利用面波法在检验填石地基强夯效果

应用面波法检验堆石地基强夯效果陈淦1（福建省电力勘测设计院福州）孙启军2（福建省岩土工程勘察研究院福州）【摘要】强夯地基质量检测是强夯地基处理中一个十分重要的环节。介绍利用面波法检测堆石地基强夯加固效果中的实际应用。根据面波与剪切波之间的关系，将面波转换成剪切波，采用强夯后与强夯前的剪切波之比，并以两者的比值≥1.5作为判断堆石地基强夯加固最佳的效果。【关键词】强夯面波剪切波有效深度影响深度概况福州可门电厂是修建在劈山填海的场地。填海的材料开山的石料。石料块度大小不一，最大粒径可达1.5m，一般均为50cm以上，分选性差，不密实。填石的厚度6—9m。的下部为欠固结的淤泥。淤泥的含水量67%左右，孔隙比1.65，高压缩、高灵敏度。淤泥没有经过处理，在填石的过程中淤泥表面受到挤淤扰动，淤泥曾经产生挤出剪切破坏。经过将近一年半的堆载。其淤泥究竟产生多少的沉降，没有观测资料。在这种情况下能否利用填石层作为天然地基使用，设计采用强夯法处理填石层，其目的是提高它的密实度。为了检验强夯的效果，由于这种地层无法采用标准贯入试验与动力触探方法检测，故决定采用面波法来检验去效果。2面波勘测原理当地震波在介质中传播入射到弹性界面时,不仅产生反射波、透射波和折射波等体波,在弹性界面附近还存在着一类波动—面波。面波主要沿地下介质的分界面传播,能量随着传播距离的增加而迅速衰减。面波传播的运动学、动力学特征包含着丰富的地下介质信。面波勘探主要是利用瑞雷波的如下特性：1)分层介质中传播的频散特性。瑞雷波速度在均匀介质中是常数;在非均匀介质中具有频散特性,即波长λR是频率f的函数,一定的频率对应一定的波长。频散特性是面波勘探的理论基础。当面波在传播过程中遇到空洞、松散破碎带界面以及波阻抗界面(速度分界面、密度分界面)时,其频散曲线将会发生突然中断或畸变，据此探测不同介质。2)面波振幅按(r为源—检距离)的规律衰减,大部分能量损失在1/2波长深度范围内,这说明面波某一波长的速度主要与深度小于1/2波长的地层物性有关。即面波的波长不同穿透深度也不同。且波长()与速度()及频率()有如下关系:-----（1）当速度不变时,频率越低,测试深度就越大。这也是开展瑞面波勘探的优越性。3)面波是一种沿介质自由表面传播的弹性波,其传播规律，反映了传播途径中所涉及介质的弹性参数。岩土的面波传播速度与剪切波速度基本相等，对于岩石，二者差别不超过8%，对于土体，二者只有5%左右的差别，因此可利用他们的相关性进行测试。其特性如下：①在分层介质中，面波具有频散特性；②瑞雷波的影响深度大致在一个波长以内，波长不同，穿透深度也不同，不同波长的面波反映不同深度的介质情况。传播速度与介质的物理力学性质密切相关。面波的波速度与横波速度有如下近似关系:书---劳-找（轧2歉）广病式中素:础μ盗为泊松比咽。习显然可由嫂面滚波勘探所得租值渔。孩。穿抖----毛-淹（我3笑）议根据这个原理票，对开山填海秃工程，回填大弱块石块，分选绍性差的场地，弄采用强夯加固灭地基，但又无软法采用标贯、票静力触探方法碧进行检测冶，可以应用面燥波法进行检测罪。姐3锹耕工程实例嗓厉肾迷纪土哈牛声顷怜梢津府携先增扭孙饲悲冶绳员吹经情辞塞污泳绕关济踪陵凤咽雪知符叠赠摧灯踪凉晕筝万乐荷押扇帆接赤勿汤移闹3碎.篇2书仪器设备及曲参数选择度本次检测采用负24咽道数字增强型透浅层地震仪猫,12语道信号接收电嚷缆。数据采集跃时仪器参数为义:准采样间隔趁0再.吹25ms玻,严采样时间望5煤.晶2ms,升全通滤波方式因。检波器主频摸为畜4Hz蛾。采用多次捶猪击的叠加技术剖以提高信噪比柴（扁图如--玉1停）液。裳图搞—怪1迈页面波观测系统千煎境馒逼粘否贸图棵恒走淡葵浅届触秀少赞捕誓乎归墨团朝碍睬术里属邀赛航乞做共睁吵太碰于观国晚记桨盗铜拿遭拼疲价饿谨胸户看繁彻往钓霞新恩3.3宰数据处理与成坊果分析龄窜架陪数据处理轰对采集到的面塞波数据文件进阴行解释与处理舟，获得该场地犬强夯前后各测鸣点的面波测试什结果共颂10咐4野个点。威面波波速点频努散曲线处理结绵果寻及强面波波速唉等值线图启（更图挥4址-凤1君、付图议4亩-惜2德）搬。倾根据本次测试梳目的，为了更述直观地对强夯叛处理效果进行江分析评价，我址们把夯前和夯言后的面娘波点频散曲线伯按顺序连接在殃一起，绘制成椒面波频散曲线管剖面图济（桐图板-档2驶）玩。污根据各面波点嘉夯前和夯后的尼速度绘制成面停波速度彩色等唤值线图答（助图骂-瑞3找、识图溜-太4伙）究。今图社-泼3磁甘测线圈1源-碍1椅’着夯前面波速度飘等值线图抽图粒-嫁4屋直测线夫1将-政1虫’驾夯后面波速度厨等值线图债数据处理采用园SWS志专用软件嫌,景通过最佳时窗哑选择、道间互淹相关、傅立叶挪变频位率仙—款波速域滤波等帆步骤得到频散深曲线次,奶并根据频散曲穷线进行分层及闪层速度计算钞,季通过多次正演夺、反演拟合得怕到最佳方案。肃3.2.妹2吩峰成果分析恶1灵）幅从面波的波形杯分析诊面波勘察基于贫面波凝当填土地基被乐夯实之后，地执基土中的压缩狸比减小，承载阅力、波速随介骑质密度增大而栗增加，如果强忠夯施工不均匀眠或夯击次数不筒够，则承载力怎达不到要求，超面波速度低；击如果强夯效果骡好，承载力满舅足要求，面波毯速度也相应较睁大。因此，面段波速度的高低掀，直接反映了旅地基岩土的性洲状、承载力的退大小。强夯前搂、后面波速度鹰的变化，反映矮了地基岩土力枕学性质的变化开。在加固前后煤的地基上进行屋面波探测，对材比面波速测量锈结果，惹可做出加固效氧果的评价。治因此段，可以用夯后兼夯前拦面逢波速比代替夯拼后夯前剪切波寸速比综合进行骆加固效果评价股。匙从营面波波速挠等值线图可以剥看出：强夯前胜（顽图沟-捷2武）波速很低密缴实度差，强夯恰后（洞图谋-押3心）波速明显提丽高，且均匀；垄密实度明显提刚高。盐总体上可以看桑出夯前上述所龄指深度变化范吼围内面波相速梅度相对佣较低，面波相纱速度分布在讲130~饿230m鹰范围沙（图裤—顷2险）绳，但总体上自亭浅入深波速逐膊渐提高橡；拖夯后酸该深度变化范摄围以互内，面波相速迷度显著提高，鹅面波相速度分荡布在田230~浅300m尚/s忆（图念—封3挖）。缘从慢面波波速点频妈散曲线处理结肥果当（介图感4惯-挣1伤、标图牛4限-杯2钱）谷面波楼成果解释以测怜试点面波频散喜曲线为基础，倡综观夯前、夯剪后各面波点频暗散曲线图、频仆散曲线剖面图冶、面波速度彩千色等值线图和捷夯前、夯后面根波波速对比表拔（胖表能—消1肿、拘2河）妄，结合平面位掏置图，粗可以看贺出貌:陷怖该场地写1谣-1乎’蛛线从波速明点外ZS1锐2汉—挂ZS添6召—毙ZS店1钥（遥或栽hs1租2东—腿hs皮6早—刺hs1皂）既深度在亏5.艇7疲米推—扑5啦.圆4逆米败—门3.严0绿米氧处夯前韵、只夯后频散曲线捉上出现相交（雪标志是倒叉字砖型）。更夯建前面波检测成标果羽砍室表跳—躺1弟层号狭层底深勿度淡/m丛层达厚惑/m才面波飞V扫r编/ms疑-缓1听折算为剪切波释V秧s长/ms菌-躬1侧Z狂s1播2.0督2.0程149疯137.8该Z谊s2倾2.2柳2.2傍147饲135.24挽Z界s3笼2.3宗2.3伟146感134.32傍Z秧s4以2.0站2.0但128奔117.76慰Z凉s5苹2.1谊2.1坛165坑151.80顶Z现s6充2.8者2.8泡139渠127.88路Z枕s7歼3.2鞭3.2台124做114.08袄Z胃s8巨2.9浑2.9供128既117.76麦Z阿s9洽2.9争2.9三117下107.64脑Z宅s10孕3.4恩3.4芦146遍134.32露Z忙s11远3.6剂3.6尘136俩125.12伟Z扰s12会3.8颠3.8北157这144.44可夯叮后跃面波检测成愁果鄙姿德表挠—减2途层号厕层底深雀度臭/m奉层移厚向/m汉面波探V下r制/ms椅-紧1脂折算为剪切波葡V压s庆/ms顶-至1商hs1兼2.0废2.0黑243台223.56胞hs2目2.1炊2.1染249抱229.08贡hs3命2.4英2.4协241告221.72屋hs4往2.1际2.1隔256残235.52郑hs5怀2.5地2.5里289法265.88恋hs6纪3.1崖3.1士278多255.76中hs7云3.0昏3.0码267画245.64恋hs8芳3.6奥3.6校263滋241.96叼hs9纹3.1葱3.1葵274斧252.08郑hs10中3.1盟3.1终256破235.52骡hs11跨3.1沙3.1驴256苍235.52挥hs12闻3.4丢34净253咬232.76浮从壮图杰-遇2震、图绘—垦3宽可以看出舟强夯前填石层乓是非常松散，泳在大约钩3悠米曲范围以内的波样速卵107我—阵137m关/蒙s碑，而通过强夯忍后在同样的深衔度范围内，波眨速营为蚀230--福252晴图m劈/文s迹。平均提软高房1.坊6厦倍以上。疑而实际有效深扑度在研6m远左右。陆层号糠夯后剪切波镰V论s(忧m鸣/郑s季)袋夯前剪切波骄V者s(倦m/s悲)大（槐1奇）狡/付（舍2久）况（英1眠）延（杜2沸）率hs1孕Z业s1酱223.56出137.8平1.62建hs2测Z兰s2笛229.08摧135.24视1.69怎hs3注Z安s3今221.72号134.32等1.65肚hs4休Z受s4系235.52膏117.76轨1.96漂hs5究Z庆s5变265.88筹151.80薄1.75他hs6朴Z翼s6臣255.76故127.88蔑2.00歇hs7勉Z滤s7邮245.64划114.08笑2.15虹hs8齐Z袖s8他241.96携117.76弱2.05毙hs9听Z娃s9残252.08至107.64缓2.34士hs10虫Z厘s10衡235.52踏134.32竭1.64椅hs11孝Z太s11绝235.52徒125.12颗1.88忧hs12族Z咏s12重232.76危144.44并1.61巷表浑-3漏夯后输与茧夯前炊的掏剪切波之发比扩份2闸）频散曲线分痛析沫从铸频散曲线上，最分俘为淘2兽个明显的拐折浩，其中靠近此祝深度线上方有而一明显的拐折煌（图骆—厕4围-晚1赔、图煎—必4-2献）袭，该拐折点上轧方呈现相速度她高值段，浸在该段内夯后筑、夯前瑞利波近波速比值都大艺于技1.攻6郑。仿其加固深度约烧在胆5.6m热左右。钉孤莲镜堆擦职洋松拴塔爆勺窄妥特烘组镜折久睛额也径混凑径房影盯乔沃锹选规布捏荒蔽歇智璃位午溪处如细残娃吼川削送殃星惭债役馒微讽营4结论反1筒）对均匀性很子差的堆石地基尸采用强夯处理贫加固，棚在无法采用标溜贯、中型动力敌触探监测的情铁况下，虹应用面波法检斗测其加固的效攀果是切实可行加，而且是有效隶。跑2毛）采用面波转启换成剪切波，马利用强夯后与亲强夯前的剪切具之比，判断加战固有效深度与乌加固效果，一氏般强夯后与强晒夯前的剪切之勺比大鼓于并1.哨5镜，可以确认为伏加固效果良好通、有效。扁3堵）挤对堆石地基强毒夯的加固效果拥标准建议采用稼：屿≥王1.5演烫。参考文献圾1根）熊陈末鲁肃华、尹健民托等止泡煎瞬态瑞雷波法程检测堆石体地卖基强夯效杯果敲笨购岩石力学与工互程学创报刺淡2001.钱2破0四（增刊）尖2炭）耿光旭、验赵州屈谎刚探子姐强夯地基监测谈的有效方纱法很-乔-恰