Геофизические исследования
— Опыт, создающий результат.
Геофизические исследования – научно-прикладной раздел геофизики, который предназначен для изучения верхних слоев Земли, разведки полезных ископаемых, гидрогеологических, мерзлотно-гляциологических изысканий и т.д.
Использование геофизических методов исследований в строительстве позволяет:
- выбирать конструкции, устройство, материалы для фундаментов сооружений;
- разрабатывать рекомендации по организации защитных мероприятий от оползней, подтопления и т.п.;
- составлять, исходя из наблюдений за грунтами территории активной застройки, прогноз по эксплуатации возводимого здания/сооружения;
- выявлять расположение подземных сетей, коммуникаций;
- исследовать существующие бетонные, железобетонные конструкции на предмет наличия трещин, деформаций, других ослабленных зон;
- определять слой насыпных грунтов на территориях около автомобильных дорог и др.
Геофизические исследования целесообразно проводить не только на этапе разработки проектной документации, но также в процессе строительства, эксплуатации объекта.
Метод георадиолокации, георадиолокационные обследования
Один из методов, широко используемый при проведении геофизических исследований в строительстве, – метод георадиолокации. Он основан на явлении отражения электромагнитной волны от границ неоднородностей в изучаемой среде, на которых скачкообразно изменяются электрические свойства – электропроводность или диэлектрическая проницаемость.
Основной величиной, измеряемой при георадарных ислледованиях, является время пробега электромагнитной волны от источника до отражающей границы и обратно до приемника. Поскольку скорость распространения электромагнитной волны в разных материалах различна и определяется величиной диэлектрической проницаемости материала, то определив время пробега электромагнитной волны, и зная скорость ее распространения в материале (или его диэлектрическую проницаемость), можно судить о толщине объекта, а также о наличии инородных включений и неоднородностей.
В качестве искомых объектов в георадиолокационном зондировании выступают предметы различных геометрических форм из различных материалов, границы слоев в грунтовой или другой исследуемой среде, места с повышенной или пониженной влажностью, разуплотненные, трещиноватые или загрязненные зоны, – то есть любые области, отличающиеся по своим характеристикам от окружающей их среды.
Метод георадиолокации относится к классу геофизических методов исследования оснований, являющихся косвенными методами, и позволяет выявить наличие «аномальных» зон с различной диэлектрической проницаемостью. Окончательный вывод о характере «аномальных» зон выполняется на основании выборочного обследования каким-либо из прямых методов (например, при помощи устройства контрольных скважин).
Георадар
Георадиолокационные обследования проводятся с помощью георадара.
Этот геофизический прибор используется для обнаружения объектов, в том числе неметаллических, в различных средах. Его отличают:
- мобильность;
- компактность;
- возможность проведения неразрушающего мониторинга среды с высокой дальностью.
Анализ прохождения испускаемых георадаром электромагнитных волн через толщу земли и подземные коммуникации позволяет посредством георадарного сканирования определить, что находится под слоем пород на глубине до 100 м.
Благодаря изменению частоты волны георадар позволяет фиксировать небольшие объекты на глубине до 10 м и протяженные при обследовании на больших глубинах.
С помощью георадара возможно решать следующие задачи:
- Картирование геологических структур.
- Изучение опасных геологических процессов.
- Определение зон повышенной трещиноватости.
- Определение уровня грунтовых вод, зон избыточной обводненности, направления фильтрации и т.п.
- Поиск коммуникаций, погребенных объектов (отходов и захоронений) карстовых и суффозионных провалов.
- Поиск дефектов в бетоне (характер армирования, контроль сплошности бетона), определение мощности перекрытий, стен и иного конструктива, нахождение старых и оценка новых фундаментов.
- Выполнение работ по контролю качества уплотнения искуственного основания (насыпи, обратная засыпка фундаментов, гравийно-песчаная подготовка под полы зданий).
- Обнаружение мест протечек трубопроводов, различных техногенных загрязнений.
- Обследование автомобильных дорог (определение толщины конструктивных слоев дорожного покрытия и характера армирования, а также выявление дефектов и зон обводнения).
- Контроль качества основания промышленных полов (локализация пустот искусственного и естественного происхождения).
- Определение характера напластования грунтов.
- Определение мощности слоя сезонного промерзания/оттаивания.
- Археологические задачи.
- Специальные задачи.
Преимущества использования георадара:
- высокая производительность метода;
- получение результатов в режиме реального времени;
- портативность и мобильность оборудования;
- широкие возможности визуализации результатов;
- построение трехмерных моделей объектов;
- работы без нарушения целостности поверхности исследования;
- необходим доступ только с одной стороны ж/б конструкции;
- большая скорость выполнения работ, высокая детальность.
Примеры работ
Компанией «ГлавФундамент» выполнены следующие георадиолокационные исследования:
- Георадарное обследование опор двух высоковольтных линий (ВЛ 110 кВ «ТЭЦ-2 – ТЭЦ-4» и ВЛ 110 кВ «Титан–ТЭЦ-4»).
- Георадарное обследование конструкции пола и основания насосной станции сетевой воды первого подъема Челябинской ГРЭС.
- Георадиолокационное обследование конструкции ростверка и основания строящегося 16-ти этажного жилого дома в Магнитогорске и т.д.
