李文輝 王昆 牟斌 趙傳杰

【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展，城市基礎(chǔ)建設(shè)工程面臨越來(lái)越多的挑戰(zhàn)?；庸こ添?xiàng)目往往面臨周邊重要地下管線眾多、施工場(chǎng)地狹窄等工程難點(diǎn)，基坑超期使用往往存在較大的安全隱患問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】探地雷達(dá);基坑支護(hù)工程

1、工程概述

捷能集團(tuán)總部大樓項(xiàng)目位于青島市市北區(qū)瑞海北路177號(hào)，基坑南側(cè)緊鄰?qiáng)W潤(rùn)歡樂(lè)濱海城項(xiàng)目，其余三面均被市政道路（綠化帶）包圍。擬建項(xiàng)目基坑工程開(kāi)挖周長(zhǎng)約385.0m，基坑四周道路現(xiàn)狀平均標(biāo)高約3.50m，設(shè)計(jì)基底標(biāo)高為-7.50m，基坑開(kāi)挖深度約11.0m，采用樁錨支護(hù)體系，基坑安全等級(jí)為一級(jí)。

2、基坑周邊潛在地下空洞

項(xiàng)目基坑設(shè)計(jì)使用期限為1年，為臨時(shí)性支護(hù)體系。受建設(shè)單位開(kāi)發(fā)計(jì)劃等諸多因素影響，實(shí)際使用期限已遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)計(jì)使用期限，支護(hù)結(jié)構(gòu)耐久性等存在安全隱患。受基坑長(zhǎng)期降水、錨桿施工部位砂質(zhì)地層易流失、帷幕施工部位碎石樁影響成樁質(zhì)量等眾多因素影響下，基坑周邊形成了一些地下空洞，對(duì)道路及行人的安全形成嚴(yán)重的威脅。受建設(shè)單位的委托，我方?jīng)Q定采用探地雷達(dá)技術(shù)探測(cè)潛在的地下空洞，進(jìn)行回填加固處理，以消除地下空洞帶來(lái)的巨大安全風(fēng)險(xiǎn)。

3、探地雷達(dá)工作原理及參數(shù)設(shè)置

3.1探地雷達(dá)探測(cè)基本原理

探地雷達(dá)（GPR）是一種基于電磁波傳播理論的高分辨率探測(cè)技術(shù)，在近地表地球物理探測(cè)中，可以精確探測(cè)淺地層結(jié)構(gòu)和其他目標(biāo)體。

探地雷達(dá)開(kāi)始工作后，首先通過(guò)發(fā)射天線向地下地層或目的體發(fā)射高頻寬帶短脈沖電磁波，經(jīng)過(guò)地下地層或目的體反射后返回地面，為接收天線所接收。電磁波在介質(zhì)中傳播時(shí)，其路徑、電磁場(chǎng)強(qiáng)度與波形將隨所通過(guò)介質(zhì)的介電性質(zhì)及幾何形態(tài)的變化而變化。因此，根據(jù)接收到波的旅行時(shí)間、幅度與波形等資料，可探測(cè)地下介質(zhì)或目的體的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及目的體的埋藏深度等，原理如圖1所示。

3.2參數(shù)設(shè)置

本次探測(cè)采用意大利IDS公司的fastwave型探地雷達(dá)，該雷達(dá)整個(gè)系統(tǒng)由便攜式主機(jī)、收發(fā)天線200M，綜合控制電纜、數(shù)據(jù)采集和處理軟件等組成。現(xiàn)場(chǎng)探地雷達(dá)采集參數(shù)如表1所示。

4、現(xiàn)場(chǎng)工作布置

現(xiàn)場(chǎng)完成實(shí)際工作量共6條測(cè)線，測(cè)線總長(zhǎng)584m。

5、資料處理與解譯

5.1探地雷達(dá)資料處理

由于原始采集到的數(shù)據(jù)包含許多干擾噪聲，這些干擾因素的存在不利于資料的正確解釋。因此，對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行了以下高分辨率處理過(guò)程：

預(yù)處理：去除廢道、去直流分量、剖面連接。

背景消除：去除在水平和垂向上的一直保持不變的信號(hào)（固有信號(hào)），從而突出突變信號(hào)，發(fā)現(xiàn)有用目標(biāo)。

帶通濾波：消除高低頻噪聲干擾。

5.2探地雷達(dá)資料解譯依據(jù)

探地雷達(dá)資料的地質(zhì)解釋是在數(shù)據(jù)處理后所得的探地雷達(dá)時(shí)間剖面圖像，分析反射波組的波形與強(qiáng)度特征，追蹤同相軸，確定反射波組的地質(zhì)含義，構(gòu)筑地質(zhì)—地球物理解釋剖面。

（1）地質(zhì)雷達(dá)1線、2線及3線：此測(cè)線布設(shè)在場(chǎng)區(qū)西側(cè)人行道上，據(jù)探測(cè)剖面顯示，在測(cè)線18m-21m深約1.5m位置處、42m-48m深約1.5m位置處、56m-58m深約1.3m位置處，出現(xiàn)強(qiáng)反射回波，產(chǎn)生散射、弧狀繞射等現(xiàn)象，推測(cè)為地下空洞的異常反應(yīng)。見(jiàn)圖1

（2）地質(zhì)雷達(dá)4線、5線及6線：此測(cè)線布設(shè)在場(chǎng)區(qū)北側(cè)人行道上，據(jù)探測(cè)剖面顯示，此條測(cè)線未出現(xiàn)較強(qiáng)的反射回波，未發(fā)現(xiàn)此條測(cè)線下較明顯的空洞異常反應(yīng)。見(jiàn)圖2

5.3探地雷達(dá)資料解譯結(jié)果

根據(jù)探測(cè)資料解譯結(jié)果，推測(cè)場(chǎng)區(qū)西側(cè)可能存在3處地下空洞，我方對(duì)潛在地下空洞進(jìn)行了砂石料回填及注漿加固等處理措施，及時(shí)消除了安全隱患。

結(jié)論：

本文以具體工程為案例，采用地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)技術(shù)探測(cè)地下潛在空洞，為解決該類問(wèn)題提供了一定的借鑒意義，并能達(dá)到良好的經(jīng)濟(jì)性及安全性指標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄧祝君，孫菊香，何靈建.探地雷達(dá)及雙液注漿在特大型基坑支護(hù)加固中的應(yīng)用[J].南通職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2017，031（002）：94-99.