地质雷达点测法在桥梁桩基岩溶检测中的应用.docxVIP

检验检测

地质雷达点测法在桥梁桩基岩溶检测中的应用

唐银海1刘晓云2

（1.重庆市地质矿产测试中心；2.重庆一三六地质队）

摘要：在桥梁桩基施工过程中，由于不良地质体的存在，对桥梁桩基工程开展造成了较大的风险隐患。因此，本文以地质雷达点测法在桥梁桩基岩溶检测中的应用为入手点，阐述了地质雷达点测法在桥梁桩基岩溶检测中应用原理，分析了地质雷达点测法在桥梁桩基岩溶检测中应用优势。并结合具体桥梁桩基施工案例，对地质雷达点测法在桥梁桩基岩溶检测中应用措施进行了简单的分析。

关键词：地质雷达点测法；桥梁桩基；岩溶检测DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2019.12.083

引言

桥梁桩基工程中岩溶分布非常广泛，而地下岩溶洞穴的存在，对桥梁桩基工程建设及基层施工者生命安全造成了严重的威胁。这种情况下，利用地质雷达点测法，准确勘察桥梁桩基岩溶洞地质构造及岩溶发育特征，精确勘察桥梁桩基下层岩溶洞穴位置，对于桥梁桩基建设工程设计、施工方案实施作业顺利进行就变得非常重要。

地质雷达点测法在桥梁桩基岩溶检测中应用原理

地质雷达点测法主要是利用高频电磁波、高速采样技术、宽频带短脉冲等技术的新型勘测方法。在具体应用过程中，由于人工挖孔镶嵌岩石灌注桩基直径大多在2.0m以内，此时桥梁桩基可溶性岩石地区桩基持力层多为白云质灰岩、白云岩或中风化灰岩。在地下水的影响下，上述可溶性岩石可沿节理裂隙逐步发生溶蚀，最终形成溶蚀区溶洞。而在桩基下层岩石完整度破碎区域，地质雷达反射波可形成多个电磁波发射界面，通过对不同电磁波反射界面反射能量进行分析。结合地质雷达反射波在不同介质中物性参数差异，可探测出灰岩岩溶节理裂隙发育形态、空间分布等具体信息[1]。

地质雷达点测法在桥梁桩基岩溶检测中应用优势

一方面，在近几年我国公路桥梁工程建设过程中，多数专家学者利用地质雷达点测法进行了大量试验研究。采集了部分具有代表性地下溶洞、岩溶破碎、溶缝雷达图像信息，也积累了丰富的地质雷达探测桥梁桩基地下岩溶洞

穴经验，为桥梁桩基岩溶检测中地质雷达点测法的应用提供了丰富的经验[2]。

另一方面，在桥梁桩基岩溶检测中合理利用地质雷达点测法，可以在短时间内获得直观地质雷达图像。高分辨率地质雷达图像的应用，可以帮助桥梁桩基工程勘测人员了解桥梁桩基地下岩溶异常特征。结合典型地质雷达图像数据，可获得明确的地下溶洞埋深、空间分布形态及规模信息，为整体桥梁桩基工程设计及施工作业平稳进行提供保障。

地质雷达点测法在桥梁桩基岩溶检测中应用措施

桥梁桩基工程概述

某特大型桥梁DK38+562-800段钻孔处实验场地，从该区域已钻孔位置地质信息进行分析可得出该地段为泥灰岩强风化岩层，覆盖层厚度在13.0m左右。地表土体为硬塑性粉质粘土，层厚度在2.8m左右。同时在该特大型桥梁DK38+790.2左2.54m钻孔显示9.85~10.23m位置为泥灰岩发育中发育的岩溶孔洞。由于该工程施工地段表层覆盖层粉质粘土厚度与全风化泥灰岩厚度超出8.0m，采用普通路堑层岩溶钻孔勘测方式并不能取得良好的效果。因此，本工程可采用低频地质雷达组合天线的方式进行现场勘测。

地质雷达点测法在桥梁桩基岩溶检测中应用步骤

基于桥梁桩基地下灰岩地层岩溶裂隙发育复杂及横纵向跨度大的特点，工程勘测人员可采用加拿大EKKO140型地质雷达，选取中心工作频率为15~80MHz的天线，依据PR或者BD的布置方式，在桩基底部设置环型测线。并结合探测资料，进行必要频率域、空间域滤波、振幅恢复、侧壁干扰去除等措施，最终获得桥梁桩基地下地质结构及整体桩基面三倍桩径范围、五米深度内的岩溶发育情况[3]。

1762019年第06期（下）/总第548期

176

唐银海，刘晓云：地质雷达点测法在桥梁桩基岩溶检测中的应用

在具体地质雷达点测作业开展过程中，桩基勘测人员可以采用低频组合天线，以DK38+790.2左2.54m钻孔为核心。左、右各布置30.0m测线，总低频组合测线长度为60.0m，点距采用0.60m进行地质雷达点式精确测量。并逐步利用15.0MHz、20.0MHz、40.0MHz及75.0MHz不同低频天线组合进行单独测量。由于15.0MHz探测雷达图像显示雷达波形对浅层岩溶提及弱风化分界分辨率不高，且40.0MHz、80.0MHz雷达探测图像对钻孔异常及地层层位反映分辨率不高。因此，本次勘测主要选择20.0MHz雷达图像作为主要分析依据，20.0MHz下雷达地质具体测量结果如图1。

图120.0MHz地质雷达点测频率下勘测图像

依据上述图像可知，该桥梁桩基泥灰岩弱风化层埋深在13.8~14.7m左右，其上层覆盖岩石为全