Сваи - определение глубины свай

- при расположении источника на забое или устье скважины и перемещении приемника вдоль оси скважины;

- при расположении источника и приемника на фиксированном расстоянии и перемещении всей установки вдоль скважины.

Гидроволны, имеющие длину 1,0 – 2,0 м, в пределах данных расстояний реагируют на присутствие различных неоднородностей с образованием отраженных гидроволн. В частности, наблюдается отражение от конца сваи гидроволны, распространяющейся вдоль скважины, расположенной параллельно свае (рис. 4).

Преимуществом данного  способа является то, что в этом случае можно снять условия постоянства скорости в свае и во вмещающем грунте. Точность определения длины сваи обеспечивается в основном точностью оценки геометрии расположения источника и приемника относительно сваи. Акустические методы могут быть применены не только для определения длины железобетонных свай, но и бетонных, каменных и металлических линейно протяженных конструкций, значительно отличающихся по своим свойствам от вмещающего грунта (рис. 5).

Приведенный пример показывает, что при высокой контрастности акустических жесткостей грунта и металлической конструкции имеется возможность определения длины сваи как по интервальному времени пробега отраженной волны, так и по амплитудному спектру сигнала. Методы, основанные на возбуждении и регистрации электромагнитных волн мегагерцового диапазона (георадарные методы), также относятся к волновым методам и могут быть применены для решения задачи определения длины свай. Особенности, отличающие их от акустических методов, определяются в основном способом возбуждения и регистрации электромагнитных волн. В соответствии с приведенной выше классификацией способов измерения длины свай к поверхностным методам могут быть отнесены следующие два способа: (антенной георадара и способ импульсной рефлектометрии) возбуждение и регистрация на поверхности сваи электромагнитных волн и возбуждение и регистрация электромагнитных волн в параллельно пробуренной скважине. При прохождении антенны георадара вблизи оголовка сваи возникают условия образования «направляемой» волны, распространяющейся вдоль сваи (рис. 6).

Интерпретация материалов, получаемых данным способом, к сожалению, пока недостаточно отработана, и данный способ довольно редко применяется на практике.  Использование способа импульсной рефлектометрии основано на аппаратуре и методики, используемых для поиска обрывов в кабельных линиях. Железобетонную сваю можно рассматривать как приближенную модель коаксиальной линии: арматура – внутренний проводник, бетон – изолятор, грунт – внешний изолятор. Для проведения измерений может использоваться рефлектометр, применяемый для диагностики кабельных линий (рис. 7).

Импульсный метод определения  глубины погружения свай применим:

- при высоких сопротивлениях грунта, сравнимых с электропроводностью бетона;

- для железобетонных свай, армированных не на полную длину;

- для свай, перекрытых ростверками со сваркой аппаратуры;

- для составных свай;

- для металлических свай.

По аналогии с акустическими  методами могут быть проведены измерения  при расположении источника на свае и наблюдении в параллельной скважине. Однако подобный способ с использованием электромагнитных волн на практике не применяется.При проведении георадарных наблюдений в параллельно пробуренной скважине длина сваи определяется по наблюдению отражений от сваи и дифракции на конце сваи (рис. 8).

Использование комплекса  акустических и электромагнитных методов  в сочетании с наземной и скважинной техникой измерений позволяет повысить надежность и точность решения задачи определения длины сваи.

 

 

 

 

 

 

Заключение

Сваи – локальный объект в трехмерной среде. Найдено остроумное решение, которое дает точность около 10%. Но для достижения этой точности надо поработать. Получить достаточное число точек ВЭЗ, избежать при этом влияния свай и понять модель участка. А после этого получить кривые от свай. Двумерное моделирование строго говоря соответствует линейным электродам (реальные электроды точечные) и двумерной среде, которая реально трехмерна. Сразу использовать трехмерную программу – резко возрастает сложность задания модели и время счета. А ведь подбор не автоматизирован, он ручной. Эта технология нуждается в доработке, но хорошая основа есть. Отношение кривых для точечного заземления и сваи – хорошая идея, но если при моделировании используется двумерная модель, то в нее заложено несоответсвие модели и реальной среды. Кроме того, уровень ошибки в 10% скорее декларирован, чем реален (больше желаемое, чем действительное). Есть альтернативные разработки: определение длины и сплошности сваи с помощью георадара и сейсмоакустики, в этих случаях сигнал идет по свае и отражается от ее нижнего края. Более прямые методы. Рассудит практика.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

Капустин В.В., 2008, Применение сейсмических и акустических технологий при исследовании состояния подземных строительных конструкций: Технологии сейсморазведки, 1, 901-99.

Капустин В.В., 2008, Методика изучения особенностей распространения  акустических волн в бетонных сваях с использованием методов численного моделирования: Вестн. Московского университета, Сер. 4, Геология, 3, 65-70.

Капустин В.В., 2008, Акустические методы контроля качества свайных фундаментных конструкций: Разведка и охрана недр, 12.

Старовойтов А.В., 2008, Интерпретация  георадиолокационных данных: М., изд-во Московского университета.

Технические рекомендации по определению глубины погружения свай в грунт импульсным методом: М., 1999.

Черняков А.В., Богомолова О.В., Капустин В.В., Владов М.Л., Калинин  В.В., 2008, Контроль качества геотехнических конструкций, созданных методом струйной цементации: Технологии сейсморазведки, 3, 97-103.

Г.И.Квятковский, 1993, Метод сопротивления заземления в инженерной геофизике