波速檢測技術在巖土工程勘察的實踐
時間:2022-06-21 11:29:43
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摘要:工程項目在建設過程中,巖石工程勘察屬于基礎性內容,能夠使工程建設獲得基礎依據,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,保證工程質量。勘察工作為系統性作業,復雜性較強,在選擇有效、合理技術情況下,才能使工程在勘察時的準確性得到充分保證,將波速檢測技術運用于勘察中的效果十分明顯。
關鍵詞:波速檢測;巖土工程;系統性
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條件,使工程在建設過程中獲得施工依據,進而提升工程質量。由于地質條件具有復雜性,巖土工程在進行工程勘察時往往難度比較大,比較容易發生疏漏,并且勘察信息以及勘察數據準確性比較差,通過波速檢測運用,能夠使信息數據整體準確性得到極大程度保證[1]。
2波速檢測技術概述
波速檢測這一技術運用比較廣泛,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,進而實現有效檢測,測量過程中,需通過地表激發孔進行激發,然后將地面中的彈性波激發出來,運用孔內檢波器僅進行接收,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]。跨孔法需在現場中取兩個鉆孔,鉆孔為平行狀態,振動源需設置于孔的不同深度中,檢測器需放置在另一個鉆孔相對應的深度位置,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,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。就側孔平面布置來講,可以設置成兩個孔,可以設置為多邊形,通過一個孔進行激發,多個孔進行接收,為了將震動源裝置以及波傳播路徑產生的影響消除,每組使用鉆孔可以為3個,鉆孔需布設于一條直線上,并且鉆孔間距需結合震源容量、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,結合地層分布展開等距排列。就測點垂直間距來講,可以設置為1m~2m,為了將折射波產生的干擾減少,可以在硬土層和軟土層交界位置硬地層進行測點設置,同時將地表附近測點設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,可以使用瞬態法以及穩態法,對于穩態法來講,可以通過常規方法。
3波速檢測技術原理
運用波速檢測之前,需對其技術原理有充分認識與了解,在此基礎上,才能使檢測技術運用巖土工程勘察當中的效果得到充分保證,體現出數據準確性,其在運用時,需將波速作為主要依據,針對巖土工程呈現出的物理性展開分析,進而獲得與巖土工程相關的勘察數據,勘察過程中,主要是通過技術反映地震相關參數,其中主要為動剪切剛度、阻尼比等,利用參數對巖石工程安全性進行判斷,查看工程是否和標準相符[5]。土體在受到沖擊時,就會發生一定程度改變,在外力沖擊消失情況下,則外力沖擊難以和應變之間保持平衡,出現彈力波,進而向四周擴散。彈力波在成分上往往比較復雜,波面以及波體為主要類型。
4檢測方法
針對施工現場進行測試時,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果比較準確。將準備工作完成之后,可以敲擊木板兩側,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注。首先,需保證測量點在布置時的合理性,詳細了解地質情況下,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,為了使測量結果精準性得到保證,部分測點需展開重復測量。
5巖土工程勘察內涵與重要性
城市不斷發展過程中,巖土工程實際建設數量逐漸增加,規模上也有所擴大,建設時復雜性明顯,為了使工程在建設時的整體質量得到保證,應注重勘察工作加強。對于巖土工程勘察來講,主要是針對施工區域中的水文、地質等進行勘察,進而獲得地質參數以及水文參數,然后結合工程建設實際需要,制定科學、完善施工方案,進而使巖土工程在建設時的質量得到充分保證。不同區域中,一般地質結構會有較大程度不同,在利用勘察技術時,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據與勘察信息整體準確性得到保證,為施工順利、有序展開創造良好條件[8]。巖石工程進行設計時,為了使各項地質參數準確性以及可靠性得到保證,需對巖石工程相關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,都可能會出現較多實際性問題。受勘察過程與勘察結果影響,設計的基礎方案過于保守,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,需結合場地結構、場地條件等選擇科學勘察手段。就巖土工程總預算來講,勘察費用所占比例比較少,怎樣及時獲得與工程相適應的數據與資料是應重點思考的問題,如果技術手段使用缺乏合理性,將會影響最終調查結果準確性。因此巖土工程進行建設過程中,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量產生不良影響,保證施工安全性以及工程使用質量。
6波速檢測技術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
在針對施工現場具體類型進行判斷時,需將抗震設計相關規范作為依據,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,結合上述數據能夠得出,施工現場場地類別屬于2,地類層屬于中軟土。進而作業周期判斷時,運用相關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。結合實踐經驗得出,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,軟塑粉質黏土、粉土、松散砂石共同構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。對于硬塑粉質黏土、密實的中粗砂來講,共同構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勢進行判別
針對砂性土展開地震液化態勢判斷時,需結合地震實際烈度,利用施工區域當中深度為15m這一區域范圍中巖石展開地震液化態方面的判斷。實際判斷過程中,需將國家相關規范與相關標準作為參考,運用相關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值為171m/s到177m/s,處于此范圍中時,砂性土往往會出現部分液化情況,其余孔深砂土不存在液化情況。
6.4獲取工程動力參數
進行巖土工程勘察時,往往會涉及比較多的內容,工程動力參數便是十分重要組成,因此此方面是一項勘察時不能忽視的內容。這方面勘察工作有效實施,能夠使巖土工程建設獲得有效支持。將波速檢測技術運用于工程動力參數中時,可以從這幾方面進行:首先勘察工程動力參數時,主要是將S波彈性波速以及P波具體彈性波速作為依據,在此情況下,能夠使參數在勘察時的準確性得到準確保證,實際計算過程中,需根據相關公式。將技術運用于工程動力參數中時,應注重抗震性的體現,針對地層彈性參數展開檢驗,具體實施時運用單孔檢驗形式,進而獲得相應數據,展開剪切波速相關分析,在數據得以確定情況下,運用計算公式將巖土層彈性具體參數計算出來,進而獲得工程動力參數,進而促進巖土工程順利展開。
7結束語
總之,當前巖土建設在規模上有所增加,工程質量受到了廣泛關注,為了使工程能夠順利進行,正式施工之前,需開展對應勘察工作。由于不同區域巖石種類會有所不同,因此在勘察時需保證針對性,根據實際情況下運用科學勘察技術,進而使結果準確性得到充分保證。通過波速檢測技術的運用,能夠以精準、科學方式對施工現場展開評價,可行性較高,并且這項技術在使用時能夠使巖石在施工時的安全性得到充分保證,具有重要現實意義。
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作者:石泉 單位:廣西壯族自治區建筑工程質量檢測中心有限公司
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