人工挖孔桩桩底探测方法与应用_pdf.pdf

地 震地 磁 观 测 与 研 究 第27卷 第2期 SEISM0LOGICALAND GE0MAGNETIC Vol27 NO2 2006年 4月 0BSERVAT10N AND RESEARCH Apr 2006 人工挖孔桩桩底探测方法与应用 张顺东 晁岱福 (中国济南250014山东正元地球物理勘测有限公司) 摘要 在石灰岩地区的建筑基础设计为挖孔桩时，需进行桩底岩溶探测。本文介绍了3种可行的 桩底探测方法，主要对地质雷达法与地震反射波法两种物探方法的基本原理及具体探测技术进行 了介绍，通过对物探方法与传统钻探法进行有效组合可以提高人工挖孔桩桩底探测的效率和准 确性。 关键词 地质雷达；地震反射波 ；岩溶；桩底探测；GPR 中闰分类号：TU435 文献标识码：A 文章编号：1003—3246{2006)02。0074—04 引言 建筑物在采用人工挖孔桩基础时，一般要求了解桩底以下约3倍桩径 (或5m)深度内的 地质情况，以确保桩孔基底承载力能达到设计要求。传统解决方法为按一桩一孔布置钻探孔， 随着物探技术在工程建设领域的普及应用，逐渐探索出可采用地震反射波探测法或地质雷达 探测法来解决这个问题。下面就分别对这 3种方法的工作原理及各 自的优缺点进行简单剖 析，供业内人士参考。 1 钻探法 该方法一般是在基桩挖孔完孔后架设钻机钻探，钻探至桩底 以下约5m深度。该方法优 点是比较直观，对于发现的异常层可取芯进行进一步分析，可确切了解地下地质情况。其缺点 Pf 是效率太低，在大规模桩孔同时开挖时，耗时太长。而且其了解 的只是钻探位置一孔的地质情况，无法避免对异常点的遗漏。 Pivl 1r M 2 地震反射波法 P2 2．1 工作原理 (张宗岭。2000) 1r 地震反射波法所研究的是弹性波在地层界面的反射。如图1 图 法线 所示，设整个弹性窨在岩石和岩溶的分界面M 处分成两部分。当 ， ． … ， … … ． ． ． ， 入射波传播示意 地震波垂直于界面传播时 ， 在反 面上产生反射纵 和 波。若分界面M上下介质的速度和密度乘积分别为 D』1 和 P22，则垂直入射时地震波的反 维普资讯 第2期 张顺东等：人工挖孔桩桩底探测方法与应用 75 射系数 R为 R = (9／1Pl一／92P2)／(IDll+ 9／2P2) 式中 乘积称为波阻抗。因为纵波法线入射情况下，只要 P。v。一P2v2≠0，总会存在波的反 射。从上式得出：当P1P2，v1v2时，R0，则反射波与入射波同相位。在桩基孔底测试 中，即反映出基底下部存在岩溶或破碎带等地质构造。当Pl=P2，v1=v2时，R=0，说明基底 下部介质均匀，不产生反射波。当P1P2，P。P2时，R0，反射波与入射波反相位，说明基 底的深部岩体比浅部岩体更致密、完好。显然，认真研究地震记录的波形、相位变化和振幅大 小，再结合频谱分析，即可定性推断基底岩石的结构构造及岩溶发育情况，之后，根据反射波时 距曲线方程，能进一步定量推算出地质体的深度。 2．2 工作方法 把激发和接收检波器均置于桩孔底，在孔底的东西南北中5个方位点进行零偏移反射波 波法采集数据，遇到桩孔直径过大或出现异常后增加观测点。 2．3 实例 济南某住宅楼场地工程地质勘察工作未按一桩一孔 布设勘察孔，以至于无法对所有桩底下伏基岩完整性和岩 溶发育情况做充分了解。为了查明桩底下伏基岩的完整 程度，对该楼 32