Георадарное обследование

На начальном этапе проектирования проводятся доскональные изыскания в районе строительства. Эти работы осложнены тем, что помимо прибрежной части приходится исследовать дно водоема и выявлять всевозможные опасные геоморфологические факторы, такие как карстовые пустоты, плывуны, наличие специфических грунтов (торфяники, илистые отложения) и прочее.

В процессе строительства объекта и во время его эксплуатации также необходимо проводить обследования и выявлять потенциально опасные факторы, которые могут привести к разрушениям. Такие исследования в основном состоят в изучении геологической обстановки (в районе расположения дамб и плотин) и состояния несущих конструкций искусственных сооружений. Обычные методы изысканий (бурение скважин и отбор образцов для лабораторных анализов и испытаний) не способны дать четкое представление о геологической обстановке в районе строительства, так как опасные участки могут иметь локальный характер, а объем буровых работ ограничен бюджетом и регламентом.

В этом случае применяются геофизические методы:

• Электроразведка и каротаж скважин. Эти геофизические методы нацелены на изучение электромагнитных, радиоактивных и прочих свойств грунтов. С их помощью можно определить состав геологического среза на достаточно большой глубине. Это позволяет не только делать выводы о возможности и целесообразности строительства гидротехнического сооружения в заданном районе, но и сроить долгосрочные прогнозы на будущее относительно эксплуатации всего объекта. Преимущество данного способа – это возможность охвата большой территории, недостаток – сложность интерпретации полученных результатов и относительно невысокая точность. Также данный тип исследований является достаточно дорогостоящим и требует привлечения узкоспециализированных организаций.
• Георадиолокация – это один из самых точных и эффективных способов подповерхностного зондирования. Его используют не только на начальном этапе, когда обследуются грунты и акватория, но и при изучении состояния действующих гидротехнических сооружений. Преимущества метода заключается в его простоте, невысокой стоимости, скорости и точности. Георадарами обследуют грунты, донные отложения и конструкции искусственных сооружений (бетонные фундаменты, плиты укрепления береговых откосов). Этот прибор может работать с неоднородными средами, благодаря чему способен обнаружить такие дефекты как области разуплотнения, участки подтопления, образование пустот под железобетонными плитами. Этот метод относится к неразрушающим, необходимо лишь в нескольких местах произвести отбор проб для калибровки и настройки оборудования. Недостаток метода – относительно небольшая глубина зондирования (25 метров и более) и невозможность работы со средами, которые обладают высокой относительной диэлектрической проницаемостью (электромагнитные импульсы отражаются от границ их поверхности).
• Сейсмоакустический метод – это изучение природы распространения упругих волн в различных средах. Для этого используются специальные сейсмоакустические датчики и генераторы упругих волн (либо заряды взрывчатых веществ). Этот метод эффективен только в удаленной местности, так как вблизи населенных пунктов и предприятий образуется слишком много помех, которые способны влиять на точность результатов.
• Вибродинамический мониторинг – это метод определения воздействия негативных факторов на здания и искусственные сооружения. Он позволяет выявить слабые участки, на которых возможен износ или повреждение несущих конструкций. Это метод позволяет с достаточно большой точностью определить актуальное состояние сооружения и степень его износа, а также сделать долгосрочный прогноз о возможности его безаварийной эксплуатации в будущем. Такой мониторинг можно проводить разово, либо организовать наблюдение в течение определенного времени.

Также существуют и другие методы обследования дамб и плотин, все зависит от масштабов сооружения и целей изучения. На некоторых дамбах устраивают автомобильные и железные дороги, в этом случае необходимо постоянно их обследовать, а также изучать последствия воздействия динамических нагрузок (от движущегося транспорта) на саму дамбу. Согласно действующему регламенту постоянному мониторингу должны подвергаться не только сами гидротехнические сооружения, но и дно водоема, а также территории вокруг них.

При обследовании существующих дамб и плотин, первое что проводят – это доскональное изучение состояния откосов. Эти конструкции позволяют сохранять профиль береговой линии и препятствуют размыву. При возникновении трещин в плитах возможно образование пустот и участков подтопления под ними, поэтому береговой склон необходимо обследовать комплексна. Это возможно сделать только при помощи георадара. Это специальный прибор для подповерхностного зондирования, который в своей работе использует принцип радиолокации. Но в данном случае вместо длинных волн генерируются короткие электромагнитные импульсы (наносекундные) в сверхширокополосном диапазоне. Это позволяет сканировать различные среды на достаточно большую глубину. Прибор обладает съемными антенными блоками, при помощи которых можно более детально изучать верхние границы среза или увеличить глубину зондирования.

Георадар позволяет выявить дефекты в плитах откосов (трещины, пустоты, неоднородность смешивания инертных материалов, недоливы и прочее) и образование под ними участков подтопления, разуплотнения, пустот и прочих неблагоприятных факторов, которые могут приводить к просадкам и смещению. Это возможно благодаря тому, что различные среды обладают своими электрофизическими свойствами (относительной диэлектрической проницаемостью) – зная коэффициент удельного затухания сигнала и скорость его распространения в среде можно с большой точностью определить ее строение и свойства материалов отдельных слоев.

Вместе с обследованием откосов изучают гребень плотины – поскольку он обладает достаточно большой протяженностью, то для его зондирования георадар закрепляют на автомобильном транспорте. Во время съемки автомобиль движется с определенной скоростью, а георадар производит подповерхностное сканирование. Благодаря встроенному датчику движения результаты зондирования привязываются к начальной точке отсчета. Конечным результатом зондирования является радарограмма – это двухмерное изображение участка съемки, на котором виден геологический срез, скрытые предметы, а также полости, участки обводнения, разуплотнения и прочие отклонения.

Также при проведении георадарного зондирования исследуется водоем – изучаются железобетонные конструкции, скрытые под толщей воды, профиль дна и срез донных отложений. При наличии шлюзов, каналов и прочих искусственных сооружений их также обследуют. В первую очередь проверяется целостность и степень изношенности несущих конструкций – железобетонных фундаментов, свай, стен, колонн, рам, кровельных систем. Помимо георадарного обследования конструкций необходимо в обязательном порядке проверить геометрические характеристики всех искусственных сооружений – даже при отсутствии дефектов несущих элементов постройки могут просесть, сместиться в плоскости, накрениться. Это также является опасным фактором и требует незамедлительного принятия мер.

Радарограмма сохраняется на цифровом носителе и после камеральной обработки предоставляется заказчику (не только в цифровом виде, но и на бумажном носителе). Еще одним немаловажным преимуществом георадара является возможность наблюдать результаты зондирования в режиме реального времени. Радарограмма может выводиться на жидкокристаллический экран регистрирующего устройства, либо на планшет или смартфон. Благодаря этому прибор можно использовать при возникновении подозрения на аварийную ситуацию. Обследуя стены, бетонные фундаменты, откосные плиты и прочие конструкции можно оперативно и с большой точностью обнаружить трещины, пустоты и участки обводнения. Своевременно приняв меры по устранению таких недостатков можно предотвратить масштабные разрушения.

Наша компания специализируется на изыскательских работах, в том числе на георадарном обследовании грунтов и искусственных сооружений. Все работы выполняются высококвалифицированными специалистами, которые имеют соответствующее образование, опыт работы и аттестацию. Мы используем собственное оборудование, в том числе георадар «ОКО-3» отечественного производства, который отлично зарекомендовал себя в различных областях – промышленности, строительстве, военном деле, геологоразведке. У нас имеется все необходимое для проведения комплексного обследования гидротехнических сооружений – от геологических изысканий и геодезических измерений до подповерхностного зондирования грунтов и конструкций.

После завершения этапа полевых работ наши специалисты производят камеральную обработку полученных данных и выдают заказчику итоговый отчет. У нашей компании имеется вся необходимая разрешительная документация для проведения подобных обследований, итоговый отчет является официальным документом и может использоваться для различных целей – в качестве исходных данных для составления проекта ремонтных работ, как основание, подтверждающее аварийное состояние построек и сооружений, а также для других.