岩土工程勘察的基本方法有哪些?
发布时间:2020-05-25

我国的地形结构复杂多样,在工程建设中需要对多种地理地质情况进行全面的勘察,比如,在我国的南方地区,受地质结构的影响,地下的岩层分布形式多样,岩层的走向、分布差别很大。在当前的工程建设过程中,随着技术的发展,桥梁工程、水利水电工程、交通基础设施工程等社会发展中各个方面的工程建设受自然环境和地理因素的影响越来越小。

但是在一些复杂地理环境地区的工程施工需要保障对该地区地质构成、水文环境等条件的仔细勘察,才能保障工程施工可行性的准确分析和具体施工技术的顺利实施。科学的发展带来了岩土工程勘察中地质技术的进步,使勘察工作中的具体数据和信息更加详细、准确。

 
 
 
 

 

岩土工程勘察的方法或技术手段

 

岩土工程勘察的方法或技术有以下几种:

  • 工程地质测绘。

  • 勘探与取样。

  • 原位测试与室内试验。

  • 现场检验与监测

 

工程地质测绘

工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作,一般在勘察的初期阶段进行。

这一方法的本质是运用地质、工程地质理论,对地面的地质现象进行观察和描述,分析其性质和规律,并藉以推断地下地质情况,为勘探、测试工作等其他勘察方法提供依据。在地形地貌和地质条件较复杂的场地,必须进行工程地质测绘;但对地形平坦、地质条件简单且较狭小的场地,则可采用调查代替工程地质测绘。工程地质测绘是认识场地工程地质条件最经济、最有效的方法,高质量的测绘工作能相当准确地推断地下地质情况,起到有效地指导其他勘察方法的作用。

3DeMoN自动激光测距仪

 

 

勘探与取样

勘探工作包括物探、钻探和坑探等各种方法。它是被用来调查地下地质情况的;并且可利用勘探工程取样进行原位测试和监测。应根据勘察目的及岩土的特性选用上述各种勘探方法。

物探是一种间接的勘探手段,它的优点是较之钻探和坑探轻便、经济而迅速,能够及时解决工程地质测绘中难于推断而又急待了解的地下地质情况,所以常常与测绘工作配合使用。它又可作为钻探和坑探的先行或辅助手段。但是,物探成果判释往往具多解性,方法的使用又受地形条件等的限制,其成果需用勘探工程来验证。

高密度电法

 

McSEIS-AT微动仪

 

 

钻探和坑探也称勘探工程,均是直接勘探手段,能可靠地了解地下地质情况,在岩土工程勘察中是必不可少的。其中钻探工作使用最为广泛,可根据地层类别和勘察要求选用不同的钻探方法。当钻探方法难以查明地下地质情况时,可采用坑探方法。坑探工程的类型较多,应根据勘察要求选用。

声波钻机取样

 

勘探工程一般都需要动用机械和动力设备,耗费人力、物力较多,有些勘探工程施工周期又较长,而且受到许多条件的限制。因此使用这种方法时应具有经济观点,布置勘探工程需要以工程地质测绘和物探成果为依据,切避盲目性和随意性。

 

原位测试与室内试验

原位测试与室内试验的主要目的,是为岩土工程问题分析评价提供所需的技术参数,包括岩土的物性指标、强度参数、固结变形特性参数、渗透性参数和应力、应变时间关系的参数等。原位测试一般都藉助于勘探工程进行,是详细勘察阶段主要的一种勘察方法。

 

原位测试

原位测试包括:静力触探、动力触探、标准贯入试验、十字板剪切、旁压试验、静载试验、扁板侧胀试验、应力铲试验、现场直剪试验、岩体应力试验、岩土波速测试等。

优点

 

试样不脱离原来的环境,基本上在原位应力条件下进行试验;

所测定的岩土体尺寸大,能反映宏观结构对岩土性质的影响,代表性好;

试验周期较短,效率高;

尤其对难以采样的岩土层仍能通过试验评定其工程性质。

缺点

 

试验时的应力路径难以控制;

边界条件也较复杂

有些试验耗费人力、物力较多,不可能大量进行。

APAFOR多功能重型动力触探仪

DMT标准扁铲式侧胀仪

FOX-100静力触探设备

梅纳旁压仪

GVT-100电动十字板剪切试验仪

 

 

室内试验

主要内容包括:土的物理性质试验、土的压缩固结试验、土的抗剪强度试验、土的动力性质试验、岩石试验。

优点

 

试验条件比较容易控制(边界条件明确,应力应变条件可以控制等);

可以大量取样。

缺点

 

尺寸小,不能反映宏观结构和非均质性对岩土性质的影响,代表性差;

试样不可能真正保持原状,而且有些岩土也很难取得原状试样。

标准应力路径静三轴仪

多向动态循环单剪系统

伺服电机控制的动三轴试验系统

非饱和土三轴仪

 

现场检验与监测

现场检验与监测是构成岩土工程系统的一个重要环节,大量工作在施工和运营期间进行;但是这项工作一般需在高级勘察阶段开始实施,所以又被列为一种勘察方法。它的主要目的在于保证工程质量和安全,提高工程效益。

现场检验包括施工阶段对先前岩土工程勘察成果的验证核查以及岩土工程施工监理和质量控制。现场监测则主要包含施工作用和各类荷载对岩土反应性状的监测、施工和运营中的结构物监测和对环境影响的监测等方面。需要多种传感器用于现场情况的检验和监测,如测斜仪、钢筋计、渗压计、岩石应力计、多点位移计等。

PROFIL数字式活动测斜仪

PWS振弦式孔隙水压力计

BOR-EX钻孔式多点位移计

IRHP和IRCL振弦式钢筋计

岩石应力计

检验与监测所获取的资料,可以反求出某些工程技术参数,并以此为依据及时修正设计,使之在技术和经济方面优化。此项工作主要是在施工期间内进行,但对有特殊要求的工程以及一些对工程有重要影响的不良地质现象,应在建筑物竣工运营期间继续进行。

 

随着科学技术的飞速发展,在岩土工程勘察领域中不断引进高新技术。例如,工程地质综合分析、工程地质测绘制图和不良地质现象监测中遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和全球卫星定位系统(GPS)即“3S”技术的引进;勘探工作中地质雷达和地球物理层成像技术(CT)的应用等。

3D-RADAR三维探地雷达

 

3D-RADAR三维雷达系统GeoScope MK IV使用了数字步进频率技术

 

 

Geoscanner探地雷达

 

Akula 9000C探地雷达控制系统

GCB系列全屏蔽地面耦合天线

 

IPG跨孔地震成像系统

 

总结

 


做好岩土工程的勘察工作,提高勘察水平是保证我国建筑工程发展的重要基础,也是我国开展工程建设工作的重要前提。在岩土工程勘察工作中,加强地质技术的发展和使用,严格规范勘察的技术规范和勘察标准,提高勘察人员的技术素养和安全意识,保障勘察报告的规范性和结论的准确性,是当前我国提高岩土工程勘察水平的重要途径,做好这些工作有利于提高我国的岩土工程勘察水平,给工程建设过程中的施工方案设计和施工技术实施提供了重要的参考,有效促进了我国土木工程建设的现代化发展。

 

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