维普资讯 http://www.cqvip.com 《ｌ四鹏建材》２Ｏｏ７年第５ 期 【文章编号】：１６７２—４０１１（２００７）０５—０１７０—０２ 地基基础和岩土工程● 浅析岩土工程勘察 中高 密度电阻率法 杨志豪 （韶关地质工程勘察院） 【摘要】：高密度电阻率法是在传统电法基础上发展 起来的一种新兴的工程物探办法，由于其具有高密度采集 地层信息数据、用途广泛、实现速度快以及经济等优点， 在工程勘察方面的许多领域得到广泛的应用，本文结合工 程实例剖析了高密度电阻率法对大面积风化岩地基勘察方 案设计的优化。 【关键词】：高密度电阻率法；岩土工程；勘察 【中图分类号】：ＴＵ４ 【文献标识码】：Ｂ １ 引言 本文结合工程实例根据区域资料和初步勘查报告，该 场地在钻孔揭示的深度范围内主要为不同风化程度的风化 白云质灰岩、砂岩和泥质砂岩或泥岩。风化白云质灰岩厚 度相对较薄，一般为２ ｍ一５ ｍ左右，局部较厚，水平方向 上厚度变化较大，且与下伏砂岩接触带有溶蚀现象。下伏 砂岩虽然在深度方向上厚度很大且沿水平方向上分布稳定， 但由于其胶结物的差异具有明显隔层风化的特点，从而使 得场区地层复杂化。因此评价场区基岩在水平方向上和竖 直方向上的风化均匀程度及空间分布状况是详勘阶段需要 解决的主要问题，根据《岩土工程勘察规范》 （５００２１— ２００１）对这类地层的勘探点布置要求，需要布置大量勘探 孔，这将势必增加勘察成本。基于此，笔者采用高密度电 阻率法与其它传统手段相结合进行勘察方案的优化，试图 降低勘察成本并提高勘察的精度。 ２采用高密度电阻率法的意图 ２．１可行性 高密度电阻率法的基本原理与传统的电阻率法完全相 同，都是以岩土体的导电性差异为基础来研究地层在人工 施加电场的作用下传导电流的分布规律，从而通过研究地 层的视电阻率变化来分析岩土层的岩性、结构、构造等特 征，其优于传统电阻率法在于可以一次性布置数十甚至上 百个电极并通过自动实现电极开关的切换和组合，从而实 现电测深和电剖面联合测试，因而无论从效率、精度还是 经济的角度都明显优于传统电法。该场地地层岩性较多且 结构和构造复杂、风化剧烈程度差异较大等特征决定了其 具有明显的地电差异，是比较理想的电法地质模型。因此， 采用高密度电阻率法具有可行性。 ２．２必要性 对风化岩地基勘察，勘探点的间距取一般土层地基勘 探点间距范围的卞限值，这就意味风化岩地基勘察需要布 置比土质地层勘察更多的勘探点，无论是钻探或者是诸如 １７Ｏ 井探等其他手段，一般都是比较耗时费力的，且外业成本 较高，显然完全采用传统手段将不经济，而且往往在工期 上也难予接受。因此，在该工程的详勘阶段辅以高密度电 法手段首先对场地基岩的岩性、风化均匀程度、风化变化 规律及结构构造发育情况评价后，再根据地层的实际情况 采用传统可靠手段进行针对性验证和详细研究是必要的。 ３高密度电阻率法简介 高密度电阻率法现场测试的电极布置示意图见图１。 电极数６４根 ３ｍ 暑 ０ 图１ 电极布置示意图 高密度电法就其单个数据点的测试模型和计算与传统 电阻率法没有本质的差别。其主要差别在于电极的布置数 量和采集的结果处理方面，高密度电法一次可以布置几十 到上百个的电极，主要取决于所使用的自动控制开关的电 缆长度，电缆上的电极开关愈多，可以一次布置电极数愈 多，但电极开关过多，故障出现的可能性将越大，检查起 来比较费时费力。其次，在数据的采集和记录方面，目前 的高密度电法采集系统已经能够根据事先设置的装置形式 和采集参数，实现对电极开关的自动切换和自动记录，将 电测深和电剖面融为一体直接得到地层的联合剖面，并可 直接动态显示在计算机屏幕上，有利于随时观测数据的异 常情况。 ４剖面解释、结果验证及方案优化 场区实测的两类典型视电阻率剖面。实测剖面组合后 的三维立体图。现解释如下。 根据视电阻率的明显差异，可将剖面分为三个区。Ｉ 区：水平方向距离约０ ｍ一２３０ ｍ、深度３ ｍ～２０ ｍ的范围， 视电阻率值主要在９００ ｎ－ｍ～１ ３００ ｎ－ｍ之间；Ｉ１区：水 平方向距离约２３０ ｍ一３４０ ｍ、深度４ ｍ一２５ ｍ的范围，视 电阻率值主要在４５０ ｎ・ｍ一８００ ｎ・ｍ之间；Ⅲ区：水平 维普资讯 http://www.cqvip.com ●地基基础和岩土工程 方向距离约３４０ ｍ一５５０ ｍ、深度３ ｍ～２５ ｍ的范围，视电 阻率值主要在２００～４００ｆ￣・ｍ之间。这说明了三个区域的 《四川建材）２ｏｏ７，年第５期 岩性不同且存在不同发育程度的结构面，即电阻率值的变 化反映了岩体的结构特征和风化变化规律。 地层导电性差别很大，其原因可能是地层的矿物成分、地 下水位、结构构造、风化程度、岩性等存在明显差异造成 的，经该剖面上的４７号、６５号和１０２号钻孔揭示的结果验 证（见图５），电阻率高的Ｉ区主要是完整性较好的白云质 灰岩且厚度较大；ＩＩ区的白云质灰岩厚度相对较薄，电阻 率主要受下部中０强风化的砂岩控制因而较Ｉ区低；Ｉｌｌ区 基于钻探与电阻率法的结果间存在良好的相互印证关 系，笔者认为，可根据视电阻率所反映的差异在三个区域 采用不同的勘探点间距对详勘方案进行优化。由于Ｉ区基 岩完整性较好，而Ⅲ区基岩的风化程度基本相同，因此可 以采用较大的勘探点间距；而风化程度变化较大的Ⅱ区和 三个区的交界部位是需要重点查明的部位，勘探点距离应 适当加密。三维立体图从空间的角度反映了各个区域的均 匀性和场地地层状况。据这种分区的布孔原则，大大节约 尽管也存在一定厚度的白云质灰岩，但其电阻率主要受下 部中风化的泥岩和强风化的泥质砂岩控制，电阻率值更低。 而ＤＦ８号剖面所反映的视电阻率具有Ⅲ区的特征，将其划 为Ⅲ区的范围。这说明了电阻率值的差异主要是由于基岩 地层岩性 层底深 度／ｍ 地层 柱状图 了钻孔量，使勘察方案得到了优化。 柱状地层 地层岩性 碎石土 地层岩性 碎石土 Ｏ３ ．图 Ｉ＇Ｙ 层Ｉ度氐 ／ｍ Ｏ．３ 地层 柱状图 角砾土 Ｏ．１５ 当 ＇Ｖ 全～强风化 中风化 ５．３Ｏ 眢婴嫠灰岩 ２．１Ｏ ｌ］口口厂 ｌ¨ ｌ ｌＪＵＵＬ 白云质灰岩 １．强风化 ２Ｏ ］口口口Ｉ Ｉｌ ¨ Ｉｌ 白云质灰岩 ５Ｏ 勰 ．２＿ＪＩ儿＿ＪＬ ＪＩ Ｉ ¨ｌ ｌ ｌ中风化泥岩 和强风化泥 中～强风化 砂岩 质砂岩互层 １６．９Ｏ １７．６Ｏ 白云质 灰岩 ｌ ｌｌｌｌＩ］Ｉ Ｊ］ｒ］ｒ］ｌＩ ｌ ｌｌｌ １Ｉ Ｉｌ ｌｌ ＩＨ ＩＩ ｌｌ ｌ ¨ ｌＩＩ Ｉ ｌｌ ｌｌＩ １ｌ （ａ）４７号钻孔柱状图 （ｂ）６５号钻孔柱状图 图２钻孔地层柱状图 （ｃ）１０２号钻孔柱状图 的钻探工作量，尤其对残积土和风化岩这类特殊场地，在 ５结论与建议 高密度电阻率法具有高密度采集地层数据信息、实现 速度快以及经济等优点，适用于对勘察场地进行大面积普 查，从而动态地对勘察方案进行调整和优化，减少不必要 勘察中配合使用，具有明显的经济效益。但作为一种间接 的勘探手段，其结果的解释又具有多解性，需要利用直接 勘探手段，诸如钻探、井探等加以验证，才能提出符合实 际的解释结果。 ［ＩＤ：３４７６］ （上接第１６２页） 互脱节，严格执行国家有关概算的编制 规定和费用标准，防止漏项少算，为下一步的施工图设计 提供依据，以保证限额设计工作的顺利开展。 在积极推行限额设计的同时，我们也应注意到它存在 理由的一般不得另行设计。且在采用标准设计中，除了为 适应施工现场的具体条件而对施工图进行某些局部改动外， 均不得擅自修改原设计。 ２．４加强设计变更的管理工作 的不足，为了体现限额设计控制投资的主动性，在设计前 就要求合理的分配各工程项目、各单位工程及分布工程的 投资，以控制设计。因此其实际操作上有一定困难。如果 在设计完成后发现概预算超了再进行设计变更，满足限额 设计要求，则会使投资控制处于被动地位，也会降低设计 的合理性。因此必须建立工程投资的计算机动态管理系统。 及时将工程进展、投资情况输入计算机，掌握投资额与目 标值对比情况，以便采取相应的措施，将投资控制在目标 值以内。 ２．３增强标准设计意识 设计单位认真做好图纸审查工作，可以减少图纸中的 错、漏现象，使设计阶段的施工图预算更为准确。图纸本 身不完善或使设计深度不够，将导致在施工阶段的设计变 更增加，从而导致投资的增加。对于业主而言，要防止此 现象发生，让设计单位提高设计深度，完善设计图纸，应 注意：①在设计阶段确定建筑的最终方案，避免在施工阶 段提出更改；②给设计单位充足的设计时间，加强设计的 前期准备工作，如勘察、钻探等，设计时间过短，将导致 设计深度不够，土质不完善；③选择合适的设计单位，合 理的设计费用，设计费用过低，设计人员的积极性不大， 工程建设标准设计，来源于工程建设的实践经验和科 研成果，是工程建设必须遵循的科学依据。标准设计一经 颁发，建设单位和设计单位要因地制宜积极采用，无特殊 设计质量较难保证；④对由于设计单位的原因造成的设计 变更而产生的投资失控，明确其应承担的责任。 ［ＩＤ：３４７２］ ｌ７ｌ