论岩土工程勘察技术

王福超

摘要：岩土工程勘察是一种综合性的工程地质调查工作，岩土工程勘察的目的就是运用各种勘察测试手段和方法，对建筑场地进行调查研究，对修建各种建筑物的地质条件和建设对自然地质环境的影响作出分析判断；以保证地基和上部结构共同工作时，地基的强度、稳定性以及不致于产生过大沉降变形的措施，分析并提出地基的承载能力；和提供基础设计、施工以及必要时进行地基加固所需要的工程地质和岩土工程资料。

关键词：岩土工程；勘察；技术

各项工程建设在设计和施工前，都必须按基本建设程序进行岩土工程勘察，而鉴于目前岩土工程勘察所依据的规范、规程较多，既有国标、部标，又有行标、地标，且各种规范、规程的要求也有不一致之处，又鉴于目前岩土工程勘察市场格局中，占主导地位的勘察行为主体在技术方面的大的方向和原则上基本达成共识，各单位要进一步提高市场竞争力，就要多从细节上下工夫，使自己提供的勘察成果更直接、方便地满足设计的需要，本文将对岩土工程勘察技术予以简单的阐述。

1 岩土工程勘察中存在的技术问题

随着我国国民经济高速发展，众多基础建设项目和现代化超高层建筑物不断兴建，基础和基坑开挖深度也越来越深，各种公共建筑物的建筑风格各异，其平面和立面变化大，给结构和勘察专业带来诸多的新课题，而采用传统的勘察方法和传统的勘察手段已经很难满足设计的需要，这就存在着许多急需解决的岩土工程勘察技术问题，这些问题主要有以下几个方面：一是界面划分问题：主要有岩土体和岩石风化程度的界面划分，岩土构造和软弱结构面的判定，以及不良岩土体的岩土界面等；二是岩土形态问题：主要有不明地下物体、空洞及其分布形态、埋藏位置和埋藏深度的确定；三是岩土参数问题：主要是那些难于取到原状岩土样和难于进行室内、外试验的岩土层如粗颗粒土、残积土和风化岩等。其岩土设计参数（承载力、变形指标等）难于确定；四是综合能力问题：主要表现在：有一部分勘察技术人员缺乏对勘察各专业的野外和室内原始资料的整理、分析、利用的能力，缺乏如何辨别真伪、去伪存真、补充印证、归纳总结的能力，而缺乏建筑结构设计方面的知识，就常造成勘察的目的性不明确，所提供的资料不能满足设计的需要；五是技术素质问题：主要是勘察技术人员知识的广度和深度问题，勘察各专业之间缺乏内部沟通、技术交流，对各自技术服务的对象和技术发展状况不了解，导致碰到重大项目和复杂工程时束手无策，不知应采用何种技术方法和手段去解决所碰到的技术问题。

2 针对这些问题，探讨解决问题的对策

要解决以上岩土工程勘察工作中存在技术问题，可以考虑以下几个方面：一方面可用工程物探可以连续加密测点的办法以获取连续的地质界面，这就有效的解决了传统钻探手段以点带面划分地质界面时常所带来的划分不准确、漏判等缺点，而且还可以用综合工程物探的方法更有效地解决传统的勘察手段难以解决的许多岩土工程问题；一方面是强化室内、外的测试新技术及施工检测技术的运用，通过其所获得的数据和资料，再经对比分析，建立互相之间的关系，并以工程施工检测所获得的实测资料反算所得到的参数为对比依据，以确保所提供的岩土工程设计参数的可靠性；一方面是要不断加强勘察技术人员的再教育以及技术培训，并且形成一种定期制度，以促进人员知识的更新，各勘察单位必须施行内部岗位轮换制度，促进勘察技术的交流和知识渗透，尽可能地组织技术人员参加各种相关的学术活动、讲座，达到扩大勘察技术人员的知识广度和深度的目的，还要强调计算机技术的应用，以提高他们的技术综合能力。

3 岩土工程勘察新技术的应用

随着数字化的发展，传统勘察方法已逐步过渡到数字化勘察，这既是发展的要求，也是发展的必然趋势，而数字化勘察技术在应用中关键在于以下两个方面：一方面是数字化岩土勘察工程数据库系统：基于GIS的岩土工程勘察涉及到的原始数据主要为地理信息方面的空间数据和非空间数据，其数据来源包括：一是基础地理数据：主要包括地形地貌图和自然区划图；二是岩土工程勘察数据：主要有所研究区域的工程地质勘探资料，各勘探点的所有信息（如地理、环境、土的物理力学指标等）和各类建筑场地的地层信息，比如年代、沉积相、液化等级等，而数字化岩土勘察工程数据库系统的主要步骤有：第一步是岩土工程勘察数据库的概念模型设计：岩土工程勘察数据库管理作为岩土工程勘察数字化系统的一项基础工作，是一个数据密集、处理复杂的数据库应用问题，而为了能获得反映信息世界的概念性数据模型，要将与实体和联系相关的功能与行为剥离出来，仅从现实世界中实体的数据侧面来建立模型即研究数据对象与属性及其关系，并在此基础上建立相对应的数据库表结构；第二步是数据库的建立与实现：岩土工程一体化系统的数据有三类：用户原始数据，系统中间数据和最终数据，原始数据由测点数据组成，而测点数据又由测点几何属性数据（位置）和测点信息属性数据，中间数据则包括根据原始数据系统自动生成的地层层面等值线模型、三维表面模型、剖面模型等，根据这些模型可以生成用户需要的各种图件，还可以进行各种信息查询操作，而最终数据种类繁多，主要是根据用户需要由中间数据生成，包括图形资料和文档资料；二是数字化建模方法：目前采用的建模方法主要是数字表面模型法（Digital Surface Model），这种方法能够最真实地表达地面起伏情况，数字表面模型法的基本内容就是：通用精确表示工程地质体外表面的方式来表示均质地质体，可以抽象为把一系列同属性的点按照一定的规则连接起来，构成网状曲面片，进而确定整个地质体的空间属性，而表面模型法的数据来源就是通过测点获得的一系列离散的测点资料，包括测点的几何特征数据和属性特征数据，然后利用数据解释结果重构地质体界面，而地形建模方法是采用某地区的DEM数据作为基础，然后叠加遥感影像来完成三维地形的显示，对正射影像图进行投影变换，并使用Photoshop进行调色处理，作为地形纹理或者说是三维城市的“底图”，此外要涉及到的一个重要技术就是地质三维数字化，也就是以地球三维地理空间中全面的地下各项内容，包括地层、土质、岩石、石油、天然气、矿藏、海水、地下水、废物等，对这些对象相应在地球三维地理空间上各点的属性、状态、特征等的分布建立统一的三维数字化描述，而目前存在的问题主要是：由于三维工程数值分析是基于已知离散点插值来实现的，但是地质空间的分布又由于其自身的复杂性和不完全确定性，有时仅从地质空间剥离出离散点，并不能进行三维地质工程属性描述，同时由于工程地质对象应力、应变属性的相互关系无法把握，与现实地质条件相差太远，而用于分析工程地质应力、应变的前提即工程地质条件又太简单，以及把已知力或位移边界条件简化成离散点进行考虑，因此建立起来的三维描述的适用性与精确性往往还存在误差或者缺陷。

4 结束语

综上所述，对岩土工程勘察实践分析，合理地选择、运用工程物探技术与传统的勘探技术相结合，无疑是解决岩土工程勘察存在的技术问题的最佳途径，但是，任何的技术都有其局限性和适用性，我们要想有效地解决某些复杂的岩土工程勘察技术问题，就必須采用多种勘察手段联合使用，互相补充、互相验证。

参考文献：

[1]GB5002l-2001.岩土工程勘察规范[s].北京：中国建筑工业出版社.2002.

[2]林宗元.《简明岩土工程勘察设计手册》[M].北京：中国建筑工业出版社.2003.