高密度電法在軟土路基勘察中的應(yīng)用

師華強

（中冶地集團西北巖土工程有限公司， 陜西 西安 710061）

0 引言

物探方法是以各種地球物理場的理論為基礎(chǔ)，憑借儀器對不均勻體或介質(zhì)引起的地球物理異常進行觀測，它比鉆探等其它直接的地質(zhì)勘查手段具有快速、經(jīng)濟的優(yōu)點。高密度電法集合電剖面法與電測深法特點，具有成本低、效率高、信息豐富等優(yōu)點。既能顯示地層巖性在水平方面上的變化，又能提供巖層視電阻率在縱向上的變化特征。在公路勘察軟土、巖溶區(qū)、采空區(qū)、斷層等局部電阻異常區(qū)得到廣泛應(yīng)用。

1 工程概況

項目位于某高速公路里程K38+628～K38+736段。該地段地形起伏較大，設(shè)計擬以填方路基形式通過。該段總長108m，施工開挖后將在路線左側(cè)形成最大填方高度約18.223m的填方路基。根據(jù)地質(zhì)調(diào)繪該路基段范圍內(nèi)分布地層為填土（Q4

ml）層、泥盆系中統(tǒng)曲靖組（D2q）灰?guī)r巖層。該路基段無地表水體存在。周圍發(fā)育的不良地質(zhì)體為巖溶。周邊地表溶溝、溶槽、巖溶洼地較發(fā)育。特殊性巖土為人工堆積的軟土。

2 地質(zhì)鉆探及土工試驗數(shù)據(jù)

為了勘察軟土層厚，現(xiàn)場在K38+643.5左7.07m布置鉆孔。根據(jù)鉆探結(jié)果，巖芯呈流塑狀。在鉆孔中取樣6組，試驗結(jié)果見表1。

表1 土工試驗試驗結(jié)果

由表1可見，天然含水率平均值為84.15，天然孔隙比平均值2.328，液限平均值62.48%，塑限平均值31.28.屬軟土。依據(jù)JTG E40-2007定名為高液限黏土。K38+643.5左7.07m鉆孔揭露軟土厚度為13.0m。由于軟土呈流塑狀，現(xiàn)場鉆機很難操作施工。在軟土中心位置施鉆困難，鉆探成本較高。綜合考慮現(xiàn)場布置高密度電法結(jié)合物探查明軟土的分布厚度。

3 高密度電法布置

結(jié)合現(xiàn)場地形情況，采用高密度電法對該段布設(shè)物探工作。工作量布置如下：

K38+580～K38+800布置一個排列縱向測線220m，K38+580～K38+800左側(cè)28m布置縱向測線220m，K38+640橫向左側(cè)100m至右40m布置橫向測線140m，K38+740橫向左側(cè)100m至右40m布置橫向測線140m。

根據(jù)用Surfer軟件繪制的ρs等值線圖和高密度電阻率數(shù)據(jù)反演軟件反演結(jié)果并結(jié)合地調(diào)和鉆探成果。物探解譯結(jié)果如下：

K38+580～K39+800段測線內(nèi)覆蓋層2～14m左右，結(jié)合地質(zhì)調(diào)繪及鉆孔XLZK2成果資料顯示，覆蓋層以人工填筑淤泥為主，鉆孔揭露厚度13.0m。下伏強風(fēng)化基巖厚度較大，巖體較破碎，在K38+636～K38+700范圍內(nèi)標高1255m附近出現(xiàn)低阻現(xiàn)象，推斷為巖溶破碎區(qū)。

K38+580～K38+800左側(cè)28m段測線內(nèi)覆蓋層厚度較厚，約2～15m。下伏強風(fēng)化基巖厚度較大，巖體較破碎。

K38+640橫向左側(cè)100m至右40m段測線內(nèi)覆蓋層厚度約2～16m，在K38+640右30m處厚度最大，約16.0m。向右側(cè)覆蓋層厚度逐漸減小。與鉆探XLZK2揭露深度內(nèi)地層基本吻合。

K38+740橫向左側(cè)100m至右40m段測線內(nèi)覆蓋層厚度2～5。強風(fēng)化層厚度較大。在1265標高附近存在巖溶破碎區(qū)。與XLZK3鉆孔揭露深度范圍內(nèi)地層基本吻合。

4 物探與鉆探成果綜合分析

依據(jù)物探成果、地質(zhì)調(diào)查及鉆探揭露地層成果綜合分析認為（見圖1.圖2），鉆探揭露軟土地區(qū)，高密度電法成明顯低阻現(xiàn)象。結(jié)合鉆探揭露厚度13m，物探解譯厚度與鉆探XLZK2揭露深度內(nèi)地層基本吻合，推測軟土厚度最大處25m。物探解譯部分位置高阻區(qū)內(nèi)存在圓形閉合低阻區(qū)，推測該段位于碳酸鹽巖溶強發(fā)育區(qū)。工程區(qū)位于巖溶洼地及其邊緣區(qū)。物探解譯場區(qū)巖溶破碎區(qū)及溶洞多近水平巖溶發(fā)育區(qū)。實測鉆探揭露軟土層厚度與巖溶溶洞與物探解譯結(jié)果相符。

圖1 斷面圖

圖2 高密度電法解譯圖

5 結(jié)束語

高密度電法能夠直觀的反應(yīng)電性異常體的位置，對于公路勘察中的淺部勘查具有很好的效果。線路勘察中采用工程物探與鉆探相結(jié)合的方式進行勘察，縮短了勘察周期，提高了效率，降低了勘察成本。物探與鉆探相結(jié)合，可以有效避免了物探解譯的多解性，確?？辈斐晒|(zhì)量。