一、巖土工程技術(shù)創(chuàng)新方法和實踐
1.物探技術(shù)
工程物探技術(shù)是依靠電磁理論和電學(xué)理論發(fā)展起來的。物探中淺層地震折射波法和彈性波測井技術(shù)以及多通道瞬態(tài)面波法技術(shù)等以及在巖土工程中得到廣發(fā)的應(yīng)用。物探法主要是提高了傳統(tǒng)勘測方法的效率,保證勘探結(jié)果的準(zhǔn)確。通常物探法能夠通過對復(fù)雜巖土的研究為工程提供有效的數(shù)據(jù)和參考信息,保證巖土工程達(dá)到設(shè)計要求。物探方法不是獨(dú)立工作的,在很多情況下都可以綜合使用多種物探技術(shù),相互補(bǔ)充、相互驗證,同時提高探測對象的適用性,提高巖土工程勘探解決措施的可靠性和全面性。
彈性波技術(shù)是物探技術(shù)使用比較多的一種方法,它主要是利用不同介質(zhì)對彈性波的傳遞來揭示地下的物體界面。目的是提供各層土的剪切波速值,判定場地土類型,劃分建筑場地類別,確定場地覆蓋層厚度。如果地下物體界面發(fā)生了變化,彈性波也能根據(jù)動力學(xué)和運(yùn)動學(xué)的特征來判斷物體界面的變化特征。工程物探能夠通過收集野外地質(zhì)樣品再使用各種分析儀器和計算為工程提供相應(yīng)的探測數(shù)據(jù)和資料。因為這些數(shù)據(jù)和資料在整個工程中都能發(fā)揮作用。所以數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、資料的可靠性變得尤其重要。物探工程師一定要具備扎實的專業(yè)知識,對巖土工程有著獨(dú)到的見解和科學(xué)的分析。
2.鉆探和坑探
鉆探和坑探和物探不同,是屬于直接勘探手法,能夠更直接了解地質(zhì)情況。大部分工程都會用到鉆探和坑探。鉆探主要是根據(jù)地層類別和勘探要求通過對不同深度的地層采樣再進(jìn)行分析實驗確定巖土類型和物理學(xué)性質(zhì)的方法。如果用鉆探還無法探明地下地質(zhì)的狀況就可以采用坑探法,它主要是使用機(jī)械和動力設(shè)備進(jìn)行勘探,耗費(fèi)的人力、物力、財力比較大。所以在使用坑探時一定要考慮工程的經(jīng)濟(jì)性。
3.原位測試
3.1、靜力觸探
靜力觸探是一種輕便、快速、高效的土體原位測試技術(shù)。它是通過一定的機(jī)械裝置,用準(zhǔn)靜力將標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的金屬探頭金直均勻地壓入土層中。因為探頭會受到一定的阻力而形成壓力,這種壓力通過探頭傳感器,將土層的阻力轉(zhuǎn)換為電信號,然后由儀表測量出來。國內(nèi)工程使用的靜力觸探探頭有單橋探頭、雙橋探頭、孔壓觸探頭3種。靜力觸探能夠確定軟土、粘性土、粉土、砂土等土層的地基承載能力和單樁極限承載能力,在越南福爾摩莎國際集疏運(yùn)港區(qū)工程中巖石工程勘察利用了靜力觸探主要用于結(jié)合鉆孔資料對土層和土類進(jìn)行劃分;通過觸探成果計算不排水抗剪強(qiáng)度。雖然靜力觸探有很多優(yōu)點,但是它也存在一定缺陷,比如分辨率低,與國際標(biāo)準(zhǔn)不接軌等。這些缺陷導(dǎo)致它不能廣泛使用在巖土工程中。
3.2、動力觸探
動力觸探是原位測試的一種,主要是通過探頭貫入土中10cm或者30cm時所需要的錘擊數(shù)確定風(fēng)化基巖的物理學(xué)性質(zhì)指標(biāo),具有勘測和測試兩種特性。動力觸探分為輕型、重型及超重型三類。輕型觸探儀主要針對砂土、粉土和粘性土,設(shè)備操作簡便,施工簡單,主要是記錄錘擊的次數(shù),代用公式為,代用公式為R=(0.8×N-2)×9.8(R-地基容許承載力Kap,N-輕型觸探錘擊數(shù))。
4.壓縮試驗
壓縮試驗是室內(nèi)試驗的一種方式,它主要是通過判定土的壓縮性來測定土的壓縮模兩和壓縮系數(shù)等變形參數(shù)。
5.GPS定位測量技術(shù)
GPS定位測量技術(shù)是借助于空間衛(wèi)星群和地面接收終端系統(tǒng)之間形成信息傳達(dá)的過程,這種技術(shù)應(yīng)用比較晚,但是有非常大的發(fā)展空間。特別是在工程地形較為復(fù)雜的山地,可以采用GPS來測量。首先要根據(jù)山地特征來準(zhǔn)備勘探工作,對整個工程進(jìn)行擬定作業(yè),相關(guān)設(shè)備和儀器準(zhǔn)備到位,采集設(shè)備、通信工具、交通設(shè)備等都要根據(jù)整個項目進(jìn)行合理調(diào)度。關(guān)于工程資料和設(shè)計書提前充分熟悉,保證勘探結(jié)果根據(jù)設(shè)計需求和施工需求進(jìn)行。勘探前的選點、買時工作、布置測控等級點等都做好詳細(xì)計劃。采集器要設(shè)置采集時間、衛(wèi)星高度截止角、時段號等信息采錄,完成采集后進(jìn)行記錄和觀察報告填寫,存檔以便日后使用。
6.計算機(jī)技術(shù)
CAD技術(shù)是在巖土工程運(yùn)用廣泛的一種技術(shù),它能夠根據(jù)工程數(shù)據(jù)和資料對地質(zhì)地形進(jìn)行電腦繪制,還能對野外采集數(shù)據(jù)、土工勘測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和整理。
二、總結(jié)
現(xiàn)代工程技術(shù)創(chuàng)新方法越來越多,在勘探過程中要及時進(jìn)行溝通,當(dāng)從經(jīng)濟(jì)角度、生態(tài)角度出發(fā)的時候,創(chuàng)新的方法和技術(shù)才能應(yīng)運(yùn)而生。每一種勘探技術(shù)都有自己的特點和優(yōu)勢,并且也有局限性和適用性,在確定巖石勘探技術(shù)時要結(jié)合工程條件,進(jìn)行綜合選配。達(dá)到技術(shù)互補(bǔ),相互驗證,保證勘探質(zhì)量的目的。
作者:劉豫 單位:江西南昌