，一些地区常见河流、岩石等，这明显增加了施工难度，外加一些地区的自然环境相对恶劣，施工过程中稍有不慎就可能引起泥石流、滑坡等地质灾害，这就要求与地形条件以及工程所在地的环境需要相结合采取相应岩土工程勘察技术[1]。

2  岩土工程勘察技术

2.1  岩层钻探技术

这一技术对岩层进行采样，对岩层的垂直以及水平上的变化进行分析。岩层钻探技术包括泥浆护壁、全部采芯以及回转钻进等，需要结合岩石的不同性质确定相应岩芯采样率，例如粘性土岩芯的取样率要超过90%，而砂土层的岩芯取样率要超过75%。当建筑工程为一些大型建筑时，其钻孔深度较大，要针对不同深度的岩石底层进行采样分析，记录岩层的垂直及水平变化下的数据，进而为后期进行结构分析以及方便施工提供依据。

2.2  地质测绘技术

作为复杂地质条件下岩土工程勘察的重要技术之一，地质测绘技术通过科学的规划细化工程勘探区域内的地质情况、地形条件以及地层变化等，进而为后期施工提供便利。地质测绘技术在施工之前详细调查施工地区，细致分析地区不良地质现象以及地质地貌等，了解岩石的性质以及形成原因等，鉴定岩石风化程度等，保障施工得以顺利进行。

2.3  工程勘探技术

工程探勘技术也是比较常用的技术之一，当前人们越来越重视工程勘探，工程勘探技术的应用可满足现代化工程测量以及岩土工程勘察技术的需求。例如，卫星导航技术、信息遥感技术以及无人机遥感等技术已经应用于岩土工程勘察中，这些技术的应用使得岩土工程的勘察水平得到了明显的提高。

2.4  原位测试技术

原位触探测试技术具有可连续测试、无需取样等技术特点，在岩土工程中应用广泛。城市轨道交通建设是当前城市基础建设的熱点，但是一些地区的岩土构成比较复杂、地质条件有较大变化，以往以钻探采样为主的勘察党法难以确定基岩截面、既有地下建筑物以及孤石等，这对盾构机机具以及刀盘的选择均造成负面影响，还可能引起风险。当前已经有物探技术在工程中的实践案例，且取得了具有较高价值的应用成果。例如二维微动探测技术具有受到磁场干扰小、受到场地限制少的技术优势，在地下人防工事、孤石以及溶洞等的探测中均取得了良好的效果。有工程采用微动探测技术对孤石进行探测，准确率超过70%[2]。

环境岩土工程勘察更强调的是目标土层的物理化学形式。由于现场作业条件限制，当一些环境岩土工程勘察所在地为垃圾填埋场或者污染场地时，此时工程物探技术就发挥着重要的作用。当前已经有电磁法、探地雷达以及电阻率法等物探方法得到应用。

3  工程概述

某项目拟建一多层建筑物，其横跨于断裂变形带上，断裂带内有次级断裂构造发育，岩土破碎程度较大，这造成岩体差异风化作用强烈，风化带厚度及埋深空间分布多变。除此之外，拟建场地内的拟建建筑物下方曾有数条地下巷道施工，其高2.2m，宽2.0m，埋深6m～10m，尚不清楚巷道的埋土范围以及确切空间分布，巷道直接影响着建筑的结构设计以及地基方案确定。外加后期差异风化以及断裂构造变形作用，场地范围的地基组成复杂，地形多变，地面高度落差在6m～6.5m，有现状建筑物，地面为水泥路面，地质条件差，岩土工程勘察工作难度大。

为了确保钻探工作得以经济有效、有的放矢地开展，该工程先利用工程物探技术的优势，利用地质雷达来综合测试，对钻探目标靶区进行确定，制造钻探工作，将物探结果与钻探结果相结合来进行地质分析，合理评价地质条件，提出工程基础方案。

4  复杂地质条件下岩土工程勘察的实践

4.1  地质雷达测试

地质雷达探测采用发射天线将高频电磁波发射道探测介质，采用主机与接收天线来接收、记录反射电磁波，传播介质的电性差异引起反射电磁波波形特征变化，分析记录波形，对地下介质的结构以及组成差异进行推断。该工程采用美国SIR-2型地质雷达，天线中心频率100MHz，剖面法综合测试。

进行地质雷达测试的目的在于弄清场地覆盖层的空间分布，明确巷道以及填土范围的空间变化，对地基岩性分层情况以及宏观变化进行了解，同时对钻探以及布置钻孔提供指导。结合测试目的以及现场测试条件，将3条地质雷达侧线剖面分别布置在场地的北部、西部以及东部，侧线剖面大体上可跨越建筑基础位置，兼顾地下巷道以及断裂的可能空间分布区域。

4.2  探测结果及地质解译

对雷达探测数据作滤波以及图像增强等处理，将地质雷达的波形特征与现场地质调查资料以及区域地质资料相结合作初步解译，对勘探工作以及钻探点选取提供指导;考虑到地质雷达反映地下介质的物理特性，其解译分层情况与地质分层有一定差异，因此综合比对地质雷达图像以及钻探资料并进行分析，修正、完善地质雷达解译成果，对地质雷达的工程解译提供指导，最后提出综合探测结果[3]。

第四纪坡残积层及表面填土层：该层厚度1-4m，主要为碎石及粘性土组成，含水量较少。地质雷达图像可见反射层理，密纹系层，层面反差不大。

全-强风化断裂构造岩及残积土主要为构造岩的风化产物以及残基土，这也是该场地的主要岩土层，全区发育。钻探结果显示该层的原岩成分主要是断裂带两侧的破碎岩体以及断裂构造岩，其成分相对复杂，抗风化能力极差，多形成土状结构。雷达图像山给表现为强反射与吸收作用，下方电磁波衰减迅速、微弱，深部界面不清晰。

强-中等风化白云质灰岩的岩体相对完整，富含隧石质条带，具有较强的抗风化能力，岩体主要是是中等风化。该层仅为局部分布，岩土缺乏完整性。地质雷达图像表现为横向连续性良好，纹理层序宽缓，层间有较大反差。

断裂影响区：千层地层的影响纹理层序可见明显褶皱断续形态，且与断裂的距离越近就越明显。说明历史时期该断裂带发生牵引构造变形，该断裂是比较复杂的断裂构造变形带，断层只是一个发育的次级小断层，尽管原岩岩体发生差异风化作用，但是风化岩体以及残积土层中仍然可见构造变形痕迹，从钻探岩芯中清楚发现这些构造变形遗迹。

地下巷道及填土：地质雷达上发现剖面有弧形反射影响，应当解译为巷道位置，但是由于巷道内部中空，节点常数差异不够大，反映不够明显。填土层由于结构不规则，其影像与天然土层有明显差异，填土层纹理层序也不规则。

5  结束语

当项目处于地质条件复杂的地区时，进行岩土工程勘察对保证项目安全以及工程质量具有重要意义。这就要求建筑单位对勘察体制予以完善，重视培训勘察人员，紧跟时代脚步，积极引进新型岩土工程勘察技术，加强对复杂地质条件地区的勘察工作，这样才能确保勘察质量，为建筑工程质量提供保障。

参考文献：

[1] 张旭波.地质雷达技术在复杂地质条件岩土工程勘察中的应用[J].西部资源，2019（3）.

[2] 付敏.岩土工程勘察在复杂地质条件下的技术应用探讨[J].西部探矿工程，2019（5）.

[3] 何嘉慧.复杂地质条件下的岩土工程勘察方法[J].居舍，2019（11）.