[发明专利]工程物探技术在填海区工程勘察及地基检测中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及工程物探技术在填海区工程勘察及地基检测中的应用，该技术可实现填海区巨厚回填层和基岩埋深的物探勘察及回填土强夯处理检测。

背景技术

人工地震勘探中，震源激发以后在激发点周围的介质中传播多种地震波，如面波和体波（直达波、折射波、反射波）及其转换波等。以往多应用地震波中的直达波、折射波和反射波进行勘察，而把面波做为有害波进行压制，以上方法勘察精度低，只能定性分析，不能定量解释。北京水电物探研究所经过几年的试验研究，开发出在岩土工程勘察中应用的多道瞬态面波技术，以其成果具有浅层勘探高分辨率、探测速度快、施工方便等明显优势，列为岩土勘察的重要手段之一。

多道瞬态面波法是利用瑞利面波在地下地层传播过程中，其振幅随深度衰减，能量基本限制在一个波长范围内。即同一波长的面波的传播特性反映地质条件在水平方向的变化情况，不同波长的面波的传播特性反映不同深度的地质情况。均一地层表面激发的面波，其不同波长组分涉及的深度内介质弹性参数相同，从而具有相同的传播速度。弹性分层的地层内不同深度的介质弹性参数有差别，从而面波不同波长组分的传播速度也不同。单一波长（或单一频率）组分的面波传播速度称该波长（或频率）的相速度，不同频率的相速度有差异称为频散。研究水平地层面波的频散特征，可以求得地层内部不同深度的弹性参数，这也就是面波测深方法依据的基本原理。在地面通过锤击、落重或炸药震源，产生一定频率范围的瑞利面波，再通过振幅谱分析和相位谱分析，把记录中不同频率的瑞利波分离开来，从而得到V_R（f）曲线或V_R（λ）曲线，通过解释处理，可获得地层深度与面波速度的分布。

现有技术中，在填海区勘察工作中，填海区人工填土层厚度大，达12m左右，且多含有大块碎石，基岩埋深大，达35-40m左右，勘察中填土层厚度和基岩埋深是必须取得的两项指标。勘察常规方法为钻探，钻探工作面临困难如下：①护壁困难，因回填层松散、成分复杂且含有大块碎石致使护壁困难，钢管护壁遇大块碎石打不进去，拔出也困难，泥浆护壁又经常坍塌或漏水，使钻探无法进行。②回填层中大块碎石影响，钻进时遇到回填层中的大块碎石会在回填层中晃动，钻具吃不上力，很难穿过大块碎石。

为解决钻探困难，我们采用物探技术中多道瞬态面波进行勘察，但面波勘察面临困难如下：①正常面波勘察时人工震源为24磅大锤激发，精确勘察深度15-20m左右，但因场地人工填土层松散、厚度大，松散的地层对人工震源能量消耗大，致使人工震源能量很难达到深部的地层，精确勘察深度只有10m左右。②勘察和场地施工整平多同时进行，场地噪音干扰影响也非常大，因物探时最大的影响因素是振动噪音。

在现有技术中，回填土强夯处理检测：填海区人工填土层厚度较大，多为挖山填土所造成的巨粒混合素填土，含较多大块碎石。无论是主体建筑采用桩基础，还是次要建筑采用天然地基，首先都要对填土层进行适当的地基处理，而地基处理多采用强夯方法，但对于强夯处理效果如何，一直没有比较精确的的检测手段和评价标准。强夯检测时常规检测方法存在问题：①用载荷试验检测，检测深度很浅，只有2米左右，不能反应强夯影响深度。②用重型(63.5kg)或超重型动力触探(120kg)，均不能穿透如此厚的碎石填土层，即使偶尔穿过，由于碎石的反弹，也难以反应强夯的效果。

发明内容

本发明提供一种在填海区工程勘察及地基检测中应用的工程物探技术，该技术采用多道瞬态面波法勘察进行地质分层，再辅助其它措施，可对深部地层进行精确勘察，查明场地人工填土层厚度及基岩面的埋深，为工程抗震设计提供必要的参数。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

在填海区工程勘察及地基检测中的物探技术，该技术可实现填海区巨厚回填层和基岩埋深的物探勘察及回填土强夯处理检测，具体内容如下：

填海区巨厚回填层和基岩埋深的物探勘察：

1）采集15米以内的数据勘察，采用SWS型工程勘察检测仪物探技术中的多道瞬态面波进行勘察，该面波勘察人工震源为24磅大锤激发，精确勘察深度为10-20米；

2）采集勘察深度为15米-40米的勘察数据；采用钻机加重杆激发，加大震源能量，加重杆重400-500公斤，落距2-3米，接收道数为24道，采样时间间隔为0.5ms或1ms，道间距为2米；采用此种加大震源能量的方式采集勘察深度为15米-40米的勘察数据；

回填土强夯处理检测：