龔亞龍

分析數(shù)字化技術在提高巖土勘察效率方面的應用

龔亞龍

（中建材西南勘測設計有限公司，四川 成都 610059）

數(shù)字化勘察技術的應用，從根本上提升了工程勘察的質量和水準，并在一定程度上優(yōu)化了勘察工作效率，能夠促進我國巖土勘察工作的進步。根據(jù)實際經(jīng)驗，將數(shù)字化技術與巖土勘察工作相結合，能夠讓勘察結果更加準確、讓勘察過程更加科學，而與之相比之下，傳統(tǒng)巖土勘察技術則具有勘測資料嚴重地質化、地形圖與設計系統(tǒng)間缺乏連通性等一系列問題，很難保證工程的建設施工質量。在今后的工作中，技術人員應充分利用數(shù)字表面模型技術、地形建模技術、數(shù)據(jù)庫概念模型技術以及勘察外業(yè)智能采集系統(tǒng)等，提升巖土勘察的效率。

數(shù)字化；巖土工程；勘察技術

0 引言

工程建設是一項十分復雜的工作，而巖土工程勘察則屬于其中的重中之重，能夠對工程建設區(qū)域的地質條件等進行準確了解，從根本上降低事先準備不到位導致施工失誤的幾率，保障工程建設施工的最終質量，從這一角度來說，提升巖土工程勘察技術數(shù)字化建設水平，具有突出的實際價值。目前中國的數(shù)字化技術逐步取得新發(fā)展，各種細化的數(shù)字化技術開始與各行各業(yè)相結合，從根本上改變著社會生產模式，特別是在巖土工程勘察工作中的應用，更是解決了過去巖土勘察技術效率低下等一系列問題。在這種情況下，對數(shù)字化技術在提高巖土勘察效率方面的應用進行研究，可謂是勢在必行。

1 巖土工程勘察及數(shù)字化技術

巖土工程勘察工作指的是，以工程建設實際需求為出發(fā)點，對建設目標范圍內的地質條件、巖土結構等進行勘察的工作，工作人員經(jīng)仔細勘察后，需出具相關文件并移交給設計單位，以便于后續(xù)的設計、施工能夠順利開展，巖土工程勘察結論基本貫穿于整個工程建設過程，因此其重要性十分突出。根據(jù)具體經(jīng)驗來看，巖土勘察工作具有一定的復雜性，其涉及到的巖土結構往往十分復雜，勘察細節(jié)較多，利用傳統(tǒng)巖土勘察技術進行分析，往往很難取得精確而全面的地質信息，在各種參數(shù)的準確度上也有一定偏差，最終編制的巖土勘察報告往往和實際情況有很大差異，這將會導致承載力等參數(shù)的計算失誤問題，進而給后續(xù)工程施工帶來諸多不必要的麻煩。另外，巖土勘察工作的勘察結果難以利用到工程建設中去，也是導致巖土勘察工作失去應有價值的原因之一，勘察結果本身可作為工程施工及管理的參考數(shù)據(jù)，但過去的巖土勘察方法的形式和格式相對來說比較簡單，難以將比較復雜的巖土結構表現(xiàn)出來，工作人員能從其中收獲到的數(shù)據(jù)非常稀少，難以保證工程建設的質量和水平。但數(shù)字化技術具有一系列優(yōu)勢，如動態(tài)性、集群性等等，能夠有效地解決巖土勘察工作中存在的勘察效率低、勘察數(shù)據(jù)失真等一系列問題，因此可將數(shù)字化技術和巖土勘察工作合而為一，根據(jù)建筑工程巖土勘察需求，提升勘察的深入程度，借助計算機軟件和其他測繪設備取代其他人工操作，從而提升勘察的有效性。為保證數(shù)字化技術與巖土工程勘察工作結合效果，應從三個方面入手：第一要提升巖土工程勘察工作機制的完善程度，合理調整勘察方法、更新勘察技術，從而讓工程設計及施工人員能夠有準確的信息作為參考；第二，要盡可能提升工作人員的綜合素養(yǎng)，對硬件設備進行定期維護更新，使勘察設備能夠在巖土工程勘察工作當中發(fā)揮應有作用，獲得更加準確更加細致的巖土工程勘察結果，從根本上提升巖土工程勘察工作的實際意義，從根本上促進我國巖土工程勘察事業(yè)的高度發(fā)展；第三，要積極主動地引進各種先進技術并通過對數(shù)字化技術的合理應用，改變傳統(tǒng)勘察工作存在的一系列問題，保證巖土工程勘察工作水平。

2 傳統(tǒng)巖土工程勘察技術中存在的不足

中國的建筑工程行業(yè)始終保持著高速發(fā)展的態(tài)勢，人們對工程質量及工程施工效率的要求越來越高，過去的巖土工程勘察技術顯然已經(jīng)不再具有可行性，難以在工程建設當中發(fā)揮應有作用。根據(jù)實際工作經(jīng)驗，傳統(tǒng)巖土工程勘察技術往往存在以下幾種不足之處：

2.1 勘測資料嚴重地質化

在各種高新技術不斷更新?lián)Q代的今天，巖土工程勘察技術自然而然隨之得到的一定的進步，但是在進行實際操作的時候，部分巖土工程勘察單位卻仍然沿用著比較落后的設備，這導致勘察技術資料存在突出的地質性。另外，設計人員和巖土工程勘察人員未能達成有效溝通，巖土勘察人員往往無法把握需要勘察的重點，也是導致巖土工程勘察工作質量不高的原因之一?？傮w來看，巖土工程勘察材料的地質性過于突出，且勘察內容比較簡單不夠豐富，難以在工程建設設計過程中發(fā)揮應有作用，對于巖土工程勘察工作的發(fā)展十分不利。

2.2 地形圖與設計系統(tǒng)間缺乏連通性

巖土工程勘察工作中，地形圖是十分重要的一類圖紙，它能夠保證巖土工程勘察結果的豐富程度，使巖土工程勘察工作的效率得到妥善提升，但是在具體的巖土工程勘察中，部分巖土工程設計系統(tǒng)難以和地形圖形成連通關系，這使得地形圖的作用被一再削減，難以在建筑工程設計施工當中發(fā)揮應有的作用，對建筑工程的施工質量也有一定的負面影響。首先，過去的巖土工程勘察技術自身存在一定的欠缺，其所獲得的勘察數(shù)據(jù)往往存在較大誤差，難以確?？辈旃ぷ鞯男Ч?，地形圖和設計系統(tǒng)之間的連通困難更是導致本就略顯不足的勘察數(shù)據(jù)作用捉襟見肘，最終給設計工作帶來不必要的影響。其次，地形圖和設計系統(tǒng)之間存在連通困難的問題，將會讓巖土工程勘察技術資料的應用效率大幅度下降，難以保證建筑工程設計工作的科學性和合理性，進而造成嚴重的勘察工作質量問題，給后續(xù)建筑工程施工質量帶來負面影響。第三，區(qū)域巖土勘察資料的整合工作不完善也是急需關注的問題之一，目前很多建筑工程都是以精細的巖土工程勘察工作為基礎建成的，特別是城市地區(qū)的大量住宅小區(qū)更是如此。然而問題在于，城市地區(qū)各個區(qū)域的發(fā)展建設速度截然不同，城中村棚戶區(qū)等位置的施工建設情況遠遠落后于常規(guī)城區(qū)，這些項目的巖土勘察資料往往比較分散，在沒有統(tǒng)一管理整合及收集的情況下，巖土勘察區(qū)域性資料的丟失損壞將會成為必然。

2.3 數(shù)字化勘察技術應用水平較低

過去的巖土工程勘察技術比較落后，又沒能及時與數(shù)字化技術相結合，因此科技含量非常低，其勘察結果的應用效率往往無法得到最大化應用，勘察工作的精確度也難以和工程設計及施工要求保持一致，最終的勘察效果可想而知。首先，巖土工程勘察工作的數(shù)據(jù)傳輸十分重要，但是在傳統(tǒng)的巖土勘察工作模式下，勘察單位往往只能用圖紙表格等傳輸信息，這使得很多勘察信息無法被表達清楚，一些勘察結果也無法為建筑工程設計提供強有力的支持。其次，由于未能合理應用數(shù)字化技術，勘察單位往往無法準確處理數(shù)據(jù)信息，并難以保證勘察工作結果的精確度，無法提升勘察結果的利用率，這顯然不符合提升巖土勘察工作效率的目標。

3 數(shù)字化技術在提高巖土勘察效率方面的應用

3.1 數(shù)字化技術在提高巖土勘察效率方面的應用內容

巖土工程勘察技術的數(shù)字化發(fā)展，完全符合建筑工程施工建設的具體要求，是工作人員結合工作經(jīng)驗、建筑行業(yè)進步趨勢所探索出來的發(fā)展新思路，其主要以計算機技術和網(wǎng)絡技術為基礎，對建筑工程施工目標地周邊的地質環(huán)境特征、巖土工程條件等進行深入的分析和考察，而后以勘察結果為參考編制具有實際應用價值的巖土工程勘察文件，為設計人員等提供有效的參考。在建筑行業(yè)不斷發(fā)展的今天，人們對建筑工程的要求越來越高，對建筑工程施工效率的要求同樣越來越高，只有不斷引進新技術和新方法，才能提升工程建設的整體效率。而數(shù)字化技術與巖土工程勘察工作的有效結合，顯然從根本上提升了巖土工程勘察工作的質量和水平，能夠一改傳統(tǒng)巖土工程勘察工作效率低、質量差的問題，從根本上推動我國巖土工程勘察工作的發(fā)展。根據(jù)工作經(jīng)驗，巖土勘察數(shù)字化技術往往具有以下特點：第一，具有動態(tài)化特征，以定向監(jiān)控技術為基礎即可實現(xiàn)巖土工程勘察工作的動態(tài)化要求，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性，第一時間找出作業(yè)過程的不足之處。第二，具有安全性特點，在動態(tài)監(jiān)控程序運行的基礎上，靜態(tài)監(jiān)測程序也能發(fā)揮應有的作用，利用好靜態(tài)檢測程序，就能保證數(shù)據(jù)庫的整體監(jiān)控效果，保證監(jiān)測的安全性。第三，具有集群化特征，利用集群化控制技術，工作人員就能夠實現(xiàn)對多功能的同時處理，這樣一來就能提升巖土工程勘察工作的效率。巖土勘察數(shù)字化系統(tǒng)大致可以分成感應系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)這三個部分：首先，感應系統(tǒng)是其中最重要的組成部分，借助電子感應器控制系統(tǒng)即可對感應器作用范圍進行勘察，并執(zhí)行有關的工作指令，確保最終的控制效果。其次，傳輸系統(tǒng)是數(shù)字化系統(tǒng)當中的重中之重，它能夠提升信號傳輸?shù)乃俣群蜏蚀_度，解決傳統(tǒng)巖土工程勘察工作模式下遠程數(shù)據(jù)傳輸困難的問題。第三，存儲系統(tǒng)：對巖土工程地質情況進行勘察的過程中，工作人員往往需要面臨大量的、互相間區(qū)別較大的地質數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進行妥善的處理分類，只有這樣才能讓地質勘察資料的應用價值最大化。換而言之，巖土工程勘察資料是否真實、是否精確直接影響著工程設計及施工的質量，而數(shù)字化技術則能夠提升勘察資料的準確度，因此必須要盡快將數(shù)字化技術與巖土工程勘察工作結合起來。

3.2 數(shù)字化勘察技術在巖土工程中的應用策略

過去的巖土工程勘察工作存在許多不足之處，影響了工程的設計及建設水平，因此有必要盡可能提升巖土勘察工作的技術含量，充分利用好數(shù)字化技術，從根本上提升巖土工程勘察效率。

3.2.1應用數(shù)字表面模型技術

在今后的巖土工程勘察工作中，工作人員務必要以先進完整的理論作為基礎，合理利用好表面模型技術，對相同屬性的點位進行順利連接，使這些點位構成一個面，讓抽象數(shù)據(jù)轉化成形象的具體圖形，這樣一來就能夠準確地反應本區(qū)域的地質情況，從根本上改變勘察工作所面臨的困境。另外，借助數(shù)字表面模型技術還能夠提升數(shù)據(jù)的處理效率，讓巖土工程勘察工作的結果更加準確、更加合理，進而提升巖土工程勘察工作的效率。不難看出，將數(shù)字表面模型技術與巖土工程勘察相結合，是提升巖土勘察工作質量的必然選擇。

3.2.2應用地形建模技術

除了數(shù)字表面模型技術之外，工作人員還可以借助地形建模技術對待測定區(qū)域的三維地形進行確認，以此提升勘察報告的細致性，使之在后續(xù)應用中發(fā)揮更大的作用。首先，合理應用地形建模技術，可以提升數(shù)據(jù)信息資源的整合效率，并讓巖土工程勘察報告能夠在設計和建設當中發(fā)揮更大的作用，解決傳統(tǒng)巖土工程勘察技術中存在的一系列問題，徹底改變數(shù)據(jù)資源得不到應用的問題，讓勘察作業(yè)的應用價值得到提升，保證巖土勘察的效率。第二，合理應用地形建模技術，能夠提升正射影像圖的合理性和準確性，工作人員可借助圖像處理軟件對影像圖進行處理，從中獲取三維圖像底圖，使巖土工程勘察工作得到進一步發(fā)展，提升其工作效率。不難看出，地形建模技術是數(shù)字化過程中必不可少的技術之一，它能夠充分提升巖土工程勘察工作的水準和效率，在今后的工作中務必要保證地形建模技術的應用效果，從而獲取到更加精準的圖紙，保證巖土工程勘察工作的效率，也為后續(xù)工程設計和工程施工打下堅實的基礎。

3.2.3應用數(shù)據(jù)庫概念模型技術

數(shù)據(jù)庫概念模型技術與巖土工程勘察工作的有機結合，能夠從根本上改變過去巖土工程勘察工作中數(shù)據(jù)處理速度慢、數(shù)據(jù)處理準確性低的一系列問題，保證數(shù)字化系統(tǒng)的科學應用效果。為了達到上述優(yōu)勢成果，可確保做到以下內容：第一，要結合巖土工程勘察工作的實際數(shù)據(jù)處理要求，對數(shù)字化技術進行充分了解，以數(shù)字化技術的功能、數(shù)字化技術的特點和應用優(yōu)勢等為基礎，從根本上保證數(shù)據(jù)庫概念模型技術的應用效率，從根本上提升巖土工程勘察技術的應用質量，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)處理方面的問題。第二，要充分了解何為數(shù)據(jù)庫概念模型技術，以其功能為出發(fā)點對巖土工程勘察工作數(shù)據(jù)進行分析和處理，從而保證勘察結果的數(shù)字化處理水平，提升巖土工程勘察工作的整體效率。

3.2.4應用勘察外業(yè)智能采集系統(tǒng)

將數(shù)字化技術與巖土工程勘察工作相結合并非易事，工作人員需要準確收集信息，才能確保勘察報告的準確性。在傳統(tǒng)巖土工程勘察工作模式下，工作人員需要深入實地利用鉆機進行取樣，而后根據(jù)取樣順序對其進行整理和歸類，編錄員此時需要根據(jù)自己的工作經(jīng)驗和理論知識，對土層的特點等進行初步描述，整個過程缺乏應有的效率性和穩(wěn)定性。但是在數(shù)字化技術與巖土工程勘察工作相結合的背景下，各種數(shù)字化采集手段開始大放異彩，近幾年一些企業(yè)已經(jīng)開始應用勘察外業(yè)智能采集系統(tǒng)，在鉆機取出樣品以后，工作人員可通過計算機或平板電腦等直接進行拍照上傳，而后根據(jù)采集系統(tǒng)的要求和提示，準確地輸入圖片土樣的孔洞編號、位置信息、高程數(shù)據(jù)、地下水位等等一系列數(shù)據(jù)，在完成一階段取樣操作以后，系統(tǒng)能夠自動對地層結構進行分析并給出底層剖面圖，這有利于工作人員第一時間找出特殊土層結構，從根本上提升巖土工程勘察工作的效率。

3.2.5建立工程場地地層三維模型

巖土工程勘察工作的根本性目標就是對地層結構進行準確劃分，為此工作人員應在有效做好資料收集的基礎上，保證資料分析的準確度，并以此為基礎對土樣進行實驗，根據(jù)智能采集系統(tǒng)記錄的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)信息和工程勘察軟件相結合，在初步確定地層劃分的基礎上，對靜探曲線和土工試驗結果進行分析，獲得準確的地層劃分結論，為了避免傳統(tǒng)巖土工程勘察工作中地層認知不立體的問題，工作人員可在處理資料的過程中對地形地貌等進行立體化建模，從根本上提升巖土工程勘察工作的有效性。

3.2.6建立區(qū)域巖土工程數(shù)據(jù)庫

數(shù)字化技術與巖土工程勘察工作的有效結合，離不開完整的巖土工程數(shù)據(jù)庫支持，工作人員必須要通過以下步驟，順利建立區(qū)域巖土工程數(shù)據(jù)庫：第一，工作人員需要清楚地質區(qū)域劃分和巖土工程勘察數(shù)據(jù)的重要性，對兩種數(shù)據(jù)進行有效處理，并利用現(xiàn)在已經(jīng)比較成熟的虛擬現(xiàn)實技術，對工程數(shù)據(jù)模型進行模擬，使之呈現(xiàn)立體化特點，并根據(jù)實體數(shù)據(jù)提升數(shù)據(jù)庫表結構的合理性。第二，必須要安排專門的工作人員進行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的維護更新，在已經(jīng)建成區(qū)域巖土工程數(shù)據(jù)庫的基礎上，組織專業(yè)人員對數(shù)字化技術支持之下的數(shù)據(jù)庫進行妥善處理和維護，確保其中的數(shù)據(jù)資料能夠得到妥善保存，從根本上提升后續(xù)巖土工程勘察工作的效率。

4 結語

傳統(tǒng)的巖土工程勘察技術存在一定的不足之處，勘察效率低、勘察準確性低等一系列問題都給建筑工程的施工設計帶來了負面影響。而將數(shù)字化技術與巖土工程勘察工作結合起來，則能夠改變上述問題，提升巖土工程勘察工作的效率。工作人員務必要通過應用數(shù)據(jù)庫概念模型技術、應用勘察外業(yè)智能采集系統(tǒng)、建立工程場地地層三維模型、建立區(qū)域巖土工程數(shù)據(jù)庫等方式，優(yōu)化巖土勘察數(shù)字化模式，從而提升巖土工程勘察工作的科學性和整體效率。

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1007-6344（2021）04-0196-03