INSET - Geotechnické a diagnostické průzkumy při opravách TT

Geotechnické a diagnostické
průzkumy při opravách TT
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Průzkumy, měření,
monitoring
Příprava
• Geofyzikální a
geologické
průzkumy pro
liniové stavby
• Podklady pro
projekt
Výstavba
Provoz
• Geotechnický
monitoring
• Měření vlivu
dopravy
• Rozsah a míra
porušení
• Sledování vlivů
stavby na okolí
(deformace,
hluk, vibrace,
prašnost)
• Technické
prohlídky TT a
drážních objektů
• Podklady pro
návrh sanace
• Kontrola kvality
• Pravidelné a
mimořádné
průzkumy
Opravy
• Kontrola
sanačních prací
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Geofyzikální průzkumné metody
pro liniové stavby
• Nepřímé metody
• Měří fyzikální veličiny a sledují jejich změny
• Charakterizují prostředí na základě těchto
veličin a jejich změn
• Výhodou hustý krok měření – spojitá
informace o zkoumaném prostředí (vrt –
bodová informace)
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Geofyzikální průzkumné metody
pro liniové stavby
• K rozlišení prostředí je nutný kontrast ve
sledované veličině (vhodná volba metody,
nejlépe kombinovat více metod na různých
fyzikálních principech)
• Nevyžadují zásah do prostředí
• Nepřímé informace (vždy vhodné navázat
na údaje z vrtů)
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Geofyzikální průzkumné metody
pro liniové stavby
415
410
0
20
30
40
50
60
70
90
100
110
120
130
140
0
-5
405
Hloubka (m)
m n.m.
0
10
80
-5
400
Metody inženýrské seismiky
-10
395
• Mapování hranice podloží
-10
390
0
0
200
400
600
Rychlost (m/s)
800
10
10
20
20
30
30
40
40
50
50
60
60
130
140
100
120
70
90
110
80
70
80
90
100
110
120
130
140
• Zatřídění hornin podle rozpojitelnosti
Legenda k interpretaci rychlostního seismického řezu
(se zatříděním hornin dle ČSN 73 1001 a ČSN 73 3050)
hlinité a písčité zeminy
žulové eluvium (těžitelnost tř. 4 - 5)
• Tektonické linie a poruchy
1000
1200
1400
žula zcela zvětralá, s malou vzdáleností diskontinuit (R5, těžitelnost tř. 4)
žula silně zvětralá, se střední vzdáleností diskontinuit (R4, těžitelnost tř. 5)
1600
1800
žula mírně zvětralá až navětralá, s velkou vzdáleností diskontinuit (R3 - R2, těž.ř.t 6)
2000
2200
2400
hranice pevných hornin v podloží dle výsledků zpracování
v programu WinSeis
2600
hranice zářezu
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Geofyzikální průzkumné metody
pro liniové stavby
Geoelektrické odporové metody
• Geologická stavba
• Vymezení jílových a písčitých vrstev
• Smykové plochy a sesuvná území
• Preferenční cesty proudění podzemní
vody
• Tektonické linie a poruchy
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Geofyzikální průzkumné metody
pro liniové stavby
Georadar a mikrogravimetrie
• Průzkumy v městské zástavbě
• Mapování porušených zón v podloží
• Detekce podzemních objektů
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Georadar
Vysokofrekvenční EM pulzy
(108 – 109 Hz)
Odraz od nehomogenit
Registrace odraženého
signálu
Hustý krok měření – detailní
obraz zkoumaného prostředí
200 205 210 215 220 225 230 235
[m]
0
1
2
3
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Mikrogravimetrie
Měření změn tíhového zrychlení
vyvolaných hustotními nehomogenitami
Jediná GF metoda, která reaguje přímo
na deficit hmoty
Detekce kaveren a rozvolněných zón
Inverzní úloha – kvantifikace deficitu
hmoty
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Penetrační sondy
Počet úderů závaží potřebných k
zaražení hrotu o 10 cm.
Výpočet dynamického penetr. odporu
Stupeň ulehlosti zemin
Ověření GF anomálií
Dynamický
penetrační odpor
qDYN [MPa]
Konzistence
Stupeň ulehlosti
písčitých zemin
<1
velmi měkké
velmi kypré
1-4
měkké
kypré, neulehlé
4 - 10
tuhé - pevné
středně ulehlé
10 - 25
pevné - tvrdé
ulehlé
> 25
tvrdé
balvany, stmelené
kameny, pevné
objekty
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Komplexní průzkumy
• Kombinace několika nepřímých GF metod (v městském prostředí
nejčastěji georadar a mikrogravimetrie)
• Hustý krok měření (gravimetrie 1 – 2 m, radar 0,1 – 0,2 m)
• Měření lze provádět i za provozu v intervalu mezi průjezdy
tramvají, nevyžaduje výluku
• Následné ověření anomálií penetračními sondami
• Vysoká spolehlivost výsledků
• Podklady pro projekt sanace, optimalizace sanačních postupů
• Specifikace spotřeby injektážní směsi, únosnost podloží, ...
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Komplexní průzkumy
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Kde se zabývat průzkumem stavu
podloží TT
• V místech (opakovaných) povrchových deformací kolejí
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Kde se zabývat průzkumem stavu
podloží TT
• V místech souběhu s podzemními sítěmi, především kanalizací a vodovodem
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Kde se zabývat průzkumem stavu
podloží TT
• V místech výstavby nových inženýrských sítí nebo oprav stávajících
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Kde se zabývat průzkumem stavu
podloží TT
• V blízkosti vodních toků, v místech kolísání hladiny podzemní vody
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Kde se zabývat průzkumem stavu
podloží TT
• V okolí míst havárie vody, kanalizace, propadu vozovky v blízkosti TT
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Kde se zabývat průzkumem stavu
podloží TT
• V místech historické zástavby s výskytem známých nebo očekávaných
podzemních objektů
• V místech patrných poškození stavebních objektů v blízkosti TT
• V poddolovaných oblastech
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Hlavní příčiny deformací TT
• V podloží tramvajové trati jsou nevhodné málo únosné zeminy původního
prostředí nebo starých zásypů podzemních sítí
• Dochází k sedání podložních zemin v důsledku špatného zhutnění podloží
• Dochází k sedání podloží v důsledku vyplavení a odnosu jemnozrnných
částic, spolupůsobení dynamického zatížení
• K postupným či náhlým poklesům TT dojde v důsledku propadnutí stropů
podzemních objektů pod TT nebo v její blízkosti
• Deformace souvisí s výstavbou podzemních děl, dochází k vytváření
poklesové kotliny nebo došlo k technologickým problémům při ražbě
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Průzkum v jednotlivých etapách
sanace
• Přípravná fáze
• Realizační fáze
• Po ukončení
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Průzkum v jednotlivých etapách
sanace
Přípravná fáze
• Zjištění a dokumentace rozsahu deformací na kolejišti
• Rajonizace zájmového úseku např. georadarem a nivelačním měřením
• Prověření stavu objektů a inženýrských sítí v podloží a těsné blízkosti TT
• Kvantifikace problému dalšími metodami – gravimetrie
• Ověření anomálií vrtanými nebo penetračními sondami
Výstupem jsou podklady pro:
• Plán oprav – naléhavost opravy vs. finanční prostředky
• Návrh opatření – projekt sanace
• Finanční úspory – např. cílená injektáž neúnosného podloží a kaveren
• Omezení rozsahu dodatečných víceprací
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Průzkum v jednotlivých etapách
sanace
Realizační fáze
• Upřesnění rozsahu porušení (např. po sejmutí žb. panelů TT)
• Detailní plošná měření v místě detekovaných anomálií
• Polní zkoušky základových zemin, zjišťování únosnosti zemní pláně
• Operativně prováděné doprůzkumy dle potřeb stavby
• Průběžně prováděné zkoušky (hutnění, sledování účinnosti injektáže apod.)
• Investorský dohled
• Sledování vlivu stavby na okolí
Hlavní přínos:
• Průběžná kontrola kvality prací a účinnosti sanace
• Optimalizace sanačních postupů
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Průzkum v jednotlivých etapách
sanace
Po ukončení
• Při převzetí díla od dodavatele
• Kontrola účinnosti sanace
• Kontrola shody provedeného díla s projektovou dokumentací
Hlavní přínos:
Záruka kvality a dlouhé životnosti provedené opravy
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Příklad komplexního GF průzkumu
Rekonstrukce TT na Bubenském nábřeží v Praze (2005)
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Příklad komplexního GF průzkumu
Rekonstrukce TT na Bubenském nábřeží v Praze
1) Vizuální prohlídka a dokumentace stavu
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Příklad komplexního GF průzkumu
Rekonstrukce TT na Bubenském nábřeží v Praze
2) Zjištění stavu porušení podloží – rajonizace
- georadarový a mikrogravimetrický průzkum
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Příklad komplexního GF průzkumu
Rekonstrukce TT na Bubenském nábřeží v Praze
3) Rešerše starších výsledků průzkumů prováděných pro TSK a PVK
80
A5
70
60
A4
50
80
70
A3
40
60
50
30
300L
40
A2
A1
20
30
10
0
široké polohy neúnosného podloží
-sahající po úroveň cca 2 m pod terén
- detekované v hloubkách pod 2 m pod terénem
20
10
C
0
lokálně intenzivněji porušené zóny
- sahající do hloubky cca 2 m pod úroveň terénu
- hlouběji založené
DP-1
umístění ověřovacích penetračních sond
významně porušené úseky zemního prostředí doporučené k sanaci
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Příklad komplexního GF průzkumu
Rekonstrukce TT na Bubenském nábřeží v Praze
Zahájení rekonstrukce
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Příklad komplexního GF průzkumu
Rekonstrukce TT na Bubenském nábřeží v Praze
4) Upřesnění rozsahu porušení podloží po sejmutí panelů TT - georadar
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Příklad komplexního GF průzkumu
Rekonstrukce TT na Bubenském nábřeží v Praze
5) Ověření anomálií penetračními sondami
KAVERNA
Dynam ický penetraèní odpor qdyn [MPa]
Dynam ický penetraèní odpor qdyn [MPa]
2,0
4,0
6,0
0,0
8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0 22,0 24,0 26,0 28,0 30,0 32,0 34,0 36,0 38,0 40,0 42,0 44,0 46,0 48,0 50,0
0,0
0,0
0,5
0,5
1,0
1,0
1,5
1,5
2,0
2,0
2,5
2,5
3,0
3,0
3,5
3,5
4,0
4,0
4,5
4,5
Hloubka [m]
Hloubka [m]
0,0
5,0
2,0
4,0
6,0
2
4
6
8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0 22,0 24,0 26,0 28,0 30,0 32,0 34,0 36,0 38,0 40,0 42,0 44,0 46,0 48,0 50,0
5,0
5,5
5,5
6,0
6,0
6,5
6,5
7,0
7,0
7,5
7,5
8,0
8,0
8,5
8,5
9,0
9,0
9,5
9,5
10,0
10,0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
44
46
48
50
0
8
10
12
14
16
18
20
qdyn
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
44
46
48
50
Poèet úderù N10
Poèet úderù N10
N10red
qdyn
N10red
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Příklad komplexního GF průzkumu
Rekonstrukce TT na Bubenském nábřeží v Praze
Sanace určených úseků - injektáž, hutnění podloží
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Příklad komplexního GF průzkumu
Rekonstrukce TT na Bubenském nábřeží v Praze
6) Opakované měření georadarem – kontrola účinnosti injektáže
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Příklad komplexního GF průzkumu
Rekonstrukce TT na Bubenském nábřeží v Praze
6) Opakované měření georadarem – kontrola účinnosti injektáže
[m]
0
110
115
120
PŘED
[m]
0
[m]
0
110
INJEKTOVANÝ ÚSEK
115
120
PO
[m]
0
1
1
1
1
2
2
2
2
GPR měření před injektáží
GPR měření po injektáži
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Příklad komplexního GF průzkumu
Rekonstrukce TT na Bubenském nábřeží v Praze
7) Rázová zatěžovací zkouška LDD – kontrola hutnění
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Průzkumy konstrukcí
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Průzkumy konstrukcí
Stavební objekty
mosty
propustky
opěrné zdi
Prohlídky, průzkumy
násypy
zářezy
tunely
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Georadar - diagnostika
Průzkumy betonových konstrukcí:
-dokumentace skutečného stavu objektu
-rajonizace konstrukce z hlediska míry jejího porušení (lokalizace porušených zón, dutin)
-vyhledání výztuže – určení její četnosti, trajektorie a stanovení mocnosti krycí vrstvy
-zjišťování a kontrola založení mostních opěr a podpěr
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Georadar - diagnostika
Průzkumy betonových konstrukcí:
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Georadar - diagnostika
3D diagnostický
skener DIBEKON
• Speciální zařízení vyvinuté
firmou INSET s.r.o.
• Automatické měření v husté síti
profilů (krok měření 5 mm)
• Plošné mapy rozmístění výztuže
• Detekce výztuže uložené ve více
vrstvách
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Georadar - diagnostika
3D diagnostický
skener DIBEKON
• Speciální zařízení vyvinuté
firmou INSET s.r.o.
• Automatické měření v husté síti
profilů (krok měření 5 mm)
• Plošné mapy rozmístění výztuže
• Detekce výztuže uložené ve více
vrstvách
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Georadar - diagnostika
• Detekce výztuže uložené ve více
vrstvách
0.2
Abutment
0.3
0.1
0.0
Contraction joint
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
interpreted position of reinforcing rods
Cross-section
Bridge segment
Contraction joint
50 mm
The final model of
a reinforcement layout
obtained from the detail
3D GPR survey
Abutment
60 mm
• Plošné mapy rozmístění výztuže
0.0
0.4
20-30 mm
• Automatické měření v husté síti
profilů (krok měření 5 mm)
0.5
Bridge segment
• Speciální zařízení vyvinuté
firmou INSET s.r.o.
Distance from the joint edge (m)
3D diagnostický
skener DIBEKON
Distance from the joint edge (m)
Horisontal scan
60 mm
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
3D skenování povrchu
• Speciální polární skener –
vytváří mračno bodů (103 bodů/s)
• Zaměření stávajícího stavu
povrchu v definovaných plochách
za účelem sledování deformací
• Nulové měření při přejímce a
opakované měření před koncem
záruční doby
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
INSET – zakázky
• V období 2004 – 2011 realizováno celkem 61 zakázek souvisejících s
výstavbou a rekonstrukcí TT
• Geotechnický průzkum – 23 zakázek
• Stavebně diagnostický průzkum – 11 zakázek
• Hlukové studie a měření vibrací – 27 zakázek
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
INSET – zakázky
• V období 2004 – 2011 realizováno celkem 61 zakázek souvisejících s
výstavbou a rekonstrukcí TT
• Objednatelem DP – 40 zakázek
• Zhotovitel stavby – 11 zakázek
• Ostatní objednatelé – 10 zakázek
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
INSET – akce pro DP
Zakázka
Objednatel
Nádraží - tramvajová trať
DP hl.m.Prahy, a.s.
2004
Myslíkova - tramvaj, geof. průzkum
DP hl.m.Prahy, a.s.
2004
Ul Zenklova, podloží tramvaje, geof. průzkum
DP hl.m.Prahy, a.s.
2004
Oprava tramvajové trati Patočkova - Střešovická, vliv opravy na snížení hluku
DP hl.m.Prahy, a.s.
2006
Rekonstrukce tramvajové trati Palackého nám. - Na Moránigeofyzikální průzkum
DP hl.m.Prahy, a.s.
2007
Rekonstrukce tramvajové trati Svobodova - Na Slupi, geofyzikální průzkum
DP hl.m.Prahy, a.s.
2007
Tramvajová traťi na Rašínově nábřeží, úsek Jiráskův most - Palackého most
DP hl.m.Prahy, a.s.
2007
Měření hluku z tramvajové trati v Korunní ulici
DP hl.m.Prahy, a.s.
2007
Diagnostika tramvajového mostu Ostrava, ul. Plzeňská
DP Ostrava a.s.
2007
Měření hluku při průjezdu tramvaje v oblouku z ul. Ruské na ul. 1. máje ve Vítkovicích
DP Ostrava a.s.
2007
Měření hluku tramvajové dopravy Klárov- Letenská
DP hl.m.Prahy, a.s.
2007
Brno, Veletržní ul. č. 5 - měření hluku od tramvajové trati
DP města Brna, a.s.
2007
Rekonstrukce tramvajové trati ve Vyšehradském tunelu
DP hl.m.Prahy, a.s.
2008
Tramvajový most na ulici Místecké přes ulici Ruskou
DP Ostrava a.s.
2008
Tramvajový most ev. č. 5-020 na ulici Výškovické v Ostravě: diagnostika mostu
DP Ostrava a.s.
2008
Geotechnický průzkum deformací podloží tramvajové tratě na ul. Opavská
DP Ostrava a.s.
2008
Měření hluku z tramvajové dopravy před a po opravě TT Francouzská-Blanická
DP hl.m.Prahy, a.s.
2008
Měření hluku z tramvajové dopravy před a po opravě TT Seifertova
DP hl.m.Prahy, a.s.
2008
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. DP
2011,
Liberec
hl.m.Prahy, a.s.
Měření hluku z tramvajové dopravy před opravou TT Vyšehradský tunel
Rok
2008
INSET – výběr ze zakázek pro DP
Tramvajová trať na ul. 28. října v Ostravě
Průzkum podloží v úseku Dům energetiky - Krajský úřad (470 m)
Realizace průzkumu: IV / 2010
Georadarový průzkum v 5 profilech
Penetrační sondy 6 ks
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
INSET – výběr ze zakázek pro DP
Oprava tramvajové trati u zastávky Radlická škola
Ohodnocení příčin vzniku deformací tramvajové tratě
geofyzikálním měřením
Návrh rozsahu a hloubky sanačního zásahu
Kontrola provádění sanačních prací a použití
odpovídajících technologií
Realizace průzkumu: IV / 2011
Georadarový a mikrogravimetrický průzkum
Penetrační sondy
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
INSET – výběr ze zakázek pro DP
Tramvajová trať na ul. Martinovská v Ostravě
Průzkum podloží v úseku mezi křižovatkami
s ul. Opavskou a ul. Sokolovskou (390 m)
Realizace průzkumu: V / 2011
Georadarový průzkum v 5 profilech
Penetrační sondy 6 ks
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec
Bližší informace o možnostech provádění průzkumů TT:
RNDr. Oldřich Levý – ředitel divize geologie a geofyziky
[email protected], mobil: 602 340 204
RNDr. Jakub Štainbruch, Ph.D.
[email protected], mobil: 602 281 076
Děkuji za pozornost
44. zasedání odborné skupiny tramvajové trati, 2. – 3.11. 2011, Liberec