瑞典 MALA 探地雷达应用——基底检测
时间:2020-3-18 查看次数:2544
实例 1:阳泉某桥梁基底检测
所用仪器:X3M 主机, 500M、250M 屏蔽天线。
现场照片
测线布置:沿直径方向点测
检测方式:点测
检测结果:在遂底较浅处发现小型溶洞,现场已验证
实例 2:某大桥
所用仪器:瑞典 mala 公司 ProEx 主机, 500M、100M 屏蔽天线。
试验测线布置:
为了对基底邻近空间岩溶发育情况全面探测,测线布置在平面上尽量覆盖基底开挖范围,在竖向上覆盖由于洞底岩溶发育可能影响的范围。因此,实际布置平面上布置了 3 条测线,即洞底面沿洞周布置 1 条环形测线,路线纵向和横向各布置 1 条直线测线;与地面倾斜45 度沿洞周布置 1 条环形测线,在洞底侧壁沿洞周布置 1 条环形测线。具体布置参见下图。每一条测线探测时往返探测。对基底纵横向测线采用 100M 和 500M 天线兼测。
不同探测方式对比
① 500M 天线侧壁顺时针点触发和时间触发对比
500M 天线侧壁顺时针时间触发 500M 天线侧壁顺时针点触发
如上图比较所示,时间触发和点触发的图谱基本一致,探测结果也基本相符。
② 正反往返探测对比
A、500M 天线侧壁顺时针和逆时针对比
500M 天线侧壁顺时针 500M 天线侧壁逆时针
B、500M 天线底板横向正方向和反方向对比
500M 天线底板横向正方向 500M 天线底板横向反方向
如上图比较所示,不论是在侧壁有明显空洞的地方进行往返探测,还是在洞底无明显空洞的地方进行往返探测,正方向和反方向的图谱均为反对称形式,往返相互应证。实施中,为了防止人为原因和其它原因引起探测结果的错误,确保探测结果的可靠性,建议探测时采用往返方向探测。
③ 不同频率天线对比
500M 天线侧壁顺时针 100M 天线侧壁顺时针
100M 天线底板正向正方向
如上图所示,对于灰岩地层,500M 天线在 5m(可达到 8m)探测深度范围内信号明显,能准确反映地基状况。对于灰岩地层,100M 天线在 10m 探测深度范围信号明显,能准确反映地基情况。但在侧壁探测时,100M 天线体积较大,且分辨率差,另外与侧壁接触不良,对探测结果影响较大。所以建议探测采用 500M 探测(实际上探测深度已足够,能充分满足有关要求,而无必要再用 100M 天线探测更深的深度),即能满足生产上相关要求。
结论
(1) 在桥梁桩基检测中,探地雷达资料反映的是桩基内部介质的电性分布情况。单一地使用探地雷达技术,在特定的地球物理前提下可以获得清晰的探地雷达图像异常,结合相关的工程设计和施工资料,通常可以获得理想的定量或半定量的解释成果;
(2) 采用地质雷达探测桥梁桩基基底下岩溶发育状况,与传统的地质钻孔方法相比较,是一种快速便捷、对施工影响小的探测方法,对不良地质状况的探测效果良好,但准确率不可能达到百分之百,对雷达图像异常情况的解释判断,需要积累大量的实际经验;
(3) 在实施探测的同时,可对采集到的雷达波形进行粗略判断,如发现异常状况,应反复探测并采用不同的探测方式确保探测的准确性;
(4) 采用 500MHz 天线可对桩基基底下方 6~8m 范围内的地质状况做出较好的判断,采用 100MHz 天线可对桩基下方 20m 范围内的地质状况做出较好的判断。不同的不良地质状况,可能有相似的雷达图像.因此,结合桩基周围地质观察,可以提高判断的准确性;
(5) 岩溶发育典型特征:致密灰岩的雷达图像特征是非常微弱的反射,其周期较黏土明显增大,在灰岩内的某些不规则强反射则是由于局部小裂隙充填的石英脉所引起;溶洞的雷达图像特征是被溶洞侧壁的强反射所包围的弱反射空间 ,溶洞底界面的反射则不太明显。当溶洞为空洞,洞体内雷达波几乎是没有反射的,当溶洞为充水时,会出现低频振荡信号。当溶洞充填覆盖物质时,则可见一组较短周期的细密的弱反射,这是洞内土体所产生的;溶蚀裂隙和溶洞并没有本质上的差异,当溶蚀裂隙仅仅是充水裂隙时,由于裂隙周围岩石破碎、充水,因此在裂隙上形成雷达波的强反射。发育在灰岩顶部的溶蚀裂隙,由于裂隙水对岩体的侵蚀,岩体下部结构发生变化,也可能形成局部的小空洞,因此在雷达波图像中这时可见到土层下部雷达波同相轴的错乱;空洞雷达图像特征在图像表现上为双曲线弧形强反射影像。
(6) 今后,进行桩底检测时,用 500MHz、250MHz 天线是较优配置。