基于地质雷达探测的施工对相邻建筑物影响分析

刘金龙，浦琛琛，袁小军，毛东建

（江苏省建筑工程质量检测中心有限公司，南京210028)

1 引言

随着我国经济的迅速发展，大型建筑物、高速铁路、高速公路、地铁工程蓬勃兴建，不断朝着高层空间和地下空间方向发展。因工程建设对相邻建筑物造成影响的事件时有发生，建筑物受邻近施工的影响遭到一定的损坏甚至倒塌，对人们的居住环境和安全造成了一定影响，更重要的是在无法对建筑物损坏定性的前提下，会造成一定的社会恐慌。因涉及到人民群众的生命财产安全，受影响房屋的业主会对施工方提出一些过高要求，影响工程的正常进行，进而影响社会安定与工程建设。所以，首先要对房屋进行检测鉴定并定性，为房屋处理提供强有力的数据支撑。地质雷达法是近年来迅速发展起来的一种无损检测技术，具有快速、无损、连续检测、检测结果直观等特点[1～3]，该方法已经越来越广泛地应用于建设工程的各个领域，该方法的普遍应用对分析施工对相邻建筑物的影响提供了一个好的解决途径。通过对房屋损坏原因分析并提出有效的防范措施，可以减少或消除这类工程质量问题，减少社会影响。

2 某房屋受相邻施工影响分析

2.1 工程概况

某建筑为带裙房的5 层底框结构体系，裙房为单层，主楼与裙楼相对位置示意见图1、图2。该房屋东西向总长57.78m，南北向总宽13.94m，建筑功能为商住两用房屋，底层及裙房为商业用房，其余楼层为住宅用房，建造于20 世纪90 年代初期。该房屋裙房门前路面因施工局部塌陷，后对塌陷区域进行了混凝土回填。

图1 主楼与裙楼相对位置

图2 B轴柱牛腿详图

2.2 地质雷达探测

为了解该房屋主体结构的安全性，保障居民财产安全，根据相关规范要求以及实际情况，采用地质雷达仪对塌陷位置附近具备检测条件的部位进行地质雷达探测。根据现场探测深度、探测目标体类型及探测部位的不同，本次采用地质雷达仪配置600MHz 天线、200MHz 天线对该建筑（10-15）/（A-B）轴区域、（10-18）/A 轴南侧地坪下方进行探测，测线布置图如图3 所示。

图3 现场探测测线布置图

地质雷达由主机、天线和数据采集系统等几部分组成。根据电磁波在有耗介质中的传播特性，发射天线向隧道发射高频脉冲电磁波。电磁波在介质中传播时，其传播路径、电磁场强度和波形将随所通过介质的电性和几何形态的变化而变化，地质雷达主机将对此部分的反射波进行适时接收，对接收到的数据进行一系列处理后得到雷达图像，根据得到的雷达图像可探测隐蔽介质的分布和特征。电磁波在介质中传播时，当遇到存在电性差异的地下目标体，如空洞、分界面等时，电磁波便发生反射，返回到地面时由接收天线接收。在对接收天线接收到的雷达波进行处理和分析的基础上，根据接收到的雷达波形、强度、双程时间等参数便可推断地下目标体的空间位置、结构、电性及几何形态，对地下空洞、疏松缺陷进行探测。洞穴的反映波形一般是由许多细小的抛物线组成的一块较大区域，与周围波形存在明显差异。经分析，所测区域部分地坪混凝土层下方与土体交接处局部存在脱空现象，部分地坪下方土体局部存在疏松、空洞现象，详细检测结果如表1 所示，雷达图像如图4 所示。

表1 探测结果汇总表

图4 L5 测线地质雷达图像

2.3 混凝土柱头缺陷损伤检测

为了解主楼与裙楼交界处的B 轴处的牛腿现状，现场对有条件检测的底层混凝土柱柱头进行缺陷损伤检测。经检测，所测混凝土柱牛腿于悬挑端（牛腿部分承受裙房部分的荷载）可见开裂等损伤现象。详细检测结果见表2。

表2 混凝土构件缺陷损伤检测结果汇总表

图515/B轴一层柱牛腿西侧裂缝实况一

图615/B轴一层柱牛腿西侧裂缝实况二

2.4 结果分析

1）采用地质雷达法对该房屋（10-15）/（AB）轴区域地坪（裙房内部）、（10-18）/A 轴南侧（裙房外部）地坪下方土体进行探测。经探测，所测区域部分地坪混凝土层下方与土体交接处存在脱空现象，部分地坪下方土体存在疏松、空洞现象。

2）所测混凝土柱牛腿于悬挑端（牛腿部分承受裙房部分的荷载）可见开裂等损伤现象。

3）相邻施工会对原有建筑物引起不同程度的地面沉降，地面沉降达到一定程度时，就会影响周围建筑物的安全和正常使用，进而影响该范围内的建筑物，经探测，建筑物下方土体出现疏松、空洞现象。由于地基土体的变形而导致其外力条件和支承状态发生变化，而外力条件的变化又将使已有建筑物发生沉降、倾斜、断面变形等现象，经检测，原有建筑物主楼与裙楼交界处的B 轴处的牛腿多处出现裂缝。因此，外力条件和支承状态有无变化及变化程度，将随已有建筑物与临近施工的位置关系、地基土的性质、已有建筑物的结构条件和刚度等的不同而不同。

2.5 相邻施工影响预防措施

1）为保证原房屋施工期间及后续安全和正常使用，施工的基础深度一般不宜大于原有相邻建筑的基础埋深，当新基础大于原有基础深度时，两基础应该保持一定净距。

2）施工前，应认真研究地质勘察资料，与设计部门充分沟通，确定正确的施工方案，施工方案的制订必须针对施工工艺结合作业条件，对施工过程中可能造成的坍塌因素和作业条件做好预案，制订具体可行的措施，并在施工过程中付诸实施，防止周边建筑、道路等产生不均匀沉降。

3）施工降水可能导致相邻建筑物产生过大的沉降而影响其正常使用功能，根据施工周边环境确定正确的支护方案，利用支护方案对地下水控制，并采用局部回灌工艺。

4）已有建筑物周围不宜堆放大量建筑材料或土方等，以免地面堆载引起建筑附加沉降，从而影响到原有建筑物的安全。施工前和施工过程中应建立和加强对可能产生影响的毗邻建筑物的观测，跟踪记录其有无裂缝及其发生发展情况。若发现异常情况，应及时采取有效的相应技术措施。

3 结语

工程施工对邻近建筑物的影响已成为突出的社会问题。本文结合工程实际，运用地质雷达法对地坪下方土体进行探测。经探测，所测区域部分地坪混凝土层下方与土体交接处存在脱空现象，部分地坪下方土体存在疏松、空洞现象；并对主楼与裙楼交界处的B 轴处的牛腿现状进行检测，对后续处理相邻施工影响的评价以及处置具有现实意义和社会价值。同时，相邻施工影响可以通过适当的途径对其进行预测和控制，采取有效的技术措施，减少工程施工对相邻建筑物的影响。地质雷达法是近年来迅速发展起来的一种无损检测技术，具有快速、无损、连续检测、检测结果直观等特点，该方法已经越来越广泛地应用于建设工程的各个领域，该方法的普遍应用对分析施工对相邻建筑物的影响提供了一个好的解决途径。通过对原房屋损坏原因分析并提出有效的防范措施，可以减少或消除这类工程质量问题，减少社会影响。