塔金璐 高思培
(陕西省土地工程建设集团,710000)
【摘 要】地质勘察是工程建设的重要组成部分,为工程设计和后期施工提供强有力保障,因此,进行科学有效的地质勘察很有必要。综合工程地质测绘、勘探、测试和检测的不同方法,分析不同方法的目的和内容及其适用范围,根据工程建设特征选择合适的方法组合为工程建设服务。
【关键词】工程建设;地质勘察;综合应用
1.引言
工程地质学主要研究工程建设中与自然地质环境相互作用相互影响的一门科学[1, 2],对工作区及相关的各种地质问题进行综合评价,分析、预测在工程建设的影响下,地质条件可能受到的力的作用和出现的变化,并提出解决不良地质问题的工程措施;为实现这一目的开展工程地质勘察,预测工程建设与地质环境相互作用的方式、特点和规模,并作出正确的评价,为保证建筑物稳定及正常使用的防护措施提供依据。
2.工程地质勘察方法分类
工程地质勘察方法或手段,包括工程地质测绘、工程地质勘探、实验室或现场试验、长期观测(或监测)等。
2.1 工程地质测绘
工程地质测绘方法是工程地质勘察中最基本、首要的的勘察工作。按照精度要求将它们如实地反映在一定比例尺的地形设计图上。配合工程地质勘探、试验等所取得的资料编制成工程地质图。其目的以查明建设区的工程地质条件为主,研究地质构造,确定构造线的位置、产状、破碎带性质、构造及裂隙分布特征、发育规律等;调查地层的产状、时代、成因及其相互关系,各地层的岩性特征,绘制能反映建设区地层分布规律的剖面;研究水文地质条件,调查地下水露头、泉、井,并分析地下水对建筑物的影响;调查研究各种不良地质作用、现象的特征;研究工作区及周围已有建(构)筑物或者建筑材料的变形状况及建筑经验,为勘探、试验、观测等工作的布置提供依据。
2.2 工程地质勘探
工程地质勘探是在测绘工作的基础上探测地下工程地质条件的一种间接勘探方法。对建设区内地质地形及工程地下水的物理性质和化学成分进行分析,对勘探数据进行对比分析研究,根据搜集到的工作区地质数据(地质结构、曾发生地质事件、天气情况及水质情况等),结合地下水测试数据,全面分析该地区地质变化原因,寻找最佳的勘探模式,构建科学的工程地质模型[4],这些是工程地质勘探的重要步骤,对工程设计具有重要的指导作用。
2.3 现场原位和室内测试
现场原位测试是指在工程地质勘察现场,现场原位测试包括:触探试验、承压板载荷试验、原位直剪试验以及地应力量测等[5],室内试验包括:岩、土体样品的物理性质、水理性质和力学性质参数的测定。在不扰动或基本不扰动地层的情况下对地层进行测试,以获得所测地层的物理力学性质指标及划分地层的一种勘察技术,但原位测试也存在着许多不足之处,如难于控制边界条件,许多原位测试技术所得的参数和岩土的工程性质之间的关系建立在大量统计的经验关系之上等。因此,岩土的室内试验和原位测试应该相辅相成。
2.4 现场检测与监测
观测与监测是在工程地质条件复杂而某些问题尚无定论,工程运营期间工作效果检验或某些重要地质现象跟踪监测等情况下,用专门的仪器对建筑区工程地质条件各要素或对工程建筑活动有重要影响的自然(物理)地质作用和某些重要的工程地质作用随时间的发展变化,进行长时期的重复测量的工作。观测岩、土体位移范围、速度、方向;岩、土体内地下水位变化;对不良地质作用及时采取防治措施,确保工程安全。
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3.不同类型地质勘察方法
3.1地质测绘方法
工程地质测绘通常是以一定比例尺的地形图为基础,通过实地测绘和相片成图(卫星像片、航空像片和陆地摄影像片)的方法,实地测绘主要依靠野外工作,综合路线法、布点法和追索法,对工作区内地层和构造界线、地质现象、地貌现象及水文地质情况等进行观察并测量基础数据[3],根据不同的勘察类型及阶段确定绘图比例尺,将上述测量数据绘制在原有的基础图纸上。相片成图法是一种新兴的工程地质测绘方法[6],主要运用3S技术,即遥感技术(RS)、地理信息技术(GIS)、定位技术(GPS),推动工程地质测绘技术朝着数字化、自动化、高精度化方向前进。
3.2 地质勘探方法
工程地质勘探的方法主要包括工程地球物理勘探、钻探和坑探工程等。
地球物理勘探是通过分析解释判断地面下的工程地质条件。是在测绘工作的基础上探测地下工程地质条件的一种间接勘探方法,其特点主要有探测深度浅、精度高、施工场地要求低等,在实际工程勘探过程中应用的物探方法主要有电法勘探、地震勘探、重力勘探和磁法勘探。①电法勘探通常观察观测点深度和电阻率变化,根据供电电极间的距离差异,勘测地下管道、不同深度的岩层、岩石分布规律、地质结构分类等。②地震勘探主要用反射波法和折射波法,通过观测反射波或折射波时间场沿测线方向的时空分布规律,明确地下反射面或折射面的深度与地质构造形态、性质等。③重力勘探利用精密仪器对地质进行勘察,可以有效推测覆盖物下的矿体性质和地质构造特征。④磁法勘探主要利用不同类型岩石或者矿石具有含磁性导致出现的地磁异常情况。
钻探和坑探。采用钻探机械钻进或矿山掘进法,直接揭露建筑物布置范围和影响深度内的工程地质条件,为工程设计提供准确的工程地质剖面的勘察方法。为现场测试或长期观测提供钻孔或坑道。
3.3 测试方法
原位测试主要包括静力载荷试验、静力触探试验、动力触探、标准贯入试验、十字板剪切试验、旁压试验和现场剪切试验等。室内实验主要包括土的物理性质实验、压缩固结实验、抗剪强度实验、动力性质实验和岩石颗粒密度和块体密度、吸水率等各种实验现。就主要方法进行简单说明,①静力载荷试验就是在一定面积的承压板上向地基逐级施加荷载,并观测每级荷载下地基的变形特性,从而评定地基的承载力、计算地基的变形模量、估算地基土的不排水抗剪强度并预测实体基础的沉降量,是模拟建筑物基础工作条件的一种测试方法,②静力触探试验是借助机械把一定规格的探头匀速压入土中,同时用探头顶端的传感器或者仪器测试探头的端阻、侧壁摩擦力,以此来划分土层,确定浅基础的承载力,判断、分析地基土的物理力学性质,预估单桩承载力等;③动力触探是利用锤击的动能,将一定规格的圆锥探头打入土中,根据打入土中一定深度的难易程度来判定土层的性质、对土层进行分层、确定砂土和碎石土的相对密实度等;④标准贯入试验是用63.5kg的穿心锤自0.76m高处自由下落,撞击垂座,将标准贯入器打入孔底土层中,记录贯入0.30m的锤击数,用来评价土层物理力学参数。
3.4 检测和监测方法
现场检测与监测则要根据具体的工程内容,结合前文中的测试技术在施工过程中对地基的基础、岩土体性状及不良地质作用和地质灾害的监测。
4.小结
工程建设过程中,工程地质勘察是一个重要的环节,并居于首要阶段。因此要根据建设工程特征,结合勘察过程中的不同方法,选择适合工程的方法,并结合传统方法,大胆尝试不同类型的新方法,确保工程质量。
参考文献:
[1]周健. 工程地质勘察工作问题的若干思考[J]. 黑龙江水利科技. 2014(3): 251-252.
[2]陶永强. 关于工程地质勘探的几点思考[J]. 黑龙江科技信息. 2013(16): 222.
[3]高洪涛. 浅谈工程地质测绘[J]. 技术与市场. 2011(07): 82.
[4]佟振新. 浅析工程地质勘探中存在的问题及应对策略[J]. 科学中国人. 2014(14): 152.
[5]樊涛,蒲露露. 原位测试技术在工程地质勘察中的应用研究[J]. 门窗. 2013(12): 399.
[6]陈涛. 测绘新技术在地质测绘工程中的运用研究[J]. 低碳世界. 2014(01): 103-104.
论文作者:塔金璐,高思培
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年6月总第211期
论文发表时间:2016/8/12
标签:地质论文; 工程地质论文; 方法论文; 工程论文; 地质勘探论文; 原位论文; 测试论文; 《工程建设标准化》2016年6月总第211期论文;