浅谈工程物探技术在岩土工程中应用

浅谈工程物探技术在岩土工程中应用

何国富

52240119900215797X  浙江杭州

摘要：文中就工程物探技术展开论述，深入探讨工程物探技术在岩土工程中的应用，并对其应用前景进行阐述，意在提高该项技术的应用效果，为岩土工程的有效开展提供支持。

关键词：工程物探技术；岩土工程；应用

0引言

近年来，我国的岩土工程数量不断增多，这在推动国家经济建设与发展的同时，也让岩土工程的质量成为了社会各界广泛关注的话题，而要想有效提升岩土工程质量，相应的地质勘察工作必不可少，只有通过高质量的地质勘察工作，才能为相关工程的有效开展提供支持。工程物探技术是一种较为先进的地质勘察技术，不仅能对所在区域进行全面的勘察，为岩土工程的顺利开展提供支持，而且操作简单，能够在工程当中进行广泛的应用。因此，有必要对其进行深入的探讨。

1工程物探技术

所谓的工程物探技术，实际就是应用相关仪器在自然物理场以及人工物理场进行勘察的技术，该项技术主要应用于地下岩层和地质物体当中，能够帮助相关人员全面掌握所在区域的地质空间信息，在判断土地性质以及相关参数的同时，及时发现和解决影响岩土工程顺利开展的各项问题，从而为岩土工程建设活动的有效开展及质量控制提供技术支撑。而根据技术特点以及应用原理，工程物探技术主要可以分为：

1.1高精度磁法

该项技术主要是应用不同物质成分具有不同磁性的特点来实现地质勘探的，在进行勘探期间，需要对磁场结构特征进行分析，在明确所在区域地质结构的同时，了解各项因素对于磁场的影响规律。而地下结构的磁性特征较为明显，所以在落实地下勘测时，应用高精度磁法能够获得较高的勘察精度。在工程勘察当中，这种方法主要在地下勘探、海洋勘探以及地面勘探等方面进行应用，具体需要结合工程特点，确定是否要采用该项技术，以此来保证勘探的精准性。

1.2浅层地震法

这是一种较为常见的地面勘测技术，在对其进行应用的过程中，对现场条件有着较高的要求，所以，该项技术必须要在具有良好施工条件的工程中应用。如果能够满足浅层地震法的使用要求，其优势也是显而易见的，包括：较好的勘探效果以及勘探精度等。目前，高分辨率的地震反射波法得到了广泛应用，其能够利用地层对发射波的反射来确定地层分布情况。

1.3电法勘探

在地壳当中，物质成分不同，其电磁学性质也会具有一定的差异，而电法勘探则是以此为基础进行应用的一种物探技术。其能够对地壳结构以及各部分的电磁学性质进行检测，对地壳磁场特性和磁场分布规律进行勘探，从而帮助相关人员掌握地质结构。而常用的电磁勘探方法包括：高密度电法、可控源音频大地电磁法以及瞬变电磁法等等，具体需要根据地质特征进行合理的选择和应用［1］。

2工程物探技术在岩土工程中的应用

2.1应用流程

在对某地桥梁工程进行施工建设的过程中，为了确保工程建设活动的有效开展，相关单位决定应用物探技术针对桥轴线以及钻孔间影响范围中的岩土结构实施勘察，通过地层物性差异实现地质信息的有效获取，并利用多种方法进行印证，从而掌握工程所在区域岩土结构、深部岩溶、构造破碎带、软弱夹层的分布情况，为工程的有效开展提供支持。而具体的技术应用流程如下：（1）工作部署。案例工程的施工单位主要应用高密度电法进行岩土工程的探测活动。首先，需要结合工程物探技术准备相关设备材料，为相关技术的有效应用提供支持。其次，进行平行轴线以及电极线的设置。案例工程主要在工程开阳岸设置11条10m电极线，其中7条垂直于桥轴线进行布置，测线间距控制在35~110m之间，其余4条与桥轴线平行布置，间距控制在22m左右。6条5m电极线，其中垂直和平行于桥轴线的电极线均为3条。（2）钻探验证。结合相关技术要求，钻孔终孔深度必须要满足设计要求，并根据实际钻探结果对岩体完整程度进行分析，引桥需要揭露的完整岩体控制在15m以上，而索塔在完整岩体揭露方面需确保20m以上，锚锭对于揭露完整岩体的要求虽然相对较小，但也要达到10m以上。完成钻孔以后，进行测试钻孔，但需要对相关保护措施进行合理的应用，使孔内能够保持清洁，确保现场测试工作能够顺利开展。而对于需要采用电磁波CT进行测试的钻孔，需要在完成其他测试工作以后，立即将直径为50mm的PVC管下入其中，确保孔壁的完整性，从而为相关测试工作提供作业空间［2］。（3）现场试验。该环节是对所在区域岩土条件进行具体分析的重要环节。试样采集需要在工程区域范围内进行，并且要通过专业的试验室或人员进行分析，如力学分析等，以此来进行岩土属性、承载力的判断。当然，除了岩土分析以外，还需要对所在区域的水样进行检查，包括地表水以及地下水的水质，其对于工程土质有着较大的影响，因此，需要根据水样的成分、水质落实岩土属性分析工作。而在岩土采样方面，案例工程取样350份，经分析发现，所在区域的第四系覆盖层存在分布不均以及总体较薄的情况。在水样方面，案例工程对所在区域的河水以及各水文单元进行了分别取样，其分析成果能够为工程建设提供一定的参考［3］。

2.2实际应用

在岩土工程当中，工程物探技术的应用非常广泛，具体如下：（1）界面划分。通过工程物探技术对界面进行划分，能够帮助相关人员对勘探区域当中的地质构造加以了解，并将其中的不良地质界面准确区分出来。例如，在对建筑工程进行选址时，为了对所在区域的地质构造加以了解，就可以设置一个浅孔，在其中填注少量炸药并将其作为震源，然后借助多道瞬态瑞雷波法进行地质结构的勘测，可以准确探明地质构造，从而为工程选址提供相应的地质信息［4］。（2）形态判断。对于岩土工程来说，通过工程物探技术还能对其地下形态进行准确的判断，包括地下物体埋深、地下界面形态以及地下物体形态等。例如，应用探地雷达法对所在区域地质构造进行勘察，其可以通过不同地质结构所反射的雷达波差异进行地质结构的分析。如果在勘测过程中发现某一层的雷达波同相轴出现间断的情况，可以判定勘测区域有大量碎石存在，且碎石对其下部土层形成一定的挤压效果，影响了下层土的均匀分布，因此，反射雷达波形会表现得不均匀［5］。（3）参数测试。在对岩土工程进行勘察的过程中，通过工程物探技术能够实现工程区域的全面勘察，使工程施工人员能够获得全面、细致的地质资料，而在大量勘测数据支持下，能够为工程规划设计、施工组织设计提供有力支撑，从而保证相关工作的顺利开展［6］。（4）质量检测。在进行岩土工程施工时，经常会遇到一些隐蔽工程，而这些工程在完工以后，应用常规方法往往无法对其质量进行有效的检测，这也会在一定程度上影响工程质量的控制效果。而应用工程物探技术，则可以对岩土工程中的各项隐蔽工程进行有效的检测，保证质量控制工作的落实。例如，在某电厂的改扩建施工当中，由于项目所在区域涉及到海积阶地、沙滩以及丘陵等，在施工过程中，需要对地基进行加固处理，所以，为了提高工程的施工质量，在完成加固处理以后，对地基稳定性进行检测。而应用平板载荷试验法以及瑞雷波法，可以对加固前后的瑞雷波速度进行对比分析，通常加固以后的瑞雷波速度要比加固以前高出很多，而根据瑞雷波频散曲线，还可以明确所在区域的回填厚度。当然，对于岩土工程施工而言，仅应用一种工程物探技术，可能会有所不足，实际中建议对综合物探技术进行应用，能够使岩土工程获得更高的勘察质量［7］。具体应用流程如图1。

3工程物探技术的应用前景

3.1地质雷达

在隧道工程当中通常会应用地质雷达进行勘察工作，地质雷达技术的有效应用，能够使工程勘察的精度以及效率得到显著提升，但在长期应用的过程中发现，该项技术还有许多不足。一是探测深度偏低，通过地质雷达进行发射的电磁波会受到地下介质的影响而出现逐渐衰减的情况，所以，探测距离越长，勘测的分辨率也就越低。二是容易受到金属体干扰，在金属体干扰下，容易对地质雷达的精准性造成影响。因此，为了在岩土工程当中更好地应用该项技术，未来还需要在相关领域对地质雷达的发射功率、分辨率以及抗干扰能力进行深入的研究。

3.2地震波层析成像技术

该项技术的有效应用，需要将浅层地震仪当作主要仪器进行操作，在岩土工程当中应用该项技术，不仅能够及时排除各种地表障碍物，还能帮助相关人员尽早掌握风化层的影响。甚至可以通过地质钻探对深层地质进行剖面探测。但该项技术的应用效果往往会受到电缆以及井深的影响。如果电缆长度过高或者是井深过大，则会对电缆的稳定传输造成一定的影响。但在未来，随着远距离输电技术以及钻井施工技术的不断发展，应用该项技术的限制条件也将越来越少，因此，其有着非常广阔的应用前景。

4结语

综上所述，在岩土工程当中对工程物探技术进行应用，不仅能够帮助相关单位有效落实工程勘察活动，为工程建设活动的顺利开展提供技术支持，还能对工程施工质量进行检测，从而有效控制工程建设质量。因此，相关单位一定要对该项技术保持高度的重视，结合实际情况对其进行合理的应用，使其能够在岩土工程建设中发挥更大的作用。