基礎の下のボイドのコンクリートスキャンと検出

テキサスの製油所は、その地域の土壌条件を考えるとボイドのリスクが高いことを知っており、重いクレーンが使用される建設プロジェクトを開始する前に、GPRを使用してボイドをスキャンしました。 GPRは、表面下にあるリスクの地下マップを提供しました。

チャレンジ

世界中に、土壌の特性が設計された構造物に大混乱をもたらす可能性のある多くの地理的地域があります。下にある土が隆起（膨張）または沈下（収縮）すると、構造基礎が移動したり損傷したりする可能性があります。そのような地理的領域のXNUMXつは、米国のガルフコースト地域です。土壌は広範囲に沈下します。

この影響を軽減するために、基礎建設の一部としてコンクリート杭を使用するのが標準的な方法です。これらの杭は、基礎の真下の土（沈下する可能性が高い）から構造物に十分な支持力を提供するより深い土または岩盤に荷重を伝達するために、地面に最大80フィート押し込まれます。

既存の構造物の改修プロジェクトでクレーンなどの重機の使用が必要な場合は、構造物がこの機械をサポートできるように予防措置を講じる必要があります。安全性と構造物の損傷を最小限に抑えるために、重機を設置する前に、構造物の下のボイドや弱い土壌ゾーンをチェックすることがテキサス州の標準的な慣行になりつつあります。

GPRの使用は、コンクリート基礎の下のボイドを検出する効果的な方法です。このケーススタディでは、テキサス州のポートアーサー製油所が敷地内に追加の建設を計画していました。彼らには、建設を支援するためにクレーンを設置する必要のある多くのエリアがありました。基礎に目に見える亀裂や移動の証拠はありませんでしたが、先に進む前に堅固な地面で動作していることを確認したいと考え、Tolunay-Wong Engineers、Inc。を雇って基礎のGPR調査を実施しました。

解決策

Tolunay-Wongはノギン® 500SmartCart®で9つの別々の領域をスキャンします。ある特定のコンクリートスラブで、彼らは驚くべき結果を見つけました。データ収集中に、図1に示すように、ラインデータにいくつかの異常があることに気づきました。彼らは、0.6フィートの深さでコンクリートスラブからの通常の鉄筋応答を認識しました。しかし、スラブのすぐ下には、コンクリートスラブの下に間隔を置いて現れる高振幅の反射板がありました。これは、スラブの下のプロパティが突然変化したことを示していますが、それはどういう意味ですか？これはコンクリートと土の境界か何か他のものでしたか？基礎の一部であった杭を示していましたか？より鮮明な画像を得るために、55 x30フィートのグリッドがスラブに収集されました。

コンクリートスキャン断面図は、深さ0.6フィートのコンクリートスラブで予想される規則的な鉄筋応答と、深さ1フィートの不可解な高振幅反射板を示しています。

図1：

深さ0.6フィートのコンクリートスラブで予想される規則的な鉄筋応答と、深さ1フィートの不可解な高振幅反射板を示す断面図。

グリッドを処理した後、コンクリートスラブの鉄筋が0.6フィートの深さのスライスにはっきりと見えました（図2）。より深くスライスすると、1フィートの深さのスライスに示されているように、高振幅リフレクターの規則的なパターンが再び明らかになりました（図3）。最初の分析では、高振幅領域（図3の赤い領域）は支持杭である可能性があり、コンクリートと土の境界は低振幅領域であると考えられていました。確実に知る唯一の方法は、ドリルしてグラウンドトゥルース情報を収集することでした。掘削時に、高振幅GPR応答と一致するコンクリートスラブの下にボイドが発見されました。反射はボイド（コンクリートと空気の境界）からのものでした。より低い振幅応答は、コンクリートスラブからコンクリート杭境界まででした。 GPRグリッド調査では、構造全体が杭だけで支えられており、下にあるすべての土がスラブの下から沈下していることが示されました。掘削により、ボイドの垂直範囲が最大1.5フィートであることを確認しました。