高密度電法在路基填筑質(zhì)量檢測中的應(yīng)用

韋政機

摘要：高密度電法作為一種地球物理勘探手段，具有速度快、信息含量多、檢測結(jié)果準(zhǔn)確等特點。文章介紹了高密度電法在路基填筑質(zhì)量檢測中的應(yīng)用方法，并將利用高密度電法獲取的填方路基填筑料參數(shù)與采用灌水法獲取的參數(shù)進(jìn)行對比分析。結(jié)果表明，兩種方法所獲取的結(jié)果較為一致，高密度電法在填方路基填筑質(zhì)量檢測中的應(yīng)用結(jié)果較為可靠。

關(guān)鍵詞：填方路基;填筑質(zhì)量;高密度電法;檢測

中圖分類號：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2020.11.029

文章編號：1673—4874（2020）11—0108—03

0引言

路基填筑質(zhì)量是路基變形和穩(wěn)定性的主要影響因素，在路基填筑施工過程中對路基填筑質(zhì)量進(jìn)行檢測是十分重要的。目前，路基填筑質(zhì)量的常用檢測方法包括：灌水（砂）嘲、貫入法、波法等。近年來，隨著地球物理勘探方法的發(fā)展，高密度電法在路基檢測中的使用已經(jīng)成為現(xiàn)實，該方法具有速度快、信息量大、檢測結(jié)果較為可靠的特點，在路基勘查、災(zāi)害檢測等方面已經(jīng)進(jìn)行了較多的實踐。楊小龍等將高密度電法應(yīng)用于隧道選線，準(zhǔn)確分析了場地地質(zhì)情況;趙自豪等利用高密度電法進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析;田中英等采用高密度電法調(diào)查滑坡前緣裂隙;陳亞乾等利用高密度電法進(jìn)行砂巖的探測;牟義等叩使用高密度電法對采空區(qū)進(jìn)行分析。本文結(jié)合工程實例，對高密度電法在路基填筑質(zhì)量工程的應(yīng)用進(jìn)行探討。

1高密度電法在路基填筑質(zhì)量檢測的應(yīng)用方法

利用高密度電法進(jìn)行路基檢測是利用不同介質(zhì)之間的導(dǎo)電性存在差異的基本原理，根據(jù)高密度電法獲取的電阻率剖面進(jìn)行相應(yīng)的處理、計算、分析，獲取電阻率在地層中的分布特征，從而獲取待檢測路基的填筑情況。

影響電阻率的主要因素包括土體類型、顆粒級配、含水量、密度等。在填筑路基范圍內(nèi)，填筑料的土體類型、顆粒級配可看作是一致的，因此，影響填筑路基的主要因素為填筑料的含水量和密度。

基于高密度電法填土路基填筑質(zhì)量檢測方法如下：

（1）將現(xiàn)場填筑料帶回室內(nèi)進(jìn)行擊實試驗并測試電阻率，獲取填筑料電阻率與含水量和密度的關(guān)系。

（2）在現(xiàn)場進(jìn)行高密度電法檢測，獲取填筑路基后的電阻率分布情況，利用專業(yè)軟件進(jìn)行反演計算，繪制電阻率等值線圖。

（3）利用室內(nèi)獲取的電阻率與含水率和密度的關(guān)系，將反演結(jié)果轉(zhuǎn)換為含水量和密度等值線結(jié)果。

（4）利用獲取的相關(guān)結(jié)果，定性分析路基填筑質(zhì)量。

2工程應(yīng)用

2.1工程概況及填筑方法

2.1.1工程概況

為了分析高密度電法在填方路基檢測中的可靠度，結(jié)合某公路建設(shè)過程中的填筑路基現(xiàn)場，探測填筑路基的電阻率，現(xiàn)場使用W13MG-9高密度電法儀進(jìn)行路基檢測。該公路采用瀝青混凝土澆筑，厚度為O.2m，在路面以下為半剛性層，設(shè)計厚度為O.4m，路基填筑厚度為0.5m，填筑材料為碎石土?，F(xiàn)場勘測深度與高密度電法勘測點的點距和數(shù)量關(guān)系密切。在此次路基檢測過程中，確定電極間距為O.5m，共布置電極40個，確定最大剖面長度為20.0m。

2.1.2填筑方法

結(jié)合工程經(jīng)驗使用沖擊碾壓法對填方路基進(jìn)行壓實。在工程現(xiàn)場，使用三瓣式>中擊輪對地基進(jìn)行碾壓，控制車速在12～15km/h，三瓣式?jīng)_擊輪每旋轉(zhuǎn)1周對地基的碾壓次數(shù)為3次，地基表面任意位置受到?jīng)_擊輪沖擊作用的概率為1/6。因此，為了充分保證地基所有位置均受到碾壓壓實，應(yīng)保證每次碾壓縱向錯1/6周，橫向碾壓錯1/2周，碾壓6輪。碾壓后對地基進(jìn)行整平。在保證地基平整度及壓實度滿足設(shè)計要求后，采用網(wǎng)格法卸土。在全斷面使用分層填筑，填筑后首先使用推土機進(jìn)行粗略整平之后精平。填筑料壓實方法如下：首先使用靜力完成2遍壓實，之后再使用振動壓實6遍，以充分保證填筑料的壓實度。在施工過程中應(yīng)遵守前穩(wěn)后振、先輕后重、先邊后中、先慢后快的原則。靜力壓實速度在2km/h左右為宜，振壓速度確定為3.5km/h左右。完成上述操作后，分兩次對填方路基進(jìn)行>中壓，每次沖壓10次。第一次沖壓過后，在路基表面灑水，以保證填筑料的含水量接近于最優(yōu)含水量，沖壓速度保證在10.0km/h左右。第二次沖壓完成后對填方路基表面進(jìn)行整平、清理，并采用高密度電法進(jìn)行路基檢測。

2.2填筑料電阻率與含水量的關(guān)系分析

利用現(xiàn)場取回的路基填筑料，進(jìn)行不同含水率下的擊實試驗，并獲取不同含水率條件下的電阻率。電阻率與含水率的關(guān)系見表1。

根據(jù)表1的關(guān)系，繪制含水率與電阻率的關(guān)系，見圖1。從圖中可知，電阻率與含水率滿足以下關(guān)系：y（電阻率）=-247.1In（x）（含水率）+657.59（R²=0.9576）。根據(jù)算式可知，隨著含水率的增大，電阻率逐漸減小。

2.3填筑料電阻率與干密度關(guān)系分析

根據(jù)表1的數(shù)據(jù)，繪制電阻率與填筑料密度的關(guān)系曲線，見圖2。從圖中可知，電阻率在100Ω·m時，填筑料的干密度最大。

2.4干密度與含水率關(guān)系

干密度與含水率關(guān)系曲線見下頁圖3。從圖中可知，只有在最優(yōu)含水率時，填筑料的干密度最大，越偏離最優(yōu)含水率，填筑料的最大干密度越小。

2.5填方路基填筑質(zhì)量檢測結(jié)果

現(xiàn)場填筑路基厚度為0.5m，填筑料最優(yōu)含水率在18%左右，最大干密度為18.41kN/m³，填方路基電阻率分布見圖4。根據(jù)轉(zhuǎn)換可獲取路基內(nèi)部任何一點的含水率和干密度值。

利用高密度電法分析獲取的填方路基填筑料參數(shù)與灌水法獲取的參數(shù)對比見表2。從表中可知，兩種方法獲取的結(jié)果較為一致，這表明采用高密度電法檢測路基填筑質(zhì)量結(jié)果較為可靠。

3結(jié)語

高密度電法作為一種地球物理勘探手段具有速度快、信息含量多、檢測結(jié)果準(zhǔn)確等特點。通過獲取現(xiàn)場路基填筑料進(jìn)行室內(nèi)試驗，獲取電阻率與干密度、含水量的關(guān)系，利用高密度電法對20.0m長的路基進(jìn)行檢測并與灌水法的檢測結(jié)果進(jìn)行對比。結(jié)果表明，采用高密度電法進(jìn)行路基檢測結(jié)果較為準(zhǔn)確。