工程物探常用技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)檢測(cè)操作

1、一面波探測(cè)現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)方案前言受中國(guó)水電四局的委托，我公司擬對(duì)深圳地鐵7號(hào)線福赤盾構(gòu)區(qū)間進(jìn)行面波（瑞利波）法勘探。本區(qū)間自福田河南岸的福臨站北端開(kāi)始，至濱河大道的赤尾站西端結(jié)束，里程樁號(hào)大致范圍為：左線ZDK20+360.117ZDK20+845.492；右線YDK20+347.717YDK20+844.001。線路下穿福田河、福臨小區(qū)、濱河大道等，線路經(jīng)過(guò)區(qū)地面環(huán)境復(fù)雜多變，將會(huì)給面波勘探帶來(lái)諸多不便和影響，有的區(qū)段可能難以展開(kāi)勘探，即使是積極創(chuàng)造條件勉強(qiáng)開(kāi)展慨嘆的區(qū)段，也需要投入更多的時(shí)間、人力、物力等，并且在諸多不利因素背景下所解算的成果資料的可信度會(huì)大打折扣。為了盡可能全面地完成地質(zhì)任務(wù)，

2、編制此方案。2、主要勘探目的 通過(guò)面波（瑞利波）勘探，揭示盾構(gòu)區(qū)間隧道穿越區(qū)巖土強(qiáng)度的分布，提請(qǐng)盾構(gòu)施工時(shí)提前采取相應(yīng)措施。3、方法原理瑞利波是面波的一種。瑞利波法是利用瑞利波的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征和動(dòng)力學(xué)特征來(lái)進(jìn)行工程質(zhì)量檢測(cè)及工程地質(zhì)勘察的地球物理方法。在自由界面（如地面）上進(jìn)行豎向激振時(shí)，均會(huì)在其表面附近產(chǎn)生各種波長(zhǎng)的瑞利波，其二維和三維波動(dòng)及傳播示意圖見(jiàn)圖1和圖2。瑞利波有三個(gè)與工程質(zhì)量檢測(cè)和地質(zhì)勘察有關(guān)的主要特征：(1)、在分層介質(zhì)中，瑞利波具有頻散特性；圖1 瑞利波的橢圓極化示意圖（二維）(2)、瑞利波的波長(zhǎng)不同，穿透深度也不同；(3)、瑞利波的傳播速度與介質(zhì)的物理力學(xué)性質(zhì)密切相關(guān)。圖2 三

3、維空間的瑞利波傳播示意圖（三維） 各頻率的瑞利波的能量主要集中在地表下一個(gè)波長(zhǎng)的范圍內(nèi)，而傳播速度代表著半個(gè)波長(zhǎng)（）范圍內(nèi)介質(zhì)震動(dòng)的平均傳播速度。因此，一般認(rèn)為瑞利波法的測(cè)試深度為半個(gè)波長(zhǎng)。波長(zhǎng)與速度及頻率三者有如下關(guān)系： 設(shè)瑞利波的傳播速度為 ，頻率為 ，則瑞利波的波長(zhǎng) 為： 當(dāng)速度不變時(shí)，頻率越低，測(cè)試深度就越大。瑞利波波速與巖土物理力學(xué)參數(shù)密切相關(guān)，波速高介質(zhì)的剛度大，同時(shí)不同波長(zhǎng)的瑞利波，反映不同深度范圍內(nèi)的波速變化。所以測(cè)試出地面以下不同深度處的瑞利波傳播速度和波長(zhǎng)，就可區(qū)分巖土體的地球物理特征，從而劃分不同巖土體的界限，識(shí)別空洞、塌陷、富含水區(qū)、孤石等。5、測(cè)線布置1）根據(jù)水電四局

4、的意向和要求，本區(qū)間面波勘探的測(cè)線布置在隧道中軸線兩側(cè)各2.5m處，左右線共布置4條測(cè)線，自左線左側(cè)至右線右側(cè)的測(cè)線分別命名為1#測(cè)線、2#測(cè)線、3#測(cè)線和4#測(cè)線，理論測(cè)線總長(zhǎng)度1963m左右。2）遇有障礙物無(wú)法實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)勘探時(shí)，跨過(guò)。3）沿隧道軸線方向作業(yè)空間不足時(shí)，安排橫斷面或斜交斷面進(jìn)行面波勘探。測(cè)線間距按照沿隧道軸線方向3m布置，測(cè)線長(zhǎng)度以在有限空間內(nèi)盡可能揭示隧道全斷面為限，并滿(mǎn)足面波勘探現(xiàn)場(chǎng)工作方法和資料處理時(shí)掃描窗口寬度的需要。4）隧道出福臨小區(qū)后，即進(jìn)入濱河大道，并呈斜交狀自道路南測(cè)穿越至道路北側(cè)，該段長(zhǎng)度約80m左右，東延順行濱河大道段約120m左右，設(shè)想兩種方案如下：（1）

5、向交通主管部門(mén)申請(qǐng)，將濱河大道自皇崗路至赤尾人行天橋段全部封閉，實(shí)施時(shí)間為凌晨0時(shí)至5時(shí)，約需要兩晚上。采取本方案的缺點(diǎn)是：審批難度大，對(duì)交通影響大；采取本方案的優(yōu)點(diǎn)是：有安全保障，效率高，工作量相對(duì)小成本低，可杜絕大量的振動(dòng)干擾，解算成果的可靠程度高。（2）跨道路段部分，按照平行于濱河大道行車(chē)線方向布置斜交隧道的測(cè)線，選擇凌晨0點(diǎn)至6點(diǎn)時(shí)段，逐步圍擋逐步推進(jìn)施工的方式穿越濱河大道，此段施工約需3晚上，后續(xù)東延順行濱河大道段分為施工圍擋內(nèi)和外，約各需1個(gè)晚上。圍擋外（左線）測(cè)線仍按局部圍擋逐步推進(jìn)的方式施工。采取本方案的缺點(diǎn)是：是安全保障難度大，效率低，工作量大，成本高，振動(dòng)干擾大，解算成果可

6、靠程度低。采取本方案的優(yōu)點(diǎn)是：無(wú)需專(zhuān)門(mén)審批道路封閉，對(duì)交通影響??；5）測(cè)線的測(cè)放測(cè)線的測(cè)放由施工單位完成，現(xiàn)場(chǎng)面波勘探施工時(shí)，根據(jù)施測(cè)并標(biāo)記在實(shí)地的標(biāo)志點(diǎn)，參照地形地物，根據(jù)測(cè)線定稿圖，用皮尺丈量和確定。具體測(cè)線布置圖，以最終可實(shí)施及實(shí)施結(jié)果為準(zhǔn)。6、瑞利波法現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法（1）排列布置標(biāo)準(zhǔn)測(cè)線定位準(zhǔn)確，按現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)所確定排列形式布置，以每排列6通道，前后排列搭接3通道，采用追逐法施工。測(cè)線誤差小于0.5m，排列位置誤差小于0.2m，拾震點(diǎn)前后誤差小于5cm ，左右誤差小于10cm。拾震器要求埋置準(zhǔn)、穩(wěn)、直、緊，在硬化地面區(qū)配置檢波器靴。激震點(diǎn)位于拾震點(diǎn)連線的延長(zhǎng)線上，其前后誤差小于100cm，左

7、右誤差小于50cm，激震時(shí)避開(kāi)周?chē)杏绊懙恼駝?dòng)干擾，保持充足而均勻的激振能量(單一排列布設(shè)示意圖3)，激震能量不小于660J。圖3 瑞利波排列布置示意圖（2）儀器設(shè)備及測(cè)試方法本次測(cè)試采用我公司SWS-5型多功能數(shù)字圖像工程物探與檢測(cè)儀，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的工作原理如圖4所示。求t或頻 散 曲 線信 號(hào) 分 析信 號(hào) 采 集檢波器震 源P波 S波瑞利波 圖4 瑞利波法工作原理圖瑞利面波法在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中采用單一電纜,每個(gè)排列6道檢波器，道間距2m，激震點(diǎn)偏移距1525m追逐法逐個(gè)排列向前移動(dòng)采集數(shù)據(jù)，形成連續(xù)測(cè)試斷面。瑞利面波儀器及數(shù)據(jù)采集參數(shù)暫設(shè)定如表1所示。表1 儀器及數(shù)據(jù)采集參數(shù)表儀器型號(hào)工作道數(shù)道間

8、距偏移距采樣間隔采樣點(diǎn)數(shù)通頻帶設(shè)置SWS-5數(shù)字圖像儀62m1525m0.2ms4098全低通、50Hz陷波7、資料處理與解釋瑞利波測(cè)試采集到的原始資料是瑞利波沿地面?zhèn)鞑サ恼駝?dòng)波形，對(duì)這種資料進(jìn)行計(jì)算處理和解釋后，才能得到所需的成果。瑞利波資料的主要處理解釋內(nèi)容為：（1）、原始記錄（見(jiàn)圖5）預(yù)處理，在預(yù)處理階段對(duì)每一排列采集到的原始記錄進(jìn)行時(shí)域和頻域的分析，對(duì)直達(dá)波，反射波等規(guī)則波動(dòng)和不規(guī)則波動(dòng)采取限制措施，以最大限度地突出瑞利波，減小其它波動(dòng)的影響，達(dá)到去粗取細(xì)、去偽存真，確保客觀反映巖土物理狀態(tài)的原始記錄進(jìn)入下一道處理工序。圖5 原始記錄示意圖（2）、對(duì)道間波形進(jìn)行互相關(guān)。（3）、利用互相

9、關(guān)函數(shù)求出兩個(gè)測(cè)點(diǎn)間各頻率波形的相位差。（4）、利用計(jì)算不同頻率不同深度處的瑞利波速。（5）、繪制瑞利波頻散曲線（如圖6），生成瑞利波頻散數(shù)據(jù)庫(kù)。圖6 頻散曲線示意圖（6）、對(duì)頻散曲線由淺部到深層進(jìn)行跟蹤掃描和解釋?zhuān)?jì)算出各測(cè)點(diǎn)自地表向下的巖土波速分布及異常位置，建立深度波速異常數(shù)據(jù)庫(kù)。（7）、利用專(zhuān)業(yè)軟件形成成果圖件。8、提交成果所提交的成果資料包括：1）瑞利波探測(cè)報(bào)告；2）瑞利波探測(cè)解釋剖面圖；3）測(cè)線布置圖。二樁基無(wú)損檢測(cè)8.1 樁基的類(lèi)型和質(zhì)量問(wèn)題目前采用的樁基主要有鉆孔灌注樁、成管灌注樁、挖孔樁、打入預(yù)制樁、旋噴樁、振動(dòng)碎石樁、振動(dòng)擠密砂樁、砂井水泥樁等類(lèi)型，可因地區(qū)和目的的不同加以

10、選用。動(dòng)態(tài)無(wú)損檢測(cè)法能對(duì)前面幾種類(lèi)型的樁基進(jìn)行檢測(cè)。樁基按受力分類(lèi)可分為摩擦樁、端承樁、擴(kuò)底墩型樁。摩擦樁以樁周土的摩擦力為主，樁尖支承力為輔；端承樁的樁底坐落在堅(jiān)硬的基巖上，它以樁底基巖的反向支承力為主，以樁周摩擦力為輔。樁基質(zhì)量檢測(cè)包括兩方面的內(nèi)容：樁基質(zhì)量評(píng)價(jià)和樁基的承載力確定。參考：3、檢測(cè)步驟（1）場(chǎng)地準(zhǔn)備工作1 疏通預(yù)埋管，在預(yù)埋管中灌滿(mǎn)清水；2 正確量取管間距（即AB、AC、BC距離），記錄好樁號(hào)、編號(hào)方向等信息；3 將發(fā)射和接收換能器分別小心沉入A、B管中，直到兩換能器輕觸管底，記錄下放的長(zhǎng)度。然后分別接入主機(jī)發(fā)射輸出和通道1。（2）儀器相關(guān)參數(shù)輸入1.開(kāi)機(jī)；2.參數(shù)項(xiàng)設(shè)置；3

11、.修改零聲時(shí)。（3）數(shù)據(jù)采集（4）數(shù)據(jù)存貯（5）現(xiàn)場(chǎng)分析檢測(cè)結(jié)果1.查看測(cè)點(diǎn)。2.現(xiàn)場(chǎng)曲線分析（6）轉(zhuǎn)換測(cè)試剖面（7）測(cè)點(diǎn)重測(cè)和加密檢測(cè)這一步是對(duì)分析結(jié)果中存在的異常點(diǎn)的剖面進(jìn)行重新測(cè)試，以排除認(rèn)為的或其他偶然干擾因素，并可以精確確定缺陷的位置。（六）異常情況處理1、檢測(cè)過(guò)程中儀器自行關(guān)機(jī)：檢查電源供電情況。2、檢測(cè)過(guò)程中儀器自行死機(jī)：重啟動(dòng)主機(jī)，檢查是否采集系統(tǒng)軟件出錯(cuò)。（七）數(shù)據(jù)的處理和結(jié)果判斷檢測(cè)數(shù)據(jù)分析標(biāo)準(zhǔn)參照公路工程基樁動(dòng)測(cè)技術(shù)規(guī)程(JTG/TF81-01-2004)以及中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范（JGJ106-2003）的有關(guān)試樁規(guī)定進(jìn)行。根據(jù)所測(cè)波形特性，結(jié)合樁的砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)要求，將工程樁身結(jié)構(gòu)的完整性按四類(lèi)劃分：類(lèi)樁：各檢測(cè)剖面的聲學(xué)參數(shù)均無(wú)異常，無(wú)聲速低于低限值異常；類(lèi)樁：某一檢測(cè)剖面?zhèn)€別測(cè)點(diǎn)的聲學(xué)參數(shù)出現(xiàn)異常，