探地雷达测试技术在房屋地基基础检测中的应用

马珂

摘    要：随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，分析了传统检测方法的不足，对探地雷达检测技术的原理进行了介绍，并从天线中心频率、测线布设、测线定位、测试速率等方面对探地雷达检测技术要点进行了详细阐述，提出了改进建议。

关键词：探地雷达;地基基础;混凝土;空洞;测试技术

1  引言

现阶段，城市建设加速，各类地下工程以及新建筑等不断增加，在建设时，会影响既有建筑物地基基础，极易削弱地基承载力。为了避免引发安全问题，需要对既有建筑物，进行地基基础检测，评定基础性能，做好加固处理。这需要合理运用检测技术，保证检测结果的真实性，为后续工作的开展提供帮助。

2  检测方法与过程

2.1  检测方法

我们在现场实地采用LTD-2000探地雷达与GC900M天线的组合检测装置。该检测装置主要由主机、天线等组成。其工作原理是，当探测雷达在工作状态的过程中，它往地底结构发射高频且特定调整好强度的电磁脉冲，当该电磁脉冲遇到特性不一样介质分界面时会出现散射以及反射的现象，该检测测试雷达会立即接收并记录这些检测信号，然后继续通过内部的信号处理，处理这些信号，这样便能了解地下地层具体的情况。如果检测过程中遇到当电磁波从混凝土地面传到下层地层机构时，交界面处两者贴合不好或者存在空洞的情况下，这会导致检测图像的幅值和相位发生异常变化，因此这样便可以发现该检测工程中的工程缺陷。

2.2  探地雷达测试原理

与探空雷达相似，探地雷达是通过向地面以下发送特定波长的高频电磁波，再通过均质地层介质时，可以实现稳定传播;但如果路基路面结构中存在孔洞或不同结构层分界面时，高频电磁波不能直接穿过，会产生反射和透射，通过接收天线将反射波接收后，进一步进行分析和处理后，通过软件和硬件分析得出不同的波形。

3  既有建筑物地基基础检测技术类型

（1）原位取样技术根据既有建筑物地基基础的物理性质，在进行检测时，可采取原位取样技术，通过土工试验，获得检测结果。具体操作时，选择在基础中间和周围选样。接着，进行对比试验，分析地基物理性质的变化情况。最后，判定基础性能。（2）剪切波速试验技术在地基基础检测实践中，根据剪切波速可以获得物理力学相关指标参数。在进行检测时，根据获得的土层空隙率和总体容量，获得场地固定周期信息，进而明确场地分类以及相关内容。在地基检测时，运用剪切波速试验技术，必须要按照技术规范以及准则，做好技术要点的把控，保证检测结果的真实性。（3）低应变动力测试技术在地基基础检测实践中，进行桩身检测，采用低应变动力测试技术，能够获得不错的成效。（4）探地雷达测试技术基于技术原理，选择桩基础作为样本，对桩基础侧面，使用雷达测试技术，开展桩位检测分析，能够获得桩基的位置以及埋置深度。

4  检测数据处理

4.1  图像分析

在本节中，就本次现场检测中出现的典型雷达图象进行详细说明。（1）正常情况：整体表现情况为该土层的连续性较好，从图中看出混凝土地板与戈壁土层之间的分界面特别清楚。

（2）虚假异常：这种虚假异常主要是由地面上插入地层的障碍物（如电线杆等）引起的异常。这类异常主要表现为连续性突然中断，从上往下的检测雷达所反映出来的波形发生错乱，但这种虚假异常通常不是施工质量的判断依据。我们在现场实地检测时，该探地雷达工作到相对应的点时，会随时记录该具体位置与测量文件的倒数，在最后出检测报告时，能够避免将该点发生的异常情况判断为质量异常。（3）局部空隙或空洞：当混凝土层与戈壁土之间存在空隙或尺度较小的空洞（小于3cm）时，雷达波局部信号突出，空隙或空洞区域雷达发射信号不受其他信号干扰，无重叠现象，附近区域地层结构无明显突变。（4）大尺度空洞区：当混凝土层与戈壁土之间存在尺度较大的空洞（大于3cm）时，雷达波信号突出，空洞区域雷达发射信号不受其他信号干扰，无重叠现象，附近区域地层结构有明显突变。

4.2  检测结果

对建筑地基基础进行检测时，我们发现地基基础主要空洞病害（5cm以上）分布在东侧地沟一线及其附近、中部南北通道、西侧地沟一线及其附近、西北侧边墙下侧。其他区域存在多处空洞，空洞高度从1cm～10cm左右不等。通过现场检测并开挖，发现：LD4和LD5东侧猪栏混凝土下层存在长达1.5m南北向空洞区、东侧地沟混凝土下层存在长度超过7.5m的南北向空洞区。东南角开挖后发现，地下黄土层已经超饱和（呈泥状）。西北侧边墙下侧开挖结果表明，存在大范围东西向、高度约3cm～10cm的空洞区。检测结果表明，被检房舍混凝土层与戈壁土之间存在大量空洞区，且部分粉土层有可能已沁水，甚至达到超饱和，因此存在房舍发生沉降的可能。建议建立长期变形量测机制，监测房舍外部和内部的变形沉降趋势，以防止发生可能的整体灾害性事故。

5  建筑地基探地雷达检测注意事项

与传统的建筑地基检测技术相比，探地雷达无损检设备携带方便、检测效率高、精准度高、不破坏道路结构，在工程建设中得到了广泛的应用。虽然探地雷達检测技术具有很多技术上的优势，但在使用探地雷达进行建筑地基检测时，由于所面对的环境比较复杂，会受到很多外来因素的影响，为了提高检测精度，尽可能降低检测数据的误差，重点注意回波、路面介电参数、地面零点等参数，以达到提高检测效率和精准度的目的。（1）确定底界面的回波在使用探地雷达进行建筑地基检测前，首先通过提取界面同波信号源确定底界面的回波。现阶段，由于受到技术水平的限制，还不能准确区分路基界面与路面的反射波。检测过程中会产生干扰波，这就要求必须能够将检测波与干扰波区分开，并采取一定的技术手段抑制或找到干扰波，但前提是要准确确定底界面的回波信号。在检测过程中，我们探测图像上找到路面结构中最厚的位置，并进行对比分析。也可以通过对探测波形进行分析来确定，或者通过钻探的方法确定最厚位置。（2）确定电磁波的实际传播时间在准确确定底界面回波时间以后，还需要准确确定电磁波在建筑地基结构中的传播时间。同时，为了准确确定各个结构层的厚度，必须对各结构层的位置进行判断，以准确确定路面各结构层的厚度。

6  结语

我们通过探地雷达测试技术可以具体发现，该技术拥有检测图像清晰且较好成像等优点，并且可以探测到具体特定范围内的地下空洞，这样可以准确且清楚地反映房屋地基地下结构信息的空间变化特征，所以在房屋基地基础检测中有着广泛的应用空间和巨大的前景。

参考文献：

[1] 刘凯，郭惊春.探地雷达技术[J].工程兵工程学院学报，1996（2）：610.