高密度電法在軟土路基勘察中的應用

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，憑借儀器對不均勻體或介質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勘查手段具有快速、經濟的優點。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、采空區、斷層等局部電阻異常區得到廣泛應用。

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形成最大填方高度約18.223m的填方路基。根據地質調繪該路基段范圍內分布地層為填土（Q4

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

2 地質鉆探及土工試驗數據

為了勘察軟土層厚，現場在K38+643.5左7.07m布置鉆孔。根據鉆探結果，巖芯呈流塑狀。在鉆孔中取樣6組，試驗結果見表1。

表1 土工試驗試驗結果

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。綜合考慮現場布置高密度電法結合物探查明軟土的分布厚度。

3 高密度電法布置

結合現場地形情況，采用高密度電法對該段布設物探工作。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28m布置縱向測線220m，K38+640橫向左側100m至右40m布置橫向測線140m，K38+740橫向左側100m至右40m布置橫向測線140m。

根據用Surfer軟件繪制的ρs等值線圖和高密度電阻率數據反演軟件反演結果并結合地調和鉆探成果。物探解譯結果如下：

K38+580～K39+800段測線內覆蓋層2～14m左右，結合地質調繪及鉆孔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。下伏強風化基巖厚度較大，巖體較破碎，在K38+636～K38+700范圍內標高1255m附近出現低阻現象，推斷為巖溶破碎區。

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

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

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

4 物探與鉆探成果綜合分析

依據物探成果、地質調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，高密度電法成明顯低阻現象。結合鉆探揭露厚度13m，物探解譯厚度與鉆探XLZK2揭露深度內地層基本吻合，推測軟土厚度最大處25m。物探解譯部分位置高阻區內存在圓形閉合低阻區，推測該段位于碳酸鹽巖溶強發育區。工程區位于巖溶洼地及其邊緣區。物探解譯場區巖溶破碎區及溶洞多近水平巖溶發育區。實測鉆探揭露軟土層厚度與巖溶溶洞與物探解譯結果相符。

圖1 斷面圖

圖2 高密度電法解譯圖

5 結束語

高密度電法能夠直觀的反應電性異常體的位置，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。物探與鉆探相結合，可以有效避免了物探解譯的多解性，確保勘察成果質量。