【摘要】在橋梁樁基或建筑物樁基施工中，因不良地質(zhì)條件的存在，對樁基工程造成了潛在的風(fēng)險(xiǎn)隱患，采用地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)可對樁基進(jìn)行檢測，從而保證樁基的整體穩(wěn)定性。基于此，本文以地質(zhì)雷達(dá)作為研究對象，結(jié)合地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)的應(yīng)用原理和實(shí)踐優(yōu)勢，闡述地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)的應(yīng)用步驟和使用要點(diǎn)，并根據(jù)不同樁基檢測方法進(jìn)行地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)的實(shí)踐應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】地質(zhì)雷達(dá);樁基檢測;探測原理分析

樁基工程地下巖溶分布廣泛，因巖溶洞穴的存在，對樁基工程與基礎(chǔ)施工造成潛在威脅。面對這一施工情況，利用地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)中的地質(zhì)雷達(dá)點(diǎn)測法，可對地質(zhì)構(gòu)造情況加以分析， 精確勘探樁基之下的地質(zhì)情況，完善樁基檢測方法，保障基礎(chǔ)工程建設(shè)質(zhì)量。與靜荷載試驗(yàn)、高應(yīng)變以及低應(yīng)變技術(shù)相比，地質(zhì)雷達(dá)探測方法的測量結(jié)果精度更高。

1、地質(zhì)雷達(dá)在樁基檢測中的應(yīng)用原理和優(yōu)勢分析

不同地下介質(zhì)情況，其電性性質(zhì)是明顯不同的。這一差異將會(huì)給電磁波傳播速度帶來影響，地質(zhì)雷達(dá)經(jīng)過發(fā)射天線，以寬頻短脈沖的方式發(fā)射高頻電磁波，電磁波在地下傳播時(shí)遇到介質(zhì)差異會(huì)產(chǎn)生反射波，反射波可由接收天下收回并送到地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)主機(jī)。系統(tǒng)通過對反射波信號(hào)的分析，結(jié)合波形情況了解當(dāng)前地下介質(zhì)分布情況，從而達(dá)到了樁基探測目的。樁基主要為鋼筋混凝土材料，樁基的電性性質(zhì)和周圍土體不同，將地質(zhì)雷達(dá)用于樁基的檢測是有科學(xué)依據(jù)的。分析地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用優(yōu)勢，主要如下：（1）我國建筑工程、公路橋梁工程施工建設(shè)中，應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)采集地下溶洞、地下介質(zhì)以及雷達(dá)圖像信息，并從中積累豐富的探測經(jīng)驗(yàn)，為樁基檢測奠定了可靠的基礎(chǔ)。（2）在樁基檢測中使用地質(zhì)雷達(dá)點(diǎn)測法，人們可在最短時(shí)間內(nèi)得到直觀的地質(zhì)雷達(dá)圖像。應(yīng)用高分辨率地質(zhì)雷達(dá)圖像，能夠保住建設(shè)單位、施工單位的勘測人員了解樁基地下是否存在異常特征。結(jié)合典型的圖像數(shù)據(jù)明確地下埋深情況、空間分布狀態(tài)，為樁基工程施工提供安全保障[1]。

2、地質(zhì)雷達(dá)在樁基檢測中的實(shí)踐應(yīng)用

2.1了解地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用步驟

某施工工程已鉆孔位置的地質(zhì)信息已經(jīng)被勘測人員采集完成，得知該地段是泥灰?guī)r強(qiáng)風(fēng)化巖層，覆蓋厚度在13m左右。地表土體是硬塑性粉質(zhì)黏土，厚度為2.8m，泥灰?guī)r發(fā)育時(shí)有巖溶孔洞存在，鉆孔位置大約在9.85m左右。由于該工程粉質(zhì)粘土層和風(fēng)化泥灰?guī)r的厚度均超過了8m，建議采用地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場的勘測工作。使用地質(zhì)雷達(dá)，選擇中心頻率為15-80MHz的天線，按照PR與BD布置方式，在樁基底部布置環(huán)形測線，從而了解樁基地下的地質(zhì)情況以及5m深度內(nèi)巖溶發(fā)育情況。

分析地質(zhì)雷達(dá)在樁基檢測過程中的應(yīng)用步驟，主要如下：（1）使用低頻組合天線，以鉆孔為核心左右布置30m測線，測線總長度60m，點(diǎn)距用0.6m進(jìn)行地質(zhì)雷達(dá)測量，并對15/20/40/75MHz的低頻天線組合單獨(dú)測量。電磁波速度為0.11m/ns，該樁基地下弱風(fēng)化界面的電磁波反射雙程在267.3ns左右。在全風(fēng)化層厚度超過10m后，地質(zhì)雷達(dá)的發(fā)射能量比較強(qiáng)，可與空氣波分離，并獲得清晰的檢測圖像。（2）獲得地質(zhì)雷達(dá)圖像后，探測時(shí)能夠得到空氣中反射提與地面散射體回波，為了防止該因素影響探測結(jié)果的準(zhǔn)確性，勘測人員對雷達(dá)剖面圖進(jìn)行二維帶通濾波處理。分析有無雷達(dá)信號(hào)的波數(shù)差異，消除圖像中比較突出的低視速度區(qū)域，確保圖像清晰。（3）經(jīng)分析得知樁基樁底8.2-12m深度存在四條豎直節(jié)理裂隙，這說明裂隙周圍存在溶蝕形變，導(dǎo)致電磁波被吸收，建議施工人員對巖溶地區(qū)展開下挖處理。

2.2明確地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)的應(yīng)用要點(diǎn)

關(guān)于地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用要點(diǎn)，具體如下：（1）為保證檢測精度，勘測人員在樁孔開挖后應(yīng)做好質(zhì)量驗(yàn)收工作。確定樁孔質(zhì)量好，沿著水平方向?qū)⒗走_(dá)發(fā)射器和接收天線放在樁基底部。以正北為初始點(diǎn)，沿著樁基的順時(shí)針方向進(jìn)行移動(dòng)勘測。發(fā)射器峰值電壓設(shè)置為400V;地質(zhì)雷達(dá)時(shí)間域的采樣間隙是800.0ps;測點(diǎn)間距0.1m。要求勘測人員在每個(gè)樁基孔部進(jìn)行至少兩次的信號(hào)采集，防止采集波形差異對勘測結(jié)果造成影響。（2）經(jīng)過地質(zhì)雷達(dá)的點(diǎn)位勘測，人們可得到橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，繪制樁基底部剖面二維圖像。為了順利展開圖像分析工作，勘測人員應(yīng)先展開空間域的濾波處理，提高圖像信噪比。（3）勘測人員結(jié)合數(shù)據(jù)，和樁基開挖鉆孔情況，根據(jù)樁基地下巖石的介質(zhì)波形特點(diǎn)，了解地下地質(zhì)信息。樁基地下巖石節(jié)理裂隙處波形混亂，反射頻率較低，溶蝕地區(qū)有著同相軸錯(cuò)斷，中間和兩側(cè)發(fā)射波差異比較明顯。溶洞區(qū)域內(nèi)，地質(zhì)雷達(dá)勘測圖像振幅增強(qiáng)，局部反射波消失，波形比較雜亂，要求勘測人員及時(shí)將信息反饋給施工人員，以便施工人員采取有效的措施進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工，從而保障工程施工質(zhì)量。

2.3不同樁基檢測方法的實(shí)踐應(yīng)用

結(jié)合不同檢測目的和現(xiàn)場條件，應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行樁基檢測時(shí)，可以采用不同的測線布設(shè)方式。具體如下：（1）從樁的一側(cè)垂直穿過樁體，到樁的另一側(cè)，應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)可探測樁體與兩側(cè)的擴(kuò)底部分。（2）沿著樁的周圍閉合圈展開探測，使用地質(zhì)雷達(dá)評價(jià)樁端擴(kuò)底部分的混凝土質(zhì)量，并給出擴(kuò)大頭的埋深與相對擴(kuò)高等參數(shù)。（3）從樁邊垂直樁體向外進(jìn)行地質(zhì)雷達(dá)探測，可得知樁的擴(kuò)底部分情況。

在某工程樁長檢測中，該多層建筑采用了鉆孔灌注樁，樁長的設(shè)計(jì)值為25m。經(jīng)過低應(yīng)變檢測得知，整個(gè)樁身結(jié)構(gòu)完整無損，但樁長最長22m，最低19m，與25m間相差了6m左右。為保險(xiǎn)起見，人們應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)對一部分樁體的樁長進(jìn)行復(fù)測，從樁的一側(cè)垂直穿過樁體到達(dá)另一側(cè)，使用地質(zhì)雷達(dá)探測樁體和兩側(cè)擴(kuò)底部分，從而得知樁體的實(shí)際長度。選用介電常數(shù)為6.4，采用連續(xù)掃描探測方法，地質(zhì)雷達(dá)檢測結(jié)果和低應(yīng)變結(jié)果相吻合，樁長均在20m左右。經(jīng)過鉆探取芯得知，0-8m樁芯完整，10m以上有氣孔存在，10m以下比較密實(shí)，10.8-19m的樁芯有沉渣混于其中，19-20m土層為細(xì)砂與中砂等原狀土，22m以下土層沒有發(fā)現(xiàn)擾動(dòng)情況，這說明了地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)檢測結(jié)果十分準(zhǔn)確[2]。

總結(jié)：

總而言之，在樁基檢測過程中應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)，采用地質(zhì)雷達(dá)點(diǎn)測法得到的勘測圖像分辨率高，且異常信息能夠直觀形象的表現(xiàn)出來，以便施工人員了解最真實(shí)的地質(zhì)情況。在樁基工程施工建設(shè)過程中，勘測人員可采用地質(zhì)雷達(dá)檢測法，結(jié)合多年勘測經(jīng)驗(yàn)，合理設(shè)置地質(zhì)雷達(dá)勘測地點(diǎn)，通過對圖像的模擬分析， 保障施工作業(yè)安全可靠。

參考文獻(xiàn)：

[1]張守偉.基于地質(zhì)雷達(dá)的地下管線探測與正演模擬[J].環(huán)境技術(shù)，2020，38（01）：91-95.

[2]唐銀海，劉曉云.地質(zhì)雷達(dá)點(diǎn)測法在橋梁樁基巖溶檢測中的應(yīng)用[J].中國標(biāo)準(zhǔn)化，2019（12）：176-177.

作者簡介：

王明，1984.1.17，男，遼寧鞍山，碩士研究生，中級，地基/樁基檢測。