Исследование техногенно-закрепленных грунтов основания фундаментов радиолокационным и сейсмическими методами в условиях длительно эксплуатируемого объекта культурного наследия

Abstract

Актуальность исследования обусловлена возрастающими требованиями к использованию объемных геофизических методов неразрушающего контроля для диагностики укрепленных посредством спецтампонажных работ грунтов основания фундаментов, где обязательным атрибутом является геофизический контроль качества упрочения в дополнение к дискретным измерениям на образцах, отобранных в специальных шурфах и скважинах. Цель работы: 1) анализ физико-геологической и технической обстановок на объекте исследования с последующим составлением физико-геологических и физико-технических моделей для выбора комплекса современных геофизических технологий неразрушающего контроля и способов обработки результатов измерений с помощью специализированных обрабатывающих комплексов; 2) исследование состояния техногенно-закрепленных грунтов основания фундаментов георадиолокационным и сейсморазведочными методами в условиях длительно эксплуатируемого объекта культурного наследия регионального значения «Мемориальное здание Б. Дом Алафузова» 1880 г. в г. Таганроге. Методы исследования: 1) радиолокационная съёмка внутри и снаружи здания по параллельным профилям, проложенным вдоль стен на расстоянии 2,5 м друг от друга; 2) сейсморазведка методами: а) продольного профилирования с многоточечной системой наблюдений; б) сейсмопросвечивания по схеме поверхность-подвал с шагом между пунктами приема колебаний 1 м и записью сейсмограмм при времени регистрации 256 мс, частоте дискретизации 4000 Гц и развёртке 100 мс. Результаты. Реализован конкретный пример постановки и решения задач контроля качества закрепления грунтов основания фундаментов геофизическими методами в условиях длительной эксплуатации строительных зданий и сооружений, а именно: 1) георадарной съёмкой установлена зона закрепления грунтов по показателю Q-factor на глубину и по мере удаления от граней фундамента; 2) сейсморазведочными работами получены показатели: а) степени закрепления грунтов (К), непосредственно возле фундамента и по мере удаления от него на расстоянии до 5 м; б) модуля деформации (Едеф) грунтов возле боковых кромок фундамента и на удалении от них на расстоянии до 5 м; в) скоростей распространения упругих волн в закреплённом грунте в горизонтальном сечении под подошвой фундамента. Результаты выполненных исследований проанализированы на предмет совершенствования комплекса малоглубинных геофизических методов. С этой целью произведен краткий обзор отечественных и зарубежных публикаций по малоглубинной геофизике на строительных и археологических объектах.

The relevance of the research is determined by the growing demands to using volumetric geophysical methods of non/destroyed control for diagnostic of foundation bottom grounds fixed by special cementing works where the mandatory attribute is a geophysical control of the quality of strengthening in addition to the discrete measurements on samples taken in special pits and wells. The aim of the research: 1) analysis of physic/geological and technical situation on the research object with subsequent composing of physic/geological and physic/technical models for choosing the complex of modern geophysical non/destructive control technologies and methods of measurement results processing by using specialized processing complexes; 2) research of condition of technogenic fixed grounds of foundation bottom by GPR/radar and seismic methods in conditions of the long/term used object of the cultural heritage of the regional importance «Memorial building B. Dom Alfuzova», 1880, Taganrog. Methods of research: 1) GPR/radar survey inside and outside the building by parallel profiles laid along the walls on distance of 2,5 m from each other; 2) seismic survey by the methods: a) longitudinal profiling with many/point system of observations; b) seismo/translucency by the scheme of surface-basement with step between fluctuation receiving points 1 m and record of seismograms with the time of registration 256 ms, sampling frequency 4000 Gz and the evolvent 100 ms. Results. The authors have implemented the specific example of setting and resolving the tasks of the quality control of the grouting of foundation bottom using geophysical methods in conditions of long/term exploitation of buildings and structures, and namely: 1) the zone of grouting by Q/factor index on depth and as you move away from the faces of the foundation was determine by the GPR/radar survey; 2) the data on the: a) degree of grouting (K), right next to the foundation and as you move away from it at distance to 5 m; b) deformation module (Edef) of grounds near the side edges of foundation and away from them at distance to 5 m; v) distribution speed of the elastic waves into the grouting at horizontal section under foundation bottom, were obtained by seismic works. The results of research were analyzed on improvement of the complex of shallow depth geophysical methods. For this purpose the authors carried out the short review of domestic and foreign publications by shallow depth geophysics at building and archeological objects.