探地雷達(dá)測(cè)試技術(shù)在房屋地基基礎(chǔ)檢測(cè)中的應(yīng)用

馬珂

摘? ? 要：隨著我國的經(jīng)濟(jì)在快速的發(fā)展，社會(huì)在不斷的進(jìn)步，分析了傳統(tǒng)檢測(cè)方法的不足，對(duì)探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)的原理進(jìn)行了介紹，并從天線中心頻率、測(cè)線布設(shè)、測(cè)線定位、測(cè)試速率等方面對(duì)探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)闡述，提出了改進(jìn)建議。

關(guān)鍵詞：探地雷達(dá);地基基礎(chǔ);混凝土;空洞;測(cè)試技術(shù)

1? 引言

現(xiàn)階段，城市建設(shè)加速，各類地下工程以及新建筑等不斷增加，在建設(shè)時(shí)，會(huì)影響既有建筑物地基基礎(chǔ)，極易削弱地基承載力。為了避免引發(fā)安全問題，需要對(duì)既有建筑物，進(jìn)行地基基礎(chǔ)檢測(cè)，評(píng)定基礎(chǔ)性能，做好加固處理。這需要合理運(yùn)用檢測(cè)技術(shù)，保證檢測(cè)結(jié)果的真實(shí)性，為后續(xù)工作的開展提供幫助。

2? 檢測(cè)方法與過程

2.1? 檢測(cè)方法

我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)實(shí)地采用LTD-2000探地雷達(dá)與GC900M天線的組合檢測(cè)裝置。該檢測(cè)裝置主要由主機(jī)、天線等組成。其工作原理是，當(dāng)探測(cè)雷達(dá)在工作狀態(tài)的過程中，它往地底結(jié)構(gòu)發(fā)射高頻且特定調(diào)整好強(qiáng)度的電磁脈沖，當(dāng)該電磁脈沖遇到特性不一樣介質(zhì)分界面時(shí)會(huì)出現(xiàn)散射以及反射的現(xiàn)象，該檢測(cè)測(cè)試?yán)走_(dá)會(huì)立即接收并記錄這些檢測(cè)信號(hào)，然后繼續(xù)通過內(nèi)部的信號(hào)處理，處理這些信號(hào)，這樣便能了解地下地層具體的情況。如果檢測(cè)過程中遇到當(dāng)電磁波從混凝土地面?zhèn)鞯较聦拥貙訖C(jī)構(gòu)時(shí)，交界面處兩者貼合不好或者存在空洞的情況下，這會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)圖像的幅值和相位發(fā)生異常變化，因此這樣便可以發(fā)現(xiàn)該檢測(cè)工程中的工程缺陷。

2.2? 探地雷達(dá)測(cè)試原理

與探空雷達(dá)相似，探地雷達(dá)是通過向地面以下發(fā)送特定波長的高頻電磁波，再通過均質(zhì)地層介質(zhì)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定傳播;但如果路基路面結(jié)構(gòu)中存在孔洞或不同結(jié)構(gòu)層分界面時(shí)，高頻電磁波不能直接穿過，會(huì)產(chǎn)生反射和透射，通過接收天線將反射波接收后，進(jìn)一步進(jìn)行分析和處理后，通過軟件和硬件分析得出不同的波形。

3? 既有建筑物地基基礎(chǔ)檢測(cè)技術(shù)類型

（1）原位取樣技術(shù)根據(jù)既有建筑物地基基礎(chǔ)的物理性質(zhì)，在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，可采取原位取樣技術(shù)，通過土工試驗(yàn)，獲得檢測(cè)結(jié)果。具體操作時(shí)，選擇在基礎(chǔ)中間和周圍選樣。接著，進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，分析地基物理性質(zhì)的變化情況。最后，判定基礎(chǔ)性能。（2）剪切波速試驗(yàn)技術(shù)在地基基礎(chǔ)檢測(cè)實(shí)踐中，根據(jù)剪切波速可以獲得物理力學(xué)相關(guān)指標(biāo)參數(shù)。在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，根據(jù)獲得的土層空隙率和總體容量，獲得場(chǎng)地固定周期信息，進(jìn)而明確場(chǎng)地分類以及相關(guān)內(nèi)容。在地基檢測(cè)時(shí)，運(yùn)用剪切波速試驗(yàn)技術(shù)，必須要按照技術(shù)規(guī)范以及準(zhǔn)則，做好技術(shù)要點(diǎn)的把控，保證檢測(cè)結(jié)果的真實(shí)性。（3）低應(yīng)變動(dòng)力測(cè)試技術(shù)在地基基礎(chǔ)檢測(cè)實(shí)踐中，進(jìn)行樁身檢測(cè)，采用低應(yīng)變動(dòng)力測(cè)試技術(shù)，能夠獲得不錯(cuò)的成效。（4）探地雷達(dá)測(cè)試技術(shù)基于技術(shù)原理，選擇樁基礎(chǔ)作為樣本，對(duì)樁基礎(chǔ)側(cè)面，使用雷達(dá)測(cè)試技術(shù)，開展樁位檢測(cè)分析，能夠獲得樁基的位置以及埋置深度。

4? 檢測(cè)數(shù)據(jù)處理

4.1? 圖像分析

在本節(jié)中，就本次現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中出現(xiàn)的典型雷達(dá)圖象進(jìn)行詳細(xì)說明。（1）正常情況：整體表現(xiàn)情況為該土層的連續(xù)性較好，從圖中看出混凝土地板與戈壁土層之間的分界面特別清楚。

（2）虛假異常：這種虛假異常主要是由地面上插入地層的障礙物（如電線桿等）引起的異常。這類異常主要表現(xiàn)為連續(xù)性突然中斷，從上往下的檢測(cè)雷達(dá)所反映出來的波形發(fā)生錯(cuò)亂，但這種虛假異常通常不是施工質(zhì)量的判斷依據(jù)。我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)實(shí)地檢測(cè)時(shí)，該探地雷達(dá)工作到相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)時(shí)，會(huì)隨時(shí)記錄該具體位置與測(cè)量文件的倒數(shù)，在最后出檢測(cè)報(bào)告時(shí)，能夠避免將該點(diǎn)發(fā)生的異常情況判斷為質(zhì)量異常。（3）局部空隙或空洞：當(dāng)混凝土層與戈壁土之間存在空隙或尺度較小的空洞（小于3cm）時(shí)，雷達(dá)波局部信號(hào)突出，空隙或空洞區(qū)域雷達(dá)發(fā)射信號(hào)不受其他信號(hào)干擾，無重疊現(xiàn)象，附近區(qū)域地層結(jié)構(gòu)無明顯突變。（4）大尺度空洞區(qū)：當(dāng)混凝土層與戈壁土之間存在尺度較大的空洞（大于3cm）時(shí)，雷達(dá)波信號(hào)突出，空洞區(qū)域雷達(dá)發(fā)射信號(hào)不受其他信號(hào)干擾，無重疊現(xiàn)象，附近區(qū)域地層結(jié)構(gòu)有明顯突變。

4.2? 檢測(cè)結(jié)果

對(duì)建筑地基基礎(chǔ)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)地基基礎(chǔ)主要空洞病害（5cm以上）分布在東側(cè)地溝一線及其附近、中部南北通道、西側(cè)地溝一線及其附近、西北側(cè)邊墻下側(cè)。其他區(qū)域存在多處空洞，空洞高度從1cm～10cm左右不等。通過現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)并開挖，發(fā)現(xiàn)：LD4和LD5東側(cè)豬欄混凝土下層存在長達(dá)1.5m南北向空洞區(qū)、東側(cè)地溝混凝土下層存在長度超過7.5m的南北向空洞區(qū)。東南角開挖后發(fā)現(xiàn)，地下黃土層已經(jīng)超飽和（呈泥狀）。西北側(cè)邊墻下側(cè)開挖結(jié)果表明，存在大范圍東西向、高度約3cm～10cm的空洞區(qū)。檢測(cè)結(jié)果表明，被檢房舍混凝土層與戈壁土之間存在大量空洞區(qū)，且部分粉土層有可能已沁水，甚至達(dá)到超飽和，因此存在房舍發(fā)生沉降的可能。建議建立長期變形量測(cè)機(jī)制，監(jiān)測(cè)房舍外部和內(nèi)部的變形沉降趨勢(shì)，以防止發(fā)生可能的整體災(zāi)害性事故。

5? 建筑地基探地雷達(dá)檢測(cè)注意事項(xiàng)

與傳統(tǒng)的建筑地基檢測(cè)技術(shù)相比，探地雷達(dá)無損檢設(shè)備攜帶方便、檢測(cè)效率高、精準(zhǔn)度高、不破壞道路結(jié)構(gòu)，在工程建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。雖然探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)具有很多技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，但在使用探地雷達(dá)進(jìn)行建筑地基檢測(cè)時(shí)，由于所面對(duì)的環(huán)境比較復(fù)雜，會(huì)受到很多外來因素的影響，為了提高檢測(cè)精度，盡可能降低檢測(cè)數(shù)據(jù)的誤差，重點(diǎn)注意回波、路面介電參數(shù)、地面零點(diǎn)等參數(shù)，以達(dá)到提高檢測(cè)效率和精準(zhǔn)度的目的。（1）確定底界面的回波在使用探地雷達(dá)進(jìn)行建筑地基檢測(cè)前，首先通過提取界面同波信號(hào)源確定底界面的回波。現(xiàn)階段，由于受到技術(shù)水平的限制，還不能準(zhǔn)確區(qū)分路基界面與路面的反射波。檢測(cè)過程中會(huì)產(chǎn)生干擾波，這就要求必須能夠?qū)z測(cè)波與干擾波區(qū)分開，并采取一定的技術(shù)手段抑制或找到干擾波，但前提是要準(zhǔn)確確定底界面的回波信號(hào)。在檢測(cè)過程中，我們探測(cè)圖像上找到路面結(jié)構(gòu)中最厚的位置，并進(jìn)行對(duì)比分析。也可以通過對(duì)探測(cè)波形進(jìn)行分析來確定，或者通過鉆探的方法確定最厚位置。（2）確定電磁波的實(shí)際傳播時(shí)間在準(zhǔn)確確定底界面回波時(shí)間以后，還需要準(zhǔn)確確定電磁波在建筑地基結(jié)構(gòu)中的傳播時(shí)間。同時(shí)，為了準(zhǔn)確確定各個(gè)結(jié)構(gòu)層的厚度，必須對(duì)各結(jié)構(gòu)層的位置進(jìn)行判斷，以準(zhǔn)確確定路面各結(jié)構(gòu)層的厚度。

6? 結(jié)語

我們通過探地雷達(dá)測(cè)試技術(shù)可以具體發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)擁有檢測(cè)圖像清晰且較好成像等優(yōu)點(diǎn)，并且可以探測(cè)到具體特定范圍內(nèi)的地下空洞，這樣可以準(zhǔn)確且清楚地反映房屋地基地下結(jié)構(gòu)信息的空間變化特征，所以在房屋基地基礎(chǔ)檢測(cè)中有著廣泛的應(yīng)用空間和巨大的前景。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉凱，郭驚春.探地雷達(dá)技術(shù)[J].工程兵工程學(xué)院學(xué)報(bào)，1996（2）：610.