【摘要】本文以珠江三角洲某段路基填砂工程為實(shí)例，介紹了運(yùn)用巖土工程勘察中的地質(zhì)雷達(dá)法、瑞雷面波法和靜力觸探法等物探手段檢測(cè)路基填方數(shù)量的新辦法。
【關(guān)鍵詞】巖土物探填方數(shù)量檢測(cè)
1．工程概況
在建的廣東省南海市南北三線K7+487～K17+963段，全長10.5km，地處珠江三角洲腹地，沿線河網(wǎng)縱橫，魚塘密布。在施工中常采用不排水填砂擠淤的施工工藝對(duì)魚塘等軟基路段進(jìn)行處理。由于填筑砂對(duì)淤泥的擠壓、下沉不一致，致使底界面起伏變化較大，造成類似的工程項(xiàng)目中業(yè)主單位、質(zhì)監(jiān)單位和施工單位對(duì)于擠淤效果和填筑方量的問題爭議較多。對(duì)于這類爭議以前通常采用地質(zhì)抽芯的方法進(jìn)行仲裁，以每隔一定距離鉆一排孔來校核填砂層的厚度。這種方法存在以下不足之處：①在填砂層中不易取芯，難以取得較準(zhǔn)確的填砂層底界面深度；②沿路基軸線相隔較大距離(一般為20m或更大)用鉆孔來控制填層的底界面，對(duì)于填方底界面起伏較大的地段，誤差較大；③在具體操作上容易出現(xiàn)不公正現(xiàn)象(人為因素多)；④抽芯費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、檢測(cè)成本高。為了克服以上存在問題，本文介紹采用巖土工程勘察中的靜力觸探、地質(zhì)雷達(dá)、瑞雷面波三種方法互相結(jié)合進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)的方法。通過試驗(yàn)確定適用于珠江三角洲公路路基填方檢測(cè)的物探方法及其組合，并檢驗(yàn)其是否滿足工程檢測(cè)精度要求。為了驗(yàn)證物探法應(yīng)用于公路路基填方檢測(cè)的適用性和有效性，本文選取了南海市南北三線一級(jí)公路西樵百東至丹灶K11+790～K11+940和K12+070～K12+420兩個(gè)具有代表性填方路段作為試驗(yàn)段。試驗(yàn)路段路基的填層及下伏地層由上至下為素填土層、細(xì)砂填層以及下伏層的淤泥層(或耕植土、粘土等)。
2．物探方法技術(shù)
2.1地質(zhì)雷達(dá)法
圖1地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)原理及記錄示意圖
地質(zhì)雷達(dá)的檢測(cè)原理(見圖1)是利用高頻電磁波以寬頻帶短脈沖的形式，在地面通過發(fā)射天線(T)將信號(hào)傳入地下，經(jīng)地層界面或目的體反射后返回地面，再由接收天線(R)接收其電磁波反射信號(hào)，通過對(duì)電磁反射信號(hào)的時(shí)頻特征和振幅特征進(jìn)行分析，便能了解到地下地層或目的體的特征信息。當(dāng)電磁波在地下介質(zhì)中的傳播速度已知時(shí)(可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)、通過對(duì)具體介質(zhì)標(biāo)定或與已知資料的對(duì)比來確定)，就可將測(cè)到的電磁波反射信號(hào)的時(shí)間值，換算成反射體的深度值。其換算公式為：
式中：t—電磁波反射信號(hào)的雙程放行時(shí)間；
z—探測(cè)目的體的埋深；
x—天線距；
v—電磁波在介質(zhì)中的傳播速度。
當(dāng)x相對(duì)于z較小時(shí)，有t=2z/v，z=tv/2。
結(jié)合已知的地質(zhì)資料及現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，可對(duì)電磁波反射界面及分層作出地質(zhì)解釋，從而達(dá)到探測(cè)目的。本文地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)所使用的儀器為加拿大探頭及軟件公司(SSI)生產(chǎn)的pulseEKKOⅣ型探地雷達(dá)儀，它主要由控制單元、發(fā)射天線、接收天線及微機(jī)四部分組成，發(fā)射與接收信號(hào)均由光纜傳輸。其主要技術(shù)參數(shù)如下：
①系統(tǒng)特性：155dB；
②可程序時(shí)窗：32～2048ns；
③可程序采樣間隔：800～8000Ps；
④可程序疊加范圍：1～2048次。
【關(guān)鍵詞】巖土物探填方數(shù)量檢測(cè)
1．工程概況
在建的廣東省南海市南北三線K7+487～K17+963段，全長10.5km，地處珠江三角洲腹地，沿線河網(wǎng)縱橫，魚塘密布。在施工中常采用不排水填砂擠淤的施工工藝對(duì)魚塘等軟基路段進(jìn)行處理。由于填筑砂對(duì)淤泥的擠壓、下沉不一致，致使底界面起伏變化較大，造成類似的工程項(xiàng)目中業(yè)主單位、質(zhì)監(jiān)單位和施工單位對(duì)于擠淤效果和填筑方量的問題爭議較多。對(duì)于這類爭議以前通常采用地質(zhì)抽芯的方法進(jìn)行仲裁，以每隔一定距離鉆一排孔來校核填砂層的厚度。這種方法存在以下不足之處：①在填砂層中不易取芯，難以取得較準(zhǔn)確的填砂層底界面深度；②沿路基軸線相隔較大距離(一般為20m或更大)用鉆孔來控制填層的底界面，對(duì)于填方底界面起伏較大的地段，誤差較大；③在具體操作上容易出現(xiàn)不公正現(xiàn)象(人為因素多)；④抽芯費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、檢測(cè)成本高。為了克服以上存在問題，本文介紹采用巖土工程勘察中的靜力觸探、地質(zhì)雷達(dá)、瑞雷面波三種方法互相結(jié)合進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)的方法。通過試驗(yàn)確定適用于珠江三角洲公路路基填方檢測(cè)的物探方法及其組合，并檢驗(yàn)其是否滿足工程檢測(cè)精度要求。為了驗(yàn)證物探法應(yīng)用于公路路基填方檢測(cè)的適用性和有效性，本文選取了南海市南北三線一級(jí)公路西樵百東至丹灶K11+790～K11+940和K12+070～K12+420兩個(gè)具有代表性填方路段作為試驗(yàn)段。試驗(yàn)路段路基的填層及下伏地層由上至下為素填土層、細(xì)砂填層以及下伏層的淤泥層(或耕植土、粘土等)。
2．物探方法技術(shù)
2.1地質(zhì)雷達(dá)法
圖1地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)原理及記錄示意圖
地質(zhì)雷達(dá)的檢測(cè)原理(見圖1)是利用高頻電磁波以寬頻帶短脈沖的形式，在地面通過發(fā)射天線(T)將信號(hào)傳入地下，經(jīng)地層界面或目的體反射后返回地面，再由接收天線(R)接收其電磁波反射信號(hào)，通過對(duì)電磁反射信號(hào)的時(shí)頻特征和振幅特征進(jìn)行分析，便能了解到地下地層或目的體的特征信息。當(dāng)電磁波在地下介質(zhì)中的傳播速度已知時(shí)(可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)、通過對(duì)具體介質(zhì)標(biāo)定或與已知資料的對(duì)比來確定)，就可將測(cè)到的電磁波反射信號(hào)的時(shí)間值，換算成反射體的深度值。其換算公式為：
式中：t—電磁波反射信號(hào)的雙程放行時(shí)間；
z—探測(cè)目的體的埋深；
x—天線距；
v—電磁波在介質(zhì)中的傳播速度。
當(dāng)x相對(duì)于z較小時(shí)，有t=2z/v，z=tv/2。
結(jié)合已知的地質(zhì)資料及現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，可對(duì)電磁波反射界面及分層作出地質(zhì)解釋，從而達(dá)到探測(cè)目的。本文地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)所使用的儀器為加拿大探頭及軟件公司(SSI)生產(chǎn)的pulseEKKOⅣ型探地雷達(dá)儀，它主要由控制單元、發(fā)射天線、接收天線及微機(jī)四部分組成，發(fā)射與接收信號(hào)均由光纜傳輸。其主要技術(shù)參數(shù)如下：
①系統(tǒng)特性：155dB；
②可程序時(shí)窗：32～2048ns；
③可程序采樣間隔：800～8000Ps；
④可程序疊加范圍：1～2048次。