高密度電法在路基填筑質量檢測中的應用

韋政機

摘要：高密度電法作為一種地球物理勘探手段，具有速度快、信息含量多、檢測結果準確等特點。文章介紹了高密度電法在路基填筑質量檢測中的應用方法，并將利用高密度電法獲取的填方路基填筑料參數與采用灌水法獲取的參數進行對比分析。結果表明，兩種方法所獲取的結果較為一致，高密度電法在填方路基填筑質量檢測中的應用結果較為可靠。

關鍵詞：填方路基;填筑質量;高密度電法;檢測

中圖分類號：U416.1 文獻標識碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2020.11.029

文章編號：1673—4874（2020）11—0108—03

0引言

路基填筑質量是路基變形和穩定性的主要影響因素，在路基填筑施工過程中對路基填筑質量進行檢測是十分重要的。目前，路基填筑質量的常用檢測方法包括：灌水（砂）嘲、貫入法、波法等。近年來，隨著地球物理勘探方法的發展，高密度電法在路基檢測中的使用已經成為現實，該方法具有速度快、信息量大、檢測結果較為可靠的特點，在路基勘查、災害檢測等方面已經進行了較多的實踐。楊小龍等將高密度電法應用于隧道選線，準確分析了場地地質情況;趙自豪等利用高密度電法進行邊坡穩定性分析;田中英等采用高密度電法調查滑坡前緣裂隙;陳亞乾等利用高密度電法進行砂巖的探測;牟義等叩使用高密度電法對采空區進行分析。本文結合工程實例，對高密度電法在路基填筑質量工程的應用進行探討。

1高密度電法在路基填筑質量檢測的應用方法

利用高密度電法進行路基檢測是利用不同介質之間的導電性存在差異的基本原理，根據高密度電法獲取的電阻率剖面進行相應的處理、計算、分析，獲取電阻率在地層中的分布特征，從而獲取待檢測路基的填筑情況。

影響電阻率的主要因素包括土體類型、顆粒級配、含水量、密度等。在填筑路基范圍內，填筑料的土體類型、顆粒級配可看作是一致的，因此，影響填筑路基的主要因素為填筑料的含水量和密度。

基于高密度電法填土路基填筑質量檢測方法如下：

（1）將現場填筑料帶回室內進行擊實試驗并測試電阻率，獲取填筑料電阻率與含水量和密度的關系。

（2）在現場進行高密度電法檢測，獲取填筑路基后的電阻率分布情況，利用專業軟件進行反演計算，繪制電阻率等值線圖。

（3）利用室內獲取的電阻率與含水率和密度的關系，將反演結果轉換為含水量和密度等值線結果。

（4）利用獲取的相關結果，定性分析路基填筑質量。

2工程應用

2.1工程概況及填筑方法

2.1.1工程概況

為了分析高密度電法在填方路基檢測中的可靠度，結合某公路建設過程中的填筑路基現場，探測填筑路基的電阻率，現場使用W13MG-9高密度電法儀進行路基檢測。該公路采用瀝青混凝土澆筑，厚度為O.2m，在路面以下為半剛性層，設計厚度為O.4m，路基填筑厚度為0.5m，填筑材料為碎石土。現場勘測深度與高密度電法勘測點的點距和數量關系密切。在此次路基檢測過程中，確定電極間距為O.5m，共布置電極40個，確定最大剖面長度為20.0m。

2.1.2填筑方法

結合工程經驗使用沖擊碾壓法對填方路基進行壓實。在工程現場，使用三瓣式>中擊輪對地基進行碾壓，控制車速在12～15km/h，三瓣式沖擊輪每旋轉1周對地基的碾壓次數為3次，地基表面任意位置受到沖擊輪沖擊作用的概率為1/6。因此，為了充分保證地基所有位置均受到碾壓壓實，應保證每次碾壓縱向錯1/6周，橫向碾壓錯1/2周，碾壓6輪。碾壓后對地基進行整平。在保證地基平整度及壓實度滿足設計要求后，采用網格法卸土。在全斷面使用分層填筑，填筑后首先使用推土機進行粗略整平之后精平。填筑料壓實方法如下：首先使用靜力完成2遍壓實，之后再使用振動壓實6遍，以充分保證填筑料的壓實度。在施工過程中應遵守前穩后振、先輕后重、先邊后中、先慢后快的原則。靜力壓實速度在2km/h左右為宜，振壓速度確定為3.5km/h左右。完成上述操作后，分兩次對填方路基進行>中壓，每次沖壓10次。第一次沖壓過后，在路基表面灑水，以保證填筑料的含水量接近于最優含水量，沖壓速度保證在10.0km/h左右。第二次沖壓完成后對填方路基表面進行整平、清理，并采用高密度電法進行路基檢測。

2.2填筑料電阻率與含水量的關系分析

利用現場取回的路基填筑料，進行不同含水率下的擊實試驗，并獲取不同含水率條件下的電阻率。電阻率與含水率的關系見表1。

根據表1的關系，繪制含水率與電阻率的關系，見圖1。從圖中可知，電阻率與含水率滿足以下關系：y（電阻率）=-247.1In（x）（含水率）+657.59（R²=0.9576）。根據算式可知，隨著含水率的增大，電阻率逐漸減小。

2.3填筑料電阻率與干密度關系分析

根據表1的數據，繪制電阻率與填筑料密度的關系曲線，見圖2。從圖中可知，電阻率在100Ω·m時，填筑料的干密度最大。

2.4干密度與含水率關系

干密度與含水率關系曲線見下頁圖3。從圖中可知，只有在最優含水率時，填筑料的干密度最大，越偏離最優含水率，填筑料的最大干密度越小。

2.5填方路基填筑質量檢測結果

現場填筑路基厚度為0.5m，填筑料最優含水率在18%左右，最大干密度為18.41kN/m³，填方路基電阻率分布見圖4。根據轉換可獲取路基內部任何一點的含水率和干密度值。

利用高密度電法分析獲取的填方路基填筑料參數與灌水法獲取的參數對比見表2。從表中可知，兩種方法獲取的結果較為一致，這表明采用高密度電法檢測路基填筑質量結果較為可靠。

3結語

高密度電法作為一種地球物理勘探手段具有速度快、信息含量多、檢測結果準確等特點。通過獲取現場路基填筑料進行室內試驗，獲取電阻率與干密度、含水量的關系，利用高密度電法對20.0m長的路基進行檢測并與灌水法的檢測結果進行對比。結果表明，采用高密度電法進行路基檢測結果較為準確。