GEONIKA, s.r.o. Sídlo: V Cibulkách 5, 150 00 Praha 5 Kanceláře: Svatoplukova 15, 128 00 Praha 2 telefon & fax: 224 936 591, 224 937 139 e-mail:
[email protected], www.geonika.com IČO: 48111767, DIČ: CZ48111767
PROJEKTOVÁ DOKUMENTACE na rekonstrukci komplexu budov bývalé radnice a bývalého soudu č.p. 96 na náměstí Přemysla Otakara II. a vězení č.p. 165, ul. A. V. Šembery ve Vysokém Mýtě
GEOFYZIKÁLNÍ PRŮZKUM
autoři:
RNDr. Pavel Nikl Bc. Tomáš Chalupník
Praha květen 2008
07-060 ________________________________________________________________________________________
Název úkolu:
Projektová dokumentace na rekonstrukci komplexu budov bývalé radnice a bývalého soudu č.p. 96 na náměstí Přemysla Otakara II. a vězení č.p. 165, ul. A. V. Šembery ve Vysokém Mýtě Geofyzikální průzkum
Zaměření úkolu:
vyhledání sklepních prostor, určení hloubky podloží
Použité metody:
mikrogravimetrie, georadar, mělká refrakční seismika
Objednatel:
PROJEKTIL ARCHITEKTI s.r.o. Františka Křižíka 1, 170 80 Praha 7 IČ / DIČ: 27118436 / CZ27118436
Zhotovitel / dodavatel:
GEONIKA, s.r.o. V Cibulkách 5, 150 00 Praha 5 IČ/DIČ: 48111767 / CZ48111767 ředitel a jednatel: Prof. RNDr. Miloš Karous, DrSc.
Číslo zak. zhotovitele:
07-060
Autoři zprávy:
RNDr. Pavel Nikl Bc. Tomáš Chalupník
Odpov. řešitel obj.:
Mgr. akad. arch. Roman Brychta
Odp. řešitel zhotovitele:
RNDr. Pavel Nikl
Odbor. způsobilost zhot.: RNDr. Pavel Nikl MŽP ČR poř. č. 1729/2003
Datum:
květen 2008
počet výtisků zprávy:
0-6
rozdělovník:
0 - archiv GEONIKA, s.r.o. 1 - 6 - PROJEKTIL ARCHITEKTI s.r.o.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------Společnost GEONIKA, s.r.o. je držitelem Certifikátů CQS a IQNet® č. CZ-2089/2008 o shodě systémů jakosti ČSN EN ISO 9001 : 2001 pro požadované geologické práce
2
07-060 ________________________________________________________________________________________
OBSAH Přílohy 1. Úvod 2. Měření a zpracování dat 2. 1. Georadar 2. 2. Mikrogravimetrie 2. 3. Mělká refrakční seismika 3. Interpretace 4. Závěr
PŘÍLOHY Příl. 1. Situace geofyzikálních profilů a mapa izolinií tíhových anomálií, měř. 1 : 200 Příl. 2. Georadarové řezy, měř. 1 : 200 / 100 Příl. 3. Georadarové řezy, měř. 1 : 200 / 100 Příl. 4. Křivky mikrogravimetrických anomálií, měř. 1 : 200 Příl. 5. Seismický hloubkový a rychlostní řez na profilu P1, měř. 1 : 200 / 100
1. Ú V O D Na základě objednávky společnosti PROJEKTIL ARCHITEKTI s.r.o. byl proveden pracovníky firmy GEONIKA s.r.o. geofyzikální průzkum v rámci akce Projektová dokumentace na rekonstrukci komplexu budov bývalé radnice a bývalého soudu č.p. 96 na náměstí Přemysla Otakara II. a vězení č.p. 165, ul. A. V. Šembery ve Vysokém Mýtě. Úkolem geofyzikálního průzkumu byla lokalizace případných sklepních prostor a zjištění mělké geologické stavby v zájmovém prostoru cca 40 x 15 m. Uvedené úkoly byly řešeny v souladu s projektem prací ze dne 28. 4. 2008: •
georadarem (GPR) – elektromagnetické měření, zaměřené zejména na ověření porušených zón, dutin, inženýrských sítí, stanovení rozsahu nehomogenit,
•
mikrogravimetrií (přesná detailní tíhová měření (μGr) – tíhové měření, při kterém se dutiny projevují jako záporné tíhové anomálie díky deficitu hmoty vůči okolí,
•
mělkou refrakční seismikou (MRS) – na základě registrace seismického vlnění, které prochází horninovým prostředím lze určit mělkou stavbu horninového prostředí.
3
07-060 ________________________________________________________________________________________
2. M Ě Ř E N Í A Z P R A C O V Á N Í D A T Geofyzikální měření bylo provedeno pracovníky firmy GEONIKA, s.r.o. v květnu 2008. V zájmovém prostoru byly vytyčeny geofyzikální profily P1 až P9, P21, P22, P41, P81, P82, P91 a P92 podle nichž proběhlo měření metodami GPR, μGr a MRS. Situace geofyzikálních profilů je zobrazena v Přil. 1. Profily nemohly být vedeny v pravidelné síti, jak bylo původně předpokládáno, neboť větší část volné plochy byla pro geofyzikální průzkum nepoužitelná a také v místnostech bylo množství předmětů, které limitovaly geofyzikální měření. Mělká refrakční seismika mohla být realizována z prostorových důvodů pouze na volném prostranství podél vězení. 2. 1. Georadar (GPR) Georadar pracuje na principu vyslání vysokofrekvenčního (n.MHz) signálu vysílací anténou T do země a registraci časů jeho odrazu od podzemních objektů a rozhraní anténou přijímací R. Tento proces registrace se opakuje s vysokou frekvencí při pohybu antén T a R podél profilu. Tímto způsobem je možné zkonstruovat detailní georadarový řez vykreslující průběh odrazných rozhraní. Měření bylo realizováno georadarovou aparaturou RAMAC/GPR švédské firmy Malå GeoScience se stíněnými anténami o frekvenci 250 MHz. Jako optimální bylo zvoleno následující nastavení parametrů: – – – –
vzájemná vzdálenost mezi vysílací a přijímací anténou 0.36 m, krok měření 0.1 m, počet opakování na jednom bodě 32 délka časového okna 276 ns.
Naměřená data byla zpracována pomocí programu REFLEX německé firmy SANDMEIER. Softwarové soubory jsou modulární zpracovatelské balíky programů, které umožňují přizpůsobit zpracování radarového obrazu daným podmínkám prostředí a parametrů měření. Byly použity tyto zpracovatelské procedury: – DC FILTER slouží k odstranění případného stejnosměrného posunu na stopách
původních dat, – AGC vyrovnává přirozený útlum energie a amplitudy elektromagnetické vlny se vzdáleností od zdroje, – FILTER jako pásmová propust čistí signál od frekvencí neužitečného signálu, – MOVING AVG shlazuje celkový obraz řezu průměrováním 3 sousedních stop. Georadarové řezy ukazují průběh reflexních ploch a odrazů od objektů pod povrchem. Je obtížné charakterizovat příčinu odrazu, protože měřený výsledný obraz je ovlivněn mnoha elektromagnetickými parametry okolního prostředí. Obecně se v radarových řezech projevuje zvrstvení mělkých uloženin. Hlubší nehomogenity se projevují odrazy, které závisí na ostrosti a kontrastu elektromagnetických vlastností nehomogenity a okolí. Na georadarových řezech je množství anomálií. Vzájemná korelace těchto anomálií při dané vzdálenosti profilů není jednoznačná. Georadarové řezy jsou uvedeny v Příl. 2 a 3. Celkem bylo změřeno 236 m georadarových profilů.
4
07-060 ________________________________________________________________________________________
2. 2. Mikrogravimetrie (μGr) Detailní přesné tíhové měření (mikrogravimetrie) bylo provedeno na profilech P1, P2, P4, P5, P8 a P9. Krok měření byl zvolen s ohledem na hledané struktury 2 m. Použit byl tisícinný gravimetr CG-3M (měří v jednotkách tisícin mGal) kanadské firmy Scintrex. Celkem bylo změřeno 64 gravimetrických bodů. Časové změny tíhového zrychlení byly monitorovány v intervalu cca 45 minut na základním bodě. Všechny gravimetrické body byly výškově zaměřeny geometrickou nivelací ze středu na lať s chybou v uzávěru 4 mm. Ze změřených hodnot g byl eliminován vliv nadmořské výšky Fayovou a Bouguerovou opravou OFB a byly tak spočteny relativní Bouguerovy anomálie ΔgB pro redukční hustotu 1.8 g.cm-3. Křivky Bougerových anomálií jsou vyneseny v Příl. 4 (nebyly počítány reziduální anomálie, protože křivky Bougerových anomálií jsou v tomto případě názornější). Z vypočtených bodů Bougerových anomálií byla sestavena mapa izolinií (Příl. 1) 2. 3. Mělká refrakční seismika (MRS) Úkolem mělké refrakční seismiky je sledovat reliéf pevného podloží a odlišit horniny a jejich stav na základě jejich pevnosti, která je přímo úměrná rychlosti seismického signálu, který se v nich šíří. Při měření MRS byla použita 24-kanálová aparatura TERRALOC Mk6 (Švédsko), seismická energie byla vzbuzována údery kladiva. Byla použita modifikace vstřícných úderů s přístřely a středovým úderem, tj. na seismickém roztažení byla provedena registrace z pěti bodů. Seismický signál byl snímán geofony SM-4 vzdálenými vzájemně od sebe 2 m. Celkem bylo změřeno 22 m seismického profilu (v intervalu metráží 26 - 48 m profilu P1). Při interpretaci seismických refrakčních měření byla použita metoda T0 pro vrstevnatý model prostředí. Výsledkem interpretace je hloubkový a rychlostní seismický řez, který umožňuje získat základní přehled o mělké geologické stavbě. (Příl. 5).
3. I N T E R P R E T A C E Podkladem pro interpretaci byly georadarové řezy (Příl. 2 a 3), mikrogravimetrická detailní tíhová měření (Příl. 1 a 4) a seismický řez (Příl. 5). A. Sklepní prostory Z detailní analýzy georadarových řezů a tíhových křivek se jeví v tomto případě průkaznější tíhové křivky, zejména plošné zobrazení tíhových anomálií je názorné (Příl. 1). Je zde velmi dobře vidět tíhový účinek podzemních prostor pod budovou bývalé radnice v její západní části a u východní zdi radnice a také účinek podzemních prostor ve vězení na východ od zájmové plochy. Zdá se, že větší sklepní prostory (podobných rozměrů jako pod radnicí či ve vězení) se pod nezastavěnou plochou a pod místností východně od nezastavěné plochy nevyskytují. Výrazně se projevuje podzemní prostor na začátku profilu P1 a P9 a na konci profilu P8 – tato anomálie byla původně připisována sklepním prostorám pod radnicí, ale po doměření profilu P8 a P9 je zřejmé že je vyvolána jímkou u východní zdi radnice na začátku profilu P1 a možná také menším sklepním prostorem u jižní zdi radnice (viz začátek profilu P9 a P91 na tíhové křivce a georadarových řezech), případně však také sklepním prostorem pod budovou na jih od radnice. Na konci profilu P9
5
07-060 ________________________________________________________________________________________
jsou na georadarovém řezu indicie dutiny, ale na tíhové křivce tomu nic nenasvědčuje – je možné, že sklep je zasypán. Podzemní struktury menších rozměrů jsou na ploše mezi soudem a radnicí – bývalá studna či kašna, kolem které jsou viditelné 3 kanalizační šachty, přibližně na metrážích P1 (4.0 – 4.5 m), P1 (7.0 – 7.5 m) a P2 (4 – 5 m). Na tíhových křivkách se tyto šachty nijak neprojevují. Další kanalizační šachta je na profilu P5 (3.5 – 4 m), která je doprovázená tíhovým minimem jak na profilu P1, tak na profilu P5. Záporná tíhová anomálie je v malé místnosti, přes kterou prochází profil P1 v metrážích 20 – 25 m. Zde je anomálie zřejmě vyvolána společným působením blízké kanalizační šachty, volným okolním prostorem s nižší úrovní terénu a možná také sklepem v sousední budově na jihu. Podobně se zdá, že tíhové minimum na koncích profilů P2 a P5 může být způsobeno sklepy v sousedních budovách na severu a východě. Výrazná anomálie jak na tíhové křivce tak na georadarovém řezu je na profilu P8 v metrážích 2 – 7 m. Tato anomálie odpovídá sklepu, který se v těchto místech nachází. Vzhledem k odlišnému charakteru georadarového řezu na profilu P6 vůči ostatním georadarovým řezům, předpokládáme pod profilem P6 buď jiný materiál než pod ostatními profily nebo sklep – jedná se již o budovu vězení. B. Mělká geologická stavba Mělká geologická stavba v zájmovém prostoru byla určena na základě interpretace metody MRS a částečně také podle metody GPR. Metoda MRS mohla být z prostorových důvodů realizována pouze na volném prostranství, které je výškově asi o 1 m níže než přízemí budovy soudu. Grafickým výstupem interpretace seismických měření je seismický hloubkový a rychlostní řez (Příl. 5). Podle rychlosti seismických vln (MRS) lze horninové prostředí rozčlenit na: 1. nízkorychlostní vrstvu: navážky a kvartérní sedimenty se seismickými rychlostmi 300 - 400 m/s, 2. podloží:
zcela zvětralé slínovce o seismických rychlostech 700 - 750 m/s, zvětralé až navětralé slínovce o seismických rychlostech kolem 2 000 m/s.
Orientačně byly určeny ze seismických rychlostí třídy těžitelnosti hornin v závislosti na seismických rychlostech, tak jak jsou uvedeny v tabulce firmy Caterpillar, a pevnost hornin (kvalifikovaný odhad). Výsledkem je pak následující tabulka: Tab. 1 . Orientační zatřídění hornin do tříd těžitelnosti, resp. tříd pevnosti podle seismických rychlostí Seismická rychlost (m/s)
Třída těžitelnosti
Pevnost
300 – 400
2-3
700 - 1 200
3-4
R6
1 200 - 1 800
4-5
R5
1 800 - 2 400
5
R4
6
07-060 ________________________________________________________________________________________
Podle metody MRS se mocnost navážek a kvartérního pokryvu pohybuje v rozmezí 5 – 5.5 m. Seismické rychlosti v této vrstvě jsou 300 - 400 m/s (tř. těžitelnosti 2 - 3). Pod touto vrstvou je přítomna tenká vrstva (mocná 1 – 1.5 m) zcela zvětralých slínovců o seismických rychlostech 700 m/s - 750 m/s (R6, tř. těžitelnosti 3 - 4), které rychle přecházejí do zvětralých až navětralých slínovců o seismických rychlostech kolem 2 000 m/s (R4, tř. těžitelnosti 5). Podle seismických rychlostí nebylo možné odlišit navážky od kvartérních sedimentů. Podle charakteru georadarových řezů předpokládáme mocnost navážek 2.5 – 3 m (neuspořádané odrazy), pod nimiž jsou kvartérní sedimenty – původní rostlý terén.
4. Z Á V Ě R Na základě objednávky společnosti PROJEKTIL ARCHITEKTI s.r.o. byl proveden pracovníky firmy GEONIKA s.r.o. geofyzikální průzkum v rámci akce Projektová dokumentace na rekonstrukci komplexu budov bývalé radnice a bývalého soudu č.p. 96 na náměstí Přemysla Otakara II. a vězení č.p. 165, ul. A. V. Šembery ve Vysokém Mýtě. Úkolem geofyzikálního průzkumu byla lokalizace případných sklepních prostor a zjištění mělké geologické stavby v zájmovém prostoru cca 25 x 15 m. Uvedené úkoly byly řešeny georadarem, mikrogravimetrií a mělkou refrakční seismikou. Jak bylo diskutováno podrobně v předchozí kapitole, sklep větších rozměrů se vyskytuje pouze v západní části budovy radnice na profilu P8 v metrážích 2 – 7 m. Další anomálie, které by mohly odpovídat podzemním prostorám, byly zjištěny na začátku profilu P1 v metrážích 0 – 2 m a dále pouze na okrajích změřené plochy jako důsledek sklepních prostor pod vězením a případně pod okolními budovami, sousedících se zájmovým prostorem na jihu a severu. Mocnost kvartéru je 5 – 5.5 m, z toho 2.5 – 3 m jsou pravděpodobně navážky. Podloží je tvořeno křídovými slínovci, které jsou zpočátku zcela zvětralé, od hloubek kolem 7 m jsou již zvětralé až navětralé (R4, tř. těžitelnosti 5).
7
D
B
C
C
N
6m
VZT
14 m
14 m
PL
+0,760
12 m
14 m
NAVAZUJE PROJEKT ÈÁSTI PØÍSTAVBY
+3,005 +3,005
+1,525
+0,415
+ 0,420
0,000
P2
UT
P3 A
22 m 0
±0,000
21 m
-0,750
P7
±0,000
0
+0,500
±0,000
20.5 m
±0,000
20
0
48 m -2,900
0
0
P9
0
0
P91
0
9 m0
+1,940
-0,300
NAVAZUJE PROJEKT ÈÁSTI PØÍSTAVBY
C
D
C
P92
+0,700
26
P1 0
0
+0,436
P41
P4
- 0,020
±0,000
EL
-0,618
+0,436
0
21 m
0
10 m
P6
0
0,000
0
B
P82 P8
8m
+2,590
8m
+1,600
+0,436 0,000
P5
P21
UT
A
12 m
+0,760
Pøíl. 1 Rekonstrukce komplexu budov bývalé radnice a bývalého soudu
GEOFYZIKÁLNÍ PRÙZKUM Situace geofyzikálních profilù a mapa izolinií tíhových anomálií 1 : 200
07-060
P1 0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
40
38
0
0 10 20 30
2
40 50
3
60
ÈAS [ns]
HLOUBKA [m]
1
70 4
80 90
5
100
P2_2 zeï 1
P2_2 zeï 0
0
0
2
4
6
0
8 m
0
10 20
40 50
3
60 70
4
HLOUBKA [m]
1
30 2
80
2
40 50
3
60 70
4
6
8
10
0
P42
4
6
8
10
60
HLOUBKA [m]
50
60 70 80
100
0
2
40 50
3
60
4
5
2
4
6
8
10
12
14
0
0
30 2
40 50
3
60
80 90
5
100
50 3
60
HLOUBKA [m]
40
30 2
40 50
3
60 70
4
80
80 90
90 5
100
P21 4
6
8
0
10 m 0
0
1
60
ÈAS [ns]
30
HLOUBKA [m]
20
50
P41 2
4
6
8
10
12 m 0 10
10
40
100
30 2
60 70
4
80 90
90 100
40 50
3
70 80
20
ÈAS [ns]
2
20 m
20
70
5
18
0
1
20
2
16
10
ÈAS [ns]
HLOUBKA [m]
20
4
100
0
6 m
4
HLOUBKA [m]
0
ÈAS [ns]
4
30
5
14 m
P7 2
1
4
12
70
80
10
3
10
90
100
0
2
8
1
30
P6
1
6
10
20
90
0
4
70
80
0
P52
0
0
70
0
3
12 m
1
ÈAS [ns]
HLOUBKA [m]
40
5
50
10
30
4
40
0
20
3
2
90
10
2
30
5
100
0
1
20
90 5
12 m
0
0
4
80
P3 2
8 m
1
30
4
100
0
6
10
20
90 5
4
10
ÈAS [ns]
HLOUBKA [m]
1
2
0
0
ÈAS [ns]
10 m
HLOUBKA [m]
8
ÈAS [ns]
6
HLOUBKA [m]
4
ÈAS [ns]
2
ÈAS [ns]
P2 0
5
100
Pøíl. 2 Rekonstrukce komplexu budov bývalé radnice a bývalého soudu
GEOFYZIKÁLNÍ PRÙZKUM Georadarové øezy 1 : 200 / 100
07-060
P9
P8 2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0
22
0
2
4
6
8
10
12
14
0
0
0 10
10 1
20
2
40 50
3
60
HLOUBKA [m]
30
ÈAS [ns]
HLOUBKA [m]
1
20 30
2
40 50
3
60 70
70 4
4
80
80 90
90 5
5
100
P81 2
P82 4
6
8
10
0
0
0
2
4
6
8
10
0
20
40 50
3
60
HLOUBKA [m]
1
30 2
2
40 50
3
60
4
80 90
100
5
100
P91
P92 4
6
8
0 0
0
10 20
40 50
3
60
HLOUBKA [m]
1
30 2
2
8 0
80
100
20
40 50
3
60 70
4
90 5
6
30
70 4
4
10
ÈAS [ns]
HLOUBKA [m]
1
2
ÈAS [ns]
0
20
30
90
2
18
70
80
5
16
20
70 4
14
10
ÈAS [ns]
HLOUBKA [m]
1
12
0
10
0
100
ÈAS [ns]
0
ÈAS [ns]
0
80 90
5
100
Pøíl. 3 Rekonstrukce komplexu budov bývalé radnice a bývalého soudu
GEOFYZIKÁLNÍ PRÙZKUM Georadarové øezy 1 : 200 / 100
07-060
P1 P4
0.42 0.44 0.41 0.43 ∆ gB (mGal)
0.40
∆ gB (mGal)
0.39 0.38
0.42 0.41 0.40
0.37 0.39 0.36
0
5
10
15 m
5
10
15 m
0.35 0.34
0
5
10
15
20
25
30
35 m
P5 0.42 0.41
0.43
0.40 ∆ gB (mGal)
∆ gB (mGal)
P2 0.44
0.42 0.41
0.38 0.37
0.40 0.39
0.39
0
5
10
15
20
0.36
25 m
0
P8 0.40 0.37
0.38
0.36
0.37
0.35
∆ gB (mGal)
∆ gB (mGal)
P9 0.39
0.36
0.34
0.35
0.33
0.34
0.32
Pøíl. 4 Rekonstrukce komplexu budov bývalé radnice a bývalého soudu
GEOFYZIKÁLNÍ PRÙZKUM 0.33
0
5
10
15
20
0.31
0
5
10
15 m
Køivky mikrogravimetrických anomálií 1 : 200
07-060
P1
povrch terénu
0 navážky, kvartér
hloubka (m)
2 300
400
4 seismická rychlost (m/s)
seismické rozhraní zcela zvìtralé slínovce
750
6 700
8 26
30
zvìtralé až navìtralé slínovce
2000
2000
34
38
42
46
48 m
Pøíl. 5 Rekonstrukce komplexu budov bývalé radnice a bývalého soudu
GEOFYZIKÁLNÍ PRÙZKUM Seismický hloubkový a rychlostní øez na profilu P1 1 : 200 / 100
07-060
