Георадарное зондирование в строительстве.
(аэропорт менделеево, южно-курильск)

В 2007 году наше предприятие выполнило комплекс работ по реконструкции элементов летного поля аэродрома аэропорта Менделеево поселка городского типа Южно-Курильск (о. Кунашир, рис. 1). Генподрядчик — ОАО «Избербашский радиозавод». Основной объем работ состоял из выборочной замены 1435 плит ПАГ-18 на ИВПП (рис. 2) и устройства покрытия перрона из плит ПАГ-14.
Согласно заключению о техническом состоянии аэродромных покрытий, выполненного институтом «Даль-аэропроект» в 2005 году, основной причиной разрушения плит ИВПП (начало строительства ИВПП — 1992 год) явилось негативное влияние серы, выделяемой вулканом Менде-леево. Наблюдается шелушение и выкрашивание поверхностного слоя цементобетона, оголение и коррозия арматуры. В плитах разрушается не только защитный слой бетона, но также происходит расслоение материала на всю толщину плиты. В связи с этим в проекте, выполненном ОАО «ПИИВТ Дальаэропроект», заложено техническое решение — замена дефектных плит и пропитка всей поверхности плит искусственных покрытий упрочняющим составом. По критерию «цена — качество» мы выбрали состав «Элакор» производства российской фирмы «ТэоХим» (Для обработки бетонных плит использовался состав «Элакор-МБ1 Флюат». Прим.ТэоХим.). Лабораторные испытания, проведенные кафедрой «Автомобильные дороги и аэродромы» Тюменского государственного архитектурно-строительного университета (ТюмГАСУ) по заданию нашего предприятия, показали увеличение химической стойкости поверхностного слоя бетонного покрытия при использовании такого состава за счет флюатирования бетона (связывание водорастворимых солей кальция).
Перед началом производства работ по устройству покрытия перрона специалисты кафедры выполнили георадарное зондирование ранее уложенного искусственного основания перрона [1]. Цель обследования — определить фактическую толщину и зоны разуплотнения основания из песчано-гравийной смеси. Для съемки использовался георадар ОКО-М1 АБ-400.
Принцип действия аппаратуры подповерхностного радиолокационного зондирования (в общепринятой терминологии — георадара) основан на сверхширокополосных (наносекунд-ных) импульсах метрового и дециметрового диапазона электромагнитных волн и приеме сигналов, отраженных от границ раздела слоев зондируемой среды, имеющих различные электрофизические свойства.

Такими границами раздела в исследуемых средах являются, например, контакт между сухими и влагонасыщенными грунтами, уровень грунтовых вод, контакты между породами различного литологического состава, между породой и материалом искусственного сооружения.
Сущность обработки георадиолокационных данных состоит, прежде всего, в выделении полезного сигнала (осей синфазностей полезных волн) на фоне помех и шума. А затем уже полезные волны, их оси синфазности, амплитуды, частотный состав, общий вид записи и т. д. используются для получения параметров среды. Для выделения полезных сигналов используют отличие их характеристик от соответствующих характеристик шума и волн-помех. Опираясь на эти отличия с помощью разнообразных приемов преобразования сигналов, стараются ослабить волны-помехи, удалить с записи или хотя бы опознать их на записи и не принимать за полезные волны [2].
Съемка производилась продольными ходами с шагом 1 м.
После обработки данных получили следующие результаты (рис. 4, 5):
• основание имеет локальные участки разуплотнения (подтверждено взятием образцов кернов). Керны отбирались в зонах разуплотнения, обнаруженных при помощи георадара. Испытания образцов проводились в соответствии с требованиями ГОСТ 8269.0-97 в полевой лаборатории кафедры «Автомобильные дороги и аэродромы» Тюм-ГАСУ непосредственно на объекте;
• толщина слоя основания варьируется от 20 до 40 см. Нами было установлено, что в целом основание из песчано-гравийной смеси находится в удовлетворительном состоянии, так как участки разуплотнения составляют не более 3 % от общей площади обследуемого участка перрона [3].
На основании данных испытаний были выполнены работы по восстановлению проектной толщины песчано-гравийного искусственного основания участков перрона, а после окончания работ проведена контрольная нивелирная съемка перрона.
Применение георадарного зондирования позволяет сократить время на проведение полевых работ и получить результаты на всем протяжении объекта в отличие от метода отбора проб, где оперируют лишь точечными данными. Информация об объекте выводится в виде разреза, на котором показаны все слои и изменения их толщин на всем протяжении объекта. Но при этом необходимо контрольное бурение и увеличение времени на камеральную обработку результатов. Для обеспечения минимальной погрешности определения глубины заложения и толщины слоев (до 2 %) необходимо сделать не менее 2-5 контрольных скважин на 1 км съемки (в зависимости от грунтово-гидрологических условий и степени однородности обследуемого участка) [3].

Литература
1. Владов М. Л., Старовойтов А. В. Введение в георадиолокацию. — М.:
Изд-во МГУ, 2004.
2. Шуваев А. Н., Гензе Д. А. Проблема дешифрирования георадарного зондирования // Строительный Вестник, № 4. — Тюмень, 2005.
3. Методические рекомендации по применению георадаров при обследовании дорожных конструкций. Министерство транспорта Российской Федерации (Росавтодор). — М., 2003.