地质雷达法在地基灌浆处理评价中的应用

地质雷达法在地基灌浆处理评价中的应用

胡磊磊

1.核工业柳州工程勘察院广西柳州545005；2.广西地球物理勘察院广西柳州545005

摘要：通过对康馨茗园项目采集到的地质雷达及钻孔查证资料分析，了解拟建楼房地基经灌浆处理后，基础下基岩5m深度范围内是否还存在有溶洞、岩溶裂隙发育带以及它们的赋存空间位置情况。证明地质雷达法在地基灌浆处理评价中有着良好的应用前景。

关键词：地质雷达法；地基灌浆处理评价；应用

1前言

拟建康馨茗园工程，地面以上高30F，设一层半地下室，拟采用片筏基础形式，利用中～微风化白云质灰岩作为持力层，筏板厚度为1.0m。基础已开挖至基岩面，根据地质勘察报告揭示，场区岩溶较发育，业主此前已委托施工单位对场区东西两侧浅部岩溶发育区域进行地基注浆处理，地基处理方案采用双液化学注浆方法进行封堵隔水及加固处理，共18个注浆孔。首先利用高压水对溶洞内的土体进行切割、溶化、清洗，使溶洞内土体被带走，然后再注入纯水泥浆，将溶洞充填或与洞内物体胶结。注浆材料采用水泥浆(水灰比0.5：1)、水玻璃（水玻璃：水泥=0.1：1）。在注浆结束14天后，采用物探与钻芯相结合的方法进行注浆质量检验，以保证溶洞顶板中～微风化白云质灰岩厚度大于5m。

通过对采集到的地质雷达及钻孔查证资料分析，了解拟建楼房地基经灌浆处理后，基础下基岩5m深度范围内是否还存在有溶洞、岩溶裂隙发育带以及它们的赋存空间位置情况，为设计与施工提供必要的参考资料。

2地质-地球物理特征

根据工作区现有地质资料揭露，场地内基础已开挖至基岩面，岩层为白云质灰岩。且根据地质钻探资料，结合我们本次的工作结果，电磁波由于在不同程度风化的岩石、充填溶洞、空溶洞及水泥石内传播的介电常数不同，其波速有较大变化。

3地质雷达法工作方法

本次物探勘探工作采用的方法为探地雷达法（高频电磁波法）。

探地雷达法（高频电磁波法）原理：

探地雷达作为工程物探检测的一项新技术，具有连续、无损、高效和高精度等优点。探地雷达由一体化主机、天线及配套软件等部分组成，根据电磁波在有耗介质中的传播特性，探地雷达以宽频带短脉冲的形式向介质内发射高频电磁波(几MHz-几GHz)，当其遇到不均匀体(界面)时会反射部分电磁波，其反射系数由介质的相对介电常数决定，通过对雷达主机所接收的反射信号进行处理和图像解译，达到识别隐蔽目标物的目的(见图1)。

反射信号的强度主要取决于上、下层介质的电性差异，电性差异越大，反射信号越强。

雷达波的穿透深度主要取决于地下介质的电性和中心频率。导电率越高，穿透深度越小；中心频率越高，穿透深度越小，反之亦然。

探地雷达数据处理包括预处理和处理分析，其处理流程如图2所示，其目的在于压制规则和随机干扰，以尽可能高的分辨率在探地雷达图像剖面上显示反射波，突出有用的异常信息（包括电磁波速度，振幅和波形等）来帮助解释。

探地雷达所接收的是来自地下不同电性界面的反射波，其正确解释取决于检测参数选择合理、数据处理得当、模拟实验类比和读图经验等因素。本次探查获得的异常介质层面反射信号均较为明显，便于判断。

本次探地雷达方法主要是对场地岩溶及裂隙发育带进行探测和分析。根据地质雷达所探测的时间剖面图，通过接收到的反射高频电磁波分析，在溶洞或岩溶裂隙发育带，易形成明显的弧型异常或多次反射现象。

5资料解释与成果分析

场区西侧灌浆处理区域，从地质雷达及钻探查证的资料来看，评价该区域经灌浆处理效果较好，浅部5m深度范围内无较大的溶洞及溶槽存在，局部表面有一些硬塑状黏土覆盖；场区东侧灌浆处理区域，因该区域溶沟（槽）等较发育，充填物主要为硬塑状红黏土，灌浆处理难度较大，经过地质雷达勘探以及钻探查证，评价该区域经灌浆处理取得明显效果，但浅部5m深度范围仍然存在一些溶槽及小溶洞的存在；另外在场地北侧，推断有一些浅部的溶槽及溶洞发育。

图323线地质雷达剖面图

综合上述物探及钻芯情况，经水泥灌浆加固处理后，注浆孔约1m直径范围的地下溶洞（隙）基本被水泥石充填，距离注浆越远，水泥石充填情况越差。

6地质雷达法在地基灌浆处理评价中的应用效果及前景

从以上的例子可以看出，地质雷达法在地基灌浆后的场地所探测的时间剖面图，通过接收到的反射高频电磁波分析，在溶洞或岩溶裂隙发育带，有明显的弧型异常或多次反射现象。由此可见，地质雷达法在地基灌浆处理评价中是一种行之有效的物探方法。

参考文献

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［2］杨天春，冯建新，王战军．探地雷达在桥塔塔基岩溶勘查中的应用及信号分析［J］．物探与化探，2011，35（2）：280-284．

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