Skanowanie konstrukcji - wykrywanie i lokalizacja zbrojenia, rur, kabli

Odnośniki do prezentowanych badań:


 

Prześwietlanie konstrukcji

(skanowanie betonu, żelbetu, konstrukcji sprężonych, murowych, ceglanych, kamiennych) pozwala na wykrycie,  lokalizację i identyfikację metodami nieniszczącymi elementów uzbrojenia konstrukcji (m.in. prętów zbrojeniowych, kotew, kabli sprężających, rur, kabli elektrycznych) jak również ustalić niedostępne wymiary konstrukcji (m.in. grubości dna zbiornika, fundamentu, stropu).

Na wytwórniach prefabrykatów i przy inspekcji spoin konstrukcji stalowych, pod pojęciem prześwietlania konstrukcji rozumie się zastosowanie promieniowania rentgenowskiego i gamma.

Przy pomiarach bezpośrednio na konstrukcji pojęcie prześwietlania odnosi się zwykle do dwóch zagadnień:

skanowanie (mapowanie) zbrojenia / żelbetu - detekcja (wykrywanie / lokalizacja) prętów zbrojeniowych, mapowanie (ustalenie rozkładu) prętów zbrojeniowych, pomiar głębokości (grubości otuliny) prętów zbrojeniowych oraz oszacowanie średnicy prętów zbrojeniowych, kotew, stalowych osłon kabli sprężających, metodami nieniszczącymi - elektromagnetyczną (impulsową) lub ultradźwiękową;

oraz bardziej wszechstronne

kompleksowe skanowanie konstrukcji - umożliwiające wykrycie w konstrukcji zbrojenia, jak również elementów nieżelaznych takich jak np. rurki ceramiczne i plastikowe, kable elektryczne bez napicia i pod napięciem, profile aluminiowe, zlokalizować pustki oraz ocenić grubości elementów konstrukcyjnych - można wykonać przy użyciu georadaru z anteną o wysokiej częstotliwości (technika radarowa) lub metodami ultradźwiękowymi.

Tabela z ogólnym podziałem przyrządów do skanowania konstrukcji i ich możliwościami

  Lokalizator zbrojenia Lokalizator przewodów Multidetektor Covermeter Georadar
Lokalizacja
         
Zbrojenie, kotwy (metale żelazne) +   + +++ +++
Przewody elektryczne „pod napięciem” (metale nieżelazne)   +++ +   +++
Przewody elektryczne „bez napięcia”, profile, plastik, drewno, ceramika, pustki     +/-   +++
Pomiar          
Grubość otuliny prętów zbrojeniowych       +++ +/-
Średnica prętów zbrojeniowych       +/-  

Legenda: (+++) przyrząd specjalnie przeznaczony do tego typu pomiarów, (+) przyrząd z wymaganą dokładnością wykonuje tego typu pomiary, (+/-) przyrząd wykonuje tego typu pomiary z ograniczoną dokładnością.

Z wykorzystaniem specjalistycznych detektorów takich jak covermeter, multidetektor, georadar GPR, impact-echo możliwe są m.in.:

  • wskazanie w konstrukcji miejsc "wolnych" od zbrojenia i sieci instalacyjnych w celu wykonania nawierceń i przewiertów - unikamy w ten sposób ryzykownego wiercenia/cięcia w betonie o nieznanym rozkładzie zbrojenia, kotew, instalacji (m.in. kabli sprężających, kabli elektrycznych, instalacji wod.-kan., instalacji ogrzewania podłogowego) - praktyczne zastosowania np. wiercenie kołków lub osadzanie kotew do podwieszenia instalacji, wycięcia otworów do przeprowadzenia instalacji kabli lub rur wod-kan.
  • badania kontrolno-odbiorowe - kontrola jakości przy wykonywaniu i odbiorze robót budowlanych oraz ocena zgodności wykonanych prac z dokumentacją projektową
    • sprawdzenie w sposób nieniszczący - rozstawu i grubości otuliny prętów zbrojeniowych
    • szybka metoda wykrywania miejsc w których pręty zbrojeniowe posiadają niedostateczną grubość otuliny
    • sprawdzenie długości strefy zagęszczonego rozstawu strzemion w strefach podporowych belek
    • sprawdzenie w sposób nieniszczący przebiegu kabli i rur instalacyjnych
    • sprawdzenie, czy rysy widoczne na konstrukcji mają charakter wytężeniowy, czy też korozyjny
  • projekty remontu / wzmocnienia / przebudowy istniejących konstrukcji - badania konstrukcji o nieznanym rozkładzie zbrojenia i przebiegu instalacji
    • inwentaryzacja i identyfikacja zbrojenia - wykrywanie i lokalizacja w sposób nieniszczący rozstawu oraz grubości otuliny prętów zbrojeniowych
    • weryfikacja zgodności rozstawu, średnic i grubości otulin prętów w istniejącej konstrukcji z dokumentacją archiwalną
    • lokalizacja osłon kabli sprężających
    • wykrywanie głębszych warstw zbrojenia - w konstrukcjach z kilkoma warstwami zbrojenia
    • wykrywanie zabetonowanych kotew, rur, kabli, przewodów
    • lokalizacja kotew mocujących okładziny kamienne na elewacjach budynków
  • pomiar grubości elementów dostępnych z jednej strony bez konieczności wykonywania kłopotliwych przewiertów i wierceń (np. ściany basenów i zbiorników na paliwa, posadzki, ściany oporowe).

gora


 

Skanowanie betonu / żelbetu - wykrywanie, lokalizacja, mapowanie i identyfikacja zbrojenia

 Wykrywanie prętów zbrojeniowych w betonie dokonuje się najczęściej w sposób nieniszczący - metodami elektromagnetyczną lub ultradźwiękową.

W tej grupie znajdują się proste lokalizatory stali i przyrządy specjalistyczne.

Lokalizatory zbrojenia (wykrywacze/detektory zbrojenia) pozwalają na szybkie zlokalizowanie w konstrukcji elementów metalowych (ferromagnetyków) - prętów zbrojeniowych, kształtowników, blach, kotew, itp. - w celu uniknięcia ich przecięcia w trakcie wykonywania wierceń w betonie.  Na rynku dostępnych jest bardzo wiele tego typu przyrządów - od bardzo prostych lokalizatorów, które pozwalają jedynie na zgrubną ocenę rozkładu zbrojenia w konstrukcji, do profesjonalnych lokalizatorów zbrojenia wskazujących przebieg prętów z milimetrową dokładnością. Przyrządy z tej grupy nie są jednak w stanie precyzyjnie określić na jakiej głębokości znajdują się wykryte elementy i na ogół mają problemy z detekcją w miejscach silnie zagęszczonego zbrojenia.

Dostępne są również uniwersalne detektory (multidetektory) umożliwiają wykrycie w konstrukcji poza elementami z metalu, również elementy z drewna i plastiku, profile aluminiowe, przewody elektryczne "pod napięciem" oraz pustki w konstrukcji. Dokładność ich wskazań jest jednak bardzo zróżnicowana, a przyrządy sprawdzają się głównie w nieskomplikowanych sytuacjach.

Przyrządy specjalistyczne do pomiaru grubości otuliny (zwane z ang. covermeters) umożliwiają precyzyjny pomiar grubości otuliny oraz oszacowanie średnicy prętów zbrojeniowych. Przyrządy wyposażone w standardowe głowice pomiarowe umożliwiają wykrycie i lokalizację elementów stalowych do głębokości 6-10 cm (15-18 cm ze specjalnymi głowicami) oraz pomiar grubości otuliny do głębokości 5-6 cm (6-12 cm ze specjalnymi głowicami). Wyposażenie i opcje dodatkowe dostępne u różnych producentów: głowice do pomiarów w miejscach znacznego zagęszczenia zbrojenia, próbniki (borehole) umożliwiające wgłębne wykrywanie ilości warstw zbrojenia, opcje statystyczne, mapowanie wkładek zbrojeniowych - wyświetlacze z wizualizacją 2D/3D.

Przykłady zastosowania specjalistycznych przyrządów do detekcji zbrojenia:

Przyrządy

  • lokalizatory zbrojenia i elementów metalowych (ferromagnetyków) - proste i profesjonalne;
  • lokalizatory przewodów elektrycznych "pod napięciem";
  • uniwersalne detektory (multidetektory) np. D-tect 150 SV firmy Bosch, PS 50 firmy Hilti, Walabot DIY
  • specjalistyczne przyrządy do pomiaru grubości otuliny (Covermetery - np. Elcometer 331, Profometer firmy Proceq, Ferroscan firmy HILTI).

Dokładną lokalizację zbrojenia można również wykonywać przy użyciu GeoRadaru - Groundu Penetrating Radar (GPR) z anteną o wysokiej częstotliwości (>2 GHz) - opis poniżej.

Zastosowanie urządzeń rentgenowskich do detekcji zbrojenia w warunkach polowych jest dość utrudnione ze względu na znaczną masę zestawu pomiarowego oraz konieczność zachowania szczególnych względów bezpieczeństwa przy pracy z materiałem promieniotwórczym.

gora


 

Odkrywki / odkuwki betonu i zbrojenia oraz przewierty kontrolne

W sposób niszczący pozwalają ocenić głębokość korozji betonu, pomierzyć bezpośrednio średnice prętów, sposób ich użebrowania (klasę stali zbrojeniowej) i grubość otuliny, ocenić wielkość ubytków korozyjnych na prętach zbrojeniowych oraz ocenić jakość głębszych partii betonu.

gora


 

Nieniszczący pomiar grubości elementów konstrukcyjnych

Zaawansowane metody akustyczne oraz technika georadarowa GPR, umożliwiają ustalenie w sposób nieniszczący grubości elementów konstrukcyjnych dostępnych z jednej strony (fundamenty, ściany i dna zbiorników, płyty pomostowe) bez konieczności ich przewiercania, przykladem metody akustycznej umożliwiającej tego typu pomiar jest metoda Impact Echo (IE) - więcej informacji ...

Przyrządy
  • DOCter Impact-Echo firmyGermann Instruments, CTG
  • Concrete Thickness Gauge firmy Olson Instruments

gora


 

Kompleksowe skanowanie konstrukcji

GeoRadar do betonu (GPR - Ground Penetrating Radar) – wykonywanie map 2D/3D elementów konstrukcyjnych ze wskazaniem m.in. układu fundamentów, pozostałości starych konstrukcji, otworów, pustek pod konstrukcją.
Przy zastosowaniu anten o wysokiej częstotliwości (>2 GHz) - lokalizacji wkładek zbrojeniowych (prętów zbrojeniowych i kabli sprężających), kabli elektrycznych, rur instalacyjnych oraz innych elementów uzbrojenia konstrukcji.

Zastosowanie Zakres użytecznej częstotliwości anteny
[MHz]
Głębokość pomiarów
[m]
Lokalizacja zbrojenia i ocena betonu w konstrukcji
Ocena dróg, nawierzchni lotnisk, płyt mostowych, nasypów kolejowych
900 - 3000 < 0,3 – 1 m
Grubość betonu, Lokalizacja rur i pustek, Płytkie grunty, Archeologia 400 - 900 < 1 m
Geologia, Instalacje podziemne, Archeologia, Wykrywanie zbiorników 100 - 400 < 4 – 9 m
Profilowanie geologiczne 10 - 100 < 30 – 60 m

Do lokalizacji zbrojenia, rur i kabli w betonie możemy zastosować:

Pełne wersje georadarów (Full Size GPR)

georadary ręczne, lekkie, wyposażone zwykle w jedną antenę 1-3 GHz, georadary o zróżnicowanych wymaganiach względem operatora, przykłady:

Georadary Mala CX oraz ProEX szwedzkiej firmy Mala Geoscience (przedstawiciel w Polsce - firma Geo-radar)

Mala_ProEX_GPR

  • z możliwością zamontowania anten 1.2 GHz, 1.6 GHz lub 2.3 GHz
  • możliwość zastosowania sondy zintegrowanej - anteny GPR z układem cewek indukcyjnych do dodatkowej detekcji zbrojenia metodą elektro-magnetyczną
Georadar Aladdin włoskiej firmy IDS (przedstawiciel w Polsce - firma SEJSCOM S.C.)

IDS_Aladdin_GPR

  • wyposażony w dwie anteny 2 GHz o podwójnej polaryzacji, umożliwiające w trakcie pojedynczego profilowania na dwukierunkowe skanowanie oraz na dokładniejsze rozróżnienie obiektów znajdujących sie bezpośrednio pod sobą
  • podkładka/mata PSG do precyzyjnego profilowania
  • oprogramowanie GRED 3D umożliwia wizualizację 3D bezpośrednio w trakcie pomiarów
Georadar Conquest kanadyjskiej firmy Sensors & Software Inc. wyposażony w antenę o częstotliwości 1 GHz

SenSoft_Conquest_GPR

Georadar PS 1000 X-Scan firmy HILTI wyposażony w 3 anteny o częstotliwości 1,6 GHz

Hilti_PS_1000_X_Scan_GPR

Zestawy kompaktowe (Compact System)

georadary ręczne, lekkie, wyposażone w jedną antenę 1 GHz, proste w obsłudze, nie wymagające specjalistycznego przeszkolenia, przykłady:

Georadar Structure Scan amerykańskiej firmy GSSI wyposażony w antenę o częstotliwości 1.6 GHz lub 2.6 GHz

GSSI_Structure_Scan_GPR

Georadar Handy Search japońskiej firmy JRC wyposażony w antenę o częstotliwości 1 GHz

JRC_HandySearch_GPR

Lokalizacja elementów uzbrojenia w gruncie oraz badania konstrukcji powierzchniowych

W przypadku konieczności szybkiego przeskanowania dużych powierzchni, możemy zastosować systemy wieloantenowe (GPR Arrays) - do lokalizacji rur i kabli w gruncie stosujemy anteny 200-300 MHz, a przy badaniach nawierzchni dróg, nasypów kolejowych, płyt lotnisk, płyt mostowych anteny 1-3 GHz, przykłady:

3D RADAR norweskiej firmy GeoScope

3D_RADAR_GPR

georadar nowej generacji z anteną o zmiennej częstotliwości (stepped frequency) od 30 MHz do 2 GHz, profilowanie nawet co 4 cm, możliwość zastosowania do 63 anten co umożliwia skanowanie pojedynczym pasmem o szerokości 6 m

Georadar MIRA

MALA_MIRA_GPR

szwedzkiej firmy Mala Geoscience do którego można podłączyć jednocześnie 32 anteny o częstotliwości 200, 400 i 1300 MHz

Georadar RIS Hi-BrigHT

IDS_Hi-BrigHT_GPR

włoskiej firmy IDS (przedstawiciel w Polsce SEJSCOM S.C.) wyposażony w układ 8 anten 2 GHz o dwukierunkowej polaryzacji umożliwiający pojedyncze skanowanie pasmem o szerokości 1m

Georadar TerraVision

GSSI_TerraVision_GPR

amerykańskiej firmy GSSI wyposażony w 7 anten o częstotliwości 400 MHz

gora

Ta strona korzysta z plików cookies zgodnie z ustawieniami twojej przeglądarki Rozumiem