摘要:随着我国公路的大规模建设,通过软土地区的线路不可避免,如何能够安全的穿过软土地区,是一个值得深入研究的课题。由于软土的特殊的工程性质,使得在软土上修建高速公路时,特别需要对其进行加固处理。如何加强对软土地基处理效果,科学选择既经济又有效的软土地基处理方案,对确保高速公路的工程质量具有重要意义。
关键词:公路软土地基;勘察设计;方案问题;探析
1勘察设计方法及技术流程分析
1.1地球物理勘探
利用不同的物理性质,可以区分各类物体,这一过程就是地球物理勘探。以勘探方式的不同为依据,可以使用电阻率法和自然电位法等方法进行地质勘探。
1.2自然电位法
自然电位法实际上是通过电解对岩溶进行勘探,并在正常情况下对天然电场的使用进行实际勘探,汗水岩层中的固体颗粒对负离子有一定的吸附作用。利用这一特性,负离子可以被岩层中的固体颗粒吸附。岩石吸附负离子,随著水流方向的高势逐渐形成,逆流方向自然成为地势,因此漏点会出现负势异常,流出点会出现正势异常。
1.3地质测绘
地质测绘主要包括场地调查和地表测绘等方面内容。其中地表测绘在工作中存在一些要求:首先,对场区中岩溶层在垂直和水平两个方向上的相隔及分布情况;其次,对岩溶底层中各种力学性质进行实地测绘,摸清楚各种力学性质的关联,对不同类型的调查形式进行配合。
1.4高密度电阻率法
高密度电阻率法的基本原理与传统的电阻率法相同,但也有一些不同。其主要区别在于,高密度电阻率法主要是为高密度测量点设置特定的设置。若进行现场测量过程,则需要将所有电极布置在一定的区间测量点。在观测过程中,系统将以自动控制为判断观测的主要依据,并通过使用大型集成电路进行进一步的分析。这一过程中使用的电极数量相对较大。
1.5视电阻率法
这种方法在使用过程中,是以岩层电阻率作为基础的。将电流场的分布规律作为主要依据,对地下不同深度中地质构造的电阻率差异展开测量;再通过一些软件对不同测点以及大量数据,进行处理与分析。
1.6探地雷达法
探地雷达是探空雷达的一种拓展,这种方法对超高频率短脉冲电磁波进行了充分的利用,经过地下之后再发生反射,最终将回传的数据作为主要依据将图形绘制出来,在此基础上将不同的波形特征作为主要依据,同时与探测区域中已知的地质资料进行结合就可以得出结论。
2公路软土地基的勘察设计环节和技术
2.1地球物理勘探
地球物理勘探是通过物体的各种物理特点对物体进行区别,根据各种物体的性质,应用异样的勘探手段,经常应用探地雷达法、视电阻率法、自然电位法、电阻率法等。
2.1.1自然电位法
自然电位法是应用电法勘探岩溶的情况下,通过天然电场实现勘探。自然电法属于直流电场,其紧密联系矿石电化学活动性与地下水运动,为了对水文工程地质与勘探岩溶的问题进行处理,务必分析与观测分布的电场。一般来讲,固体颗粒(含水岩层中)能够吸附负离子。为此,地下水中吸附负离子的岩石颗粒表面可以对正离子进行吸附,且顺水流向而使高电位形成,其低电位是逆流方向。鉴于此,一般正电位异常会在出水点形成,而自然电位异常会在漏水点形成。
2.1.2高密度电阻率法
高密度电阻率法是地球物理工作者为了跟山地物探的需要相符合而实施的一种电法勘探技术,其跟一般的电阻率法有着一致的原理,其独特性是高密度电阻率法设计的测点具备较高的密度,在测量场地的情况下,应当在相应间隔的测点上设计所有的电极,在进行观测的时候,这种系统根据自动控制理论,应用大规模集成电路,因为应用非常多的电极数量,以及一系列电极间的组合自由,这意味着相比较于一般的电法能够由该系统当中取得非常多的信息。
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2.1.3视电阻率法
视电阻率法的应用基础是岩层电阻率,结合分布电流的特点对各种深度地质结构电阻率不同的一种方法。对供电电极进行改变的基础上能够得到各种深度地质电阻率,再软件处理,以探测各种深度的数据,从而将图样绘出,根据地方的有关信息进行全面地研究,如此一来,能够对覆盖层的厚度、结构破碎带区域、起伏的地质基岩等进行准确确定。
2.1.4探地雷达
作为探空雷达拓展的探地雷达通过超高频率短脉冲电磁波探测地下介质的一种方法。其运行理论是在发射天线的基础上转化高频率电磁波为宽频附带短脉冲而向低下输送,在地下之后再次反射,结合传输的数据能够绘制图形,结合各种波形特点和探测范围的地质情况,能够对各种内部结构和界面进行划分。探地雷达的显著特点是具备非常高的探测精度和十分强的可视性。
2.2地质测绘
地质测绘包括洞穴调查与地表测绘。地表测绘重点是明确一系列的地质因素,明确场区分布的地下水与岩溶情况。具体来讲,主要包括以下内容:一是对区域非岩溶层与岩溶层在垂直、水平方向上的相隔,以及分布现状进行了解;二是务必对岩溶层的一系列力学性质产状进行及时地测绘,也涵盖彼此间的配套联系,以及对各种水理特性进行区分;三是结合分布的揭露水点与天然水点,清楚暗河与明河之间的联系,进而对各种调查进行配合,根据地质结构现状,清楚地质结构跟洞穴形态之间的联系,以提供分析溶洞稳定性与发育特点的资料,明确地下水的来龙去脉,在追踪地下水系的基础上明确地面水的现状。
2.3工程钻探
工程钻探这种探测方法的缺陷是耗费非常多的时间,其优势是能够清楚钻孔的底层状况与区域。并且,能够通过钻孔得到的芯样开展实验活动,从而取得大量准确的岩土信息。钻探工作是为了更加深入地把握相应深度范围发育的岩溶现状,尤其是在地表不存在覆盖层或岩溶的情况下,务必根据勘察结论与地质进行调查。有的时候,为了清楚地质现状,非常有必要进行抽水试验与压水试验,通过钻孔摄影和物探测井等技术方式,从而对钻孔附近的地质现状进行把握。
3公路软土地基勘察的内容以及存在的问题
3.1公路软土地基勘察的内容
软土地基勘察的工作内容主要有:(1)对软土地基形成原因的勘察,以及对软土层条件、薄层纹理、含砂特征和分布规律等的探索,同时还要对垂直和水平方向上的均匀性、地表硬壳层的分布和厚度、低下硬土层等进行分析。(2)软土地基勘察还要了解固结历史和应力水平结构,要明确结构破坏给强度和变性等带来的可能影响。(3)还要对微地貌进行研究,了解埋深和填土的性质。(4)要提前做好准备,了解开挖回填等施工措施对软土应力状态和压缩性的影响。
3.2公路软土地基勘察过程中有时会出现的问题
3.2.1地质勘探所得信息和资料的可靠性不高。
在地质勘探工作中,软土地基深度调查可以更全面地获得地质资料。然而,由于调查的技术限制或调查计划的设计不够合理,软土地基的调查深度不够。(a)所获得的地址信息不够全面、详细和准确,直接导致地质调查所获得的信息和信息的可靠性,这将使后期设计人员在作出勘察决策时,没有可靠的地质信息作为理论依据,容易出现决策失误,从而影响公路工程的质量。
3.2.2施工时容易发生质量事故。
由于软土地基的特殊性,软土地基的承载能力较差,承载能力较低。这些不良的物理性能直接使软土地基稳定。在公路建设过程中,剪切破坏时有发生,导致地基沉降不均,对上部结构造成一定的破坏。这将直接影响工程的整体质量,增加质量事故的发生率。间接或直接给公路建设单位带来经济效益,不利于建设单位的长远发展。
3.2.3建设过程中有时出现沉降不均匀,结构开裂的现象。
有时,在公路前期的勘察过程中,地质勘察工作并没有达到足够的勘察深度,勘察人员对软土的厚度和相关土层分布的了解不够全面,从而使得在工程建设过程中不可避免的产生结构开裂和地基沉降不均匀等现象,严重威胁着公路的施工进度和使用情况。
结束语
软土地基工程本身地质条件复杂,将对工程质量产生严重影响。因此,调查的质量主要取决于调查数据的可靠性和设计参数的正确性。因此,为了获得更准确的设计参数,应结合工程地质条件变化的实际情况,综合运用各种勘察方法,设计处理方案,并进一步保证软土地基工程的质量。
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论文作者:金东
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2019/1/9
标签:电阻率论文; 地质论文; 土地论文; 岩溶论文; 电位论文; 公路论文; 岩层论文; 《防护工程》2018年第29期论文;