CN102955174A

CN102955174A - 地质雷达检测基桩孔底地质缺陷的方法及装置

Info

Publication number: CN102955174A
Application number: CN2012103836374A
Authority: CN
Inventors: 王波; 谭浩; 尹曜华
Original assignee: Hydrochina Guiyang Engineering Corp
Current assignee: Hydrochina Guiyang Engineering Corp
Priority date: 2012-10-11
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2032-10-11
Also published as: CN102955174B

Abstract

本发明公开了一种地质雷达检测基桩孔底地质缺陷的方法及装置，该装置包括地质雷达仪（1）并设有频率为270Mhz雷达天线（2），雷达天线（2）通过雷达天线连接电缆（3）与所述地质雷达仪（1）连接，并设有天线提升绳（4）和滑轮（8）用于雷达天线（2）的收放。本发明采用先进的地质雷达溶洞探测技术，充分利用基桩孔的结构特点，能检测桩孔底部及桩周10米范围内的溶洞，检测范围大、现场工作效率高、探测溶洞直观，避免了机械或人工打孔工作，可全方位地检测桩底及桩孔入岩深度范围内溶洞的存在、埋深及范围，为工程基桩桩孔验收提供了一种有效、快速的新方法。

Description

地质雷达检测基桩孔底地质缺陷的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种工程地质勘探方法及装置，特别是一种利用地质雷达检测基桩孔底地质缺陷的方法及装置，适用于城市建设、住户建设、水利水电、公路铁路和厂矿冶金等行业的基桩施工质量检查和验收工作。

背景技术

基桩是建筑物的基础，在建筑基桩施工中，一般先进行桩孔开挖，开挖至设计深度后，一般采用钻机（空压机或其他钻机）对桩孔底部进行一定深度（一般是5米～10米）的钎探，以确认桩孔底部无溶洞，这种规定是建筑质检部门为保证基桩安全而进行的行业规定，但基桩孔一般开挖较深、直径小，采用钎探的方法存在现场操作困难，并且钎探通常有一线施工工人操作，完全凭手感确定溶洞的存在，因此其准确性较差，受人的主观意识影响较大，存在一定的局限。因此，现有的检测基桩孔底地质缺陷的方法和装置还是不理想。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种利用地质雷达检测基桩孔底地质缺陷的方法及装置，使检测准确性较高，检测结果更加客观，且应用更为广泛。

为实现本发明的目的，本发明的一种地质雷达检测基桩孔底地质缺陷的方法，其中，该方法包括以下步骤：

1）选择具有16次以上叠加点扫描和连续扫描功能的地质雷达仪，配置尺寸不大于50cm、屏蔽、防水密封的频率为270Mhz雷达天线，二者用雷达天线连接电缆连接；

2）确认基桩孔底直径是否满足要求，测量桩孔开挖深度，确认是否达到设计深度，察看桩底是否积水、泥土，并清除至满足要求，同时保持桩孔底部积水深5～10cm；

3）在基桩孔底按照桩壁——桩底——桩壁的“U”型线路布置两条相互交叉的南北、东西雷达扫描测线；

4）设置地质雷达仪的参数，将雷达天线通过滑轮和天线提升绳下放至基桩孔底测量部位；

5）打开地质雷达仪进入点测量状态，沿着预定的两条交叉的“U”型雷达扫描测线进行雷达扫描，扫描过程保持测量点距准确和雷达信号叠加次数，保持桩孔底部浅水层与雷达天线耦合良好；

6）将获取的两条交叉的“U”型雷达扫描测线的数据传至计算机上，进行数据处理；

7）根据数据处理结果确认雷达波反射能量分布、有无反射波信息，如有反射波信息则计算反射波深度、范围，绘制桩底溶洞地质解释图。

同时，本发明还提供一种地质雷达检测基桩孔底地质缺陷的装置，包括地质雷达仪，其中，该装置设有频率为270Mhz雷达天线，雷达天线通过雷达天线连接电缆与所述地质雷达仪连接，并设有天线提升绳和滑轮用于雷达天线的收放。

进一步的，所述雷达天线在桩孔内雷达扫描测线为南北、东西交叉的“U”型测线。

本发明的检测方法的最小检测桩孔尺寸不小于100cm，孔深不限。可广泛应用于市政、住建、交通、水利水电等建设领域的建筑基桩验收工作，尤其是西南岩溶地区。本发明所用仪器设备为常规国产或进口地质雷达，所用天线为屏蔽、防水型单体270Mhz雷达天线，扫描设备轻巧、尺寸符合孔桩大小，现场易于操作、溶洞异常识别直观、工作效率高，适用范围广；设计的桩孔雷达扫描测线为南北、东西交叉的“U”型测线，范围覆盖了桩孔底部及入岩四周，保证不遗漏溶洞等地质缺陷；设计的15～25cm雷达扫描点距、桩孔底部注水5～10cm，大大改善了雷达天线与桩底的耦合条件，使探测范围和深度更大、雷达信号更强，保证了探测精度和深度范围；采用识别雷达反射波和测量雷达反射信号的技术来判定溶洞、确定溶洞深度位置和范围的方法科学合理、稳定可靠。本发明采用先进的地质雷达溶洞探测技术，充分利用基桩孔的结构特点，能检测桩孔底部及桩周10米范围内的溶洞，检测范围大、现场工作效率高、探测溶洞直观，避免了机械或人工打孔工作，可全方位地检测桩底及桩孔入岩深度范围内溶洞的存在、埋深及范围，为工程基桩桩孔验收提供了一种有效、快速的新方法。

附图说明

图1是本发明的雷达扫描检测原理图（东西方向）；

图2是本发明的装置连接图；

图3是本发明的雷达扫描测线示意图；

图4是本发明的雷达扫描图像示意图。

附图中的标记为：1-地质雷达仪，2-天线，3-雷达天线连接电缆，4-天线提升绳，5-孔底东西方向扫描测线，6-孔底南北方向扫描测线，7-基桩孔壁，8-滑轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

先看图1，图1展示的是本发明的东西方向雷达扫描的检测原理图，本发明的南北方向雷达扫描的检测原理图与东西方向雷达扫描的检测原理图类似。看图1、图2，本发明采用了一种地质雷达检测基桩孔底地质缺陷的装置，该装置设有频率为270Mhz雷达天线2，雷达天线2通过雷达天线连接电缆3与所述地质雷达仪1连接，并设有天线提升绳4和滑轮8用于雷达天线2的收放。看图1、图3，图1所展示的本发明的孔底东西方向扫描测线5，该测线是从桩壁——桩底——桩壁的顺序布置形成的“U”型测线，其中桩壁部分测线高度为1～3m，桩底部分测线宽度等于基桩孔底的直径R。看图3，孔底东西方向扫描测线5和孔底南北方向扫描测线6为两条相互交叉的测线，且两条测线均经过基桩孔底中心点。两条测线两端到达基桩孔壁7后沿基桩孔壁7向上延伸各自形成“U”型的测线，检测的时候从一侧桩壁开始扫描，然后扫描桩底，最后扫描另一侧的桩壁，形成桩壁——桩底——桩壁的扫描路线。

本发明实施时，先进行地质雷达仪1及雷达天线2配置，现场确定桩孔条件，然后按照桩孔“U”型测线进行雷达扫描，扫描完成后将得到的雷达数据输入计算机进行雷达扫描图像处理，最后绘制桩孔溶洞地质成果图。

具体的步骤如下：

1）选择具有16次以上叠加点扫描和连续扫描功能的地质雷达仪1，配置尺寸不大于50cm、屏蔽、防水密封的频率为270Mhz雷达天线2，二者用雷达天线连接电缆3连接；

4）设置地质雷达仪1的参数，将雷达天线2通过滑轮8和天线提升绳4下放至基桩孔底测量部位；

5）打开地质雷达仪1进入点测量状态，沿着预定的两条交叉的“U”型雷达扫描测线进行雷达扫描，扫描过程保持测量点距为15～25cm，保持雷达信号叠加次数，保持桩孔底部浅水层与雷达天线2耦合良好；

本发明检测中形成两个交叉的“U”型雷达扫描图像，通过识别“U”型雷达图像的雷达反射波信号或测量雷达反射信号的强度，判定孔底和孔周是否存在溶洞、溶洞的埋藏深度和范围。如图4所示，图4展示的是本发明的桩底雷达扫描图像和两个侧壁的雷达扫描图像，图中左边和右边展示的是两个侧壁的雷达扫描图像，下部展示的是桩底雷达扫描图像，从图中可以清晰看到桩底雷达扫描图像中存在溶洞时的雷达发射效果，从而很快就能判定溶洞的位置、大小等情况。

以上只是本发明的一个具体应用范例，本发明还有其他的实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本本发明所要求的保护范围之内。

Claims

1.一种地质雷达检测基桩孔底地质缺陷的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

1）选择具有16次以上叠加点扫描和连续扫描功能的地质雷达仪（1），配置尺寸不大于50cm、屏蔽、防水密封的频率为270Mhz雷达天线（2），二者用雷达天线连接电缆（3）连接；

4）设置地质雷达仪（1）的参数，将雷达天线（2）通过滑轮（8）和天线提升绳（4）下放至基桩孔底测量部位；

5）打开地质雷达仪（1）进入点测量状态，沿着预定的两条交叉的“U”型雷达扫描测线进行雷达扫描，扫描过程保持测量点距为15～25cm，保持雷达信号叠加次数，保持桩孔底部浅水层与雷达天线（2）耦合良好；

2.一种地质雷达检测基桩孔底地质缺陷的装置，包括地质雷达仪（1），其特征在于：该装置设有频率为270Mhz雷达天线（2），雷达天线（2）通过雷达天线连接电缆（3）与所述地质雷达仪（1）连接，并设有天线提升绳（4）和滑轮（8）用于雷达天线（2）的收放。

3.根据权利要求2所述的地质雷达检测基桩孔底地质缺陷的装置，其特征在于：所述雷达天线（2）在桩孔内雷达扫描测线为南北、东西交叉的“U”型测线。