Badania geofizyczne gruntu przeprowadzane są najczęściej przed rozpoczęciem rozmaitych inwestycji kubaturowych (potocznie budowlanych) i liniowych (np. drogowych), choć mają zastosowanie również w przemyśle. Dzięki nim możliwe jest wykrycie potencjalnych zagrożeń – zarówno dla środowiska, jak i planowanej konstrukcji. Z poniższego artykułu dowiesz się, na czym polegają i jakie metody badawcze są wykorzystywane najczęściej.
Co to jest badanie geofizyczne gruntu?
Zacznijmy od podstaw. Podstawowym celem badania geofizycznego jest analiza warunków gruntowych (na przykład hydrogeologicznych) i wykrycie ewentualnych problemów bądź anomalii, które mogą mieć wpływ na planowaną konstrukcję – budynek mieszkalny, drogę itd. Wymienić można tu chociażby uskoki tektoniczne, pustki, tunele i fizyczne obiekty.
Badanie geofizyczne jest niezbędne szczególnie w przypadku trudnych warunków geologicznych. Dobrym na to przykładem są obszary górnicze. Jeśli na takim terenie ma powstać droga, osiedle lub dom, wykonawca ma obowiązek sprawdzić, czy aktualne warunki umożliwiają realizację takiej inwestycji i jak wpłynie ona na stabilność gruntu.
Najczęściej stosowane metody badań geofizycznych
Istnieje co najmniej kilka sposobów na analizę sytuacji geofizycznej. Dobierane są one w zależności od specyfiki terenu, a także rodzaju samej inwestycji.
Badania georadarowe – na czym polegają?
Metoda GPR, polega na analizie zjawiska odbicia fali od powierzchni rozdzielającej warstwy ośrodka geologicznego o różnych właściwościach elektrycznych. W badaniu georadarowym stosuje się fale elektromagnetyczne z zakresu od krótkich do ultrakrótkich. Badanie wykonywane jest przy użyciu urządzeń jednokanałowych (anten), gdzie sygnał odbity od granic, rejestrowany jest jednym odbiornikiem (antena odbiorcza) umieszczonym w stałej odległości od nadajnika (anteny nadawczej).
W ten sposób możliwe staje się wykrycie wspomnianych wcześniej pustek i osiadania gruntu. Umożliwia to także rozpoznanie zawodnienia oraz przepływu zanieczyszczeń w ośrodku gruntowo-skalnym, kontrole stateczności obiektów geoinżynierskich czy też rozpoznanie obecności obiektów mogących utrudnić inwestycję (rury, kolektory itd.). Co ważne, pomiary georadarowe dobrze sprawdzają się podczas wyznaczania granic geotechnicznych i geologicznych (np. strefy spękań).
Pomiary geofizyczne gruntu – metoda sejsmiczna
Polegają na generowaniu sztucznych fal sejsmicznych w ośrodku ciągłym, w tym skałach i gruntach, które są następnie analizowane pod kątem warunków gruntowych, jak również:
- występowania i poziomu wód gruntowych,
- obecności obiektów, pustek i form krasowych,
- intensywności osiadań,
- określania granic geologicznych,
- oceny urabialności skał dla celów budownictwa,
- monitoringu obiektów hydrotechnicznych
- analizy właściwości ośrodka skalnego (poziom spękania, uskok, parametry sprężystości).
Dokładność tego typu badań jest w dużym stopniu uzależniona od jakości stosowanej aparatury, dlatego z perspektywy Inwestora duże znaczenie ma współpraca ze sprawdzonymi, wyspecjalizowanymi podmiotami.
Metoda elektromagnetyczna w badaniu gruntu
Badania elektromagnetyczne, nazywane też konduktometrycznymi, polegają na indukcji pierwotnego pola elektromagnetycznego i analizy pola wtórnego, które generuje ośrodek geologiczny. Pozwala to na sprawdzenie wszelkich zmian oporności gruntu, a co za tym idzie, na wykrycie przeszkód podziemnych, przecieków, pustek, a nawet poziomu skażenia.
Metoda elektromagnetyczna nie tylko ułatwia planowanie inwestycji, ale też zmniejsza prawdopodobieństwo wystąpienia potencjalnych zagrożeń w trakcie budowy. Inwestor może bowiem poznać właściwości gruntu i wykryć potencjalne przeszkody.
Elektrooporowe metody badawcze opierają się na analizie parametrów pola elektrycznego, które jest sztucznie generowane w środowisku gruntowo-skalnym. Przepływ prądu elektrycznego jest wywołany przez różnicę napięcia przyłożonego na końcach przewodnika (elektrody). Zwykle w badaniu stosuje się zestaw 4 elektrod (dwie z nich to elektrody prądowe służące do nadawania prądu, a dwie kolejne potencjałowe służące do odbierania prądu).
Metoda ta jest stosowana m.in. do określenia litologii ośrodka gruntowo-skalnego, zwłaszcza gdy wynik badań można dowiązać do innych danych geologicznych. Badanie elektrooporowe sprawdza się także:
- w lokalizacji stref występowania glacitektoniki (np. zaburzeń ciągłości podłoża spowodowanej drogą poruszania się lodowca/lądolodu),
- w określeniu składu litologicznego nasypów i budowli ziemnych,
- rozpoznaniu stref niejednorodności,
- w hydrogeologii np. poszukiwanie warstw wodonośnych czy rozdzielaniu poziomu wód słonych i słodkich w strefie brzegów oceanów i mórz,
- w kartowaniu płytkich złóż,
- w kartowaniu ciągłości warstw nieprzepuszczalnych w miejscach projektowanych składowisk,
- wykrywanie pustek i stref rozluźnień w gruntach.
Pozostałe metody badań geofizycznych
Spośród często stosowanych sposobów analizy geofizycznej wymienić możemy jeszcze metodę mikrograwimetryczną.
Bada ona przyciąganie ziemskie, a mówiąc dokładnie, jego zmiany. W ten sposób możliwe jest odnalezienie pustek w gruncie i rozluźnień. Ma to zatem kluczowe znaczenie dla powodzenia planowanej inwestycji.
Badania geofizyczne gruntu stanowią kluczowy element ekspertyz projektowych – zarówno przed inwestycjami budowlanymi, jak i drogowymi. Ich wykonanie jest niezbędne dla ich powodzenia, dlatego warto w tej kwestii zaufać specjalistom, którzy dysponują odpowiednią aparaturą i wiedzą na temat najskuteczniejszych metod pomiarowych.
