텍사스 정유소는 해당 지역의 토양 조건을 고려할 때 공극의 위험이 높다는 것을 알고 무거운 크레인이 사용되는 건설 프로젝트를 시작하기 전에 공극을 스캔하기 위해 GPR을 사용했습니다. GPR은 표면 아래에 어떤 위험이 있는지에 대한 지하 지도를 제공했습니다.
도전
전 세계적으로 토양 특성이 공학적 구조물에 큰 피해를 줄 수 있는 많은 지역이 있습니다. 기본 토양이 융기(확장)되거나 가라앉으면(수축) 구조적 기초가 이동하거나 손상될 수 있습니다. 그러한 지리적 영역 중 하나는 미국의 걸프 연안 지역입니다. 토양은 광범위하게 침하될 수 있습니다.
이것의 영향을 줄이기 위해 기초 건설의 일부로 콘크리트 말뚝을 사용하는 것이 표준 관행입니다. 이 말뚝은 기초 바로 아래의 토양(침하 가능성이 더 높음)에서 구조물에 충분한 지지력을 제공하는 더 깊은 토양 또는 기반암으로 하중을 전달하기 위해 지상으로 최대 80피트까지 박습니다.
기존 구조물에 대한 리노베이션 프로젝트에서 크레인과 같은 중장비를 사용해야하는 경우 구조물이이 기계를 지탱할 수 있도록 예방 조치를 취해야합니다. 안전을 위해 구조적 손상을 최소화하기 위해 중장비를 설치하기 전에 구조물 아래의 공극 및 / 또는 약한 토양 구역을 확인하는 것이 텍사스에서 표준 관행이되었습니다.
GPR을 사용하면 콘크리트 기초 아래의 공극을 효과적으로 감지 할 수 있습니다. 이 사례 연구에서 텍사스의 Port Arthur 정유소는 현장에 추가 건설을 계획하고있었습니다. 그들은 건설을 돕기 위해 크레인을 배치해야하는 여러 영역이있었습니다. 눈에 띄는 균열이나 기초 이동의 증거는 없었지만, 진행하기 전에 견고한 바닥에서 작동하고 있는지 확인하고 Tolunay-Wong Engineers, Inc.를 고용하여 기초에 대한 GPR 조사를 수행했습니다.
해법
Tolunay-Wong은 노긴 ® 500 개의 개별 영역을 스캔하는 9 SmartCart®. 특정 콘크리트 슬래브에서 놀라운 결과를 발견했습니다. 데이터를 수집하는 동안 그림 1과 같이 라인 데이터에서 일부 이상을 발견했습니다. 그들은 0.6 피트 깊이의 콘크리트 슬래브에서 규칙적인 철근 반응을 인식했습니다. 그러나 슬래브 바로 아래에는 콘크리트 슬래브 아래에 간격을두고 나타나는 고 진폭 반사기가있었습니다. 이것은 슬래브 아래 속성의 갑작스런 변화를 나타냅니다. 그러나 그 의미는 무엇입니까? 이것은 콘크리트와 토종 토양의 경계였습니까? 재단의 일부인 말뚝을 보여 주 었나요? 더 명확한 그림을 얻기 위해 55 x 30 피트 격자가 슬래브에 수집되었습니다.
그리드를 처리 한 후 콘크리트 슬래브의 철근이 0.6 피트 깊이 슬라이스에서 명확하게 보입니다 (그림 2). 더 깊게 슬라이스하면 1 피트 깊이 슬라이스 (그림 3)에서 볼 수 있듯이 고 진폭 반사기의 규칙적인 패턴이 다시 명확하게 드러납니다. 초기 분석에서 높은 진폭 영역 (그림 3의 빨간색 영역)은지지 말뚝 일 수 있고 콘크리트-토양 경계는 낮은 진폭 영역이라고 생각했습니다. 확실하게 알 수있는 유일한 방법은 실제 정보를 드릴하고 수집하는 것뿐이었습니다. 드릴링시 높은 진폭의 GPR 응답과 일치하는 콘크리트 슬래브 아래에서 보이드가 발견되었습니다. 반사는 보이드에서 발생했습니다 (콘크리트에서 공기 경계까지)! 낮은 진폭 응답은 콘크리트 슬래브에서 콘크리트 말뚝 경계까지였습니다. GPR 그리드 조사에 따르면 전체 구조가 말뚝에 의해서만지지되고 있으며 모든 기본 토양이 슬래브 아래에서 가라 앉은 것으로 나타났습니다. 드릴링을 통해 보이드의 수직 범위가 최대 1.5 피트임을 확인했습니다.
콘크리트 슬래브의 철근 패턴.
결과
보이드의 범위가 알려지면 보이드가 채워져 기초가 단단해졌습니다. 그 후 현장은 건설 프로젝트를 위한 준비가 되었고 무거운 리프팅 장비가 안전하게 설치되었습니다.
이것은 외관이 어떻게 속일 수 있는지에 대한 한 가지 예입니다. 콘크리트 기초에 문제가 있다는 물리적 증거가 없었습니다. 그러나 실사 GPR 스캔을 수행하지 않고 중장비를 설치했다면 주요 기지 안정성 문제가 뒤따를 수 있었습니다.
콘크리트와 공기 사이의 특성의 강한 변화(상대 유전율이 9에서 1로 변경)는 공극이 GPR 데이터에서 강한 반사로 나타남을 의미합니다.
콘크리트 파일과 콘크리트 바닥은 유사한 특성을 가지므로 슬래브가 파일과 접촉하는 부분에서 반사가 약하거나 전혀 발생하지 않습니다.
빠른 GPR 스캔으로 변칙 영역을 결정하고 해당 영역의 하나 이상의 코어를 실제 사실로 파악하면 지표 아래의 그림을 만들 수 있습니다.
GPR은 표면 아래에서 공극을 살펴보고 건설에서 활주로 검사, 도로 유지 관리에 이르기까지 다양한 응용 분야를 위한 견고한 기반이 있는지 확인할 수 있는 안전하고 비용 효율적인 방법을 제공합니다.
