地质雷达技术在高速公路软基加固探测中应用.doc

地质雷达技术在高速公路软基加固探测中应用 　　摘 要：依据X高速公路施工项目某土建标，初拟地质雷达探测内容及探测手段，来确定软基处理效果，并对地质雷达探测方式与现场探测实施进行了深度分析，最后结合数据处理与结果分析得出利用地质雷达探测 15m 以内的软基密实度，其探测精度与分辨率均能满足要求。 关键词：地质雷达；高速公路；软基加固 中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A 文章编号： 近年来，地质雷达技术在道路工程中的应用日趋广泛，得到人们的关注，国内外资料表明地质雷达很适用于路基结构检测。地质雷达系统在山区沟谷型软基加固效果探测中的应用原理与其在路基结构病害探测的原理基本相同，是通过软基加固处理以后，软土作为电磁波传播的介质体，由于其工程性质的变化而引起它本身的电特性的变化或者处理效果差异较大的两层软土电特性的差异比较大，在电磁波传播时会产生强烈的电磁波反射，通过对地质雷达图像进行分析解释，来确定软基处理加固的效果。 1工程概况 X高速公路施工项目某土建标段地处山间谷地，地势东高西低，呈窄带状，大部为农田，宽为 10m～50m，低洼沟谷地带一般覆盖 4~12 m 薄厚不均的粘土层，谷地地下水主要为孔隙潜水，长期饱水，软粘土呈液塑至软塑状，固结速度慢，地基承载力较低，一般 0.05~0.15 MPa。路线在该地带以路堤形式通过，路基填筑土由泥岩、砂岩块、碎石、角砾及粘土等组成，碎石粒径一般 60～200mm，填筑前一般先清除表层耕植土和淤泥,再分层填筑路堤，该路段一般利用塑料插板（固结排水）、土工格栅、反压护道等措施处理加固软基。 X高速公路某土建标段软基加固效果探测现场使用仪器是美国 GSSI 公司生产的 SIR-3000 型工程探地雷达系统，该系统是目前世界上较为先进的探地雷达系统，具有扫描快、低噪声、实时显示、携带方便等优点，既可连续探测，也可以点测，而且具有先进的滤波功能与信号放大功能。 2地质雷达探测方式与现场探测实施 2.1测量方法与参数选取 （1）测量方法 地质雷达在工程探测应用中，需要根据所要检测的目标体所处的环境和其特性进行了解和分析，从而选择合适的探测方式。地质雷达采用的是高频电磁波进行探测，其运动学规律与地震勘探方法类似。目前最常用的测量方法主要有三种：剖面法、透射法和宽角法。 （2）探测参数的选取 探测参数选择合适与否关系到测量的效果。探测参数主要包括天线中心频率、时窗、采样率、测点点距与发射—接收天线间距。 2.2现场探测 ① 测线布置 现场对X高速公路某土建标段填筑体进行了雷达探测，由于该场地填筑体是先填筑好中间段，后填筑好两端，故分两期对填筑体进行了地质雷达探测，其中中间段是重点检测地段。 测线布置见X高速公路某土建标段场地填筑体雷达探测测线布置图1：中间段纵向测线间距为 5m，横向测线间距为 10m，纵向测线有测线17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30 共 14 条测线，横向测线有测线 6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16 共 11 条。 图1X高速公路某土建标段场地填筑体雷达探测测线布置图 ② 物探工程完成量 从测线布置和工作方法上看，部分地质雷达工作量见表1。 表1 地质雷达探测工程量 3数据处理与结果分析 地质雷达资料的解释过程就是通过对剖面图的分析解析，择取有用的地质信息。 3.1 反射层的拾取 一般情况下是从垂直方向的测线开始，然后逐条进行测量。最后拾取的反射层必须保证可以在全部测线中保持连接，并且在全部测线交点上保持相互一致性。 根据勘探钻孔对应的位置与地下反射层波组特征划分反射波组以后，需要依据反射波组的相似性与同相性进行地质层的对比与追踪。 3.2 时间剖面的解释 在对比勘探钻芯与雷达图像资料的基础上，充分利用时间剖面范围大和直观性的特点，纵观整条测线，研究重点反射波组的特征及其相互关系，掌握反射特征波组的地质构造特征，其中特别需要重点研究特征波组的同相轴变化 3.3 地质雷达探测图像解释 对X高速公路某土建标段场地填筑体进行的探地雷达 100MHz 频率探测获得的物探资料，经过资料的分析、处理、解释，得到各测线下回填情况信息如下： 中间段为重点详查段，纵横向测线间距较密，纵向间距 10m，横向间距 5m，100MHz 频率探测，探测最大深度 15m。通过对场地中间段纵向测线 14 条和横向测线 11 条雷达探测资料进行处理分析，如图 2。 图 2 雷达探测图像 3.4软基处理效果地质雷达探测结论