Контроль качества закрепления грунтов в забое (original) (raw)

Контроль качества закрепления грунтов в забое

Для искусственного закрепления грунтов и создания различных геотехнических конструкций используется технология струйной цементации Jet Grouting. Суть данной технологии заключается в подаче под давлением связывающего раствора с заданными характеристиками в грунт. В результате этого процесса происходит заполнение полостей в грунтовом массиве и перемешивание разрыхленного грунта с твердеющим раствором. Контроль качества таких скрытых работ является актуальной задачей.

В данном разделе рассматривается применение программного комплекса ГЕОРАДАР-ЭКСПЕРТ для контроля качества результатов струйной цементации в условиях подземной проходки. В процессе проходки могут возникать проблемы, вызванные наличием в закреплённом грунте пустот, каверн, секущих зон. Наличие таких дефектов сказывается на прочности грунтоцементного массива.

Георадиолокационное исследование забоя размером 4 на 4 метра производилось георадаром с антенной 300 МГц. Георадарный профиль имел горизонтальную ориентацию и проходил через центр забоя. Ниже показана схема работ в забое и результат георадарного профилирования.

Результат георадиолокационного профилирования не обработанный:

Визуальный анализ показывает, что волновая картина необработанного георадарного профиля не содержит каких-либо аномалий, которые можно было бы интерпретировать как дефектные области закреплённого грунтового массива. Невозможно с уверенностью сказать, отсутствуют ли такие области на георадарном профиле, или они есть, но отражения от этих областей перекрытии более интенсивными сигналами. Ситуация не проясняется и после обработки георадарного профиля:

Применение программного комплекса ГЕОРАДАР-ЭКСПЕРТ позволяет обнаружить мало интенсивные аномалии сигналов на волновой картине георадарного профиля, определить характеристики этих аномалий и создать разрез того, или иного атрибута исследуемой среды или волнового поля. На рисунке ниже показан разрез весовой влажности, созданный на основе результатов автоматизированного анализа поля обратного рассеяния (BSEF).

Наименее влажная область разреза имеет клиновидную форму с уширением этой области к центру разреза. Это связано с положением напорного патрубка, через который подавался связывающий раствор. Чем плотнее закреплённый грунт, чем меньше его пористость, тем меньше в таком грунте трещин и каверн и тем ниже его влагоёмкость. Исходя из этого, качество закрепления грунта можно оценивать по распределению влаги в толще грунтобетона.

На рисунке ниже показан разрез атрибута Q-factor (отношение центральной частоты спектра отражённых сигналов к ширине спектра).

На разрезе Q-factor так же, как и на разрезе весовой влажности, выделяется клиновидная область по центру, отличающаяся повышенным значениям атрибута. Сопоставляя два этих разреза можно сделать вывод, что менее плотному и по этой причине более влажному грунтобетону соответствуют низкие значения атрибута Q-factor, а более плотному и сухому грунтобетону – повышенные значения Q-factor. Тут необходимо уточнить, что это правило работает для бетонов в достаточно влажной среде. Для случаев исследования бетона в сухом состоянии, или в состоянии естественной влажности, результат был бы обратный: пористые, трещиноватые области на разрезе характеризовались повышенными значениями атрибута Q-factor, а более плотные участки – пониженными значениями этого атрибута. Информацию о влажности среды всегда необходимо учитывать при анализе разрезов атрибута Q-factor.

На рисунках ниже показаны положения разрезов влажности и Q-factor относительно плоскости забоя:

Программный комплекс ГЕОРАДАР-ЭКСПЕРТ может быть использован как эффективный инструмент для контроля состояния грунтов в непосредственной близости к подземному сооружению, а также состояния обделки его стен и сводов.