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擋墻病害無損檢測技術(shù)探討

文檔作者：王映娟文檔來源：甘肅白銀市市政工程管理處		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年08月18日
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擋墻病害無損檢測技術(shù)探討
王映娟
(甘肅白銀市市政工程管理處，甘肅白銀730900)
摘要：在分析地質(zhì)雷達檢測原理的基礎(chǔ)上，給出了
擋土墻地質(zhì)雷達檢測方法、作業(yè)程序、資料的處理與解釋
流程。同時對檢測數(shù)據(jù)誤差和檢測數(shù)據(jù)的質(zhì)量進行了分析
評價。文中提出的擋墻綜合檢測方法與技術(shù)對既有擋墻質(zhì)
量檢測提供了很好的借鑒。
關(guān)鍵詞：地質(zhì)雷達；擋土墻；質(zhì)量；檢測
中圖分類號：TU413．6+2 文獻標識碼：B
文章編號：1672—401】(2012)06—0130—03
1檢測原理
地質(zhì)雷達(Ground Penetrating Radar簡稱GPR)，是一種
對地下的或物體內(nèi)不可見的目標體或界面進行定位的電磁
波技術(shù)。探地雷達作為鐵路擋墻質(zhì)量無損檢測的一項新技
術(shù)，具有連續(xù)、高效、高精度等優(yōu)點。地質(zhì)雷達探測儀由
一臺外部Pc機、控制單元、發(fā)射器、接收器組成，控制單
元與發(fā)射器和接收器之間光纜連接，控制單元與外部Pc機
之間用通訊電纜連接。其基本原理是通過發(fā)射天線、接收
天線以及儀器和計算機共同工作。采集祥點時，首先由控
制單元分別給發(fā)射器和接受器發(fā)出一個控制信號，發(fā)射器
接受到該信號后，通過發(fā)射天線(T)向墻上某一測點發(fā)射一
定主頻的電磁脈沖波，電磁脈沖波在各種介質(zhì)(墻土圬工、
墻后反濾層及墻后巖土)的傳播過程中，遇到不同介質(zhì)的物
性分界面(電阻率、介電常數(shù)的差異分界面)時，發(fā)生波的
反射，反射波由接收天線(R)接收，通過控制單元和計算
機接收經(jīng)光纜由接收天線傳送的反射波信號，并在計算機
中存儲每一個測點上波形序列的振幅及波的雙程走時
(／xt)，根據(jù)電磁波在介質(zhì)中的傳播速度及波的雙程走時，
采用公式D=V×△t／2，求出反射面的深度。沿墻面豎向
布置的測線以極精細的控制間隔勻速移動天線，控制單元
即可采集到～條測線上的所有測點相應(yīng)的波形序列，形成
一整條測線的雷達剖面記錄，通過對雷達剖面記錄的分析
與計算，即可得到擋墻的厚度、質(zhì)量情況。
2 檢測方法
地質(zhì)雷達檢測采用剖(斷)面法，即發(fā)射天線(T)和接收
天線(R)以固定間隔沿剖面線同步移動檢測，獲取各檢測
工點連續(xù)的雷達檢測剖面圖。雷達檢測剖面線垂直墻體走
向布置，測線的間距原則上為10 nl，個別視擋墻高度及檢
測質(zhì)量等情況調(diào)整，具體見圖1所示。
3擋墻綜合檢測方法與技術(shù)
3．1檢測作業(yè)程序
作者簡介：王映娟(1973一)。女，陜西渭南人，工程師，畢業(yè)于長春建
筑高等?？茖W(xué)校，工作領(lǐng)域：市玫工程建設(shè)。
檢測作業(yè)程序分三個階段進行，即準備工作、現(xiàn)場檢
測和勘察、資料整理分析與評估。
＼ ＼
、、
牛斗
圖1擋墻檢測線布置示意圖
3．1．1 準備工作
收集檢測工點的設(shè)計和竣工資料(施工設(shè)計圖、竣工
圖、擋墻設(shè)計的物理力學(xué)參數(shù)和擋墻尺寸表、設(shè)計說明以
及相關(guān)的地質(zhì)資料)、里程的相互關(guān)系，并征求工務(wù)部門相
關(guān)意見等。對已收集的資料進行分類和分析，策劃并制定
現(xiàn)場檢測與勘察工作的細則。根據(jù)本次擋墻無損檢測的技
術(shù)要求和滿足工期的需要，對檢測設(shè)備(地質(zhì)雷達及其配套
設(shè)備和測量工具等)進行檢查和調(diào)試，確保檢測儀器及配套
設(shè)備在工作期間有良好的工作狀態(tài)。同時配備好相應(yīng)的檢
測技術(shù)人員和輔助工作人員，
雷達檢測技術(shù)性強，該項目工作由專業(yè)物探工程師擔
任，現(xiàn)場測繪與調(diào)查、綜合評估等由巖土工程和水工環(huán)工
程技術(shù)人員完成，一般性輔助工作由工人承擔。本次實際
配備4名專業(yè)工程技術(shù)人員(其中高級工程師2名)，輔助工
作人員5名。
3．1．2 現(xiàn)場檢測和勘察作業(yè)
現(xiàn)場檢測包括擋墻的雷達檢測和工程地質(zhì)調(diào)查與測繪、
已有資料收集兩方面。地質(zhì)雷達儀檢測：①對擬檢測的路
塹、路肩擋墻，先測量出檢測剖面線的工點位置并用紅油
漆在墻面上作標記，分別標上編號，標注測線里程，并與
相應(yīng)雷達數(shù)據(jù)文件對應(yīng)記錄；②用地質(zhì)雷達對各工點進行
檢測，同時根據(jù)外接Pc機雷達圖象的適時監(jiān)測，對反映有
明顯地質(zhì)病害的工點，進行加密測線檢測；③對出現(xiàn)空洞、
開裂、砂漿脫落的擋墻，輔以簡易勘探(釬探)，迸一步查明
和驗證墻體質(zhì)量、厚度及墻后反濾層或巖(土)體的材料或
特性。
工程地質(zhì)測繪和資料收集：地質(zhì)測繪主要通過現(xiàn)場踏
勘和實地測量，了解周邊地質(zhì)環(huán)境背景條件情況、擋墻幾
何尺寸(長度、高度、頂面寬度)、墻背巖土體及反濾層材料等
資料：①分工點進行地形、地貌和工程地質(zhì)測繪，重點了
解地質(zhì)環(huán)境、地層巖性、風化狀態(tài)、巖土物理力學(xué)性質(zhì)、
地下水出露情況等。對不良地質(zhì)隱患的危險工點和高擋墻
地段作為測繪重點；②對既有擋墻長度、高度、頂面寬度
等進行丈量；③調(diào)查墻體圬工類型(漿砌片石或混凝土)、
墻體、片石及漿砌外觀質(zhì)量、泄水孔及其出水情況；④通
過測繪調(diào)查，對擋墻整體安全性初步做出現(xiàn)場感官判斷；
萬方數(shù)據(jù)
⑤對存在不良地質(zhì)隱患的工點，通過地質(zhì)測繪手段，初步
查明不良地質(zhì)的類型、性質(zhì)及規(guī)模，為室內(nèi)分析判斷收集
必要的資料；⑥分別收集各工務(wù)段管轄內(nèi)擋墻的設(shè)計、竣
工及有關(guān)資料。
3．1．3 資料整理分析與評估
對收集的竣工資料和現(xiàn)場采集的各類檢測、勘察資料
和圖表進行詳細、系統(tǒng)的整理，繪制各工點擋墻的基本輪
廓尺寸、圬工質(zhì)量及地質(zhì)相關(guān)的圖表，并從擋墻現(xiàn)狀和工
程地質(zhì)條件出發(fā)，進行必要的穩(wěn)定性分析檢算，繪制成表
格。在此基礎(chǔ)上，對檢測擋墻的總體安全性，采用定性分
析(宏觀判斷)與定量分析(穩(wěn)定性檢算)相結(jié)合的方法進行
綜合評估，并提出處理意見和建議，最終編寫成評估報告。
3．2 雷達檢測資料處理與解釋
3．2．1 電磁波傳播速度的確定
電磁波在擋墻內(nèi)的傳播速度取決于墻體的相對介電常
數(shù)8，，8，的確定由已知墻體的厚度D反演求得：
。=扣=÷老出
式中，D為已知墻體厚度；V為磁波的傳播速度，在高阻
介質(zhì)中主要取決于介質(zhì)的相對介電常數(shù)占，。
、=C，o 8f
式中，C為光的傳播速度，△為電磁波的雙程走時。
在現(xiàn)場選取有代表性的不同材料墻體(已知厚度)和確
認的墻背巖體性質(zhì)進行測試標定，求得墻體圬工、巖土等
相關(guān)介電常數(shù)占，與墻體的含水率、砂漿飽滿度及片石電導(dǎo)率
等因數(shù)有關(guān)。平均相對介電常數(shù)占，=6．8，由此可得電磁波
在墻體內(nèi)的平均傳播速度V=11．5 cm／ns；而對于砂漿不飽
和墻體相對介電常數(shù)的變化范圍則為1．6—5．3，電磁波傳
播速度在13～23．7 em／ns之間。
3．2．2雷達圖象識別與解譯
地質(zhì)雷達圖象解釋的基本原則：
(1)掌握地質(zhì)雷達反射波的特點。①相對介電常數(shù)的
確定：檢測前在現(xiàn)場選定合適路段(砂漿膠結(jié)良好的墻體、
砂漿膠結(jié)不良的墻體)進行標定檢測，確定墻體、墻后反濾
層及巖土、空隙的電阻率和相對介電常數(shù)。據(jù)實測及驗證
資料分析，漿砌片石墻體的相對介電常數(shù)值8，=4～8之
間，平均相對介電常數(shù)s，：6．8，巖土的相對介電常數(shù)值占，
=9—16之間；空隙的相對介電常數(shù)值占，=l；水的相對介電
常數(shù)占，=81；②據(jù)地質(zhì)雷達反射界面的清晰程度判斷墻體
砌筑質(zhì)量：當墻體砌筑砂漿飽滿時，擋墻成為一個良好的
整體，與墻背回填物有較大的物性差異，此時雷達反射界
面清晰，有序；反之，當墻體砌筑砂漿不飽滿或干砌時，
由于墻體內(nèi)存在較多、較大的空隙，電磁波散失，形成不
規(guī)則反射，雷達反射界面就不清晰，因而增加了分辨難度；
③據(jù)地質(zhì)雷達反射信號的強弱判斷有無反濾層：由于反濾
層由砂夾碎石組成，其介電常數(shù)與墻體的介電常數(shù)差別較
填土小，所以有反濾層的雷達圖像，墻后反射界面的反射
信號不強，而無反濾層的反射信號很強，以此來判斷是否
填筑反濾層；④據(jù)反射波振幅、相位、頻率特征判斷回填
層：回填物一般大小不一，空隙度大，充填空氣，回填物
與石塊之間存在較大的電性差異，故反射波波形凌亂無序
列、振幅強、同向軸雜亂。
(2)充分掌握地質(zhì)資料，識別干擾波。
(3)充分利用時間剖面的直觀性和范圍大的特點。縱
觀整條測線，重點研究強振幅、能長距離連續(xù)追蹤、波形
穩(wěn)定的特征波，識別雷達數(shù)據(jù)剖面的主要特點。
(4)識別擋墻可視目標體和非可視目標體的反射，并
結(jié)合工程地質(zhì)資料進行地質(zhì)解釋。
4典型的地質(zhì)雷達圖像及判別
根據(jù)雷達圖像的識別原則和方法，下面給出幾組典型
的地質(zhì)雷達圖像及判別說明。
(1)典型的地質(zhì)雷達圖像。圖2(a)擋墻為混凝土擋
墻。紅色標注線為擋墻的墻體與圍巖(土)的分界面；該雷
達圖像清晰、有序，缺陷反映明顯，說明墻體質(zhì)量較好，
墻背的巖土體均勻、密實；同時在距墻頂3 m處0．5 m深
度存在一空洞。
(2)墻體、墻背回填層及巖土體分界面的雷達圖像
(圖2(b))，此圖由淺至深的解釋為：①o．0—0．6 m左右深
度范圍內(nèi)呈現(xiàn)出清晰的、可連續(xù)追蹤的界面(即紅色標注線
所示位置)，界面上下圖像差異明顯，該層雷達圖像顯示層
位清析、有序，推測為混凝土擋墻在雷達圖像上的反映；
②O．6—1．5 m左右深度(即紅色標注線與藍色標注線之
間)，該層范圍內(nèi)雷達圖像顯示層位零亂不規(guī)則、且連續(xù)性
較差，局部黑白分明，推測該同相軸為擋墻墻背的回填層
在雷達圖像上的反映；依據(jù)是回填層中填料的物理性質(zhì)、
形狀、大小不一，沒有層次感，且空隙較大；③1．5 m以下
深度(藍色標注線以下部位)為巖土體在地質(zhì)雷達圖像上的
反映，其依據(jù)是：當電磁波到達藍色標注線位置，電磁波
反射波能量增強，在藍色標注線上下存在明顯的分界面(即
物性差異)；巖(土)體多表現(xiàn)為顆粒均勻，粒徑較小，在一
定厚度范圍內(nèi)可視為一個均勻質(zhì)體，電磁波在其中傳播是
元斷面波，繞射波等突變反射波發(fā)生，反射波同相軸對比
較好，故山體的全、強風化層表現(xiàn)在雷達圖像上為多組彼
此近似平行、規(guī)則的條紋。
(3)墻體病害的識別。當墻體比較完好，墻體中沒有
空洞、裂隙等不良病害時，砌石與砂漿可看作一個均質(zhì)體，
在雷達圖上反映的是條紋比較規(guī)則，且連續(xù)性較好圖像；
當墻體中存在空洞、裂隙等不良病害時，由于空洞、裂隙
與墻體的介電常數(shù)存在明顯差異，故電磁波到達空洞、裂
隙和襯砌質(zhì)量不同的界面時會產(chǎn)生反射現(xiàn)象，根據(jù)病害體
的大小、形狀及在墻體中的位置，在地質(zhì)雷達圖反映為圖
像條紋不規(guī)則或黑白分明。
從圖2(c)可以看出，在距墻頂1．5 m段0．4 m深度左
右存在空洞，該空洞在地質(zhì)雷達圖上反映非常明顯，清晰。
圖2 典型的擋墻地質(zhì)雷達圖像
萬方數(shù)據(jù)
(4)墻體與墻背含水的識別。水的介電常數(shù)為8l，遠
大于一般巖(土)體的介電常數(shù)，因此含水后的巖(土)體產(chǎn)
生很強的反射信號，故區(qū)分這兩種介質(zhì)較為容易。
墻體厚度的確定。首先依據(jù)雷達圖像特征確定目標體
(本次探測目標體為墻體)與非目標體(山體及回填層)的分
界面，并將擬讀取的目標體的相對介電常數(shù)占，(8，通過標定
求得)輸入計算機，計算機可以通過IDS地質(zhì)雷達測試專用
IDSGRED／IN／LAYERING軟件將記錄的時間剖面依據(jù)下列
公式：
口】^， Di=竿(i=1、2、3?··)
二
計算轉(zhuǎn)變?yōu)樯疃绕拭?，然后采用人機對話的方式讀取
反射面上各點的深度，該深度即為墻體各點對應(yīng)的厚度。
應(yīng)用專用軟件將厚度數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖砀裰小?
5 檢測數(shù)據(jù)誤差分析和檢測數(shù)據(jù)的質(zhì)量評價
現(xiàn)場雷達檢測資料的誤差來源于以下幾個方面：①讀
取反射波雙程走時存在一定的人為誤差。但經(jīng)過多次讀取，
然后取其平均值可以將該誤差影響降低到最低限度；②地
質(zhì)雷達圖像解釋過程中是以假設(shè)天線勻速運動為前提，而
實際在野外雷達數(shù)據(jù)采集過程中，天線的移動很難保持絕
對勻速，造成定位誤差。這種誤差一般很難避免，只有在
雷達信號野外采集過程中，盡可能使移動保持勻速，從而
降低由于天線不均勻移動而帶來的誤差；③電磁波在砂漿
不飽和墻體中的速度誤差，該誤差是解釋結(jié)果的最大影響
因素。因為墻體砂漿不飽和，墻體內(nèi)形成較多空隙，電磁
波反射不規(guī)則，界面不清晰，增加了界面分辨的難度，且
電磁波的傳播速度變化范圍較大，難于準確確定。而在砂
漿飽和墻體中，介質(zhì)相對單一，電磁波波速能較準確的求
得。在圖像解釋過程中，一般應(yīng)用驗證結(jié)果調(diào)整參數(shù)并仔
細讀取反射波雙程走時來降低誤差。
為保證測試數(shù)據(jù)的準確性和雷達參數(shù)調(diào)整的合理性，
檢測過程中，選擇擋墻砌筑材質(zhì)和厚度不同而墻體已知的
地段進行對比驗證是非常必要的。本次檢測工作根據(jù)現(xiàn)場
實際情況，分別選擇了三處的擋墻進行驗證檢測。詳見表
1。
表1 墻體實際厚度與地質(zhì)雷達測量厚度對比一覽表
工程測線
測點位置
實測厚度雷達檢測厚度誤差
(墻頂以下)
名稱里程(era) (era) (％)
(m)
A l+400 l 71 74 4．23
B 1061十350 1 140 134 4．29
C 17+060 l 59 61 3．39
經(jīng)對比分析，排除偶然誤差，現(xiàn)場墻體實際厚度與地
質(zhì)雷達測量厚度誤差在3，39—4．29％之間，差異較小，本
次檢測工作精度滿足要求。[ID：7803]
參考文獻：
[1] 李二兵，譚躍虎，段建立．地質(zhì)雷達在隧道工程檢測中的應(yīng)用
[J]．地下空間與工程學(xué)報，2006，2(2)：268—270．
[2]黃成光．公路隧道施T[M]．北京：人民交通出版杜，2001．
[3]楊新安，黃宏偉．隧道病害與防治[M]．上海：同濟大學(xué)出版社。
2003．
[4] 毛海和．地質(zhì)雷這應(yīng)用于隧道健康診斷的試驗研究與實例分析
[D]．上海：同濟大學(xué)。2004．
[5] 李華．公路隧道襯砌健康狀態(tài)地質(zhì)雷達檢測的分析軟件開發(fā)
與應(yīng)用[D]．上海：同濟大學(xué)，2006．
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(上接第120頁) 壓實補強的作用，兩者的影響深度可達到1．5 m左右。
(3)樁體的加強作用?；彝劣不纬删哂兴€(wěn)定性的
樁體，土樁面積占地基處理面積的8—23％，樁間土占77
～92％，其樁身強度及變形模量均比樁問土明顯提高，因
此荷載向樁上產(chǎn)生應(yīng)力集中，并對樁間土產(chǎn)生側(cè)向約束，
使復(fù)合地基承載力提高，消除了持力層內(nèi)產(chǎn)生大量壓縮變
形和濕陷變形的不利因素。
2．3沖擊碾壓法
2．3．1沖擊碾壓法概述
沖擊碾壓法是采用沖擊壓路機對地基進行沖擊碾壓，
它是一種沖擊和搓揉作用相結(jié)合的地基土壓實方法。沖壓
碾壓法利用強大的沖擊力對路基有很深的壓實效果，經(jīng)過
沖壓后可以減少路基施工后的沉降和不均勻沉降產(chǎn)生，能
提高路基整體強度和均勻性，沖壓后可形成一個1 m左右
連續(xù)穩(wěn)定的承載層，并在沖壓的同時，還能對原地面起到
一個全面檢測的作用。
2．3．2 沖擊碾壓法加固機理
沖擊壓實機由牽引機和壓實輪組成，壓實輪有三邊、
四邊、五邊和六邊形等形狀以及實體及可填充式等類型。
壓實輪在牽引力F的作用下向前滾動，滾動時利用壓實輪
重心的上下移動所產(chǎn)生沖擊勢能以及壓實輪以一定速度旋
轉(zhuǎn)所提供的動能作用于被壓土體上從而達到消除濕陷性、
3 總結(jié)
工程實踐證明，以上三種方法處理的深度各不相同，
均能滿足工程要求，但處理后的效果相差較大。強夯法處
理后土體的強度增加較為明顯?；彝翑D密樁與沖擊碾壓處
理后的土體強度增加倍數(shù)基本一致。
從造價和效果上綜合比較，強夯法與沖擊碾壓較為經(jīng)
濟，但強夯效果要更好一些。但兩者在噪聲污染方面相對
要嚴重一些，而灰土擠密樁與費用與樁長成正比，因此在
使用中須謹慎采用。[ID：7764]
參考文獻：
[1]鞏天真，岳晨曦．地基處理[M]．北京：科學(xué)出版社，2008．
[2]李永樂．巖土工程勘察[M]．北京：黃河水利出版社。2004．
[3]裴章勤．濕陷性黃土地基處理[M]．北京：中國鐵道出版社，
1992．
[4] 馮志焱，林在貫，鄭翔．孔內(nèi)深層強夯法處理濕陷性黃土地基
的一個實例[J]．巖土力學(xué)。2005，26(i1)．
[5]王吉利，劉恰林，沈興付，彭圣平．沖擊碾壓法處理黃土地基的
試驗研究[J]．巖土力學(xué)，2005，26(5)：755—758．

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