Геотехнический мониторинг

В настоящее время с каждым годом увеличивается число уникальных проектов в пределах исторических центров городов, в том числе в сложных инженерно-геологических условиях.

Как правило, такие проекты предусматривают проведение работ в стесненных условиях, в окружении строений, представляющих историческую ценность. Главной целью геотехнического сопровождения таких работ является обеспечение выполнения проекта при минимизации влияния на окружающую застройку за счет выбора и применения щадящих технологий. С другой стороны, комплексный геотехнический мониторинг позволяет в достаточно сжатые сроки выявить наиболее эффективный метод устройства различных грунтовых оснований на экспериментальных полигонах, например в области развития слабых грунтов. Дополнительный комплекс полевых и лабораторных исследований даст возможность спрогнозировать изменение прочностных и деформационных характеристик грунтов, позволит своевременно скорректировать проектные решения по устройству оснований различных сооружений и не допустить развития аварийных ситуаций.

До начала работ по мониторингу на объекте производится подготовительный этап, включающий анализ результатов обследования окружающей застройки, инженерно-геологических условий площадки, установку аппаратуры, датчиков и т.д.

Основной этап мониторинга включает в себя сбор информации по установленной измерительной аппаратуре.

 

мониторинг

 

 

 

 

 - при нажатии изображение увеличивается

 

 

 

 

Давление

 

 

 

 

 

 

 

 - при нажатии изображение увеличивается

 

 

 

 

 

 

 

В состав геотехнического мониторинга входят следующие виды работ:

Контроль за поведением массива грунта при помощи скважинных экстензометров, датчиков давления и инклинометров.

 

Для замера скорости деформации применяются скважинные экстензометры, которые позволяют произ­водить точные измерения продольных перемещений в грунте. Система устанавливается как с одним анкером (1 точка измерения), так и со множеством анкеров (множество точек измерения).

Установка позволяет производить автоматические измерения, погружается в предварительно пробуренную скважину. В большин­стве случаев собранный экстензометр цементирует­ся в скважине.

экстензометр

датчики давленияДатчики давления используются для измерения суммарного давле­ния грунта, устанавливаются как непосредственно в уровне подошвы фундамента, так и ниже, в диапазоне расчетной сжимаемой толщи.

Датчик давления состоит из герметичной распределенной подушки, которая, в свою очередь, состоит из двух пластин, сваренных по периметру. Подушка заполнена маслом и соединена металлической трубкой с тензодатчиком. Изменение давления масла, складывающееся из изменения нагрузки на подушку, регистрируется датчиком.

Датчик давления комплектуется округлой или прямоугольной подушкой. Упругая жесткость датчика позволяет устанавливать его в грунт. Датчик давления также снабжен встроен­ным термистором, позволяющим измерять температуру.

ИнклинометрыИнклинометры используются для измерения боковых перемещений грунта, развитие которых возможно в пределах неустойчивых оползневых склонов, в дамбах, шоссейных и железнодорожных насыпях. Они также используются для измерения отклонения в стенках раскопок, шахт, тоннелей и шпунтовых стенках.

Обсадная труба инклинометра передает  послойные деформации породы, которые регистрирует непосредственно инклинометр, состоящий из двух уравновешенных гидравлических датчиков вибрационного типа.

Контроль за уровнем грунтовых вод и поровым давлением с помощью режимных скважин и пьезометров.

ПьезометрыПьезометры используются для измерения порового давления, уменьшение которого будет свидетельствовать о проходящих процессах консолидации в грунтах.

При геотехническом мониторинге используются струнные пьезометры, которые состоят из измерительного элемента (вибр. струна), заключенного в защитный стальной корпус. Стальная струна закреплена на обоих концах полого цилиндрического тела датчика. Электромаг­нитная катушка используется для возбуждения струны и измерения периода ее колебаний. Период колебаний зависит от давления, которое действует на чувствительный элемент. Чувствительный элемент датчика полностью герметизирован, что исключает коррозию стальной струны.

 

Участки, на которых ведется геотехнический мониторинг, оборудуются специализированной компьютерной системой для удаленного снятия данных со всех типов измерительных приборов. Сбор данных с устройств осуществляется автоматически через Интернет. Все функции системы управляются удаленно. Система состоит из программ для сбора, обработки, хранения, передачи и анализа показа­ний датчиков.

Помимо использования стационарного геотехнического оборудования, предусматриваются также периодические полевые и лабораторные исследования грунтов, которые включают в себя:

  • статическое и динамическое зондирование с целью контроля степени уплотнения грунта во времени;
  • испытание грунтов статическими нагрузками на штамп с целью контроля изменения модуля деформации, как основной характеристики сжимаемости грунта. Применяются штампы площадью 600, 1500, 3000 и 5000 см2;
  • испытание грунтов вращательным срезом (крыльчаткой) с целью контроля изменения прочностных характеристик грунта во времени и оценке их несущей способности;
  • отбор проб грунтов грунтоносом и выполнение комплекса лабораторных исследований по определению плотности грунта, естественной влажности, модуля деформации, угла внутреннего трения и удельного сцепления с целью контроля изменения этих параметров.