探地雷達(dá)在巖土工程勘察中的應(yīng)用研究

■　李健

（重慶市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局607地質(zhì)隊(duì)重慶400000）

探地雷達(dá)在巖土工程勘察中的應(yīng)用研究

■李健

（重慶市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局607地質(zhì)隊(duì)重慶400000）

作為工程建設(shè)的重要組成部分，巖土工程勘察是一項(xiàng)重要而復(fù)雜的任務(wù)，通過(guò)巖土勘察活動(dòng)，可以對(duì)建筑場(chǎng)地的深部地質(zhì)情況與構(gòu)造進(jìn)行初步的了解與掌握，并為建筑工程的設(shè)計(jì)與施工提供詳細(xì)的參考與借鑒。探地雷達(dá)技術(shù)具有高效、準(zhǔn)確、科學(xué)等優(yōu)勢(shì)，在巖土工程勘察中，對(duì)探地雷達(dá)進(jìn)行充分應(yīng)用，可以促進(jìn)勘察質(zhì)量與效率的提升。

RTK測(cè)繪技術(shù)國(guó)土測(cè)繪地形測(cè)圖

探地雷達(dá)屬于一種工程物探技術(shù)，隨著經(jīng)濟(jì)與科技的迅猛發(fā)展，探地雷達(dá)被廣泛應(yīng)用于巖土工程勘察中，并取得了較好的效果。然而，要想不斷強(qiáng)化探地雷達(dá)在巖土工程勘察中發(fā)揮的作用，仍需要對(duì)其進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化與應(yīng)用改善，進(jìn)而充分發(fā)揮探地雷達(dá)技術(shù)的功能作用。

1　探地雷達(dá)理論綜述

探地雷達(dá)技術(shù)具有迅速、無(wú)損、連續(xù)等優(yōu)勢(shì)，運(yùn)用探地雷達(dá)得到的探測(cè)結(jié)果通常會(huì)以成像的方式呈現(xiàn)。隨著工程建設(shè)與工程物探技術(shù)的快速發(fā)展，探地雷達(dá)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)項(xiàng)目的巖土工程勘察工作中，在此過(guò)程中取得了良好的應(yīng)用效果。

2　探地雷達(dá)工作原理解析

發(fā)射天線以脈沖形式向被探測(cè)區(qū)域發(fā)射電磁波，電磁波在傳播過(guò)程中會(huì)遇到存在電性差異的介質(zhì)，在介質(zhì)分界處，電磁波會(huì)向地面反射，從而被接收天線接收，然后由采集系統(tǒng)對(duì)電磁波傳遞各種信息進(jìn)行綜合性分析，針對(duì)其相位、頻率、振幅等要素的具體情況，可對(duì)地下目標(biāo)體的位置、空間等情況進(jìn)行確定與描述。示意圖如下：

圖1　探地雷達(dá)工作原理示意圖

參照?qǐng)D1，脈沖波的行程為：

其中：t—脈沖波走時(shí)，ns；z—反射體深度，m；x—與R的距離，m；v—雷達(dá)脈沖波速，m/ns。

3　探地雷達(dá)在巖土工程勘察中的應(yīng)用分析

3.1樁基工程勘察中探地雷達(dá)的應(yīng)用

如果地基的負(fù)載較大，其施工通常具有一定難度，并且樁基設(shè)計(jì)與實(shí)際施工情況往往存在一定的差異。例如，舊城改造中的隱伏建筑基礎(chǔ)、樁周圍空洞、隱伏的地下管線等。此類物體尺寸較小，長(zhǎng)度通常在0～1m范圍之間，因此對(duì)其遺漏的問(wèn)題時(shí)有發(fā)生，容易為施工埋下安全隱患，這就需要充分發(fā)揮探地雷達(dá)技術(shù)的功能作用。

3.1.1隱伏建筑基礎(chǔ)中探地雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用

對(duì)于舊城改造來(lái)說(shuō)，隱伏建筑基礎(chǔ)對(duì)樁基施工的影響較大，此種情況下，探地雷達(dá)的應(yīng)用需要將檢測(cè)圖像以十字型對(duì)測(cè)線進(jìn)行布置，保證施工路線繞過(guò)建筑基礎(chǔ)。在探地雷達(dá)探測(cè)技術(shù)以后，依據(jù)反射波的情況可得知樁基周圍土洞的變化情況，根據(jù)此結(jié)果可以實(shí)施灌漿處理，同時(shí)利用探地雷達(dá)對(duì)灌漿過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以提升樁基工程施工的質(zhì)量與效率。

3.1.2探地雷達(dá)在樁周圍空洞勘察中的應(yīng)用

如果在導(dǎo)水裂隙發(fā)育嚴(yán)重的殘積土上進(jìn)行樁孔的挖掘，那么，樁孔越深，地下水位下降的程度就越嚴(yán)重，最終導(dǎo)致水流集中，細(xì)顆粒土發(fā)生流失現(xiàn)象。此種情況下，給施工造成阻礙與困難。對(duì)此，充分應(yīng)用探地雷達(dá)技術(shù)，可以對(duì)此種情況進(jìn)行有效的解決與處理。

3.1.3探地雷達(dá)在隱伏地下管線勘察中的應(yīng)用

在建筑工程施工之前，需要對(duì)隱伏地下管線進(jìn)行準(zhǔn)確勘察，以避免對(duì)地下管線造成損害。探地雷達(dá)的應(yīng)用可以對(duì)隱伏地下管線的位置與鋪設(shè)情況進(jìn)行有效勘測(cè)，并可以提供地下管線周圍的土質(zhì)情況，包括溫度、濕度等，而后以高清圖像的形式展現(xiàn)出來(lái)，為巖土工程施工的開展提供參考與借鑒。

3.2軟土地基加固改良中探地雷達(dá)的應(yīng)用分析

對(duì)于軟土地基的加固來(lái)說(shuō)，可充分采用土塊、石塊等回填材料，并利用回填材料結(jié)構(gòu)的變化提升地基結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。

3.2.1對(duì)回拋填塊石層的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)

現(xiàn)階段，在提高軟土地基強(qiáng)度方面，強(qiáng)夯加固法的應(yīng)用比較普遍，實(shí)際操作中需要在淤泥側(cè)面進(jìn)行石層的回填，以使拋石滿足回填要求與標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)為強(qiáng)夯法的運(yùn)用打下良好的基礎(chǔ)。通常情況下，拋填地基包括土石層、塊石層、淤泥層等，如果土層下有大量的石塊堆積，探地雷達(dá)發(fā)射的電磁波經(jīng)過(guò)反射會(huì)出現(xiàn)非連續(xù)且具有差異性的反射波，此時(shí)發(fā)射波的強(qiáng)度與石塊的含量成正比例關(guān)系，電磁波遇到塊石層，反射波的幅值會(huì)比較大，由此可以通過(guò)探地雷達(dá)對(duì)土石層與塊石層進(jìn)行區(qū)分。

3.2.2強(qiáng)夯塊石墩復(fù)合地基的檢測(cè)

作為軟土地基加固中的重要方法之一，強(qiáng)夯塊石墩復(fù)合地基的運(yùn)用可以有效提升軟土地基的穩(wěn)定性。該方法主要在軟土上進(jìn)行一定厚度塊石層的回填，然后運(yùn)用重量級(jí)長(zhǎng)柱狀夯進(jìn)行錘擊，并依照規(guī)定的間距在軟土地基下實(shí)施塊石的夯實(shí)，進(jìn)而構(gòu)成塊石墩。該施工過(guò)程中，探地雷達(dá)對(duì)強(qiáng)夯塊石墩的檢測(cè)原理主要依據(jù)波動(dòng)學(xué)理論，對(duì)探地雷達(dá)進(jìn)行充分運(yùn)用，可以提高塊石墩的施工質(zhì)量與效率。

3.2.3強(qiáng)夯加固的質(zhì)量檢測(cè)

對(duì)于強(qiáng)夯加固的質(zhì)量檢測(cè)，主要針對(duì)強(qiáng)夯石塊石層擠壓淤泥的深度差異進(jìn)行，探地雷達(dá)發(fā)射的電磁波會(huì)經(jīng)過(guò)強(qiáng)夯石塊石層，從而對(duì)強(qiáng)夯擠壓淤泥塊石層的地面埋深與殘留淤泥厚度進(jìn)行確定，從而對(duì)施工設(shè)計(jì)進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整與安排，以此保證強(qiáng)夯擠壓淤泥的施工質(zhì)量。

4　結(jié)論

社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展刺激了工程建筑事業(yè)的繁榮，各地的建筑工程如雨后春筍般紛紛涌現(xiàn)出來(lái)。因此，地質(zhì)部門與科技機(jī)構(gòu)需要提高重視，通過(guò)協(xié)同合作，對(duì)探地雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化與改善，從而將其功能作用充分發(fā)揮出來(lái)，促進(jìn)巖土工程勘察質(zhì)量與效率的提升，實(shí)現(xiàn)我國(guó)建筑事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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F407.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-3-304-1