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大连填海机场抛石深度探测

 

2014年7月,为确保工程质量,大连机场填海需要对填筑厚度、密实程度进行检测。


图1 新机场地理位置图

为选择有效的检测手段,场内开辟了2块场地作为实验区,每块场地内规则排列打钻孔15个,间距25m,用于对物探技术的考核、验证。
本次检测的目的是了解填筑物的厚度与密实度,并与钻孔资料进行比对。

检测技术原理
检测使用SSP地震散射成像技术。该技术基于地震散射原理。地表激发地震波,当地震波传播遇到地下非均匀地质界面时,会产生散射。通过地表接收的散射波,可重建地质结构的分布图像。

图2 SSP检测原理示意图

检测仪器与工作布置
检测使用北京同度工程物探技术公司开发的16道SSP检测仪。该仪器包含记录器与16通道检波电缆。检波器间距0.5m,频带20hz-16khz。本次检测在第1个试验场地内进行。场地内15个钻孔排成3排,孔间距与排间距均为25m。沿钻孔布置3排测线,钻孔位置分别在测线的0、25、50、75、100m处。由西向东测线分别命名L1、L2、L3剖面。设计探测深度40m。

图3 现场施工照片
检测结果与评价
本次试验检测布置在第1试验区,沿钻孔位置布置3条测线,由西向东分别为L1、L2和L3剖面。探测获得地震偏移剖面和纵波速度分布剖面,前者反应地下结构界面的分布,后者反应岩土介质弹性模量即力学性质差异的分布。偏移图像中的界面有多种成因,形态复杂,对它的解释有不确定性。对于岩土工程对象研究,波速图像能更清楚地反应介质力学性质的差异和工程结构的特点,因而本次检测结果以波速图像为主。波速高表示弹性模量高,固化程度好,密实度高等特性;反之,波速低表示介质松软,强度低。本次探测的波速图像中,波速高低能清晰地展现不同岩土介质的力学形状。基岩为高波速区,填筑物的波速较低,填筑物不密实段的波速比密实段低。总观3条剖面的探测结果可以看出:
(1) 基岩的波速在2500m/s以上,图中黄、红色表示的区域。基岩的埋
深(即填筑物的厚度)最浅的地方15m,最深的地方26m,变化较大,平均深度20m左右;
(2)填筑物的波速从浅到深逐渐增高,表明密实性随深度增加。5m以内的波速在1000m/s左右,5-10m波速升高到1500m/s,10m以下增高到2000m/s;
(3)平面分布上,填筑物的密实性也有明显差异。在3条剖面内,都有低速区深度超过10m的地段,这些地段填筑物的密实性不如其它部位。
现对3条剖面的探测结果分别做详细说明。由于测线端部深部数据不足,剖面两端的结果仅供参考。

L1剖面的探测结果
L1剖面位置在测区的最西边。剖面的起点在排列的第1个孔位置,结束点在第5个钻孔的位置。波速图像中红黄色为基岩区,从中可见基岩的埋深(即填筑物的厚度)变化在16-25m范围内,平均埋深20m。在里程60-70m段内基岩界面下凹到25m左右,在80m附近上抬到16m,其它地段深度基本在20m左右变化。在里程20-60m范围内,填筑物浅层的低波速区深度达到10m,说明该地段填筑物的实性较差。


图4 L1剖面纵波速度分布图

L2剖面的探测结果
L2测线在测区的中央。剖面的起点在排列的第1个孔位置,结束点在第5个钻孔的位置。波速图像中红黄色为基岩区,从中可见基岩的埋深(即填筑物的厚度)在里程0-10、35-45m、70-80m三段,埋深较浅,变化在15-20m范围内;在20-30m、50-60m、80-90m三段内,埋设较大,变化在20-26m范围内。
在里程15-35m、80-90m两段内,浅层低波速区域的深度达到10m,说明其密实性不如其它部位。在50-60m地段,深度8m以下的波速就达到2000m/s,表明该地段填筑物的密实性较好。


图5 L2剖面纵波速度分布

L3剖面的探测结果
L3测线在测区的东边。剖面的起点在排列的第1个孔位置,结束点在第5个钻孔的位置。波速图像中红黄色为基岩区,从中可见基岩的埋深(即填筑物的厚度)较为平坦,埋深变化在19-21m范围内,起伏不大。
在里程10-20m、70-100m两段,填筑物的浅层低波速区的深度超过10m,说明这两段填筑物的密实性不如其它部位。

图6 L3剖面纵波速度分布
结论与建议
本次现场探测的结果表明,填筑物厚度的变化较大,最浅部位16m,最深26m,
平均厚度在20m左右;填筑物随密实性随深度增大有所提高,平面内填筑物密实性分布不均的现象可能普遍存在。
建议对场地内填筑物的密实性进行检测,对不密实地段加强压实、夯实处理,
避免不均匀沉降。

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