查晨 張鵬天

摘要：目前巖土勘察在中國已經(jīng)趨于成熟，不同的勘探技術(shù)發(fā)揮著不同的作用，不斷推動(dòng)著中國工程建設(shè)的整體發(fā)展。其中，微動(dòng)勘察技術(shù)作為不同勘探技術(shù)的代表，得到了業(yè)界的一致好評(píng)和關(guān)注。在各方勢(shì)力和市場(chǎng)的影響之下，本文結(jié)合巖土勘察的實(shí)踐案例和工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)基于巖土工程勘察的微動(dòng)勘探技術(shù)進(jìn)行了探索，不僅具有很強(qiáng)的實(shí)踐價(jià)值，也有很好的發(fā)展意義。

關(guān)鍵詞：微動(dòng)勘探技術(shù);巖土工程勘察;應(yīng)用研究

1.巖土工程勘察技術(shù)概述

到目前為止巖土勘察技術(shù)在中國已經(jīng)步入到相對(duì)快速的發(fā)展階段，各類技術(shù)陸續(xù)被研發(fā)，為建筑施工以及工程設(shè)計(jì)給予了很好的支撐。雖然整體發(fā)展良好，但對(duì)于地質(zhì)復(fù)雜的條件，現(xiàn)有的巖土勘察技術(shù)還存在很多問題，這對(duì)巖土勘察技術(shù)既是挑戰(zhàn)，也是發(fā)展。當(dāng)下國內(nèi)的巖土勘察還存在以下技術(shù)問題：第一，體現(xiàn)在界面劃分中。從勘察結(jié)果來看：不管時(shí)軟結(jié)構(gòu)還是地質(zhì)構(gòu)造，都存在不清晰、界面劃分模糊等問題。第二，體現(xiàn)在地質(zhì)形態(tài)之上。就今天的巖土工程勘察技術(shù)而言：工作人員很難準(zhǔn)確的界定地下構(gòu)造物的類型與位置。第三，體現(xiàn)在巖土參數(shù)上。由于參數(shù)不夠準(zhǔn)確，所以工作人員很難準(zhǔn)確獲得土樣狀態(tài)，最后也將影響特殊土壤參數(shù)設(shè)計(jì)和粗顆粒土壤參數(shù)。第四，體現(xiàn)在技術(shù)人員的工作經(jīng)驗(yàn)上，尤其是特殊情況下將難以處理。上面談到的巖土工程勘探問題和技術(shù)問題，只有從問題的本質(zhì)上制定解決方案，才能從根本上提高巖土工程的勘察質(zhì)量。

2.微動(dòng)勘探技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用

2.1微動(dòng)勘探技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

為了讓微動(dòng)勘探技術(shù)的作用最大化，必須從應(yīng)用優(yōu)勢(shì)上下功夫。從技術(shù)優(yōu)越性來看：微動(dòng)勘探技術(shù)根本沒有人工場(chǎng)域，更多的是被動(dòng)源的勘探技術(shù)，即：在人為給予震源的狀態(tài)之下實(shí)施勘探作業(yè)，而地球與生俱來的微動(dòng)波面信號(hào)則是此次勘探技術(shù)的動(dòng)力。由于這些微動(dòng)波面信號(hào)異常薄弱，所以人體很難感知到微波震動(dòng)，它的振幅通?？刂朴?.0001mm～0.01mm間。要想記錄振幅，必須借助先進(jìn)的設(shè)備才能達(dá)成。從微動(dòng)信號(hào)源的類型來看：可以將它分成兩種截然不同的類型，即：大于1Hz和小于1Hz的微動(dòng)。在此期間，如果頻率小于1Hz，說明這種微動(dòng)源于各類自然生活，例如：海陸影響、大氣運(yùn)轉(zhuǎn)等，這種類型的微動(dòng)也就是經(jīng)常談到的長(zhǎng)波微動(dòng);如果頻率大于1Hz，這種類型的微動(dòng)則更多的來源于人體生活，例如：設(shè)備應(yīng)用、汽車行駛等，都可能產(chǎn)生微動(dòng)，這也是常時(shí)微動(dòng)。上面談到的兩種不同的微動(dòng)信號(hào)，借助地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行散射，只要進(jìn)入到觀測(cè)點(diǎn)的范圍就能被設(shè)備接收。與此同時(shí)，在散射期間，也會(huì)攜帶很多關(guān)于地下構(gòu)造的信息，工作者結(jié)合微動(dòng)信號(hào)提供的資料，從而得到對(duì)應(yīng)的地下構(gòu)造。

2.2合理應(yīng)用嵌套圓形觀測(cè)技術(shù)

在建筑工程巖土勘察工作中，工作人員可利用單點(diǎn)觀測(cè)、剖面處理等措施，保證土壤資料的分析準(zhǔn)確性、提升土壤數(shù)據(jù)的處理合理性。而微動(dòng)勘探技術(shù)的相關(guān)設(shè)備則具有更高的應(yīng)用價(jià)值，不同設(shè)備之間往往利用無線通信技術(shù)進(jìn)行交互，單點(diǎn)采集觀測(cè)所需要的時(shí)間大概在12分鐘到20分鐘之間，而后以衛(wèi)星定位系統(tǒng)為基礎(chǔ)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行排序統(tǒng)計(jì)。同時(shí)，微動(dòng)勘探技術(shù)的單點(diǎn)觀測(cè)臺(tái)陣包括六臺(tái)工作設(shè)備，其中一臺(tái)工作設(shè)備為圓心，其余五臺(tái)工作設(shè)備則呈圓形均勻地分布在圓心周圍，圓心和其他五臺(tái)設(shè)備之間的距離都保持在1.5m到3m之間，才能取得最佳的勘察效果。為了避免微動(dòng)勘探技術(shù)中出現(xiàn)勘探盲區(qū)，工作人員應(yīng)確保圓形的半徑不變，利用嵌套圓形觀測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，提升勘探的有效性。

2.3確定建筑場(chǎng)地類別

工作人員還可以利用微動(dòng)勘探技術(shù)確定建筑場(chǎng)地類別，判斷建筑場(chǎng)地類別的時(shí)候，工作人員需對(duì)地層信息中的橫波速度進(jìn)行分析，確定某個(gè)深度土層的等效剪切波速，再根據(jù)該土層的深度進(jìn)行計(jì)算，即可判斷建筑場(chǎng)地的類型，在巖土工程勘察工作越來越完善的。除了正向應(yīng)用之外，根據(jù)微動(dòng)資料進(jìn)行反向推導(dǎo)從而明確地下介質(zhì)的橫波速度結(jié)構(gòu)的做法，正在逐漸成熟并受到認(rèn)可。常見的波速測(cè)試方法大致可以分成三種，它們的區(qū)別主要就在于參考數(shù)據(jù)不同，工作人員可通過微動(dòng)相速度曲線、H/V曲線、微動(dòng)相速度曲線和H/V曲線等進(jìn)行反向推導(dǎo)，而這其中以微動(dòng)相速度曲線推導(dǎo)技術(shù)最為常用。

2.4巖土地層分層

不同的巖土地層有著截然不同的特征，工作人員在處理的時(shí)候所應(yīng)用的技術(shù)側(cè)重點(diǎn)也就不同，微動(dòng)勘探技術(shù)的地層劃分標(biāo)準(zhǔn)為深度Vx等值線圖，而后根據(jù)量譜、頻率相速度等對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行解釋。想要提升微動(dòng)資料解釋準(zhǔn)確度，可以采取土層特征分析比對(duì)的方法，確定微動(dòng)勘察過程中鉆孔位置和比對(duì)點(diǎn)的合理性，在此基礎(chǔ)上確定這些點(diǎn)的曲線特征，并根據(jù)場(chǎng)地土層的實(shí)際特點(diǎn)進(jìn)行屬性分析，保證微動(dòng)資料的有效性。另外，層位不同、參照輔助圖件的重點(diǎn)也有所差異，根據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)來看，針對(duì)風(fēng)化巖面或者基巖面，主要應(yīng)側(cè)重觀測(cè)其頻率H/V比值等值線圖，而針對(duì)軟弱性透鏡體則應(yīng)以能量譜占比等值線圖作為分析重點(diǎn)，只有牢牢把握住了分析的重點(diǎn)對(duì)象，才有可能保證分析的準(zhǔn)確度，才能更好地理解層位特征。同時(shí)，在微動(dòng)勘察工作中可能會(huì)遇到一些比較特殊的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，這些地質(zhì)結(jié)構(gòu)會(huì)造成波面?zhèn)鞑ギ惓５那闆r，工作人員只需要對(duì)Vx剖面圖進(jìn)行分析即可判斷出成因。

2.5風(fēng)化殘留體探測(cè)

巖漿地區(qū)球狀風(fēng)化是巖土勘察工作中十分常見的現(xiàn)象，但由于這類地質(zhì)現(xiàn)象往往比較隱蔽，一些工作人員可能未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)它，出現(xiàn)設(shè)計(jì)失準(zhǔn)、數(shù)據(jù)誤差，甚至可能導(dǎo)致建筑物結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重質(zhì)量，比較常見的質(zhì)量問題有鉆孔施工難以進(jìn)行、灌注樁斷裂、建筑物主體結(jié)構(gòu)不均勻沉降、工程結(jié)構(gòu)開裂等。具體問題分三個(gè)方面：第一，在工程施工涉及到預(yù)應(yīng)力管樁的時(shí)候，壓樁動(dòng)力已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)的動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)，但是樁基礎(chǔ)往往無法進(jìn)入持力層，這樣一來在停止施加壓力的情況下，樁基礎(chǔ)底部將停留在孤石當(dāng)中無法寸進(jìn)，給后續(xù)施工帶來巨大的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。第二，在灌注樁施工當(dāng)中，球狀風(fēng)化體將會(huì)導(dǎo)致鉆孔施工難以進(jìn)行，出現(xiàn)鉆頭損耗、卡鉆問題的幾率比常規(guī)施工更大，這顯然不利于建筑工程的施工。第三，在建筑工程采取淺基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)時(shí)，球狀風(fēng)化體本身的壓縮性與其他地質(zhì)結(jié)構(gòu)有較大差異，位于其上的建筑物必然會(huì)發(fā)生開裂及不均勻沉降問題，可能會(huì)使建筑物失去應(yīng)有的使用價(jià)值。因此，工作人員務(wù)必要利用好微動(dòng)勘探技術(shù)，對(duì)球狀風(fēng)化體進(jìn)行準(zhǔn)確探測(cè)，根據(jù)球狀風(fēng)化體和周邊正常巖土結(jié)構(gòu)性質(zhì)上的差異進(jìn)行分析比對(duì)，找出異常體位置并查證確認(rèn)。

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[2]李葉飛，智能微動(dòng)勘探在地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用探索[J].世界有色金屬，2019

作者一：姓名：查晨（1984.03～），性別：女，籍貫（安徽省廬江縣），單位：中國石油集團(tuán)東方地球物理公司震源服務(wù)中心，職稱：助理工程師，學(xué)歷：大學(xué)本科（2002級(jí)工學(xué)學(xué)士），研究方向：人力資源管理。

作者二：姓名：張鵬天（1978.01～），性別：男，籍貫（甘肅省會(huì)寧縣），單位：中國石油集團(tuán)東方地球物理公司震源服務(wù)中心，職稱：助理工程師，學(xué)歷：大專（函授），研究方向：工商管理。