A refinaria do Texas, sabendo que havia um alto risco de vazios devido às condições do solo em sua área, usou o GPR para verificar os vazios antes de iniciar um projeto de construção onde guindastes pesados seriam usados. O GPR forneceu um mapa subterrâneo dos riscos que existiam sob a superfície.
Desafios
Em todo o mundo, existem muitas regiões geográficas onde as propriedades do solo podem causar estragos em estruturas projetadas. Quando o solo subjacente se levanta (expande) ou afunda (contrai), as fundações estruturais podem mudar ou ser danificadas. Uma dessas áreas geográficas é a região da costa do golfo nos Estados Unidos. O solo está sujeito a extensa subsidência.
Para reduzir o impacto disso, é prática padrão usar estacas de concreto como parte da construção da fundação. Essas estacas são cravadas a até 80 pés no solo para transferir a carga do solo diretamente sob a fundação (que tem mais probabilidade de ceder) para o solo mais profundo ou rocha que fornece capacidade de suporte suficiente para a estrutura.
Quando os projetos de renovação de estruturas existentes exigirem o uso de equipamentos pesados, como guindastes, devem ser tomadas precauções para garantir que a estrutura possa suportar essas máquinas. Por segurança e para minimizar danos estruturais, agora está se tornando uma prática padrão no Texas verificar se há vazios e / ou zonas de solo fraco sob a estrutura antes de instalar máquinas pesadas.
Usar o GPR é uma maneira eficaz de detectar vazios sob fundações de concreto. Neste estudo de caso, a refinaria de Port Arthur, no Texas, estava planejando uma construção adicional em seu local. Eles tinham várias áreas onde precisavam colocar guindastes para ajudar na construção. Embora não houvesse rachaduras visíveis ou evidência de deslocamento nas fundações, eles queriam ter certeza de que estavam operando em terreno sólido antes de prosseguir e contrataram a Tolunay-Wong Engineers, Inc. para realizar pesquisas GPR nas fundações.
Solução
Tolunay-Wong usou um NOGGIN® 500 SmartCart® para escanear 9 áreas separadas. Em uma laje de concreto em particular, eles encontraram um resultado surpreendente. Durante a coleta de dados, eles notaram algumas anomalias nos dados da linha, conforme mostrado na Figura 1. Eles reconheceram a resposta regular do vergalhão da laje de concreto, a 0.6 pés de profundidade. Mas logo abaixo da laje havia refletores de alta amplitude aparecendo em intervalos sob a laje de concreto. Isso é indicativo de uma mudança repentina nas propriedades sob a laje - mas o que isso significa? Era essa a fronteira do concreto com o solo nativo ou outra coisa? Estava mostrando as pilhas que faziam parte da fundação? Para obter uma imagem mais clara, uma grade de 55 x 30 pés foi coletada na laje.
Após o processamento da grade, o vergalhão na laje de concreto era claramente visível na fatia de 0.6 pés de profundidade (Figura 2). O corte mais profundo revelou novamente, mais claramente, o padrão regular de refletores de alta amplitude, conforme mostrado no corte de 1 pé de profundidade (Figura 3). Na análise inicial, pensou-se que as áreas de alta amplitude (áreas vermelhas na Figura 3) podem ser as estacas de suporte e os limites concreto-solo eram as áreas de menor amplitude. A única maneira de saber com certeza era perfurar e reunir informações verdadeiras. Durante a perfuração, foram descobertos vazios sob a laje de concreto que coincidiram com as respostas de GPR de alta amplitude - as reflexões foram dos vazios (um limite de concreto para ar)! As respostas de menor amplitude foram da laje de concreto ao limite da estaca de concreto. O levantamento da grade GPR mostrou que toda a estrutura estava sendo sustentada apenas pelas estacas, e que todo o solo subjacente havia cedido debaixo da laje. A perfuração confirmou que os vazios tinham uma extensão vertical de até 1.5 pés.
padrão do vergalhão na laje de concreto.
Resultado
Uma vez que a extensão dos vazios foi conhecida, os vazios foram preenchidos para solidificar a fundação. O local ficou pronto para o projeto de construção e o equipamento de levantamento pesado foi instalado com segurança.
Este é um exemplo de como as aparências enganam - não havia evidências físicas de quaisquer problemas com a fundação de concreto; entretanto, se o equipamento pesado tivesse sido instalado sem a realização de uma varredura GPR de devida diligência, problemas graves de estabilidade da base poderiam ter ocorrido.
A forte mudança de propriedades entre concreto e ar (mudança de permissividade relativa de 9 para 1) significa que os vazios aparecem como fortes reflexos nos dados GPR.
As estacas de concreto e o piso de concreto têm propriedades semelhantes e, portanto, produzem pouca ou nenhuma reflexão onde a laje estava em contato com as estacas.
Com uma varredura GPR rápida para determinar áreas anômalas e um ou mais núcleos nessas áreas, você pode criar uma imagem da subsuperfície.
O GPR fornece um método seguro e econômico para procurar vazios abaixo da superfície e confirmar se você tem uma base sólida para muitas aplicações - de construção a inspeções de pistas e manutenção de estradas.
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