蔣宜晨，韓 星，劉 立

(常州市建筑科學研究院，江蘇 常州 213001)

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檢測地坪注漿加固質量的雷達方法

蔣宜晨，韓 星，劉 立

(常州市建筑科學研究院，江蘇 常州 213001)

探地雷達作是工程物探檢測的一項常用技術，現(xiàn)已成熟應用于市政、道路、結構構件的無損檢測及驗收。為了探究雷達法在地坪注漿加固質量無損檢測方面的可行性和準確性。結合工程實例，采用探地雷達對注漿前后地坪分別進行無損檢測，并對比分析加固前后的雷達波圖，結果表明，雷達法可直觀、連續(xù)、準確的了解加固后地面的密實情況，彌補目前針對地面注漿加固質量常規(guī)檢測、驗收方法的局限性，為注漿加固工程提供可靠、準確的參考依據。

探地雷達；地坪加固；無損檢測

注漿加固法適用于軟黏土、粉土、砂土、粘性土的加固和止水工程以及既有建筑局部松軟地坪、地基的加固[1]，目前對注漿加固工程的質量檢驗的主控項目為原材料的檢驗、注漿體強度以及地坪、地基地基承載力，主要檢測方法為原材料標養(yǎng)試塊的強度檢測、現(xiàn)場驗證地基承載力的靜載試驗[2-3]，傳統(tǒng)檢測方法成本高，周期長，檢測數量有限，且荷載板影響深度有限，具有一定的偶然性、不連續(xù)性、不全面性[4]。探地雷達作為工程物探檢測的一項常用技術，原理是向地下發(fā)射高頻電磁脈沖波來探測目標體，通過對雷達波圖分析，可準確確定路面、地基以及混凝土構件內的空洞、裂縫、不密實等缺陷[5-6]，目前該技術以成熟應用于市政、道路、結構構件的無損檢測及驗收，但對于既有建筑的加固后檢測則應用較少，尤其是地坪注漿加固質量的無損檢測。文獻[7]曾嘗試研究探地雷達在地基加固質量檢測的應用，但由于灌漿液與周圍介質介電常數差異不大，從而導致灌漿液在雷達波圖中顯示不明顯。

針對地坪注漿加固工程的技術特點，選擇一處地坪注漿加固工程，選擇合適的探地雷達，分別在注漿加固前后對該地坪采用雷達法進行缺陷分析檢測，旨在探究雷達法在地坪注漿加固質量無損檢測方面的可行性、準確性，完善傳統(tǒng)的檢驗、驗收方法，拓展雷達法的應用范圍，并為類似工程應用雷達法檢測提供借鑒。

在注漿加固前選擇地坪某一區(qū)域，采用雷達法對所選擇區(qū)域地坪進行檢測,通過雷達波圖分析該地坪可能存在的缺陷總類、并確定缺陷位置，通過對地坪的局部開挖，驗證了雷達法探測地坪缺陷的可靠性、準確性；在此基礎上對整個地坪分別在注漿加固前后進行雷達法檢測，并對比注漿前后的雷達波圖，分析原有缺陷的在注漿后的變化，判斷注漿加固效果。

1 地坪注漿加固工程及探地雷達的選擇

1.1 地坪注漿加固工程

選擇一待注漿加固地坪的工程，該工程為江蘇省泰州市某工廠配電間，該樓建筑面積16 058 m2，為三層框架結構，建筑高度為19.70 m，該區(qū)域地下水位較高。該建筑在建造完成之后，一層部分地坪出現(xiàn)了不同程度的地面下沉，造成配電間配電柜不同程度傾斜，加固單位負責對該地坪進行注漿、找平、配電柜校正等加固工程，施工面積約為700 m2，施工周期約為40天。

配電房地坪注漿工程主要材料為普通硅酸鹽水泥及NK-T102型地聚物注漿材料。普通硅酸鹽水泥水泥漿的水灰比為0.5∶1～1∶1，水泥漿與水玻璃的體積比為1∶0.5～1∶1，水玻璃模數為2.4～3.2，濃度為22～40 Bé；地聚物注漿材料NK-T102與水的施工配合比為1∶0.32。該注漿工程注漿深度將穿透回填土層0.5 m，注漿壓力范圍0.2～0.5 MPa，深度每增加1m壓力增加0.1 MPa，最大壓力不超過2.0 MPa。

1.2 探地雷達

試驗選擇意大利IDS公司公司生產的RIS K2型探地雷達，并配置600 MHz天線。RIS K2型探地雷達具有極高的發(fā)射率和掃描速度，天線屏蔽好，頻帶寬，信號穩(wěn)定性強，分辨率高，靈敏度高，且具有強大的處理軟件功能，適合復雜工作環(huán)境下的檢測工作[8]。

依據本次試驗所選擇地坪的實際情況，為獲得真實的雷達探測圖像，選擇適當的雷達參數，依次為時窗參數、天線頻率、掃描速度、采樣點數、分辨率[9]。時窗參數可由式(1)得出

(1)

式中：w為時窗，ns；hmax為最大探測深度，m；v為雷達波在被測介質中的波數， m/ns， 該值又與所測介質的介電常數有關。 試驗探測深度控制在2 m左右，考慮到所測地坪所處區(qū)域地下水位較高，假設地坪下所測介質為濕砂，依據文獻[10]中所提供的濕砂的相對介電常數及波束范圍，試驗v取值為0.06 m/ns，故時窗設置為87 ns。 其余參數采用600 MHz天線驅動的默認值， 掃描速率為850掃/秒；采樣點數為512；分辨率為5 psec。

2 雷達法檢測地坪缺陷的驗證

待注漿加固地坪的主要區(qū)域如圖1所示。

圖1 注漿地坪主要區(qū)域及BASE測線

選擇東南區(qū)域地坪，布置雷達測線，命名為BASE測線。

BASE測線全長9.9 m，檢測得到該測線的雷達波圖，為使缺陷更加清晰，采用分析軟GresWin對雷達波圖進行處理，依次運行時域垂直帶通濾波命令、去除直達波命令、背影消除命令、線性增益命令，處理后的雷達波圖如圖2所示。分析BASE測線雷達波圖可知，該區(qū)域地坪下深1.5～1.8 m處存在明顯空洞缺陷，該缺陷分布在整條測線上，且與缺陷上部土層存在明顯的界限。由于對雷達波圖未進行平滑增益處理，故地坪上部鋼筋在雷達波圖中反應的特別亮，未進行平滑增益處理的好處在于同時使缺陷在雷達波圖中也顯示的異常亮，易于識別缺陷位置。

長度/m 圖2 BASE測線雷達波圖

選擇BASE測線上一處地坪進行開挖， 當開挖到1.56m深處后發(fā)現(xiàn)， 該處土層液化嚴重(見圖3)，趨于飽和，采用鋼直尺對液化土層深度進行測量，約厚0.35 m。該處缺陷實際為土層液化后形成的含水孔洞。

圖3 BASE測線1.5 m深出土層

開挖結果與BASE測線雷達波圖分析結果基本吻合。考慮到雷達的精度、缺陷的深度、分析判斷能力等因素的影響，對BASE測線的檢測僅做出缺陷為空洞的判斷，未能更深層次的識別出空洞實際含水、該處土層液化嚴重等現(xiàn)象。

經開挖驗證，采用雷達法對地坪缺陷的檢測具有較好的可靠性、準確性。

3 雷達法檢測地坪加固質量

將注漿地坪安配電柜及電纜溝位置劃分成4個區(qū)域，分別布置4條雷達測線，依次為測線a、測線b、測線c、測線d，測線布置如圖4所示。

圖4 注漿地坪測線布置圖

各測線主要位于配電柜中間，起點為測線所在區(qū)域最南端電纜溝，終點為北端電纜溝，測線a、測線b、測線c、測線d均長10 m。

采用與BASE測線相同的雷達、天線、參數設置，分別在地坪注漿加固前后沿各測線探測地坪，并采用與BASE測線相同的雷達波處理方法，得到各條測線注漿加固前后的雷達波圖，如圖5～12所示。

長度/m 圖5 注漿前測線a雷達波圖

長度/m 圖6 注漿后測線a雷達波圖

長度/m圖7 注漿前測線b雷達波圖

長度/m圖8 注漿后測線b雷達波圖

長度/m圖9 注漿前測線c雷達波圖

長度/m圖10 注漿后測線c雷達波圖

長度/m 圖11 注漿前測線d雷達波圖

長度/m圖12 注漿后測線d雷達波圖

由圖1～圖12分析可知：

1) 注漿前，各測線所在區(qū)域地坪缺陷類型相似，均為地表下深1.5～1.8m存在不同程度的土層液化而形成的空洞。

2) 相同測線，在注漿加固前后的雷達波形圖存在明顯差異，地坪表層鋼筋分布區(qū)域依舊呈現(xiàn)亮色，而原本空洞缺陷處由注漿前的亮色變成注漿后的灰色，與原本密實處土層在雷達波中的反應相似，即注漿后空洞處被填實。

3) 測線a、測線b、測線d所在區(qū)域注漿較密實，注漿加固后的雷達波形圖在原本缺陷部位未發(fā)現(xiàn)存在明顯缺陷。

4) 測線c所在區(qū)域個別位置注漿后依舊存在細小空洞，空洞分布在測線起始端開始至1 m處的范圍內，位于地表以下約1.5～1.7 m深處，空洞豎向截面直徑約20 cm。

相同測線，注漿加固前后的雷達波形圖并不能在表層鋼筋位置、典型缺陷位置、主要分層線位置、走向完全匹配，主要由以下原因造成：

1) 注漿周期較長，且施工時對地坪表面存在一定程度的破壞。

2) 無法保證注漿前后雷達法檢測時雷達所走路線完全相同，且施工現(xiàn)場存在一定的雜物，檢測時雷達并不能完全保證完全沿直線進行檢測。

4 結論

1) 通過雷達法檢測未注漿加固前地坪，可對地坪缺陷的性質、位置、大小做出準確評定，可作為參考，供加固單位確定注漿加固方案。

2) 通過雷達法對注漿加固地坪的檢測，可準確評判加固后地坪的密實情況，是否依舊存在空洞，及確定空洞位置、大小，可作為參考，供加固單位進行針對性的補充注漿處理。

3) 雷達法檢測地坪注漿加固質量具有直觀性、全面性的特點，但其評判結果只能定性，無法定量，故可作為輔助檢測方法，對目前常規(guī)的檢測方法進行補充，以彌補常規(guī)檢測的局限性、偶然性。

[1] JGJ79-2012，建筑地基處理技術規(guī)范[S].北京：中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部，2012.

[2] GB50202-2002，建筑地基基礎工程施工質量驗收規(guī)范[S].北京：中華人民共和國建設部,2002.

[3] JGJT211-2010，建筑工程水泥-水玻璃雙液注漿技術規(guī)程[S].北京：中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部,2010.

[4] 富錫良，巫虹，沈仁之.瞬態(tài)瑞雷波在軟土地區(qū)地基加固檢測中的應用[J].上海地質,2008(1)：53-56.

[5] 曾昭發(fā)，劉四新，王者江，等.探地雷方法原理及應用研究[M].北京：科學出版社,2006.

[6] 李大心.探地雷方法與應用[M].北京：地址出版社,1994.

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[8] 劉金龍，陸偉東，路宏偉，等.混凝土結構缺陷的雷達檢測方法研究[J].四川建筑科學研究,2009,35(6)：91-93.

[9] 尹兵祥，王尚旭，宋維琪，等.室內干擾條件下探地雷達在埋地管線探測中的應用[J].石油大學學報(自然科學版),2003,27(5)：21-24.

[10] DGJ32/TJ79-2009，雷達法檢測建設工程質量技術研究規(guī)程[S].南京：江蘇省建設廳,2009.

(責任編輯：李 麗，吳曉紅，編輯：丁 寒)

Assessment of grouting reinforcement for flooring with ground probing radar

JIANG Yi-chen, HAN Xing, LIU Li

(Changzhou Institute of Building Science CO., LTD, Changzhou Jiangsu 213001, china)

Combined with engineering instances, used ground probing radar to respectively do non-destructive tests to the floor before and after grouting, and compared and analyzed radar wave charts before and after reinforcement, the results show that the radar method can be intuitive, continuous and accurate understanding of the dense situation of ground after reinforcement, and make up the limitation of regular testing and inspection methods for ground grouting reinforcement quality, and then provide reliable and accurate references to grouting reinforcement projects.

ground probing ladar; grouting reinforcement; non-destructive testing

2015-12-16

蔣宜晨(1989-)，男，江蘇常州人，助理工程師，碩士，研究方向：結構性能檢測。

TU753

A

1672-1098(2016)05-0015-05