雷達(dá)探測在夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基質(zhì)量檢測中的應(yīng)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(fù)合地基質(zhì)量的檢測方法通常側(cè)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(shè)計(jì)目的的地基處理項(xiàng)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(zhǔn)確的檢測結(jié)果，因?yàn)閭?cè)重于地基承載力和沉降量的檢測方法不能對復(fù)合地基的樁長和樁身完整性進(jìn)行有效的檢驗(yàn)。

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

探地雷達(dá)測試系統(tǒng)具有無破損、速度快、精度高、應(yīng)用范圍廣等明顯優(yōu)點(diǎn)，對這種新方法的研究和應(yīng)用會使復(fù)合地基質(zhì)量控制和檢測技術(shù)得到提升，極大提高效率，創(chuàng)造社會和經(jīng)濟(jì)效益。

1 工程概況

某項(xiàng)目位于市區(qū)東南角，交通便利，包括綜合樓和庫房樓。結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)，建筑參數(shù)見表1。

表1 綜合樓和庫房樓建筑參數(shù)

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

2 工程地質(zhì)概況

依據(jù)項(xiàng)目勘察報(bào)告，該報(bào)告標(biāo)高引測點(diǎn)高程相當(dāng)于絕對標(biāo)高66.000m，本樓基礎(chǔ)范圍內(nèi)地層參數(shù)見表2。

表2 地層參數(shù)表

3 地基處理方案

根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告中探井資料和兩棟樓基礎(chǔ)設(shè)計(jì)圖紙可知，在兩棟樓基礎(chǔ)墊層下設(shè)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(jù)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(xiàng)目兩棟樓均可按一般地區(qū)的規(guī)定設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)樁長為5m，樁徑為400mm?？紤]到本地區(qū)施工難度及經(jīng)濟(jì)性，綜合樓和庫房樓大部（基底標(biāo)高-2.800m部分）采用設(shè)置夯實(shí)水泥土樁并在樁頂設(shè)置200mm灰土褥墊層的方式處理地基，對于庫房樓局部（基底標(biāo)高-6.000m部位）采用設(shè)置素混凝土樁并在樁頂設(shè)置200mm灰土褥墊層的方式處理地基，

4 檢測方法及檢測結(jié)果

4.1 檢測方法

采用北京科電瑞德公司CAS-S800型地質(zhì)雷達(dá)對綜合樓和庫房樓復(fù)合地基中水泥土樁進(jìn)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(dá)剖面法，探地雷達(dá)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(dá)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(shù)據(jù)。對采集數(shù)據(jù)采用數(shù)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(shù)進(jìn)行處理。通過技術(shù)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(biāo)信息。

4.2 檢測結(jié)果

根據(jù)探地雷達(dá)監(jiān)測原理可知，當(dāng)水泥土樁樁體結(jié)構(gòu)密實(shí)且均勻時(shí)，其地質(zhì)雷達(dá)信號一致且連續(xù)，不存在波形畸變和能力畸變現(xiàn)象。當(dāng)水泥土樁樁體存在質(zhì)量缺陷時(shí)，電磁波在不同介質(zhì)傳遞過程中會出現(xiàn)能量衰變，在樁體缺陷位置能量衰減較快，在探地雷達(dá)檢測圖像中表現(xiàn)為顏色較暗淡。因夯實(shí)水泥土樁成樁工藝特點(diǎn)，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(xiàn)水泥結(jié)塊較為常見。此外，水泥土樁在攪拌過程中會向周圍土體擴(kuò)散，導(dǎo)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(xiàng)目檢測處理后的探地雷達(dá)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(xiàn)象，較好表現(xiàn)了水泥土樁樁體的反射特征。

圖1 探測雷達(dá)檢測分析圖像

為更準(zhǔn)確驗(yàn)證探地雷達(dá)的檢測效果，將探地雷達(dá)檢測結(jié)果與該項(xiàng)目的鉆芯檢測法結(jié)果進(jìn)行對比，結(jié)果見表3。

表3 鉆芯檢測與雷達(dá)檢測對比

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