本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种桩基基础多层岩溶溶洞的探测方法。
背景技术
基础工程是建筑工程的重要组成部分，地基基础工程的质量直接关系到整个建筑物的结构安全。桩基础是主要的基础形式之一，由于桩的施工具有高度的隐蔽性，因此桩基工程的设计、施工、质量检测等方面往往比上部建筑结构更为复杂，更容易存在质量隐患。桩基工程的质量问题将直接危及主体结构的正常使用与安全。
本项目所在的岔河大桥工程跨越岔河沟谷而设，基础设计为钻孔灌注桩，最大桩径2.8m，最大桩长51m，桩身穿越范围内地质溶蚀发育，多发育有溶洞及断层，个别临近河床桩基可能发育有地下暗河。在钻孔施工中很容易引起卡钻、埋钻、坍塌、偏孔等事故，在桩基混凝土灌注时容易引起混凝土流失、夹泥断桩、桩底混凝土不密实等情况，给施工造成极大困难。许多工程技术环节尚需要解决和检验。
为确保桩基施工的安全及质量，需要对桩基基础的岩溶分布情况进行探测，就当前国内外采用的探测技术的使用情况而言，存在局限性，并且各有优缺点，特别是由于西南岩溶山区地质构造发育、岩溶分层出现，往往靠单一的某种预测方法是难以把握的。因此，提高预报的准确性和及时性仍是国内外工程地质界需要解决的技术难题。
因此，有必要提供一种桩基基础多层岩溶溶洞的探测方法解决以上技术难题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种根据实际施工地形而产生的多种检测方法有效结合的桩基基础多层岩溶溶洞的探测方法，提高桩基质量。
本发明提供一种桩基基础多层岩溶溶洞的探测方法，包括地质分析法：为地质开挖中的地质素描，进行桩基穿越地质条件的预测；
地质雷达探测法：用于在桩基穿越地层的探测，采用线测和点测相结合的方法；
红外线温度探测法：用于隧道施工中超前防水预测预报；
声波反射法：用于桩基基础地层的探测；
地质钻探测法：利用钻机在桩基基岩面上进行地质钻探获取地质信息；
所述桩基基础多层岩溶溶洞的探测方法包括如下步骤：
1）采用地质分析法分析地质地貌；
2）随着基础开挖，采用红外线温度探测法和地质钻探测法确定地层岩石的性质和岩性的分布及分界面；
3）在以上所述基础上确定地质雷达和声波反射法测线和测点的位置；
4）在基础基槽开挖完成后，进行测线和测点划定，采用地质雷达探测法进行地质雷达的线性扫描；
5）其后进行声波反射法测试。
优选的，所述地质分析法是利用地质理论和作图法，将基础开挖揭露的地层岩性、地质构造、结构面产状、地下水出露点位置及出水状态、出水量、煤层、溶洞准确记录并绘制成图表。
优选的，所述地质雷达探测法采用cuii雷达进行探测，由所述cuii雷达的控制单元向地层发射一组以一频率为中心的高频电磁波，该电磁波在传播过程中，遇到不同介质分界面时，一部分电磁波能量会转换成反射波返回地面，另一部分能量则透过界面继续向前传播，再次遇到界面时，一部分电磁波产生反射波返回地面。
优选的，所述cuii雷达主要使用50m、100m非屏蔽天线。
优选的，所述红外线温度探测法在基础开挖岩面上，分上、中、下及左、中、右六条测线的交点测取9个数据，根据该9个数据之间的最大差值来判断是否有水，如：该9个数据的最大差值大于10μw/cm2，则为有水，否则为无水。
优选的，所述声波反射法的声波反射法以一维波动理论为理论基础，视桩周土对桩的支承作用于为桩底一作用力，通过频域分析和时域分析来判定桩体的缺陷类型。
优选的，所述地质钻探测法的钻孔布置在桩基基坑槽的中部，由钻进速度的变化、钻孔取芯鉴定、钻孔冲洗液颜色、气味、岩粉和钻孔出水情况来判断地层的地质情况。
与相关技术相比，本发明提供的一种桩基基础多层岩溶溶洞的探测方法为多种检测方法有效结合，采用定性判断与定量判断相结合，减少大量现场实施过程中占用施工的有效时间。且所采用的雷达检测设备实用性强，操作简单、方便。
具体实施方式
以下将结合实施例来详细说明本发明。
本发明提供的桩基基础多层岩溶溶洞的探测方法包括如下步骤：
步骤一，采用地质分析法分析地质地貌；
步骤二，随着基础开挖，采用红外线温度探测法和地质钻探测法确定地层岩石的性质和岩性的分布及分界面；
步骤三，在以上所述基础上确定地质雷达和声波反射法测线和测点的位置；
步骤四，在基础基槽开挖完成后，进行测线和测点划定，采用地质雷达探测法进行地质雷达的线性扫描；
步骤五，其后进行声波反射法测试。
所述地质分析法主要是基础开挖中的地质素描。利用地质理论和作图法,将基础开挖揭露的地层岩性、地质构造、结构面产状、地下水出露点位置及出水状态、出水量、煤层、溶洞等准确记录下来并绘制成图表，结合已有勘测资料,进行桩基穿越地质条件的预测。
所述红外线温度探测法采用红外探测仪，在隧道施工中主要用于超前防水预测预报，了解掘进前方一定范围内是否存在隐伏水体、是否存在含水断层和含水破碎带；探测隧道上方是否存在含水层或含水破碎带，避免隧道掘进一定距离后出现透水或透泥；因此，红外线探测可进入岩溶复杂地层的含水探测中。
红外探测可以实现对桩基穿越地层全空间、全方位的探测，仪器操作简单，能预测到地层下30米范围内是否存在隐伏水体或含水构造，而且可利用施工间歇期测试，基本不占用施工时间。现场测试方法为：在基础开挖岩面上，分上、中、下及左、中、右六条测线的交点测取9个数据，根据这9个数据之间的最大差值来判断是否有水。桩基基岩面上的9个数据的最大差值大于10μw/cm2，就可以判定有水；红外辐射曲线上升或下降均可以判定有水，其它情况判定无水。
所述地质钻探测法是利用钻机在桩基基岩面上进行地质钻探获取地质信息的一种方式。采用钻孔探测时，钻孔主要布置在桩基基坑槽的中部，由钻进速度的变化、钻孔取芯鉴定、钻孔冲洗液颜色、气味、岩粉、钻孔出水情况及遇到的其它情况来推断地层的地质情况。地质钻孔可以比较形象直观地告诉我们钻孔所经过部位的地层岩性、岩体完整程度、裂隙度、溶洞大小、有没有水以及可测水压高低等；与物探方法相比，它具有直观性、客观性，不存在物探手段经常发生的多解性和不确定性。
所述地质雷达探测法用于在桩基穿越地层的探测，其采用主机型号为cuii的雷达，并辅以地质钻验证。地质雷达俗称探地雷达，它的工作原理：为由控制单元向地层发射一组以某一频率为中心的高频电磁波，电磁波在传播的过程中，遇到不同的介质分界面时，一部分电磁波能量会转换成反射波返回地面，另一部分能量则透过界面继续向前传播，再次遇到界面时，一部分电磁波产生反射返回地面。
在电磁波传播的过程当中，当遇到不同的岩层或岩层的节理发育程度不同时，电磁波的反射系数、衰减系数、以及反射波频率是不一样的。雷达天线接收器接收到反射波，并输送到控制单元，将信号进行显示，对电磁反射波所带信息进行分析，就可获得被探地层的层厚、岩层完整性以及岩层含水情况。桩基地质探测工作中主要使用的是50m、100m非屏蔽天线。该设备具有扫描速度快、操作简便、重量轻、分辨率高、图像直观等优点，可用于桩基穿越复杂地层的探测。
在本实施例中，所述地质雷达探测法采用线测和点测相结合的方法。线测是通过雷达天线在桩基面上进行连续扫描，得到桩基穿越地层的岩层扫描图像；根据扫描图像可以具体判断前方岩层分界面位置，岩层中节理是否发育，是否含有空洞、裂隙水等。
点测则是将雷达天线固定在基岩面一点，然后发射电磁波，根据天线接收器采集到的电磁波波形进行具体判断分析。雷达探测主要是确定桩基穿越地层的构造断裂、软弱夹层、岩溶洞穴等的分布位置以及地下水状况，岩溶洞穴填充物及其性质等。
构造断裂带在雷达剖面图上的波形反映一般是与断裂带走势相同的一条曲线，软弱夹层和岩溶洞穴的波形反映一般是由许多细小的抛物线组成的一块较大区域，与周围的波形存在明显差异。实践证明，地质雷达对地层的含水、溶洞、断裂带等异常反映较好，但探测范围将会减小；因为水的介电常数ε=81，电磁波能量会被水大量吸收，探测距离相对缩短。电磁波在地层中传播时的能量消耗也很大，也会对探测距离有一定的负面影响。雷达图像的判释除了在雷达剖面图上发现明显的信号异常之外，最好还要注意观察桩基基础的施工现场的实际直观地质情况，结合地质方面的知识加以全面分析和判断，这样会得到更加科学、合理、准确的结果。
所述声波反射法原理视桩周土对桩的支承作用于为桩底一作用力，通过频域分析和时域分析来判定桩体的缺陷类型。该反射波法是根据缺陷反射波的相位，将桩身缺陷分为缩径类缺陷和扩径类缺陷，而不做具体缺陷性质或名称的判断。我们只要对缺陷反射波的曲线特征进行深入分析，并对各种可能形成缺陷的地质、施工环节与成桩后的养护环境及外力作用进行研究，就有可能做出具体缺陷种类的判断，这样有利于对缺陷的验证与处理。根据这一原理，在桩基基础地层的探测中，可以采取该方法，现场测试方法：在基础开挖岩面上，按桩基面积的大小和地层的复杂程度，将基岩面划分为长宽分别为0.5米-1.米的小方块，在每一小方块内进行探测。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。