雷達探測在夯實水泥土樁復合地基質量檢測中的應用

陳龍洋 袁鵬舉 張朋

（河北雙誠建筑工程檢測有限公司，河北 石家莊 050000）

0 引言

針對復合地基質量的檢測方法通常側重于對地基承載力和沉降量的檢測，這對以提高地基承載力、減少地基沉降量為設計目的的地基處理項目是合理的，但是對有抗滑穩(wěn)定性要求的建筑地基來說，卻無法得到準確的檢測結果，因為側重于地基承載力和沉降量的檢測方法不能對復合地基的樁長和樁身完整性進行有效的檢驗。

探地雷達技術主要包括天線發(fā)射技術和接收電磁波技術。在接收電磁波反射過程中，因其傳播過程較為復雜，會受到各種噪聲和其他雜波的干擾影響，這對檢測結果造成了不利影響。為使檢測結果更加精確，需要識別各種噪聲和雜波，準確提取探地雷達記錄的各種信息，這是探地雷達檢測技術的關鍵環(huán)節(jié)。在復合地基處理項目中應用探地雷達檢測技術，可以有效進行施工質量監(jiān)控、竣工驗收質量無損檢測以及后期保養(yǎng)維護階段的定期監(jiān)測等。

探地雷達測試系統(tǒng)具有無破損、速度快、精度高、應用范圍廣等明顯優(yōu)點，對這種新方法的研究和應用會使復合地基質量控制和檢測技術得到提升，極大提高效率，創(chuàng)造社會和經濟效益。

1 工程概況

某項目位于市區(qū)東南角，交通便利，包括綜合樓和庫房樓。結構形式為框架結構，建筑參數見表1。

表1 綜合樓和庫房樓建筑參數

天然地基承載力不滿足設計要求，且第③層黃土狀粉土具有Ⅰ級非自重濕陷，須進行處理，要求處理后復合地基承載力特征值滿足設計要求，并消除濕陷，變形滿足國家規(guī)范。

2 工程地質概況

依據項目勘察報告，該報告標高引測點高程相當于絕對標高66.000m，本樓基礎范圍內地層參數見表2。

表2 地層參數表

3 地基處理方案

根據地質勘察報告中探井資料和兩棟樓基礎設計圖紙可知，在兩棟樓基礎墊層下設置200mm厚褥墊層后，剩余濕陷量分別為45.83mm（綜合樓）和34.50mm（庫房樓），根據GB 50025-2004《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》中第5.1.3條第1款，由于濕陷量小于50mm，本項目兩棟樓均可按一般地區(qū)的規(guī)定設計。設計樁長為5m，樁徑為400mm。考慮到本地區(qū)施工難度及經濟性，綜合樓和庫房樓大部（基底標高-2.800m部分）采用設置夯實水泥土樁并在樁頂設置200mm灰土褥墊層的方式處理地基，對于庫房樓局部（基底標高-6.000m部位）采用設置素混凝土樁并在樁頂設置200mm灰土褥墊層的方式處理地基，

4 檢測方法及檢測結果

4.1 檢測方法

采用北京科電瑞德公司CAS-S800型地質雷達對綜合樓和庫房樓復合地基中水泥土樁進行完整性測定。發(fā)射天線選用北京科電瑞德公司55兆赫茲非屏蔽式偶極子天線。檢測方法選用探地雷達剖面法，探地雷達發(fā)射和接收電線二者之間保持固定間距同步勻速移動。探地雷達采集信息的方式選用控制輪方法，發(fā)射和接收天線沿著布樁的縱軸線采集數據。對采集數據采用數字濾波、偏移處理、圖像處理、速度分析以及反褶積等常規(guī)技術進行處理。通過技術處理去除干擾信號，提高信噪比，用希爾伯特變換處理等流程來突出有效目標信息。

4.2 檢測結果

根據探地雷達監(jiān)測原理可知，當水泥土樁樁體結構密實且均勻時，其地質雷達信號一致且連續(xù)，不存在波形畸變和能力畸變現象。當水泥土樁樁體存在質量缺陷時，電磁波在不同介質傳遞過程中會出現能量衰變，在樁體缺陷位置能量衰減較快，在探地雷達檢測圖像中表現為顏色較暗淡。因夯實水泥土樁成樁工藝特點，其樁體為水泥和土的混合攪拌物，并不是均勻的混凝土，水泥土樁出現水泥結塊較為常見。此外，水泥土樁在攪拌過程中會向周圍土體擴散，導致部分區(qū)域的水泥土樁與樁周圍的土體界限并不十分明顯。該項目檢測處理后的探地雷達圖像如圖1所示。圖1大致反映出檢測區(qū)域水泥土樁的基本外形，包括樁頂、樁身、樁底，一定程度上可以判斷出水泥土樁體材料攪拌程度較為均勻，少量局部區(qū)域存在攪拌不充分現象，較好表現了水泥土樁樁體的反射特征。

圖1 探測雷達檢測分析圖像

為更準確驗證探地雷達的檢測效果，將探地雷達檢測結果與該項目的鉆芯檢測法結果進行對比，結果見表3。

表3 鉆芯檢測與雷達檢測對比

通過以上雷達檢測圖像分析以及雷達檢測與鉆芯檢測對比分析可以確定，探地雷達檢測結果基本準確無誤。