波速檢測(cè)技術(shù)在巖土工程勘察的實(shí)踐
時(shí)間:2022-06-21 11:29:43
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摘要:工程項(xiàng)目在建設(shè)過(guò)程中,巖石工程勘察屬于基礎(chǔ)性內(nèi)容,能夠使工程建設(shè)獲得基礎(chǔ)依據(jù),也是保證施工工序順利進(jìn)行的條件,有利于將工程施工時(shí)的問(wèn)題減少,保證工程質(zhì)量??辈旃ぷ鳛橄到y(tǒng)性作業(yè),復(fù)雜性較強(qiáng),在選擇有效、合理技術(shù)情況下,才能使工程在勘察時(shí)的準(zhǔn)確性得到充分保證,將波速檢測(cè)技術(shù)運(yùn)用于勘察中的效果十分明顯。
關(guān)鍵詞:波速檢測(cè);巖土工程;系統(tǒng)性
1引言
巖土工程在施工過(guò)程中,運(yùn)用勘察方式能夠詳細(xì)了解地質(zhì)條件,使工程在建設(shè)過(guò)程中獲得施工依據(jù),進(jìn)而提升工程質(zhì)量。由于地質(zhì)條件具有復(fù)雜性,巖土工程在進(jìn)行工程勘察時(shí)往往難度比較大,比較容易發(fā)生疏漏,并且勘察信息以及勘察數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性比較差,通過(guò)波速檢測(cè)運(yùn)用,能夠使信息數(shù)據(jù)整體準(zhǔn)確性得到極大程度保證[1]。
2波速檢測(cè)技術(shù)概述
波速檢測(cè)這一技術(shù)運(yùn)用比較廣泛,運(yùn)用過(guò)程中,主要方法為單孔檢驗(yàn)層以及跨孔這兩種。就單孔層檢測(cè)來(lái)講,在勘察過(guò)程中,準(zhǔn)確性比較高,在實(shí)際操作時(shí)流程比較簡(jiǎn)單,檢測(cè)時(shí)比較常用。同時(shí)運(yùn)用此種方法時(shí),需利用鉆具順著一個(gè)方向鉆孔,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)有效檢測(cè),測(cè)量過(guò)程中,需通過(guò)地表激發(fā)孔進(jìn)行激發(fā),然后將地面中的彈性波激發(fā)出來(lái),運(yùn)用孔內(nèi)檢波器僅進(jìn)行接收,進(jìn)而獲得土層信息??缈追ㄟ\(yùn)用時(shí)步驟較為煩瑣,實(shí)施時(shí)較為困難,常常不被使用[2]??缈追ㄐ柙诂F(xiàn)場(chǎng)中取兩個(gè)鉆孔,鉆孔為平行狀態(tài),振動(dòng)源需設(shè)置于孔的不同深度中,檢測(cè)器需放置在另一個(gè)鉆孔相對(duì)應(yīng)的深度位置,測(cè)量波速為兩孔之間地層實(shí)際傳播時(shí)的速度,這種方法在均勻土層中比較適用,常常用在場(chǎng)地為多層的地層中[3]。震動(dòng)源孔和檢測(cè)孔之間為平行狀態(tài),在測(cè)試孔實(shí)際深度高于15m情況下,需對(duì)各測(cè)試孔的傾斜方位以及傾斜角進(jìn)行測(cè)量,保證測(cè)量時(shí)的精度,對(duì)于深度不同孔距需展開(kāi)精確計(jì)算。就側(cè)孔平面布置來(lái)講,可以設(shè)置成兩個(gè)孔,可以設(shè)置為多邊形,通過(guò)一個(gè)孔進(jìn)行激發(fā),多個(gè)孔進(jìn)行接收,為了將震動(dòng)源裝置以及波傳播路徑產(chǎn)生的影響消除,每組使用鉆孔可以為3個(gè),鉆孔需布設(shè)于一條直線上,并且鉆孔間距需結(jié)合震源容量、試驗(yàn)精度、土層均勻程度等確定。在土層厚,同時(shí)比較均勻,并且震動(dòng)源能量比較大時(shí),可以將間距適當(dāng)增加[4]。鉆孔測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行布置時(shí),需詳細(xì)考慮地層實(shí)際情況,結(jié)合地層分布展開(kāi)等距排列。就測(cè)點(diǎn)垂直間距來(lái)講,可以設(shè)置為1m~2m,為了將折射波產(chǎn)生的干擾減少,可以在硬土層和軟土層交界位置硬地層進(jìn)行測(cè)點(diǎn)設(shè)置,同時(shí)將地表附近測(cè)點(diǎn)設(shè)置于孔板下方空距約為0.4的位置。除了上述兩種方法之外,也包括面波法,在測(cè)試表面波法測(cè)試時(shí),可以使用瞬態(tài)法以及穩(wěn)態(tài)法,對(duì)于穩(wěn)態(tài)法來(lái)講,可以通過(guò)常規(guī)方法。
3波速檢測(cè)技術(shù)原理
運(yùn)用波速檢測(cè)之前,需對(duì)其技術(shù)原理有充分認(rèn)識(shí)與了解,在此基礎(chǔ)上,才能使檢測(cè)技術(shù)運(yùn)用巖土工程勘察當(dāng)中的效果得到充分保證,體現(xiàn)出數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性,其在運(yùn)用時(shí),需將波速作為主要依據(jù),針對(duì)巖土工程呈現(xiàn)出的物理性展開(kāi)分析,進(jìn)而獲得與巖土工程相關(guān)的勘察數(shù)據(jù),勘察過(guò)程中,主要是通過(guò)技術(shù)反映地震相關(guān)參數(shù),其中主要為動(dòng)剪切剛度、阻尼比等,利用參數(shù)對(duì)巖石工程安全性進(jìn)行判斷,查看工程是否和標(biāo)準(zhǔn)相符[5]。土體在受到?jīng)_擊時(shí),就會(huì)發(fā)生一定程度改變,在外力沖擊消失情況下,則外力沖擊難以和應(yīng)變之間保持平衡,出現(xiàn)彈力波,進(jìn)而向四周擴(kuò)散。彈力波在成分上往往比較復(fù)雜,波面以及波體為主要類(lèi)型。
4檢測(cè)方法
針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試時(shí),需將準(zhǔn)備工作充分做好,重視場(chǎng)地整合,并準(zhǔn)備激振板,就激振板來(lái)講,需放置于和井口位置距離1.5m位置,避免模板垂線與井口中心之間重合,為保證木板與地面之間保持緊貼,可以在木板上放置重物,在此情況下,能夠使測(cè)量之后獲得的結(jié)果比較準(zhǔn)確。將準(zhǔn)備工作完成之后,可以敲擊木板兩側(cè),使S波得到極大,在多次敲擊情況下,能夠獲得較為清晰的S波,確定S波之后,可以在垂直方向進(jìn)行鐵板的敲擊,進(jìn)而得到P波[6]。然后使檢測(cè)器置于孔中,做好對(duì)放置位置的控制,最好不太淺,也不是很深,在彈性波信號(hào)向地震儀傳至情況下,地震儀能夠有效存儲(chǔ)與記錄信息,并針對(duì)信號(hào)進(jìn)行有效分析與處理,測(cè)量時(shí),需加強(qiáng)對(duì)這些問(wèn)題的關(guān)注。首先,需保證測(cè)量點(diǎn)在布置時(shí)的合理性,詳細(xì)了解地質(zhì)情況下,加強(qiáng)對(duì)測(cè)量點(diǎn)之間距離的控制,距離最好不要過(guò)于緊密,但是也不能過(guò)于松散,一般情況下,測(cè)量點(diǎn)距離應(yīng)為1m-3m,測(cè)量過(guò)程中,需按照由下到上方式進(jìn)行。其次,順縱軸對(duì)木板進(jìn)行敲打,針對(duì)S波進(jìn)行有效測(cè)試,運(yùn)用敲擊方式能夠產(chǎn)生極性存在差異性的S波[7]。再次,運(yùn)用機(jī)打方式對(duì)P波進(jìn)行檢測(cè),在敲擊振幅難以促進(jìn)能量產(chǎn)生情況下,可以運(yùn)用爆炸方式。最后,做好對(duì)測(cè)試控制,測(cè)試僅能運(yùn)用一次,為了使測(cè)量結(jié)果精準(zhǔn)性得到保證,部分測(cè)點(diǎn)需展開(kāi)重復(fù)測(cè)量。
5巖土工程勘察內(nèi)涵與重要性
城市不斷發(fā)展過(guò)程中,巖土工程實(shí)際建設(shè)數(shù)量逐漸增加,規(guī)模上也有所擴(kuò)大,建設(shè)時(shí)復(fù)雜性明顯,為了使工程在建設(shè)時(shí)的整體質(zhì)量得到保證,應(yīng)注重勘察工作加強(qiáng)。對(duì)于巖土工程勘察來(lái)講,主要是針對(duì)施工區(qū)域中的水文、地質(zhì)等進(jìn)行勘察,進(jìn)而獲得地質(zhì)參數(shù)以及水文參數(shù),然后結(jié)合工程建設(shè)實(shí)際需要,制定科學(xué)、完善施工方案,進(jìn)而使巖土工程在建設(shè)時(shí)的質(zhì)量得到充分保證。不同區(qū)域中,一般地質(zhì)結(jié)構(gòu)會(huì)有較大程度不同,在利用勘察技術(shù)時(shí),不能運(yùn)用一概而論方式,需保證針對(duì)性、合理性,進(jìn)而使獲得的勘察數(shù)據(jù)與勘察信息整體準(zhǔn)確性得到保證,為施工順利、有序展開(kāi)創(chuàng)造良好條件[8]。巖石工程進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),為了使各項(xiàng)地質(zhì)參數(shù)準(zhǔn)確性以及可靠性得到保證,需對(duì)巖石工程相關(guān)勘察工作重要性形成清晰且明確的認(rèn)識(shí)。實(shí)際勘察時(shí),測(cè)點(diǎn)布置的不合理或者是未能對(duì)其進(jìn)行全面分析,都可能會(huì)出現(xiàn)較多實(shí)際性問(wèn)題。受勘察過(guò)程與勘察結(jié)果影響,設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)方案過(guò)于保守,或者是方案安全性有所缺失情況下,都會(huì)使工程成本有所增加。在針對(duì)巖石工程進(jìn)行勘察時(shí),需結(jié)合場(chǎng)地結(jié)構(gòu)、場(chǎng)地條件等選擇科學(xué)勘察手段。就巖土工程總預(yù)算來(lái)講,勘察費(fèi)用所占比例比較少,怎樣及時(shí)獲得與工程相適應(yīng)的數(shù)據(jù)與資料是應(yīng)重點(diǎn)思考的問(wèn)題,如果技術(shù)手段使用缺乏合理性,將會(huì)影響最終調(diào)查結(jié)果準(zhǔn)確性。因此巖土工程進(jìn)行建設(shè)過(guò)程中,不能對(duì)勘察實(shí)施重要性有所忽視,避免對(duì)施工方案與施工質(zhì)量產(chǎn)生不良影響,保證施工安全性以及工程使用質(zhì)量。
6波速檢測(cè)技術(shù)在巖土工程勘察中的實(shí)際運(yùn)用
6.1判斷地層類(lèi)型、場(chǎng)地類(lèi)型、卓越周期
在針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)具體類(lèi)型進(jìn)行判斷時(shí),需將抗震設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范作為依據(jù),具體實(shí)施時(shí),可以從這幾方面進(jìn)行:首先,展開(kāi)鉆孔施工工作,進(jìn)而展開(kāi)波速檢測(cè),在測(cè)量時(shí),如果波速分別為205/S和206/S,并且覆蓋層實(shí)際厚度為28m、29m時(shí),結(jié)合上述數(shù)據(jù)能夠得出,施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地類(lèi)別屬于2,地類(lèi)層屬于中軟土。進(jìn)而作業(yè)周期判斷時(shí),運(yùn)用相關(guān)的方法對(duì)場(chǎng)地周期進(jìn)行計(jì)算。在測(cè)量?jī)煽讜r(shí),可以運(yùn)用地脈動(dòng)方法進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量之后獲得的卓越周期以及通過(guò)公式計(jì)算得出的卓越周期重合度比較高,由此可見(jiàn),通過(guò)單孔檢層法判斷場(chǎng)地類(lèi)型和地形類(lèi)層準(zhǔn)確度數(shù)方面比較高。
6.2估算巖土具體承載力
估算巖土實(shí)際承載力時(shí),可以運(yùn)用剪切速波方法。結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得出,剪切速波值與巖土實(shí)際承載力之間存在一定比例關(guān)系,一般情況下,淤泥巖土層實(shí)際剪切波速為65m/s~85m/s時(shí),存在值為7.1t/m2~9.5t/m2,軟塑粉質(zhì)黏土、粉土、松散砂石共同構(gòu)成巖石中形成的剪切波速值得為141m/s~148m/s,承載力為9.1t/m2~12.3t/m2。對(duì)于硬塑粉質(zhì)黏土、密實(shí)的中粗砂來(lái)講,共同構(gòu)成巖石在剪切波速值上為260m/s~280m/s,存在值為19t/m2~21t/m2[9]。在此情況下,可以進(jìn)行粗略估計(jì),對(duì)于巖土來(lái)講,在存在大粒徑砂礫和質(zhì)地比較堅(jiān)硬砂礫情況下,承載能力會(huì)比較大,進(jìn)而剪切波速值也會(huì)比較大,如果存在小粒徑砂礫,或者是砂礫比較年軟,將會(huì)使其呈現(xiàn)出較小承載力,進(jìn)而剪切波速值會(huì)比較小。巖層實(shí)際承載能力與巖土在施工過(guò)程中的安全性聯(lián)系較為緊密,在正式施工之前,需對(duì)承載能力進(jìn)行充分了解與詳細(xì)計(jì)算,進(jìn)而使施工環(huán)境與施工人員安全性得到充分保證。
6.3對(duì)砂性土地震液化態(tài)勢(shì)進(jìn)行判別
針對(duì)砂性土展開(kāi)地震液化態(tài)勢(shì)判斷時(shí),需結(jié)合地震實(shí)際烈度,利用施工區(qū)域當(dāng)中深度為15m這一區(qū)域范圍中巖石展開(kāi)地震液化態(tài)方面的判斷。實(shí)際判斷過(guò)程中,需將國(guó)家相關(guān)規(guī)范與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)作為參考,運(yùn)用相關(guān)公式針對(duì)剪切波速值展開(kāi)計(jì)算,通過(guò)公式計(jì)算時(shí),如果得出的數(shù)值與實(shí)際測(cè)量值之間相比比較小,則可以判斷砂性土層不存在液化情況。一般情況下,施工范圍中,孔深5m到9m范圍中巖性土層在砂質(zhì)上為粉砂,就剪切波速來(lái)講,臨界值為116m/s到142m/s,剪切波在測(cè)量時(shí)的實(shí)際數(shù)值為171m/s到177m/s,處于此范圍中時(shí),砂性土往往會(huì)出現(xiàn)部分液化情況,其余孔深砂土不存在液化情況。
6.4獲取工程動(dòng)力參數(shù)
進(jìn)行巖土工程勘察時(shí),往往會(huì)涉及比較多的內(nèi)容,工程動(dòng)力參數(shù)便是十分重要組成,因此此方面是一項(xiàng)勘察時(shí)不能忽視的內(nèi)容。這方面勘察工作有效實(shí)施,能夠使巖土工程建設(shè)獲得有效支持。將波速檢測(cè)技術(shù)運(yùn)用于工程動(dòng)力參數(shù)中時(shí),可以從這幾方面進(jìn)行:首先勘察工程動(dòng)力參數(shù)時(shí),主要是將S波彈性波速以及P波具體彈性波速作為依據(jù),在此情況下,能夠使參數(shù)在勘察時(shí)的準(zhǔn)確性得到準(zhǔn)確保證,實(shí)際計(jì)算過(guò)程中,需根據(jù)相關(guān)公式。將技術(shù)運(yùn)用于工程動(dòng)力參數(shù)中時(shí),應(yīng)注重抗震性的體現(xiàn),針對(duì)地層彈性參數(shù)展開(kāi)檢驗(yàn),具體實(shí)施時(shí)運(yùn)用單孔檢驗(yàn)形式,進(jìn)而獲得相應(yīng)數(shù)據(jù),展開(kāi)剪切波速相關(guān)分析,在數(shù)據(jù)得以確定情況下,運(yùn)用計(jì)算公式將巖土層彈性具體參數(shù)計(jì)算出來(lái),進(jìn)而獲得工程動(dòng)力參數(shù),進(jìn)而促進(jìn)巖土工程順利展開(kāi)。
7結(jié)束語(yǔ)
總之,當(dāng)前巖土建設(shè)在規(guī)模上有所增加,工程質(zhì)量受到了廣泛關(guān)注,為了使工程能夠順利進(jìn)行,正式施工之前,需開(kāi)展對(duì)應(yīng)勘察工作。由于不同區(qū)域巖石種類(lèi)會(huì)有所不同,因此在勘察時(shí)需保證針對(duì)性,根據(jù)實(shí)際情況下運(yùn)用科學(xué)勘察技術(shù),進(jìn)而使結(jié)果準(zhǔn)確性得到充分保證。通過(guò)波速檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用,能夠以精準(zhǔn)、科學(xué)方式對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)展開(kāi)評(píng)價(jià),可行性較高,并且這項(xiàng)技術(shù)在使用時(shí)能夠使巖石在施工時(shí)的安全性得到充分保證,具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
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作者:石泉 單位:廣西壯族自治區(qū)建筑工程質(zhì)量檢測(cè)中心有限公司