岩土工程地质勘察中基岩完整性检测分析
摘要：本文结合某厂房建设场地的地质勘察工程，运用探地雷达对基岩完整性检测的方法进行了分析，以供参考。
关键词：岩土工程；基岩；完整性检测
前言
该厂房建设场地中挖孔桩孔底、独立基础（天然地基）下部5米的基岩完整性，及加压机房地表部分出露溶洞和1号挡墙边坡第1台设计标高以下10米范围的基岩完整性进行检测，目的是探明是否存在溶洞、溶槽、溶隙、涌水等对挖孔桩、独立基础及挡墙稳定的承载力造成较大影响的不良地质情况。
1工程地质概况
建设场地位于该市北部边缘地带，地貌上属构造剥蚀低山喀斯特地貌，地表多见石芽、溶蚀裂隙及沟槽出露。建设场地为半开挖、半填土，地形高低起伏。土(岩)层主要有第四系素填土（Qml）；二叠系下统栖霞、茅口组白云质灰岩（P1q+m）为场地主要岩层。场地整体基岩以中风化为主夹有全～强风化，岩体完整程度为较破碎~较完整，岩体基本质量等级为Ⅳ~Ⅲ。整个场地钻孔揭露深度范围内，未观测到稳定的地下水，仅见局部存在于第四系土层中的上层滞水，地下水位埋藏较深。地下水类型主要为基岩裂隙水。加压机厂房场地中有出露溶洞。
2地球物理特性
岩体中电磁波的传播特征主要取决于介质的电磁学性质，它包括导磁率μ、导电率σ和介电常数ε。部分常见介质的电性差异如下表1:
表1常见介质的相对介电常数、导电率、电磁波速度和衰减系数
3探地雷达检测原理
探地雷达（Ground Penetrating Radar，简称GPR）方法是一种用于确定地下介质分布的广谱电磁波技术。其利用天线向地下发射电磁脉冲，并接收由地下不同介质界面的反射波。电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度与波形将随所通过介质的电性质（如介电常数εr）及几何形态的变化而变化。根据接收到的回波时间、幅度和波形等信息，可判定地下介质的结构与埋藏体的位置与形态。其工作原理如图1示：
脉冲波的走时为：
式中：t—脉冲波走时（ns）
h—目标深度（m）
x—发射天线与接收天线的距离（m）
v—电磁波波速（m/ns）
常见的介质为非磁介质，在探地雷达的频率范围内，一般有 ，因此介质的电磁波速度为：
式中：c=0.3m/ns(光速)
—介质相对介电常数
当发射天线和接收天线相距很近时，检测目标深度的计算公式为：
目前常用的时域地质雷达测试方法有剖面法、宽角法、环形法、多天线法等。剖面法是发射天线(T)和接收天线(R)以固定间距沿测线同步移动的一种工作方法，应用最为广泛。剖面法的测试结果可以用地质雷达时间剖面图像表示，其横坐标记录了天线在地表的位置，纵坐标为反射波双程走时，表示雷达脉冲从发射天线出发经过地下界面反射回到接收天线所需要的时间。这种记录能够准确描述测线下方地下各反射界面的形态。需要指出的是，由于地下介质对电磁波的吸收，来自地下深处界面的反射波会由于信噪比过小而不易识别，这时可应用不同天线距的发射~接收天线在同一测线上进行重复测试，然后将测试记录中相同位置的记录进行叠加，以增强对地下深部介质的分辨率。
检测对象所赋存的地质条件和埋深是影响地质雷达检测效果至关重要的因素。检测对象所处深度超出雷达系统检测距离，就不能用地质雷达进行有效的检测；其次，检测对象的几何形态（高度、长度、宽度等）也影响检测的效果，因为检测对象的几何尺寸决定了雷达系统可能具有的分辨率，关系到天线中心频率的选择；再者，被检测对象的导电率和介电常数等也需掌握，因为这将影响到对能量反射或散射的识别；此外，在检测区域不应存在大范围的金属构件和无线电射频源，以免外界的干扰。在岩石介质中检测时，土（岩）层的不均匀性态应限制在一定范围之内，以免检测对象的响应淹没在土（岩）层性态变化之中而无法
识别。
4工作方法及测线布置
4.1工作方法
探测采用地质雷达物探手段及地质分析的综合方法对桩基底部5m以下岩体情况进行预测。地质雷达方法使用的是电磁波理论的一种方法，不同介质其介电常数具有差异性，因此对电磁波的反射在传播路径、电磁场强度、反射波走时、幅度等有不同特性，据此来推断介质的结构和界面的位置。本次预报采用美国SIR—3000型探地雷达，天线频率400MHz、100MHz，点测及连测相结合，量程250ns、450ns，采用64次叠加
4.2测线布置
4.2.1加压机房挖孔桩孔底雷达探测测线布置：桩端持力层布置4条测线，用A、B、C、D表示；
4.2.2加压机房承台基础雷达探测测线布置：承台基础布置6条测线，用A1、A2、A3、A4、A5、A6表示；
4.2.3加压机房6轴与7轴间出露溶洞雷达探测测线布置：布测线14条（测线a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、l、m、n），完成工程量126测线米；
4.2.4加压机房C线4轴~7轴间的地表下10米范围雷达探测测线布置：布置4条测线，用测线a、测线b、测线c、测线d表示，共完成工作量45测线米；
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