Die Raffinerie in Texas wusste, dass aufgrund der Bodenverhältnisse in ihrem Gebiet ein hohes Risiko für Hohlräume besteht, und suchte mit GPR nach Hohlräumen, bevor mit einem Bauprojekt begonnen wurde, bei dem schwere Kräne eingesetzt wurden. GPR lieferte eine Karte unter der Oberfläche, welche Risiken unter der Oberfläche lagen.
Challenges
Auf der ganzen Welt gibt es viele geografische Regionen, in denen Bodeneigenschaften technische Strukturen zerstören können. Wenn sich der darunter liegende Boden hebt (ausdehnt) oder abfällt (zusammenzieht), können sich strukturelle Fundamente verschieben oder beschädigt werden. Ein solches geografisches Gebiet ist die Golfküstenregion in den Vereinigten Staaten. Der Boden unterliegt einem starken Absinken.
Um die Auswirkungen zu verringern, ist es üblich, Betonpfähle als Teil des Fundamentbaus zu verwenden. Diese Pfähle werden bis zu 80 m in den Boden gerammt, um die Last vom Boden direkt unter dem Fundament (das eher nachlässt) auf den tieferen Boden oder das Grundgestein zu übertragen, das eine ausreichende Tragfähigkeit für die Struktur bietet.
Wenn bei Renovierungsprojekten an bestehenden Strukturen schwere Geräte wie Kräne eingesetzt werden müssen, müssen Vorkehrungen getroffen werden, um sicherzustellen, dass die Struktur diese Maschinen tragen kann. Aus Sicherheitsgründen und um strukturelle Schäden zu minimieren, ist es in Texas mittlerweile Standard, vor dem Einbau schwerer Maschinen nach Hohlräumen und / oder schwachen Bodenzonen unter der Struktur zu suchen.
Die Verwendung von GPR ist eine effektive Methode, um Hohlräume unter Betonfundamenten zu erkennen. In dieser Fallstudie plante die Raffinerie Port Arthur in Texas zusätzliche Bauarbeiten an ihrem Standort. Sie hatten eine Reihe von Bereichen, in denen sie Kräne platzieren mussten, um beim Bau zu helfen. Obwohl es keine sichtbaren Risse oder Anzeichen für eine Verschiebung der Fundamente gab, wollten sie die Gewissheit haben, dass sie auf festem Boden operierten, bevor sie fortfuhren, und beauftragten Tolunay-Wong Engineers, Inc. mit der Durchführung von GPR-Untersuchungen an den Fundamenten.
Lösung
Tolunay-Wong benutzte a NOGGIN® 500 SmartCart® zum Scannen von 9 separaten Bereichen. Auf einer bestimmten Betonplatte fanden sie ein überraschendes Ergebnis. Während der Datenerfassung stellten sie einige Anomalien in den Liniendaten fest, wie in Abbildung 1 dargestellt. Sie erkannten die regelmäßige Reaktion der Bewehrung von der Betonplatte in einer Tiefe von 0.6 Fuß. Unmittelbar unterhalb der Platte traten jedoch in Abständen Reflektoren mit hoher Amplitude unter der Betonplatte auf. Dies deutet auf eine plötzliche Änderung der Eigenschaften unter der Platte hin - aber was bedeutete das? War dies die Grenze zwischen Beton und heimischem Boden oder etwas anderem? Zeigte es die Stapel, die Teil des Fundaments waren? Um ein klareres Bild zu erhalten, wurde ein 55 x 30 Fuß großes Gitter auf der Platte gesammelt.
Nach der Bearbeitung des Gitters waren die Bewehrungsstäbe in der Betonplatte in der 0.6 Fuß tiefen Scheibe deutlich sichtbar (Abbildung 2). Ein tieferes Schneiden zeigte erneut deutlicher das regelmäßige Muster von Reflektoren mit hoher Amplitude, wie in der 1-Fuß-Tiefenscheibe gezeigt (Abbildung 3). Bei der ersten Analyse wurde angenommen, dass die Bereiche mit hoher Amplitude (rote Bereiche in Abbildung 3) die Stützpfähle sein könnten und die Grenzen zwischen Beton und Boden die Bereiche mit niedrigerer Amplitude sind. Die einzige Möglichkeit, dies sicher zu wissen, bestand darin, Informationen über die Wahrheit zu sammeln und zu sammeln. Beim Bohren wurden Hohlräume unter der Betonplatte entdeckt, die mit den GPR-Reaktionen mit hoher Amplitude zusammenfielen - die Reflexionen stammten von den Hohlräumen (einer Grenze zwischen Beton und Luft)! Die Reaktionen mit niedrigerer Amplitude waren von der Betonplatte bis zur Betonpfahlgrenze. Die GPR-Gitteruntersuchung ergab, dass die gesamte Struktur ausschließlich von den Pfählen getragen wurde und dass der gesamte darunter liegende Boden unter der Platte abgeklungen war. Das Bohren bestätigte, dass die Hohlräume eine vertikale Ausdehnung von bis zu 1.5 Fuß hatten.
Muster der Bewehrung in der Betonplatte.
Lösung
Sobald das Ausmaß der Hohlräume bekannt war, wurden die Hohlräume gefüllt, um das Fundament zu verfestigen. Die Baustelle war dann bereit für das Bauprojekt und die schwere Hebeausrüstung wurde sicher installiert.
Dies ist ein Beispiel dafür, wie das Aussehen täuschen kann - es gab keine physischen Hinweise auf Probleme mit dem Betonfundament; Wären jedoch schwere Geräte installiert worden, ohne einen Due-Diligence-GPR-Scan durchzuführen, hätten sich erhebliche Probleme mit der Basisstabilität ergeben können.
Die starke Änderung der Eigenschaften zwischen Beton und Luft (Änderung der relativen Permittivität von 9 auf 1) bedeutet, dass die Hohlräume in GPR-Daten als starke Reflexionen erscheinen.
Die Betonpfähle und der Betonboden haben ähnliche Eigenschaften und erzeugen daher eine schwache oder keine Reflexion, wenn die Platte mit den Pfählen in Kontakt war.
Mit einem schnellen GPR-Scan, um anomale Bereiche und einen oder mehrere Kerne in diesen Bereichen auf Grund der Wahrheit zu bestimmen, können Sie ein Bild des Untergrunds erstellen.
GPR bietet eine sichere und kostengünstige Methode, um unter der Oberfläche nach Hohlräumen zu suchen und zu bestätigen, dass Sie eine solide Grundlage für viele Anwendungen haben - von der Konstruktion über Inspektionen von Landebahnen bis hin zur Straßeninstandhaltung.
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