книги / Проектирование фундаментов в стесненных условиях городской застройки
..pdfПри ведении мониторинга геодезическими методами измеряют (отдельно или совместно) следующие параметры:
–вертикальные перемещения (осадки, вертикальные сдвиги, просадки, подъемы, прогибы и т.п.);
–горизонтальные перемещения (сдвиги);
–наклоны (крены).
Перечень используемых геодезических методов на объекте следует устанавливать в соответствующем разделе программы геотехнического мониторинга в зависимости от требуемой точности измерений (в соответствии с ГОСТ 24846), степени автоматизации измерительного процесса, конструктивных особенностей контролируемых объектов, инженерно-геологических и гидрогеологических характеристик грунтов.
Основные геодезические методы и средства измерений, применяемые при геотехническом мониторинге в зависимости от контролируемых параметров, представлены в табл. 12.
3. Параметрические методы
При применении параметрических методов в составе геотехнического мониторинга следует выполнять следующие измерения:
–вертикальных и горизонтальных деформаций (послойные осадки грунтов оснований; горизонтальные и вертикальные перемещения массива грунта по глубине; горизонтальные перемещения ограждающей конструкции котлована);
–угловые (крен фундамента и конструкций сооружения);
– напряжений (в основании под пятой и в стволе свай, в конструкциях подземной части сооружений, под подошвой фундаментов, в стальных распорках, тягах анкерных устройств, арматуре и бетоне ограждающих конструкций котлована, конструкций перекрытий);
– порового давления подземных вод.
101
Таблица 12
Основные геодезические методы и средства измерений, применяемые при геотехническом мониторинге
Метод |
Средства измере- |
Контролируе- |
Возмож- |
|
геодезического |
ния и регистрации |
ность авто- |
||
мый параметр |
||||
мониторинга |
данных |
матизации |
||
|
||||
Геометрическое |
Оптический |
Вертикальные |
Отсутствует |
|
нивелирование |
нивелир |
перемещения |
||
|
||||
коротким лучом |
Цифровой |
конструкций |
Отсутствует |
|
визирования |
нивелир |
зданий и соору- |
||
|
||||
|
|
жений, основа- |
|
|
Тригонометриче- |
Электронный |
Имеется |
||
ское нивелирова- |
тахеометр |
ния, фундамен- |
||
|
||||
ние |
|
тов и поверхно- |
|
|
Оптический |
Имеется |
|||
|
теодолит |
сти грунтового |
||
|
|
|||
|
|
массива |
|
|
Гидростатическое |
Переносной |
Отсутствует |
||
нивелирование |
шланговый |
|
|
|
|
нивелир |
|
|
|
|
Стационарная |
|
Имеется |
|
|
гидростатическая |
|
|
|
|
система |
|
|
|
Метод относи- |
Автоматизирован- |
Вертикальные и |
Имеется |
|
тельных спутни- |
ные аппаратно- |
плановые пере- |
|
|
ковых измерений |
программные сис- |
мещения конст- |
|
|
с использованием |
темы, состоящие |
рукций зданий и |
|
|
глобальной спут- |
из приемников |
сооружений, |
|
|
никовой навига- |
(роверов) и базо- |
основания, фун- |
|
|
ционной системы |
вых станций |
даментов и по- |
|
|
(ГНСС) |
|
верхности грун- |
|
|
|
|
тового массива |
|
|
Геодезические |
Оптический |
Вертикальные |
Отсутствует |
|
наблюдения по |
нивелир |
перемещения |
|
|
кустам глубин- |
Цифровой |
грунтового мас- |
Отсутствует |
|
ных реперов |
нивелир |
сива по глубине |
|
|
|
Электронный |
|
Имеется |
|
|
тахеометр |
|
|
102
|
|
Окончание табл. 12 |
||
|
|
|
|
|
Метод |
Средства измере- |
Контролируе- |
Возмож- |
|
геодезического |
ния и регистрации |
ность авто- |
||
мый параметр |
||||
мониторинга |
данных |
матизации |
||
|
||||
Метод створных |
Электронный |
Горизонтальные |
Имеется |
|
наблюдений (ме- |
тахеометр |
смещения. Сдвиг |
|
|
тод бокового ни- |
Оптический |
(здания и со- |
Отсутствует |
|
велирования) |
теодолит |
оружения, огра- |
|
|
Метод полигоно- |
Электронный |
ждающие конст- |
Имеется |
|
метрии |
тахеометр |
рукции котлова- |
|
|
|
|
нов, грунтовый |
|
|
|
Оптический |
Отсутствует |
||
|
теодолит |
массив) |
|
|
Метод отдельных |
Электронный |
|
Имеется |
|
направлений |
тахеометр |
|
|
|
|
Оптический |
|
Отсутствует |
|
|
теодолит |
|
|
|
Метод |
Электронный |
|
Имеется |
|
триангуляции |
тахеометр |
|
|
|
|
Оптический |
|
Отсутствует |
|
|
теодолит |
|
|
|
Метод |
Фототеодолит |
|
Отсутствует |
|
фотограмметрии |
|
|
|
|
Метод |
Электронный |
|
Имеется |
|
трилатерации |
тахеометр |
|
|
|
|
Оптический |
|
Отсутствует |
|
|
теодолит |
|
|
|
Метод проециро- |
Электронный |
Крен фундамен- |
Имеется |
|
вания |
тахеометр |
та и наклон зда- |
|
|
|
Оптический |
ния в целом |
Отсутствует |
|
|
теодолит |
|
|
|
Метод координи- |
Электронный |
|
Имеется |
|
рования |
тахеометр |
|
|
|
|
Оптический |
|
Отсутствует |
|
|
теодолит |
|
|
|
Метод измерения |
Электронный |
|
Имеется |
|
углов или на- |
тахеометр |
|
|
|
правлений |
Оптический |
|
Отсутствует |
|
|
теодолит |
|
|
|
Метод фотограм- |
Фототеодолит |
|
Отсутствует |
|
метрии |
|
|
|
|
|
|
|
103 |
|
Основные средства измерения параметрических методов, применяемые при геотехническом мониторинге в зависимости от контролируемых параметров, представлены в табл. 13.
Таблица 13
Основные средства измерения параметрических методов в зависимости от контролируемых параметров
при геотехническом мониторинге
|
|
Возмож- |
Контролируемый |
Средства измерения |
ность ав- |
параметр |
и регистрации данных |
томатиза- |
|
|
ции |
Геотехнический мониторинг оснований, фундаментов
и конструкций вновь возводимых, реконструируемых и расположенных в зоне влияния строительства сооружений
Крен фундамента |
Высокоточные электроуровни, |
Имеется |
и конструкций |
в том числе балочного типа |
|
|
Датчики на основе одно-, двухосевых |
Имеется |
|
микроэлектромеханических систем |
|
|
(МЭМС) инклинометров |
|
|
Оптоволоконный точечный |
Имеется |
|
инклинометр |
|
|
Стационарная автоматизированная |
Имеется |
|
система контроля деформаций на |
|
|
основе прямых/обратных отвесов |
|
Напряжения: |
Струнные датчики давления |
Имеется |
– под подошвой |
Электрические датчики давления |
Имеется |
фундаментов; |
|
|
– в основании |
|
|
под пятой свай; |
|
|
– на контакте |
|
|
с конструкцией |
|
|
Напряжения: |
Струнные датчики нагрузки |
Имеется |
– в конструкциях |
Тензорезисторные датчики нагрузки |
Имеется |
подземной части |
Струнные замоноличиваемые |
Имеется |
сооружений; |
тензодатчики |
|
– стволе свай |
|
|
Электрические замоноличиваемые |
Имеется |
|
|
тензодатчики |
|
|
Оптоволоконные замоноличиваемые |
Имеется |
|
тензодатчики |
|
104 |
|
|
Продолжение табл. 13
|
|
Возмож- |
Контролируемый |
Средства измерения |
ность ав- |
параметр |
и регистрации данных |
томатиза- |
|
|
ции |
Послойные осад- |
Портативный скважинный ручной |
Отсутствует |
ки грунтов осно- |
магнитный экстензометр (с одним |
|
ваний |
зондом) |
|
|
Портативный скважинный ручной экс- |
Отсутствует |
|
тензометр (двухточечный зонд) |
|
|
Стержневой экстензометр |
Имеется |
|
Струнный экстензометр |
Имеется |
|
Оптоволоконный экстензометр |
Имеется |
Поровое давление |
Струнные пьезометры |
Имеется |
подземных вод |
Электрические пьезометры |
Имеется |
|
Оптиковолоконные пьезометры |
Имеется |
Геотехнический мониторинг конструкций ограждения котлованов
вновь возводимых и реконструируемых сооружений
Горизонтальные |
Портативные скважинные |
Отсутствует |
перемещения ог- |
инклинометры |
|
раждающей кон- |
Стационарные скважинные |
Имеется |
струкции котло- |
инклинометры |
|
вана по высоте |
|
|
Напряжения: |
Струнные тензодатчики, |
Имеется |
– в стальных рас- |
устанавливаемые методом дуговой |
|
порках; |
или точечной сварки |
|
– тягах анкерных |
Электрические тензодатчики |
Имеется |
устройств |
Оптоволоконные тензодатчики |
Имеется |
|
Струнные датчики нагрузки с цен- |
Имеется |
|
тральным отверстием |
|
|
Тензорезисторные датчики нагрузки |
Имеется |
|
с центральным отверстием |
|
Напряжения: |
Струнные замоноличиваемые |
Имеется |
– в арматуре и |
тензодатчики |
|
бетоне ограж- |
Электрические замоноличиваемые |
Имеется |
дающих конст- |
тензодатчики |
|
рукций котлована; |
Оптоволоконные |
Имеется |
– арматуре и бе- |
замоноличиваемые тензодатчики |
|
тоне перекрытий |
|
|
|
|
105 |
|
|
Окончание табл. 13 |
||
|
|
|
|
|
Контролируемый |
Средства измерения |
|
Возмож- |
|
|
ность авто- |
|||
параметр |
и регистрации данных |
|||
матизации |
||||
|
|
|
||
Геотехнический мониторинг массива грунта, окружающего
вновь возводимые и реконструируемые сооружения
Вертикальные |
Портативный скважинный ручной |
Отсутствует |
перемещения |
магнитный экстензометр |
|
массива грунта |
(с одним зондом) |
|
по глубине |
Портативный скважинный ручной |
Отсутствует |
|
экстензометр (двухточечный зонд) |
|
|
Стержневой экстензометр |
Имеется |
|
Струнный экстензометр |
Имеется |
|
Оптоволоконный экстензометр |
Имеется |
Горизонтальные |
Портативные скважинные |
Отсутствует |
перемещения |
инклинометры |
|
массива грунта |
Стационарные скважинные |
Имеется |
по глубине |
инклинометры |
|
4. Виброметрические методы
Виброметрические методы в составе геотехнического мониторинга обеспечивают контроль допустимого уровня вибраций сооружений и их оснований в период строительства и после его завершения.
При оценке допустимости вибраций следует исходить из обеспечения:
–эксплуатационной надежности строительных конструкций и оснований согласно ГОСТ Р 52892 и СП 22.13330;
–допустимости колебаний для людей;
–штатного функционирования виброчувствительного оборудования согласно требованиям технической документации на оборудование и задания на проектирование. При отсутствии таких данных допускается применять СП 26.13330.
Вибрационные наблюдения проводят в целях получения фактических данных об уровнях вибраций грунта и конструкций фундаментов сооружений при наличии динамических воздействий:
106
–от стационарного оборудования, установленного или планируемого к установке внутри или вблизи сооружения;
–автомобильного и железнодорожного транспорта и метрополитена;
–строительного оборудования;
–прочих источников (взрывные работы и т.д.).
При оценке вибраций следует измерять параметры вибрации (виброперемещение, виброскорость, виброускорение).
Предельные уровни вибраций устанавливают с учетом конструктивной схемы зданий и сооружений, их технического состояния, инженерно-геологических условий площадки строительства на основе имеющихся нормативных документов.
5. Геофизические методы
Целью геофизических измерений в составе геотехнического мониторинга является фиксация и оценка изменений состояния строительных конструкций и геологической среды, обусловленных как техногенными, так и природными факторами, в условиях ограниченности возможности использования прямых методов измерений контролируемых параметров таких изменений.
По результатам геофизических наблюдений оценивают про- странственно-временные изменения напряженно-деформирован- ного состояния (НДС) грунтов оснований, а также изменение особенностей их залегания в массиве (зоны разуплотнения, обводнения, трещиноватости и т.д.). При наблюдении за строительными конструкциями по результатам геофизических измерений выявляют и оценивают изменения НДС, их сплошности и целостности.
Геофизические наблюдения допускается выполнять:
–в основаниях и строительных конструкциях подземных частей возводимых сооружений, в том числе окружающей застройки;
–на участках развития опасных геомеханических процессов (оползни, карст, подтопление и т.п.).
При геофизических наблюдениях за изменениями состояния грунтов оснований и строительных конструкций, как правило, применяют акустические, электромагнитные и ядернофизические методы (табл. 14).
107
108
|
Основные методы геофизических наблюдений, |
Таблица 14 |
||
|
|
|||
|
применяемых при геотехническом мониторинге |
|
||
|
|
|
|
|
Метод |
Технология |
Измеряемые |
Решаемые |
|
наблюдений |
параметры |
задачи/ особые условия |
||
|
||||
|
Электромагнитные методы |
|
||
Радиолокационное зон- |
По поверхности |
Характеристики электромагнитных |
Фиксация в грунтовом |
|
дирование (РЛЗ) |
|
импульсов, возбуждаемых внешни- |
массиве изменений гра- |
|
|
|
ми устройствами и отраженных от |
ниц зон повышенной |
|
|
|
границ сред с различной диэлектри- |
влажности, зон разуплот- |
|
|
|
ческой проницаемостью |
нения и т.д. |
|
|
|
|
|
|
Электропрофилирование |
По поверхности |
Кажущиеся электрические сопро- |
То же, в том числе в под- |
|
(ЭП) |
|
тивления и удельные электриче- |
земных конструкциях |
|
|
|
ские сопротивления (УЭС) пород |
|
|
Вертикальное электри- |
|
|
||
ческое зондирование |
|
|
|
|
(ВЭЗ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Электрокаротаж сопро- |
В скважинах |
|
|
|
тивлений (КС), токовый |
|
|
|
|
каротаж |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Метод естественного |
По поверхности, |
Амплитудные и частотные харак- |
Оценка изменений на- |
|
электромагнитного из- |
в шпурах, сква- |
теристики импульсов ЕЭМИ |
пряженного состояния |
|
лучения (ЕЭМИ) |
жинах |
|
участков грунтового мас- |
|
|
|
|
сива, элементов строи- |
|
|
|
|
тельных конструкций |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл. 14 |
|
|
|
|
|
|
Метод |
Технология |
Измеряемые |
Решаемые |
|
наблюдений |
параметры |
задачи/ особые условия |
||
|
||||
|
|
|
|
|
Радиоволновое просве- |
Скважинная, скважин- |
Изучение компонентов |
Оценка изменений свойств |
|
чивание (РВП) |
но-поверхностная |
электромагнитного поля |
грунтов под фундаментами |
|
|
|
при возбуждении в од- |
сооружений и изменений со- |
|
|
|
ной скважине и приеме в |
стояния подземных конструк- |
|
|
|
другой, на поверхности |
ций, в том числе на участках |
|
|
|
или в той же скважине |
плотной городской застройки |
|
|
|
|
|
|
|
Сейсмоакустические методы |
|
||
|
|
|
|
|
Корреляционный метод |
По поверхности |
Изучение динамических |
Оценка изменений состояния |
|
преломленных волн |
|
и кинематических ха- |
массивов грунтов и состояния |
|
(КМПВ, МПВ), метод |
|
рактеристик упругих |
конструкций |
|
отраженных волн |
|
колебаний в среде, вы- |
|
|
(MOB), в модификации |
|
званных искусственны- |
|
|
общей глубинной точки |
|
ми источниками возбу- |
|
|
(MOB ОГТ) профилиро- |
|
ждения колебаний |
|
|
вание по поверхностям |
|
|
|
|
подземных конструкций |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
109
110
|
|
|
Окончание табл. 14 |
|
|
|
|
|
|
Метод |
Технология |
Измеряемые |
Решаемые задачи/ |
|
наблюдений |
параметры |
особые условия |
||
|
||||
|
|
|
|
|
Сейсмоакустический |
В скважинах |
– |
– |
|
каротаж (СК), верти- |
|
|
|
|
кальное сейсмоакусти- |
|
|
|
|
ческое профилирование |
|
|
|
|
(ВСП) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ультразвуковой каротаж |
Скважинная, |
|
Оценка изменений свойств |
|
(УЗК), ультразвуковое |
по поверхности |
|
скальных оснований и состоя- |
|
профилирование по по- |
|
|
ния конструкций |
|
верхностям подземных |
|
|
|
|
конструкций |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Акустическая эмиссия |
По поверхности, |
Амплитудные |
Оценка изменений напряжен- |
|
(АЭ) |
в шпурах, скважинах |
и частотные характери- |
ного состояния участков грун- |
|
|
|
стики импульсов АЭ |
тового массива и элементов |
|
|
|
|
строительных конструкций |
|
|
|
|
|
|
|
Ядерно- |
физические методы |
|
|
Гамма-гамма метод |
Скважинная, |
Характеристики ослаб- |
Оценка изменений свойств |
|
(ГГМ), нейтрон- |
по поверхности |
ления радиоактивного |
грунтов (плотность, влаж- |
|
нейтронный метод |
|
излучения в грунтах и |
ность) под фундаментами со- |
|
(ННМ) |
|
материалах конструкций |
оружений и изменений состоя- |
|
|
|
|
ния конструкций, в том числе |
|
|
|
|
на участках плотной городской |
|
|
|
|
застройки |
|
|
|
|
|