巖土質(zhì)量測(cè)試跨孔波速運(yùn)用

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隨著我國(guó)各項(xiàng)建設(shè)事業(yè)步伐的加快，巖土工程勘察及工程質(zhì)量檢測(cè)受到越來(lái)越廣泛的重視和應(yīng)用。其中，波速測(cè)試作為地基土動(dòng)力特性測(cè)試項(xiàng)目之一，是一種快速、準(zhǔn)確的原位測(cè)試技術(shù)。波速測(cè)試常用的方法有：?jiǎn)慰追ā⒖缈追ê兔娌ǚā慰追y(cè)試深度較小；面波法設(shè)備復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)工作時(shí)間較長(zhǎng)，數(shù)據(jù)處理較復(fù)雜。跨孔法波速測(cè)試可測(cè)深度較大，精度較高，因此適用范圍較廣n。跨孔法波速測(cè)試工作可依據(jù)國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《地基動(dòng)力特性測(cè)試規(guī)范}GB／T50269—97和《巖土工程勘察規(guī)范)GB50021—2001進(jìn)行。

1．跨孔波速測(cè)試原理及方法

跨孔波速測(cè)試?yán)脙蓚€(gè)鉆孔，其中一個(gè)作為發(fā)射孔，另一個(gè)作為接收孔。試驗(yàn)時(shí)將超聲波發(fā)射探頭和接收探頭同時(shí)放進(jìn)預(yù)鉆孔內(nèi)進(jìn)行。從發(fā)射孔內(nèi)震源激發(fā)的波經(jīng)兩孔之間傳播到接收孔，被孔中檢波器接收，然后計(jì)算出波行走的時(shí)間t，即可求得波速Vp(單位m／s)：Vp=L／t式中：L為由振源到達(dá)接收孔測(cè)點(diǎn)的距離。跨孔波速測(cè)試在兩個(gè)子L中進(jìn)行，激發(fā)設(shè)備和接收設(shè)備分別置于同一高程，自下而上同步移動(dòng)進(jìn)行測(cè)試，移動(dòng)點(diǎn)距一般為1m左右。跨孔波速測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)連接如圖l。

2．跨孔波速測(cè)試在巖土工程勘察中的應(yīng)用

2．1幕墻質(zhì)量檢測(cè)

幕墻施工位于地下，許多不可見(jiàn)因素均會(huì)導(dǎo)致施工缺陷。為防止缺陷被掩蓋和疏忽，造成不可逆轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)損失和安全事故，確保基坑開(kāi)挖前工程支護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)量符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，需對(duì)止水帷幕墻的完整性和均勻性進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)波速值的高低判斷所測(cè)范圍內(nèi)防滲墻是否有缺陷。一般設(shè)置跨孔間距5m，逐層進(jìn)行檢測(cè)，各剖面測(cè)點(diǎn)垂直間距為1m。通過(guò)波速測(cè)試的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，可分段對(duì)帷幕的均勻性進(jìn)行評(píng)價(jià)，并綜合評(píng)價(jià)止水帷幕墻的完整性，判斷缺陷位置及其程度，明確降水工程開(kāi)始前，查明不滿足設(shè)計(jì)要求幕墻的空間范圍。

2．2軟基處理工程檢測(cè)

建筑之前若地基不夠堅(jiān)固，為防止建筑后地基下沉拉裂造成建筑物不穩(wěn)定等事故，需要對(duì)軟地基進(jìn)行處理，以提高軟地基的固結(jié)度和穩(wěn)定性至設(shè)計(jì)的要求。軟基處理廣泛地應(yīng)用在我國(guó)沿海及內(nèi)地。例如：天津、上海、廈門、廣州等沿海地區(qū)以及昆明、武漢、南京等內(nèi)地地區(qū)。特別是填海的一些地區(qū)，一般建筑前都需要進(jìn)行勘測(cè)，然后進(jìn)行軟基處理，否則存在很大的風(fēng)險(xiǎn)和后患。目前，水泥土廣泛應(yīng)用于道路工程以及低層建筑的地基加固工程等。水泥土是利用水泥或水泥系材料作為固化劑，采用一定的攪拌機(jī)械將水泥與原位土強(qiáng)制拌合，通過(guò)水泥與土之間發(fā)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使原位土變成具有高強(qiáng)度、低壓縮性、低滲透性的水泥穩(wěn)定土。軟基處理的成功與否，取決于施工單位、工程管理、工程技術(shù)、工程機(jī)械設(shè)備及施丁人員素質(zhì)多種綜合因素，水泥土質(zhì)量檢測(cè)是應(yīng)用中的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。可用跨孔波速法檢驗(yàn)，從而判斷水泥土攪拌樁的質(zhì)量完整性及樁身缺陷位置。某工程實(shí)例表明，水泥土的波速(150o一2500m／s)之間，原土波速(550～1lOOm／s)之間，具有較明顯的波速差異，顯然水泥攪拌樁的波阻抗遠(yuǎn)大于樁周土的波阻抗。因此用波速法判斷水泥攪拌樁的質(zhì)量完整性具有理論依據(jù)及實(shí)踐可行性。

2_3采空區(qū)治理工程質(zhì)量檢測(cè)

合理開(kāi)發(fā)利用廢棄的采空區(qū)土地，可提高礦產(chǎn)土地利用率，緩解礦區(qū)土地資源緊缺的矛盾。經(jīng)加固后，滿足一定的條件下，大型的采空區(qū)也可改造為旅游用地、倉(cāng)儲(chǔ)用地、廢棄物存放地等。一般情況下，采用的工程措施是注漿充填處理方法。縱波波速測(cè)試可用以采空區(qū)勘察以及采空區(qū)治理工程質(zhì)量檢測(cè)。注漿前，可通過(guò)巖層中波速值大小及變化情況來(lái)判斷巖體的完整性(如破碎、裂隙、軟弱夾層等)，了解介質(zhì)的工程地質(zhì)特征。注漿后，采空區(qū)以及周圍巖體裂隙充填固結(jié)巖體的完整性、穩(wěn)定性和抗壓強(qiáng)度提高，會(huì)直接影響到聲波在巖層中的傳播速度。通過(guò)對(duì)注漿區(qū)背景資料分析與研究的結(jié)果和注漿區(qū)的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，可說(shuō)明采空區(qū)注漿工程的質(zhì)量是否符合設(shè)計(jì)要求。

2．4壩基巖體工程地質(zhì)分類

水利構(gòu)筑物中，縱波波速Vp值和壩基巖體工程性質(zhì)(包括巖體完整程度、強(qiáng)度、巖體結(jié)構(gòu)面的發(fā)育程度以及巖體抗滑、抗變形性能等)具有良好的相關(guān)性。《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范)(GB50487—2008)壩基巖體工程地質(zhì)分類表，列出堅(jiān)硬巖、中硬巖、軟質(zhì)巖等巖體特征及其相應(yīng)的巖體主要特征值。縱波波速作為巖體主要的特征值，可用以評(píng)價(jià)巖體工程性質(zhì)。縱波波速越大，巖土愈完整，強(qiáng)度愈高，抗滑、抗變形能力愈強(qiáng)。例如，對(duì)于堅(jiān)硬巖，Vp>5000m／s，則巖體不需做專門性地基處理，屬優(yōu)良高混凝土壩地基。而Vp<2500rrds，巖體較破碎，一般不宜做高混凝土壩地基。當(dāng)壩基局部存在該類巖體時(shí)，需做專門處理。

3．結(jié)語(yǔ)

跨孑L法波速測(cè)試作為一種原位測(cè)試技術(shù)，在巖土工程勘察及質(zhì)量檢測(cè)中均有著廣泛的應(yīng)用。