瑞雷波法在回填地基加固處理效果檢測中的應用

邱奕超　郭德順　鐘文衡

摘 要：本文闡明瑞雷波法在回填地基加固處理中的應用，該物探方法不失為一種巖土測試的勘探手段，供同行參考。

關鍵詞：瑞雷波 面波 強夯 回填 加固。

中圖分類號：TU4 文獻標識碼：Ａ 文章編號：1672-3791（2012）10（c）-0011-02

某大型石化原油儲罐基地，其強夯加固區(qū)屬沖積平原地貌，為淺層的人工填土層、耕植土層、海陸交互相沉積層，軟土層厚度達5 m以上，其回填土最大厚度達11～14 m，填方區(qū)需加固的最大厚度達17 m，采用強夯法加固回填地基。據鉆孔資料，各土層地質特征分布如下：（1）素填土（0～8.2 m）：紅褐色，以回填石為主，較松散，夯前fak≤80 kPa。（2）坡積粉質粘土（8.2～13.0 m）：紅褐色，可塑，夯前N63.5=20擊。（3）殘積粉質粘土（13.0～15.3 m）：紅褐色，硬塑，夯前N63.5=30擊。（4）強風化砂礫巖（15.3～22.3 m）：紅褐色，半巖半土狀，原巖結構清晰，N63.5＞50擊，其下部為中風化巖。

由于采用平板載荷等傳統(tǒng)的試驗方法雖然可靠，但試驗影響深度不大，獲取信息有限，設計部門要求通過瑞雷波等其他方法進行測試，以獲得較全面的各巖土層物理力學參數。

瑞雷波勘探是一種新興的巖土原位測試勘探方法，該方法利用瑞雷波在巖土中的頻散特性和傳播速度與巖土物理力學性質的相關性，來解釋諸多的工程地質問題。

1 方法技術

瑞雷波主要沿地面表層傳播，表層的厚度約為一個波長，因此，同一波長的瑞雷波的傳播特性反映了地質條件在水平方向的變化情況，不同波長的瑞雷波的傳播特性反映著不同深度的地質情況。在地面上沿波的傳播方向，以一定的道間距△X設置N+1個檢波器，就可以檢測到瑞雷波在N△X長度范圍內的波長，設瑞雷波的頻率為fi，相鄰檢波器記錄的瑞雷波的時間差為△t或相位差為△ψ，則相鄰道△X長度內瑞雷波的傳播速度為：

因此，根據瑞雷波測試結果，可繪制瑞雷波速等值線圖，進一步換算為剪切波速等值線圖、標貫擊數等值線圖等其他參數。

2 檢測實例

檢測采用美國淺層地震儀（48道），檢波器為重慶地質儀器廠CDJ-Z2.5型低頻檢波器，其固有頻率為2.5 Hz?，F場檢測中采用參數為：道間距1 m，偏移距5～25 m，采樣間隔為0.25 ms，記錄長度為512～1024 ms，每排列12道，一個排列計算一個面波檢測點。

實例一：在儲罐A區(qū)，在夯前、夯后共完成了8個面波檢測點的對比，其夯前、夯后頻散曲線見圖1、圖2。回填土各檢測點夯前、夯后的面波計算結果見表1。

通過瑞雷波檢測結果可看出以下幾點。

（1）從頻散曲線看，各計算點頻散曲線形狀相似性好，偏離度較小，曲線拐點較為明顯。

（2）夯前各測點的頻散曲線，各測點顯示了在15.0 m左右有一明顯拐點，結合鉆孔資料，此拐點即為風化巖的層頂深度。

（3）夯后各測點的頻散曲線，其顯示了在6.0～7.0 m左右有一明顯拐點，結合鉆孔資料和孔壓資料，此拐點以上深度加固效果最好。

（4）從表1可以看出：夯后回填土剪切波速較夯前平均提高了26.3%，承載力特征值平均為275 kPa，較夯前平均提高了89.1%，提高幅度較大。

（5）通過對坡積層、殘積層的標貫對比試驗：坡積粉質粘土夯前20擊，夯后28擊；殘積粉質粘土夯前30擊，夯后38擊。說明強夯處理后加固效果較明顯。

實例二：在儲罐B區(qū)，在夯前、夯后共完成了29個面波檢測點，其中夯前12個點，夯后17個點，試夯區(qū)5個點，檢測結果見表2。

通過瑞雷波檢測結果可看出以下幾點。

（1）強夯后，0～4 m剪切波速值增加58 m/s；4～8 m剪切波速值增加32 m/s；8～10 m剪切波速值增加14 m/s；10～12 m剪切波速值變化不大，表明強夯有效加固深度在10 m左右。

（2）根據剪切波速變異系數評價地基土的均勻性，經計算得出，夯前地基土變異系數δ夯前=14.5%，夯后地基土變異系數δ夯后=8.4%，說明強夯后地基土的均勻性有所提高。

3 結語

瑞雷波法在地基加固處理效果評價中不失為一種巖土測試的勘探手段，能夠提供較豐富的有關巖土層的物理力學參數，在其它軟基處理領域中值得推廣。

參考文獻

[1] JGJ/T 143-2004，多道瞬態(tài)面波勘察技術規(guī)范[S].

[2] 吳福良，耿光旭，仲偉周.瑞雷波在地基強夯檢測中的應用[J].西安交通大學學報，2003，4.

[3] 高廣運，水偉厚，王亞凌，等.高能級強夯在大型石化工程中的應用[J].巖土力學，2004.