工程物探方法在唐津高速公路建设中的应用.docx

J OU RNAL O F HI GHWA Y AND TRANSPOR TA T ION R ESEARCH AND D EV EL O PM EN T工程物探方法在唐津高速公路建设中的应用李艳军(物化探所京海工程技术公司 廊坊 065000)彭彦忠(河北省交通厅道路开发中心 石家庄050011)摘要 以唐津高速公路建设为实例 , 系统介绍工程物探方法服务于公路建设的全过程 。关键词 唐津高速公路工程物探方法The Applic atio n of Engine e ring Geop hysic al Metho ds of theCo nstructio n of Ta ngsha n2Tia njin Exp re s s Wa yL i Y anj u n(L angfang J inghai Geo2Technique Co mpany , L angfang)Ab stract Taking t he co nst ructio n of Tangshan2Tianjin exp ressway as an example case history , t he p resent paper systematical2ly int roduces t he applicatio n of engineering geop hysical met hods at various stages of highway co nst ructio n.Ke y wo rds Tangshan2Tianjin exp ress wayEngineering geop hysical met hods随着国民经济的发展 , 我国高等级公路建设进入新的高潮 。传统的公路勘察 , 质量检验等方法越来越 无法适应规模大 、速度快 、要求精度高的公路工程的 需要 。因此 , 各种工程物探方法以其原位性 、无破损 、速度快的优点 , 受到广大公路建设部门的认可 。 本文以唐津高速公路建设为实例 , 从勘察设计阶段 , 工程施工阶段 , 完工验收等几个方面阐述了工程物探 方法的应用情况 。地段软土尖灭位置 。下面以 K122 + 364 K122 + 904段的结果为例说明 。本次探测装置采用 :A B / 2 = 110 , 115 , 212 , 310 , 415 , 610 , 910 ,15 , 25 , 40 , 65 , 100 mM N / 2 = 015 , 3 m 整个测区的探测曲线类型主要以 H 型 (1 2 3 ) 曲线为主 。这基本上反映了硬壳层2淤泥质土2砂类土 的地层结构 。根据视电阻率断面等值线图与钻探资料 综合分析 , 得到视电阻率探测解释推断综合图 , 见图1 。根据推断图得到如下结论 :11 该处软土尖灭位置在 K123 + 614 处 ;21 推断地层序列为 ( 至上而下) 亚粘土 、淤泥 质亚砂土 、砂类土 , 并且推断相应地层厚度 。以上结 论被后来施工的钻探结果验证 。1公路勘察阶段用电阻率测探法寻找地下软土尖灭位置唐津高速公路是从天津 ( 界) 至唐山开平区段 , 位于 205 国道南侧 , 全长 48 km , 路线穿越区有两大 地貌单元类型 : 一是滨海湖相的滨海沉积平原地段 , 二是处于燕山山脉东段的南麓冲洪积平原地段 。前者 地表硬壳层下广泛分布一层软土 (淤泥质亚粘土 、淤 泥质亚砂土) , 已被前期勘察所揭露 , 而后者地表壳 层之下的淤泥类土分布范围呈不连续状 , 给设计勘察 带来很大困难 。为此 , 采用电阻率探测方法寻找不同2公路施工中用瞬态瑞雷波法评价复合地基承载力如前所述 , 在第一地貌单元内进行公路施工 , 必须对软土地段进行相应的地基处理以提高其承载力 ,收稿日期 19970513第一作者 男 , 1965 年生 , 硕士研究生 , 高级工程师李艳军等 工程物探方法在唐津高速公路建设中的应用1 6 磅 铁 锤 , 并 采 用 多 次 迭 加 技 术 提 高 信 噪 比 。通 过对实测曲线的数据处理 , 得到每个点 V R 随深度 H 变化曲线 , 见图 2 。从图中看出 , 显然在 215 m 左右 波速变小 , 推断其为地表壳层的界面 , 其下部为淤泥 质土 。复合地基加固区和未加固区波速明显不同 , 加固后速度 V R 提高 30 40 m/ s , 承载力提高 55 kN 左 右 , 说明该处地基加固效果明显 , 图 3 为测区内承载 力分布图 , 除局部稍有变化外 , 其承载力分布比较均 匀 。图 1 视电阻率探测解释推断综合图在 K111 + 977 K111 + 947 的 30 m区段采用粉喷桩加 固 , 设计桩长为 10 m , 桩径为 40cm , 为了有效检测 粉喷桩加固处理效果 , 我们用瞬态瑞雷波法对该段复 合地基容许承载力评价进行了试验 , 有关瑞雷波测试 复合地基承载力的方法见文献 2 。沿公路走向布置了5 条测线 , 每条测线长 30 m , 线距 2 m , 道间距 1 m ,偏移距 1 m 和 3 m , 每炮 12 道接收 。震源采用图 3 软土地基粉喷桩加固前后承载力分布图3公路施工中的桩基无损检测11 桥梁钻孔灌注桩高应变承载力检测目前公路建设普遍采用钻孔灌注桩施工 , 并且随 着公路等级的提高 , 钻孔灌注桩在数量上越来越多 , 施工中向大直径 、长桩上发展 。传统静载压桩方法有高费用 、低速度 、对大桩需打锚桩等缺点 , 使其在高 速公路这种跨距大 、工期短的工程项目应用中受到限 制 。高应变动力检测桩承载力 , 近年来有很大发展 , 如果同时进行少量的静载荷方法 , 进行动静对比 , 会 收到很好的效果 。本次唐津高速公路施工中 , 在其中4 座桥中对 5 根桩进行了高应变检测 , 其结果见表 1 。图 2 加固前后瑞雷波速度深度曲线图高应变检测桥桩承载力结果表表 1桥号桩径 ( m)桩长 ( m)平均波速 ( m/ s)桩身完整性单桩极限承载 ( kN)K115 + 992B K + 932K117 + 550 七标三号桥 1 号台 七标三号桥 0 号台11011111211211528102510171027101710350035003500350035001112 m 外径轻度缩径桩身完整 桩身完整 桩身完整桩身完整55524675407561006010本次 工 作 采 用 国 产YJ25 型 工 程 地 基 检 测 仪 ,在软土加固区除用瑞雷波评价其整体承载力外 ,还进行 了 单 桩 小 应 变 抽 测 , 抽 测 的 百 分 比 为 10 % ,共进行了 11 个工点 1 826 根桩低应变检测 , 采用的 方法 为 反 射 波 法 和 超 声 波 法 , 所 用 仪 器 为 荷 兰 产 TNO 桩基诊断仪 。每根桩进行 3 次测量 , 信号要求 基本相同 。该处粉喷桩设计喷粉量为 14 % , 桩长 810 m , 桩径 40cm 。除对粉喷桩的匀质性进行评价外 ,Case 法现场记录 , 锤重 415t , 室内用 YJ CP 拟合软件模拟桩实测静载荷试验 P2 S 曲线 、桩身摩阻力 、桩 尖阻力大小分布参数等 。图 4 给出了其中一根桩的 J YCP 模拟 P2 S 曲线 。21 软土加固区粉喷桩和桥梁灌注桩低应变完整性检测 1994-2015 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 公路交通科技 1998 年 增刊图 4 由 Case 法原始曲线拟合 P2 S 曲线图采用 统 一 的 波 速 标 准 对 其 强 度 进 行 划 分 : V p 1 500 为总之 , 各种工程物探方法近年来在公路建设中的应用越来越受到重视 , 特别是在恶劣环境下公路路线 前期勘查及工程验收各阶段各方面的质量检测等 , 以 其快速 、高 效 、轻 便 、经 济 等 特 点 , 发 挥 着 巨 大 作 用 。近年来 , 工程物探方法以工程建设的需要为目 的 , 逐渐向多样化 、实用性强上发展 ; 在资料处理及 结果表现形式上发展了各种层析成像技术 , 使其在公 路建设中有更大的应用领域 。本文参考了河北省交通规划设计院 , 河北省地矿 局五队部分有关资料 , 得到河北省物探队申秋学等人 的指导帮助 。谨表谢意 !抛开粉喷桩的匀质性 , 单从其波速上看 , 虽然各桩所处的地层结构基本相同 , 但其桩身速度的离散性 较大 , 其中 1 826 根粉喷桩的平均速度统计结果 , 最 大值 1 800 m/ s , 最小值 900 m/ s , 平均值 1 251 m/ s ,这可能与不同桩的施工工艺和实际的喷粉量有关 。 对桥梁灌注桩除进行部分大应变测试承载力外 ,对其完整性进行了 100 %的检测 。图 6 给出了 K105+ 551 号 桥 三 台 1 根 严 重 缩 径 桩 ( 桩 头 下 1210 1310 m 处) 的原始记录 , 该桩桩长 24 m , 桩径 112 m ,砼的等级 C20 。图 6 右图为该桩北侧 50cm 处重新补参考文献打一根桩的检测波形 ,补打后检测结果为 类桩 。123王振东. 浅层地震勘探应用技术. 地质出版社 , 1988杨成林. 瑞雷波勘探. 地质出版社 , 1993牛一雄等. 地质雷达在公路建设 中 的 应 用. 物 探 与 化 探 , 1996 ,20 ( 2)建设部标准. 桩基低应用动力检测规程 (J GJ / T93 95) 1 中国建 筑工业出版社 , 1995叶书麟. 地基处理.