Современное строительство и реконструкция объектов требуют высокоточных данных о состояниях грунтов, подземных коммуникациях и других скрытых объектах. Для решения этих задач все шире применяется георадарное обследование (ГРС) — метод неразрушающего контроля, который позволяет на основании отраженных сигналов радиоволн создавать детальные изображения подземных объектов.
Современные строительные проекты нередко разрабатываются в условиях, где подземные коммуникации и культурно-исторические объекты находятся близко друг к другу. Особенно это касается исторических центров больших городов: Москва, Санкт-Петербург и др. Это делает традиционные методы обследования менее эффективными и потенциально опасными.
Принцип действия георадара основан на излучении сверхширокополосных наносекундных импульсов, приеме сигналов, отраженных от границ раздела пород или иных отражающих объектов, обработке принятых сигналов и последующим измерением временных интервалов между отраженными импульсами. Формирование зондирующих сигналов, имеющих 1.5 — 2 периода колебаний, осуществляется методом ударного возбуждения антенн перепадом напряжения с фронтом наносекундной длительности.
Идея метода состоит в излучении импульсов электромагнитных волн и регистрации сигналов, отраженных от границ раздела слоев зондируемой среды, имеющих различные электрофизические свойства. Основная цель метода состоит в определении положения границ раздела в изучаемых конструкциях. Такими границами раздела в исследуемых средах являются, например, контакт между материалом и воздухом, контакты между материалами различных свойств и состава.
Модель среды представляется в виде слоистой толщи с постоянными электрофизическими свойствами внутри каждого слоя и локальных объектов, отличающихся по электрофизическим свойствам от вмещающего материала. Наиболее важными параметрами, характеризующими возможности применения метода георадиолокации в различных средах, являются удельное затухание и скорость распространения электромагнитных волн в среде, которые определяются ее электрическими свойствами. Затухание определяет глубинность зондирования, скорость — расстояние до отражающей границы.
Дифракция электромагнитных волн. Это явление возникает в том случае, когда электромагнитными волнами облучается объект, размеры которого сравнимы с преобладающей длиной волны. Это чрезвычайно важное для георадиолокационных исследований явление, которое позволяет определить глубину залегания объектов и границ слоев, пустот и скорость распространения электромагнитных волн в каждом слое и в пустотах. Также по плоской части на пике дифрагированной волны, можно определить ориентировочные размеры изучаемого объекта.
Оборудование для георадарного обследования
Георадар ОКО-3 АБ1700МГц — портативный прибор для поиска и локализации различных дефектов в кирпичных, железобетонных строительных конструкциях, а также для обнаружения арматуры, скрытой проводки, кабелей и других коммуникаций.
Назначение:
- Обнаружение тайников, схронов и др.
- Поиск и локализация различных дефектов в железобетонных строительных конструкциях:
- пустоты, раковины
- инородные включения
- трещины, расслоения и т.д.
- Обнаружение арматуры, определение ее характеристик:
- пространственное положение
- глубина залегания
- Обнаружение скрытой проводки, кабелей и других коммуникаций
- Обнаружение пластиковых и металлических труб
- Обнаружение аномалий, неоднородностей и других объектов в различных сплошных средах: дерево, кирпич, железобетон, строительные конструкции, грунт и т.п.
- Нахождение вентиляционных и коммуникационных каналов
Описание аппаратно-программного комплекса георадара «ОКО-3»
Георадар «ОКО-3» создан во всеклиматическом исполнении специально для работы в неблагоприятных условиях, таких как дождь, мороз, яркое солнце. Работоспособность георадара сохраняется при температуре от -20 С до +50 С. Контрастный экран хорошо виден при ярком солнце, а малое потребление энергии позволяет увеличить время работы георадара без подзарядки.
В состав полевого базового комплекта входит:
- Блок обработки управляющий (БОУ)
- Блок питания 2/12 (2 шт)
- Зарядное устройство ЗУ-9
- Штанга-ручка (либо транспортная ручка — в зависимости от антенного блока)
- Транспортный кейс
Для улучшения отображения георадиолокационных данных полученные результаты исследований обрабатываются с использованием программы обработки «Geoscan32», производства фирмы «Логис».
Преимущества георадарного обследования
- Георадарное обследование является неинвазивным методом, что позволяет минимизировать вмешательство в существующие конструкции и слои. Это особенно важно в обследовании объектов исторического и культурного наследия.
- Георадарное обследование может использоваться не только для оценки состояния грунтов, но и для выявления дефектов существующих конструкций, оценки состояния фундаментов, разработки карт подземных коммуникаций и др.
- Современные георадары способны оперативно проводить обследование больших площадей, что значительно сокращает время, необходимое для выполнения полевых работ. Это позволяет повысить общую эффективность проектов строительства и реконструкции.
- Георадар позволяет заранее выявить подземные условия, снижая риски повреждения коммуникаций, что особенно актуально в городских условиях. Это позволяет избежать затруднений, связанных с авариями и нарушением сроков выполнения работ.
Области применения георадиолокационного обследования
-
- Определение положения коммуникаций
Одна из основных задач ГРС — выявление и картирование подземных коммуникаций, таких как трубопроводы, электрические кабели и другие структуры. Это особенно важно в условиях плотной городской застройки, где существует высокий риск повреждения коммуникаций при проведении строительных работ.
- Выявление дефектов
Георадар позволяет обнаружить дефекты в строительных конструкциях, таких как трещины, пустоты и коррозия. Выявление этих проблем на ранних этапах может предотвратить развитие деформаций и образование новый дефектов, приводящих к разрушениям, и обеспечить безопасность эксплуатации объектов.
- Исследование геологии объекта
Георадарное обследование предоставляет важную информацию о геологических условиях участка. Это может включать изучение структуры грунтов, выявление слоев различной плотности и определение уровня грунтовых вод, что играет большую роль при проектировании зданий и сооружений.
- Оценка состояния фундаментов
С помощью ГРС можно оценить состояние фундаментов зданий и сооружений. Это позволяет выявить проблемы, которые могут угрожать устойчивости и долговечности объектов, и разработать рекомендации по их устранению.
- Участие в экспертизе и мониторинге
Георадар также может использоваться для проведения экспертиз существующих объектов, а также для мониторинга изменений во времени, что позволяет вовремя выявлять и предотвращать возможные угрозы развития дефектов.
Скрыть