淺析瞬態瑞雷面波法在路基壓實度檢測中的應用

段彬 李竹靜

北京吉友佳檢測技術有限公司 北京 100043

引言

路基壓實度是土方路基施工中質量控制的主要指標之一，堅固、穩定的路基是保證路面強度和穩定性的先決條件。傳統的路基壓實度檢測方法速度慢，強度大，還會在一定程度上損壞路基，因此，研究路基壓實度檢測新技術顯得尤為必要。瞬態瑞雷面波法是近幾年發展起來的新技術，其以高效、無損、快捷的特點，在路基壓實度檢測工作中獲得了大面積應用。

1 工程概述

檢測路段位于北京市南長街，整個路段正在進行管線鋪設后的掘路恢復工作。檢測工作于2013年8月16日～8月17日進行。檢測被指定在最不利點上進行，15處南北向掘路布置測點85個，19處橫穿掘路布置測點48個，共計布置測點133個。涉及的管線為自來水、北信基礎、電力與路燈[1]。

2 瞬態瑞雷面波法的工作原理

利用瑞雷面波法進行掘路無損檢測，主要利用在分層介質中瑞雷面波速度的頻散特性及傳播速度與介質密度的相關性。當在介質表面施加一瞬態激振力時，產生不同頻率f的瑞雷面波，不同頻率f的瑞雷面波反映不同深度介質的密度變化情況。那么，在沿波的傳播方向以相同檢波距Δ布設n+1個檢波器，即可接收到nΔt長度范圍內的面波。

當用重錘激振地面時，利用產生不同頻率f的瑞雷面波，得到不同深度范圍波速Vr，從而得到Vr～H曲線(即頻散曲線)。由于波速與介質密度之間存在相關性，通過Vr～H曲線，計算出不同層的層波速Vr，從而得到與波速密切相關的土體的力學參數[2]。

3 瞬態瑞雷面波法在路基壓實度檢測中的應用

3.1 野外工作方法

檢測之前，在實驗場地進行了大量的試驗工作，初步確定工作參數，在正式進場檢測時又作了大量工作，進行工作參數優選，最終確定利用8磅大錘敲擊合金激振板激發，選定偏移距為1m，道間距Δx為0.1m，利用l2道檢波器接收，采樣間隔為0.05ms。利用指數回歸得到的不同A、B值建立經驗公式對整段路基進行檢測。

3.2 室內工作方法

采集數據后，在室內的面波分析軟件及成圖軟件上進行分析。步驟如圖1所示。

3.3 檢測方法

檢測前，應對現場路面進行調查，確定檢測點，通常情況下應該著重注意以下3點：一，2個加速度傳感器間距應小于測試的路面深度一半以上，并且取震源到最近的傳感器的距離等于傳感器之間的距離；二，傳感器底部應加粘石臘，以加強與路基土的耦合；三，盡量調整力錘的重量使其激發頻率達到300Hz以上[3]。

圖1 數據分析步驟

4 檢測結果

4.1 所測路段壓實度檢測結果

（1）檢測結果按委托方要求提交壓實度數據。掘路回填材料分兩種，－69cm以下為素土，－69cm以上層為無機料，檢測總深度為：0～1m。在計算壓實度時，以深度－20cm位置的代表速度計算無機料壓實度，下層－80cm位置的代表速度計算素土速度，各自按照不同的速度與壓實度對照表計算。

（2）從檢測結果記錄表來看，要求位置的壓實度大部分未達到設計要求，具體情況見下表：所測路段壓實度檢測結果

（3）從處理成果情況來看，從處理成果情況來看，具體情況見下表：

南長街南北向掘路共檢測15個位置，共85個面波點，其中壓實度大于95%的面波點有8個（9.4%），壓實度在90%～95%之間的有2個（2.4%），小于90%的點有75個（88.2%），南長街橫穿掘路共檢測19個位置，共檢測波點數48點，其中壓實度大于95%的面波點有4個（8.3%），壓實度在90%～95%之間的有2個（4.2%），小于90%的點有42個（87.5%）。由于篇幅有限，文章僅對西華門的路基壓實度檢測結果進行分析。

西華門面波采集布置5個面波點，北信基礎2點，自來水3點。測點位置為被指定最不利點。根據處理結果，壓實度在90%以下[4]。

5 結束語

通過本次檢測工作，做出以下幾點結論：

5.1 南北向掘路

南北向掘路共檢測15處，其中，南長街28號自來水掘路回填壓實度≥95%，88號院、100號院自來水回填壓實度為90%～95%，除此3處外，其他回填掘路壓實度均＜90%；

5.2 橫穿掘路

橫穿掘路共檢測18處，其中，橫穿8號電力掘路、橫穿15號自來水掘路、橫穿16號電力掘路為90%～95%，橫穿23號路燈回填掘路西側壓實度≥95%，東側壓實度＜90%，除此之外，其余掘路回填壓實度均＜90%。

針對本地檢測結論，建議對壓實度小于90%的路段進行換填，同時對壓實度為90%～95%路段增加碾壓次數，以提高路基壓實度。