波速檢測技術(shù)在巖土工程勘察的實踐

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摘要：工程項目在建設(shè)過程中，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行的條件，有利于將工程施工時的問題減少，保證工程質(zhì)量。勘察工作為系統(tǒng)性作業(yè)，復(fù)雜性較強，在選擇有效、合理技術(shù)情況下，才能使工程在勘察時的準確性得到充分保證，將波速檢測技術(shù)運用于勘察中的效果十分明顯。

關(guān)鍵詞：波速檢測；巖土工程；系統(tǒng)性

1引言

巖土工程在施工過程中，運用勘察方式能夠詳細了解地質(zhì)條件，使工程在建設(shè)過程中獲得施工依據(jù)，進而提升工程質(zhì)量。由于地質(zhì)條件具有復(fù)雜性，巖土工程在進行工程勘察時往往難度比較大，比較容易發(fā)生疏漏，并且勘察信息以及勘察數(shù)據(jù)準確性比較差，通過波速檢測運用，能夠使信息數(shù)據(jù)整體準確性得到極大程度保證[1]。

2波速檢測技術(shù)概述

波速檢測這一技術(shù)運用比較廣泛，運用過程中，主要方法為單孔檢驗層以及跨孔這兩種。就單孔層檢測來講，在勘察過程中，準確性比較高，在實際操作時流程比較簡單，檢測時比較常用。同時運用此種方法時，需利用鉆具順著一個方向鉆孔，進而實現(xiàn)有效檢測，測量過程中，需通過地表激發(fā)孔進行激發(fā)，然后將地面中的彈性波激發(fā)出來，運用孔內(nèi)檢波器僅進行接收，進而獲得土層信息。跨孔法運用時步驟較為煩瑣，實施時較為困難，常常不被使用[2]。跨孔法需在現(xiàn)場中取兩個鉆孔，鉆孔為平行狀態(tài)，振動源需設(shè)置于孔的不同深度中，檢測器需放置在另一個鉆孔相對應(yīng)的深度位置，測量波速為兩孔之間地層實際傳播時的速度，這種方法在均勻土層中比較適用，常常用在場地為多層的地層中[3]。震動源孔和檢測孔之間為平行狀態(tài)，在測試孔實際深度高于15m情況下，需對各測試孔的傾斜方位以及傾斜角進行測量，保證測量時的精度，對于深度不同孔距需展開精確計算。就側(cè)孔平面布置來講，可以設(shè)置成兩個孔，可以設(shè)置為多邊形，通過一個孔進行激發(fā)，多個孔進行接收，為了將震動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，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、試驗精度、土層均勻程度等確定。在土層厚，同時比較均勻，并且震動源能量比較大時，可以將間距適當(dāng)增加[4]。鉆孔測量點進行布置時，需詳細考慮地層實際情況，結(jié)合地層分布展開等距排列。就測點垂直間距來講，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行測點設(shè)置，同時將地表附近測點設(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，在測試表面波法測試時，可以使用瞬態(tài)法以及穩(wěn)態(tài)法，對于穩(wěn)態(tài)法來講，可以通過常規(guī)方法。

3波速檢測技術(shù)原理

運用波速檢測之前，需對其技術(shù)原理有充分認識與了解，在此基礎(chǔ)上，才能使檢測技術(shù)運用巖土工程勘察當(dāng)中的效果得到充分保證，體現(xiàn)出數(shù)據(jù)準確性，其在運用時，需將波速作為主要依據(jù)，針對巖土工程呈現(xiàn)出的物理性展開分析，進而獲得與巖土工程相關(guān)的勘察數(shù)據(jù)，勘察過程中，主要是通過技術(shù)反映地震相關(guān)參數(shù)，其中主要為動剪切剛度、阻尼比等，利用參數(shù)對巖石工程安全性進行判斷，查看工程是否和標準相符[5]。土體在受到?jīng)_擊時，就會發(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，進而向四周擴散。彈力波在成分上往往比較復(fù)雜，波面以及波體為主要類型。

4檢測方法

針對施工現(xiàn)場進行測試時，需將準備工作充分做好，重視場地整合，并準備激振板，就激振板來講，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，能夠使測量之后獲得的結(jié)果比較準確。將準備工作完成之后，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，可以在垂直方向進行鐵板的敲擊，進而得到P波[6]。然后使檢測器置于孔中，做好對放置位置的控制，最好不太淺，也不是很深，在彈性波信號向地震儀傳至情況下，地震儀能夠有效存儲與記錄信息，并針對信號進行有效分析與處理，測量時，需加強對這些問題的關(guān)注。首先，需保證測量點在布置時的合理性，詳細了解地質(zhì)情況下，加強對測量點之間距離的控制，距離最好不要過于緊密，但是也不能過于松散，一般情況下，測量點距離應(yīng)為1m-3m,測量過程中，需按照由下到上方式進行。其次，順縱軸對木板進行敲打，針對S波進行有效測試，運用敲擊方式能夠產(chǎn)生極性存在差異性的S波[7]。再次，運用機打方式對P波進行檢測，在敲擊振幅難以促進能量產(chǎn)生情況下，可以運用爆炸方式。最后，做好對測試控制，測試僅能運用一次，為了使測量結(jié)果精準性得到保證，部分測點需展開重復(fù)測量。

5巖土工程勘察內(nèi)涵與重要性

城市不斷發(fā)展過程中，巖土工程實際建設(shè)數(shù)量逐漸增加，規(guī)模上也有所擴大，建設(shè)時復(fù)雜性明顯，為了使工程在建設(shè)時的整體質(zhì)量得到保證，應(yīng)注重勘察工作加強。對于巖土工程勘察來講，主要是針對施工區(qū)域中的水文、地質(zhì)等進行勘察，進而獲得地質(zhì)參數(shù)以及水文參數(shù)，然后結(jié)合工程建設(shè)實際需要，制定科學(xué)、完善施工方案，進而使巖土工程在建設(shè)時的質(zhì)量得到充分保證。不同區(qū)域中，一般地質(zhì)結(jié)構(gòu)會有較大程度不同，在利用勘察技術(shù)時，不能運用一概而論方式，需保證針對性、合理性，進而使獲得的勘察數(shù)據(jù)與勘察信息整體準確性得到保證，為施工順利、有序展開創(chuàng)造良好條件[8]。巖石工程進行設(shè)計時，為了使各項地質(zhì)參數(shù)準確性以及可靠性得到保證，需對巖石工程相關(guān)勘察工作重要性形成清晰且明確的認識。實際勘察時，測點布置的不合理或者是未能對其進行全面分析，都可能會出現(xiàn)較多實際性問題。受勘察過程與勘察結(jié)果影響，設(shè)計的基礎(chǔ)方案過于保守，或者是方案安全性有所缺失情況下，都會使工程成本有所增加。在針對巖石工程進行勘察時，需結(jié)合場地結(jié)構(gòu)、場地條件等選擇科學(xué)勘察手段。就巖土工程總預(yù)算來講，勘察費用所占比例比較少，怎樣及時獲得與工程相適應(yīng)的數(shù)據(jù)與資料是應(yīng)重點思考的問題，如果技術(shù)手段使用缺乏合理性，將會影響最終調(diào)查結(jié)果準確性。因此巖土工程進行建設(shè)過程中，不能對勘察實施重要性有所忽視，避免對施工方案與施工質(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波速檢測技術(shù)在巖土工程勘察中的實際運用

6.1判斷地層類型、場地類型、卓越周期

在針對施工現(xiàn)場具體類型進行判斷時，需將抗震設(shè)計相關(guān)規(guī)范作為依據(jù)，具體實施時，可以從這幾方面進行：首先，展開鉆孔施工工作，進而展開波速檢測，在測量時，如果波速分別為205/S和206/S，并且覆蓋層實際厚度為28m、29m時，結(jié)合上述數(shù)據(jù)能夠得出，施工現(xiàn)場場地類別屬于2，地類層屬于中軟土。進而作業(yè)周期判斷時，運用相關(guān)的方法對場地周期進行計算。在測量兩孔時，可以運用地脈動方法進行測量，測量之后獲得的卓越周期以及通過公式計算得出的卓越周期重合度比較高，由此可見，通過單孔檢層法判斷場地類型和地形類層準確度數(shù)方面比較高。

6.2估算巖土具體承載力

估算巖土實際承載力時，可以運用剪切速波方法。結(jié)合實踐經(jīng)驗得出，剪切速波值與巖土實際承載力之間存在一定比例關(guān)系，一般情況下，淤泥巖土層實際剪切波速為65m/s~85m/s時，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。對于硬塑粉質(zhì)黏土、密實的中粗砂來講，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，可以進行粗略估計，對于巖土來講，在存在大粒徑砂礫和質(zhì)地比較堅硬砂礫情況下，承載能力會比較大，進而剪切波速值也會比較大，如果存在小粒徑砂礫，或者是砂礫比較年軟，將會使其呈現(xiàn)出較小承載力，進而剪切波速值會比較小。巖層實際承載能力與巖土在施工過程中的安全性聯(lián)系較為緊密，在正式施工之前，需對承載能力進行充分了解與詳細計算，進而使施工環(huán)境與施工人員安全性得到充分保證。

6.3對砂性土地震液化態(tài)勢進行判別

針對砂性土展開地震液化態(tài)勢判斷時，需結(jié)合地震實際烈度，利用施工區(qū)域當(dāng)中深度為15m這一區(qū)域范圍中巖石展開地震液化態(tài)方面的判斷。實際判斷過程中，需將國家相關(guān)規(guī)范與相關(guān)標準作為參考，運用相關(guān)公式針對剪切波速值展開計算，通過公式計算時，如果得出的數(shù)值與實際測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，就剪切波速來講，臨界值為116m/s到142m/s，剪切波在測量時的實際數(shù)值為171m/s到177m/s，處于此范圍中時，砂性土往往會出現(xiàn)部分液化情況，其余孔深砂土不存在液化情況。

6.4獲取工程動力參數(shù)

進行巖土工程勘察時，往往會涉及比較多的內(nèi)容，工程動力參數(shù)便是十分重要組成，因此此方面是一項勘察時不能忽視的內(nèi)容。這方面勘察工作有效實施，能夠使巖土工程建設(shè)獲得有效支持。將波速檢測技術(shù)運用于工程動力參數(shù)中時，可以從這幾方面進行：首先勘察工程動力參數(shù)時，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)在勘察時的準確性得到準確保證，實際計算過程中，需根據(jù)相關(guān)公式。將技術(shù)運用于工程動力參數(shù)中時，應(yīng)注重抗震性的體現(xiàn)，針對地層彈性參數(shù)展開檢驗，具體實施時運用單孔檢驗形式，進而獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)，展開剪切波速相關(guān)分析，在數(shù)據(jù)得以確定情況下，運用計算公式將巖土層彈性具體參數(shù)計算出來，進而獲得工程動力參數(shù)，進而促進巖土工程順利展開。

7結(jié)束語

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行，正式施工之前，需開展對應(yīng)勘察工作。由于不同區(qū)域巖石種類會有所不同，因此在勘察時需保證針對性，根據(jù)實際情況下運用科學(xué)勘察技術(shù)，進而使結(jié)果準確性得到充分保證。通過波速檢測技術(shù)的運用，能夠以精準、科學(xué)方式對施工現(xiàn)場展開評價，可行性較高，并且這項技術(shù)在使用時能夠使巖石在施工時的安全性得到充分保證，具有重要現(xiàn)實意義。

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作者：石泉 單位：廣西壯族自治區(qū)建筑工程質(zhì)量檢測中心有限公司