【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險隱患，采用地質(zhì)雷達系統(tǒng)可對樁基進行檢測，從而保證樁基的整體穩(wěn)定性?；诖?，本文以地質(zhì)雷達作為研究對象，結(jié)合地質(zhì)雷達系統(tǒng)的應(yīng)用原理和實踐優(yōu)勢，闡述地質(zhì)雷達系統(tǒng)的應(yīng)用步驟和使用要點，并根據(jù)不同樁基檢測方法進行地質(zhì)雷達系統(tǒng)的實踐應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】地質(zhì)雷達;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)雷達系統(tǒng)中的地質(zhì)雷達點測法，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、高應(yīng)變以及低應(yīng)變技術(shù)相比，地質(zhì)雷達探測方法的測量結(jié)果精度更高。

1、地質(zhì)雷達在樁基檢測中的應(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。這一差異將會給電磁波傳播速度帶來影響，地質(zhì)雷達經(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遇到介質(zhì)差異會產(chǎn)生反射波，反射波可由接收天下收回并送到地質(zhì)雷達系統(tǒng)主機。系統(tǒng)通過對反射波信號的分析，結(jié)合波形情況了解當前地下介質(zhì)分布情況，從而達到了樁基探測目的。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)雷達用于樁基的檢測是有科學依據(jù)的。分析地質(zhì)雷達的應(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)雷達采集地下溶洞、地下介質(zhì)以及雷達圖像信息，并從中積累豐富的探測經(jīng)驗，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)雷達點測法，人們可在最短時間內(nèi)得到直觀的地質(zhì)雷達圖像。應(yīng)用高分辨率地質(zhì)雷達圖像，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)雷達在樁基檢測中的實踐應(yīng)用

2.1了解地質(zhì)雷達的應(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強風化巖層，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)粘土層和風化泥灰?guī)r的厚度均超過了8m，建議采用地質(zhì)雷達系統(tǒng)進行現(xiàn)場的勘測工作。使用地質(zhì)雷達，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，點距用0.6m進行地質(zhì)雷達測量，并對15/20/40/75MHz的低頻天線組合單獨測量。電磁波速度為0.11m/ns，該樁基地下弱風化界面的電磁波反射雙程在267.3ns左右。在全風化層厚度超過10m后，地質(zhì)雷達的發(fā)射能量比較強，可與空氣波分離，并獲得清晰的檢測圖像。（2）獲得地質(zhì)雷達圖像后，探測時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)果的準確性，勘測人員對雷達剖面圖進行二維帶通濾波處理。分析有無雷達信號的波數(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)雷達系統(tǒng)的應(yīng)用要點

關(guān)于地質(zhì)雷達的應(yīng)用要點，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)量驗收工作。確定樁孔質(zhì)量好，沿著水平方向?qū)⒗走_發(fā)射器和接收天線放在樁基底部。以正北為初始點，沿著樁基的順時針方向進行移動勘測。發(fā)射器峰值電壓設(shè)置為400V;地質(zhì)雷達時間域的采樣間隙是800.0ps;測點間距0.1m。要求勘測人員在每個樁基孔部進行至少兩次的信號采集，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)雷達的點位勘測，人們可得到橫坐標和縱坐標，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，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)雷達勘測圖像振幅增強，局部反射波消失，波形比較雜亂，要求勘測人員及時將信息反饋給施工人員，以便施工人員采取有效的措施進行樁基礎(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)雷達進行樁基檢測時，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)雷達系統(tǒng)可探測樁體與兩側(cè)的擴底部分。（2）沿著樁的周圍閉合圈展開探測，使用地質(zhì)雷達評價樁端擴底部分的混凝土質(zhì)量，并給出擴大頭的埋深與相對擴高等參數(shù)。（3）從樁邊垂直樁體向外進行地質(zhì)雷達探測，可得知樁的擴底部分情況。

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)計值為25m。經(jīng)過低應(yīng)變檢測得知，整個樁身結(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。為保險起見，人們應(yīng)用地質(zhì)雷達對一部分樁體的樁長進行復(fù)測，從樁的一側(cè)垂直穿過樁體到達另一側(cè)，使用地質(zhì)雷達探測樁體和兩側(cè)擴底部分，從而得知樁體的實際長度。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，10.8-19m的樁芯有沉渣混于其中，19-20m土層為細砂與中砂等原狀土，22m以下土層沒有發(fā)現(xiàn)擾動情況，這說明了地質(zhì)雷達系統(tǒng)檢測結(jié)果十分準確[2]。

總結(jié)：

總而言之，在樁基檢測過程中應(yīng)用地質(zhì)雷達系統(tǒng)，采用地質(zhì)雷達點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)雷達檢測法，結(jié)合多年勘測經(jīng)驗，合理設(shè)置地質(zhì)雷達勘測地點，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：

[1]張守偉.基于地質(zhì)雷達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)雷達點測法在橋梁樁基巖溶檢測中的應(yīng)用[J].中國標準化，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。