地质雷达探测技术在地基空洞探测中的应用

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1、地质雷达探测技术在地基空洞探测中的应用杨雪娟河北省地矿局水文工程地质勘查院摘要：地质勘查在工程建设屮发挥着重要作用，而地基屮存在的空洞可引起地基沉降、塌陷，进而引起墙体出现裂缝，不仅影响到建筑物的正常使用功能，严重的可危及住户的生命财产安全。在前期地基勘察中，地质雷达探测技术逐渐得到了应用。文章结合实例对地质雷达探测技术在地基空洞探测中的应用问题进行分析。关键词：地质雷达探测;地某空洞探测;混凝土;地基空洞作为工程勘察以及施工期间的常见问题，对于工程进度、施工质量以及施工安全均有不同程度的影响。随着地

2、基勘察技术的发展，地质雷达探测技术逐渐在地基空洞探测中得到应用。1地质雷达探测技术应用原理地质雷达作为工程物探中的一项新技术，地质雷达探测中电磁波能够在介质中传播，传播过程中探地雷达能够不断地向介质内发射高频电磁波，具体采用宽频带短脉冲形式。在介质中传播过程中，如果介质属于非均匀体，则部分电磁波会反射，反射的多少受到反射系数影响，而反射系数则取决于介质的相对介电常数。当雷达主机接收到反射信号后，通过对信号的处理以及图像分析，可对介质情况做出判断分析，从而识别地基中可能存在的空洞，为后续设计和施工提供参

3、考UL根据物理学知识可知，当介质均匀时，电磁波在其中以恒定的速度v传播，此吋由于速度恒定，可以计算出探地雷达中地面反射波和反射波对应的吋间差AT,根据时间差能够确定出存在异常位置的深度11，具体的为：式中:H表示目标层厚度;V表示电磁波在探测介质中的传播速度，对应的传播速度为：式中:C表示电磁波在大气中的传播速度，约为3X10m/S;e表示相对介电常数,由地下各层构成物质对应的介电常数决定。此外，雷达波反射信号对应的振幅和反射系数成正比，在地基勘察中，介质属于低损耗介质中，此时的反射系数r为：式中：e

4、l、e2分别表示界面上、下介质的相对介电常数。上、下层介质的电性差异决定了反射信号强度，在电性差异越大的情况下对应的反射信号越强。地下介质的电性和中心频率则决定了雷达波的穿透深度，如果导电率越高则对应的穿透深度越小，在中心频率越高的情况下对应的穿透深度越小;如果导电率越低则对应的穿透深度越大，在屮心频率越低的情况T对应的穿透深度越大。这些都是探地雷达在地基空洞探测应用的前提，也是进行探测结果分析的基础。2实例分析2.1工程概况受北京市丰台区丰管路四国贸片区工程C区停车楼建设单位委托，明确该施工区域不同

5、介质间的密实情况，根据建设单位要求，在检测中应尽可能的减少对地基的损害，遂决定釆用地质雷达勘探工作。通过对工程勘察区域采用地质雷达雷达探测以及最终获得图像的分析，对工程所在区域的相关情况做出判断和分析。具体的通过地质雷达探测需要明确施工区域地面和地面以不不同介质之间的密实情况，明确某些区域地面下方是否存在空洞发育情况、内部土体脱空、不密实等问题，通过全面的探测为工程设计和施工提供重要依据。2.2仪器设备以及具体操作对工程所在区域采用地质雷达探测过程中采用的仪器主要有型号为LTD-2100的地质雷达、4

6、00M11Z天线、皮尺、数码照相机等。上述仪器设备的选择主要考虑到工程区域探奔中的探测深度、分辨率以及操作便捷性等要求，400MHz屏蔽天线在数据采集过程中能够探测多种金属、非金属管线，其中土质情况下最大探测深度可达到10m，粘土下最大探测深度为6〜8m;对于路基中出现的下沉、高含水区域、不密实等相关问题均有较好的检测效果。在确定和各项仪器设备后，根据工程的各类条件，设计出实际的地基雷达探测线路。在测线布置方面，6条为东丙测线，5条为南北测线，共有测线11条，东西向和南北向测线呈垂直状态，综合地形地物

7、后确定出测线长度，不同测线剖而长度不一m。2.3数据分析以及地层分析采用地质雷达探测技术对和关区域探测完成后可得到原始雷达波，通过对原始雷达波的一系列处理，可最终得到雷达探测图像，具体的伍括静校正、去直流漂移、增益、背景去除、巴特沃斯带通一维滤波及滑动平均等二维滤波处理，压制和剔除干扰波，突出有效波。根据地质雷达异常区域内空洞发冇阁获得的雷达阁像能看出该区域内的界面反射信号较弱，出现的主要是弱反射信号，其中同和轴不连续，存在错断现象，具有一般区域化分布特点。通过分析后发现共有7个区域存在信号的异常：编

8、号1:(1)测线编号:L3;(2)起点距离(m):14.6;(3)终点距离(m):18;(4)缺陷描述:地表电线、钢筋影。编号2:钢筋影。⑴测线编号:L4;(2)起点距离(m):14.8;(3)缺陷描述:地表电线、编号3:(1)测线编号:L5;(2)起点距离(4)缺陷描述:地表电线、钢筋影。(m):35.5;(3)终点距离(m):37.2;编号4:钢筋影。⑴测线编号:L6;(2)起点距离(m):14;(3)缺陷描述:地表电线、编号5:⑴测线编号:L7;(