5. Наблюдения за развитием деформационных процессов в толще пород, на земной поверхности и в сооружениях

5. НАБЛЮДЕНИЯ ЗА РАЗВИТИЕМ ДЕФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ

В ТОЛЩЕ ПОРОД, НА ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ И В СООРУЖЕНИЯХ

5.1. Инструментальные наблюдения за сдвижением земной поверхности и расположенными на ней объектами при строительстве в Москве подземных сооружений производятся в целях получения оперативной информации об изменении геомеханического состояния породного массива, на основании которой можно своевременно принимать необходимые профилактические и защитные меры. Одновременно полученная информация используется для решения задач, приведенных в разделе 1.

5.2. Инструментальные наблюдения за сдвижением земной поверхности и сооружений следует проводить на наблюдательных станциях, состоящих из системы реперов, закладываемых в грунт и в конструкции сооружений, а за сдвижением толщи горных пород - по глубинным реперам, закладываемым в скважины. На застроенных территориях для исключения возможности повреждений подземных коммуникаций места закладки реперов должны согласовываться с органами исполнительной власти. Закладка реперов и начальные наблюдения на них должны проводиться до начала горных работ. Схема наблюдательной станции приведена в приложении 2 (не приводится).

5.3. Закладка наблюдательной станции и наблюдения на ней производятся по специальному проекту, состоящему из графической части и пояснительной записки. Графическая часть включает план наблюдательной станции в масштабе 1:500, 1:1000 или 1:2000 (в зависимости от размеров выработанного пространства и контролируемой территории), геологические разрезы по профильным линиям (в том же масштабе, что и план станции) и чертежи конструкции реперов. На план наносятся: рельеф земной поверхности, проектируемые и существующие подземные сооружения, выходы под наносы тектонических нарушений, местоположение плывунов и карстов, глинистых прослойков, расположение зданий, сооружений и подземных коммуникаций, профильные линии и все реперы, как грунтовые и глубинные, так и закладываемые в здания и сооружения.

Геологические разрезы следует составлять на основании данных, полученных на ближайших к подземному сооружению скважинах. Особое внимание должно уделяться мощности наносов и меловых отложений, местоположению карстов, плывунов и тектонических нарушений. На разрез наносят все рабочие, опорные и глубинные реперы.

В пояснительной записке указывается цель наблюдений, приводится краткая геологическая и горнотехническая характеристика участка, обосновываются конструкция наблюдательной станции, ее местоположение, число и направление профильных линий, их длины, интервалы между реперами, число реперов и количество необходимых для закладки материалов (металл, цемент, песок и т.д.). Приводятся методика и периодичность наблюдений с соответствующим обоснованием, способ привязки станции к опорной геодезической сети и требуемая точность измерений.

5.4. Реперы наблюдательной станции закладываются по профильным линиям, перпендикулярным простиранию подземных сооружений или борту котлована. На профильной линии располагаются рабочие и опорные реперы (см. приложение 2).

Длины профильных линий определяются графически с использованием угловых или линейных параметров. Рабочая часть профильной линии устанавливается при открытом способе строительства подземного сооружения равной размеру приоткосной зоны, а при подземном способе строительства - пересечением земной поверхности линиями, проведенными от нижней границы проектируемого сооружения под граничными углами. Размеры приоткосной зоны в типовых условиях следует принимать равными глубине котлована Н. При сложных условиях залегания грунтов они могут быть определены по формуле:

П.з. = 1,3Н.

С обоих концов профильной линии следует закладывать по два или три опорных репера на расстояниях 50 и 100 м или 30, 60 и 90 м от крайних рабочих реперов соответственно. Опорные реперы должны находиться за пределами зон возможного сдвижения и привязываться к исходным реперам нивелирной сети.

Одновременно с разбивкой наблюдательной станции должны намечаться места для закладки трех исходных реперов, с помощью которых в дальнейшем будет определяться положение опорных реперов профильной линии по высоте и контролироваться их неподвижность. Они должны закладываться в таких местах, где обеспечивается их стабильное положение на время существования наблюдательной станции. Исходными реперами могут служить также пункты маркшейдерской опорной геодезической сети, если обеспечивается их неподвижность и они расположены на небольшом удалении от станции.

Расстояние между рабочими реперами следует принимать равным 5 - 10 м в зависимости от размеров мульды сдвижения и характера застроенности территории. Оптимальное число реперов на каждой профильной линии составляет при подземном способе строительства сооружений - 20, при открытом способе строительства подземных сооружений - 10.

Для наблюдений за отдельными зданиями и сооружениями, попадающими в зону влияния горных работ, должны закладываться стенные реперы в соответствии с рекомендациями, приведенными далее, а также грунтовые реперы, располагаемые вдоль стен зданий напротив стенных реперов, на расстоянии 2 - 3 м от фундамента.

Когда в зону влияния подземного сооружения попадает комплекс зданий, для наблюдений следует выбирать наиболее представительные из них по типу, значимости, чувствительности к деформациям, расположению в мульде сдвижения и т.п. Одновременно с закладкой стенных и грунтовых реперов на наблюдательных объектах должны закладываться профильные линии по определенным направлениям (вдоль улиц, осей расположения объектов и т.д.), при этом направление профильных линий должно максимально приближаться к направлению продольных или поперечных осей подземного сооружения.

5.5. Разбивку наблюдательной станции (перенесение проекта в натуру) следует производить инструментально с помощью теодолита и рулетки. Места закладки реперов обозначают колышками или другими способами. Отклонения реперов от створа не должны превышать 5 см.

5.6. После разбивки наблюдательной станции закладываются реперы, конструкция которых и способ их закладки в грунт должны обеспечивать: их сохранность на весь срок службы наблюдательной станции; защиту от влияния промерзания и от внешних повреждений; прочную связь с грунтом, при которой сдвижение грунта вызывает такое же сдвижение реперов; удобство наблюдений за их сдвижением в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Наиболее удобны и просты в исполнении грунтовые реперы, изготовленные из металлических стержней диаметром не менее 20 мм, металлических трубок диаметром не менее 30 мм или из обрезков рельсов. Верхние концы обрезков обтачиваются до полусферы, а в центре их высверливаются углубления диаметром 1 - 2 мм и глубиной 5 - 7 мм. К верхнему концу металлической трубки, используемой в качестве репера, приваривают металлическую головку, обточенную до полусферы, с высверленным отверстием указанных размеров.

Допускаются к применению и другие конструкции реперов, приведенные в СНиП 3.01.03-84 "Геодезические работы в строительстве" и в других действующих документах и не противоречащие ГОСТам и СНиПам.

5.7. Реперы следует закладывать в скважины диаметром 150 - 170 мм или в специально подготовленные котлованы. Глубина закладки реперов должна быть такой, чтобы их нижний конец располагался на расстоянии не менее 0,5 м от границы промерзания грунта. Часть репера, расположенная ниже горизонта промерзания бетонируется, а выше - засыпается сухим плотным грунтом (рис. 5 а, б).

На участках, где при движении транспорта, ремонтных или других работах реперы могут быть повреждены, верхняя часть их заглубляется на 20 - 40 см ниже поверхности земли. В местах, где повреждение реперов исключается, их можно закладывать выступающими на 2 - 3 см над земной поверхностью. В качестве рабочих реперов допускается использовать забивные металлические стержни длиной не менее 1500 мм (рис. 5 в, г). В этом случае центры наносят с помощью ручного сверла или керна после забивки репера в грунт.

5.8. Наблюдения за сдвижением земной поверхности, а также за деформациями различных объектов, попадающих в зону влияния подземного сооружения, заключаются в инструментальном определении на разные даты положения реперов наблюдательных станций с одновременным фиксированием видимых нарушений, а также всех факторов, влияющих на величины и характер сдвижений и деформаций. Периодичность наблюдений следует устанавливать в зависимости от степени приближения вертикальных деформаций к критическим для различных грунтов оснований и типов зданий и сооружений.

По данным натурных наблюдений за оползнями критические значения относительных деформаций составляют:

вертикальных - 0,01 - 0,02;

горизонтальных - 0,001 - 0,005.

Периодичность наблюдений зависит от скорости вертикального смещения.

┌──────────────────────────────────────────┬──┬──┬──┬──┬─────────┐

│Скорость смещения, мм/сут. │1 │2 │5 │10│20 │

├──────────────────────────────────────────┼──┼──┼──┼──┼─────────┤

│Периодичность наблюдений, дни │75│40│15│7 │Ежедневно│

└──────────────────────────────────────────┴──┴──┴──┴──┴─────────┘

5.9. Геодезическими методами и приборами по наблюдательным реперам измеряют вертикальные и горизонтальные перемещения земной поверхности и при необходимости дна котлована.

При появлении трещин на земной поверхности в пределах приоткосной зоны необходимо организовать дополнительные систематические наблюдения за их развитием по протяженности, ширине и глубине.

Сдвижение реперов в вертикальной плоскости следует определять путем периодически проводимого нивелирования, а в горизонтальной плоскости - путем измерения расстояния между реперами по всем профильным линиям наблюдательной станции.

Перед началом наблюдений должна быть произведена привязка (определение координат х, у, z) всех опорных реперов профильных линий наблюдательной станции к ближайшим пунктам полигонометрии и триангуляции.

Система координат пунктов, от которых производят привязку станции, должна соответствовать принятой для подземной съемки.

Нивелирование может производиться в одном направлении замкнутыми ходами, когда с обеих сторон профильной линии имеются опорные реперы, или висячими ходами в прямом и обратном направлениях.

Расстояния между реперами профильных линий следует измерять стальными компарированными рулетками при постоянном натяжении силой, равной 10 кг. Вынос центров заглубленных реперов производят с помощью жестких отвесов. При измерении длин должна измеряться температура воздуха с точностью до 1° в целях внесения в расчет поправки на перепад температуры.

Расстояние между реперами профильных линий измеряют в прямом и обратном направлениях. Разброс значений непосредственно измеренной длины интервала (средних величин из трех отсчетов) не должен превышать 2 мм.

Различие между значениями горизонтальных расстояний, замеренных между крайними реперами (профильной линии), при прямом и обратном ходах не должно превышать 1:10000 длины профильной линии.

При измерениях следует контролировать отклонение промежуточных реперов от створа. Если это отклонение превышает 10 см, то измеряют отклонения всех реперов от данного створа для введения соответствующих поправок. При этом нужно фиксировать направление отклонения - "вправо", "влево".

5.10. Высотную привязку опорных реперов наблюдательной станции следует производить от реперов и пунктов нивелирной сети. Для нивелирования можно применять нивелиры любого типа с трубой, имеющей увеличение не менее 30-кратной. Цена деления цилиндрического уровня должна быть не более 15" на 2 мм, контактного - не более 30" на 2 мм.

Рейки следует применять с круглыми уровнями, трехметровые, двухсторонние, шашечные, с ценой деления, равной 1 см, или штриховые, трехметровые, односторонние рейки с двумя шкалами. Не разрешается применять раздвижные или складные рейки.

При передаче высотных отметок на опорные реперы нивелирование должно производиться из середины (при расстоянии от инструмента до реек не более 75 м и отклонении от прямой в ту или другую сторону не более 2 м) в такой последовательности:

1) отсчет по черной стороне (по основной шкале) задней рейки;

2) отсчет по черной стороне (по основной шкале) передней рейки;

3) отсчет по красной стороне (по дополнительной шкале) передней рейки;

4) отсчет по красной стороне (по дополнительной шкале) задней рейки.

При этом допускается брать отсчеты только по средней нити. Различие между суммарными значениями превышений в пределах расчетного участка при прямом и обратном ходах (в мм) не должно превышать:

_

ДЕЛЬТА h = +/- 15 \/L,

где L - длина хода в одном направлении (в км).

Нивелирование реперов наблюдательной станции должно производиться из середины между связующими реперами. Неравенство расстояний от нивелира до связующих реперов не должно превышать 2 м.

Отсчеты по промежуточным реперам берут так же, как и по связующим, - по двум сторонам или по двум шкалам, по средней нити.

Порядок наблюдений при каждой установке инструмента сохраняется тот же, что и при передаче высотных отметок на опорные реперы.

Кроме того, следует производить:

1) отсчеты по черной и красной сторонам (по основной и дополнительным шкалам) задней рейки, устанавливаемой на промежуточных реперах;

2) контрольный отсчет по черной стороне (по основной шкале) передней рейки.

Различие между величинами превышений в пределах отдельного интервала наблюдательной станции, полученных по черным и красным сторонам реек (по основным и дополнительным шкалам), не должно превышать 3 мм.

Перед началом работ должны быть произведены все поверки нивелира. Особое внимание нужно обратить на сведение к минимуму непараллельности визирной оси трубы и оси цилиндрического уровня. В дальнейшем поверку непараллельности указанных осей выполняют ежедневно перед началом нивелирования. Уровни на рейках также проверяют ежедневно перед началом работ.

5.11. Горизонтальные расстояния между реперами профильной

линии следует вычислять в специальном журнале с учетом поправок за

температуру ДЕЛЬТА l , за компарирование ДЕЛЬТА l и за провес

1 2

ленты рулетки ДЕЛЬТА l по формуле:

3

SUM ДЕЛЬТА l = ДЕЛЬТА l + ДЕЛЬТА l + ДЕЛЬТА l ,

1 2 3

где SUM ДЕЛЬТА l - суммарная поправка;

ДЕЛЬТА l = lk (t - t ),

1 k

здесь:

l - длина измеренной линии, м;

k - коэффициент линейного расширения ленты рулетки (для стали

k = 0,0000115);

t - температура воздуха на момент измерения, °С;

t - температура при компарировании, °С;

k

ДЕЛЬТА l - поправка за компарирование, принимаемая согласно

2

данным, приведенным в паспорте (свидетельстве) компарирования

рулетки.

3

ДЕЛЬТА L l

ДЕЛЬТА l ~= -----------,

3 3

L

здесь ДЕЛЬТА L - поправка за провес на всю длину рулетки,

вычисляемая по формуле:

2

8s

ДЕЛЬТА L ~= ---;

3L

L - длина всей рулетки;

l - измеренная длина интервала;

s - стрела провеса всей рулетки.

Поправку за провес ленты рулетки можно не вводить, если начальное измерение и все последующие производят одной и той же рулеткой при одном и том же натяжении и если интервалы измеряют непосредственно между реперами, без промежуточных точек.

5.12. Измерения на наблюдательной станции могут быть начаты не ранее чем через семь дней после закладки опорных реперов и не ранее трех дней после закладки рабочих, забивных реперов.

Начальное положение реперов следует определять по среднеарифметическому значению, по двум сериям наблюдений, проводимых до начала влияния горных работ на наблюдательную станцию. Разрыв во времени между двумя сериями наблюдений не должен превышать трех дней.

Последующие наблюдения должны проводиться в период непосредственной подработки наблюдательной станции с интервалом, устанавливаемым в зависимости от прогнозируемой скорости сдвижения.

Одновременно с инструментальными наблюдениями на земной поверхности необходимо проводить маркшейдерские наблюдения непосредственно в подземном сооружении.

По материалам вычислений и геолого-маркшейдерской документации составляют технический отчет, содержащий:

1) совмещенный план наблюдательной станции и подземного сооружения;

2) вертикальные геологические разрезы по профильным линиям;

3) ведомости сдвижений реперов в вертикальной и горизонтальной плоскостях по направлению профильной линии, а также ведомости скоростей смещения реперов (Приложение 3);

4) ведомости оседаний реперов и измеренных длин интервалов между ними с указанием даты наблюдений.

5.13. По представленным материалам наблюдений по каждому из

реперов следует вычислять оседания земной поверхности, в мм, -

разности высотных отметок в начальной (Н ) и последующих (Н )

0 m

сериях наблюдений:

эта = Н - Н .

m 0

Кроме того, по всем расчетным интервалам между реперами

наблюдательной станции последовательно вычисляют:

1) наклоны, мм/м:

эта - эта

m m-1

i = -------------,

l

где:

эта , эта - величины оседаний m-го и m - 1 реперов, мм,

m m-1

соответственно;

l - длина интервала между рассматриваемыми реперами по данным

начального наблюдения, м;

2) кривизну, 1/м:

i - i

n n-1

К = ---------,

l

ср

где i , i - величины наклонов n-го и n - 1 интервалов между

n n-1

реперами;

3) радиус кривизны, м:

1

R = -;

К

4) горизонтальные деформации:

l - l

k 0

эпсилон = -------,

l

1

где l , l - приведенные длины интервалов между реперами из

k 0

последующего (k-го) и начального наблюдений.

5.14. По полученным величинам эта, i, К (или R) и эпсилон должны строиться графики вертикальных и горизонтальных деформаций по всем профильным линиям наблюдательной станции. По графикам определяют характерные точки мульды сдвижения относительно границ подземного сооружения:

а) границы зоны влияния (по оседаниям эта = 10 мм; наклонам

-3 -3

i = 0,5 х 10 и растяжениям эпсилон = 0,5 - 10 );

б) точки с максимальными растяжениями и сжатиями, эпсилон ;

max

в) точки с максимальными наклонами, i ;

max

г) точки с максимальной кривизной, К (минимальным радиусом

max

R );

min

д) участки земной поверхности, на которых образовались

сосредоточенные деформации в виде трещин, ступеней и уступов.

5.15. Для определения участков земной поверхности, на которых начинают образовываться сосредоточенные деформации в виде трещин, ступеней и уступов, но размеры которых еще невелики и визуально не прослеживаются, вычисления деформаций следует производить при различных расстояниях между реперами по следующим формулам:

(эпсилон - эпсилон ) l (l + l )

1 2 1 1 2

В = ----------------------------------;

т l

2

эпсилон (l + l ) - эпсилон l

2 1 2 1 1

эпсилон = --------------------------------;

ф l

2

(i - i ) l (l + l )

1 2 1 1 2

h = ----------------------;

с l

2

i (l + l ) - i l

2 1 2 1 1

i = --------------------;

ф(с) l

2

(i - i ) l (l + l )

2 1 1 1 2

h = ----------------------;

у l

2

i (l + l ) - i l

2 1 2 1 1

i = --------------------;

ф(у) l

2

где:

В , h и h - вероятные ширина трещин, высота ступеней и

т с у

уступов, которые образовались на наблюдаемом участке земной

поверхности;

эпсилон , i , i - фактические горизонтальные деформации

ф ф(с) ф(у)

и наклоны кривой мульды сдвижения на участках между трещинами

(эпсилон ), ступенями (i ) и уступами (i );

ф ф(с) ф(у)

эпсилон и i - горизонтальные деформации и наклоны,

1 1

полученные в результате измерений при расстоянии между реперами

l ;

1

эпсилон и i - горизонтальные деформации и наклоны,

2 2

вычисленные при расстоянии между реперами l + l (рис. 6).

1 2

На интервалах, где величины В , h или h получаются больше 2

т с у

см, а значения эпсилон или i существенно (в 2 - 3 раза)

ф ф(с)

меньше измеренных наклонов или i - больше измеренных наклонов

ф(у)

на интервале l , (или имеет противоположный измеренному знак),

1

следует ожидать образования сосредоточенных деформаций. В целях

установления местоположения этих деформаций на интервале l

1

закладываются дополнительные реперы с расстоянием между ними l /

1

4, l / 3 или l / 2, на которых проводят частотные наблюдения.

1 1

На основании этих наблюдений по той же методике определяют

концентрацию деформаций на более коротких интервалах, которые при

необходимости делятся потом еще на более короткие.

5.16. Наблюдения за зданиями, сооружениями, коммуникациями и другими объектами, попадающими в зону влияния подземного сооружения, должны проводиться по программе, отвечающей требованиям, приведенным в приложении 3 к ГОСТ 24846-81 "Грунты. Методы измерения деформаций основания зданий и сооружений", утвержденному Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 17 июня 1981 г. (М., 1981), именуемому далее ГОСТ 24846-81, в целях:

определения абсолютных и относительных величин деформаций и сравнения их с расчетными;

выявления причин возникновения и степени опасности деформаций для нормальной эксплуатации объектов, принятия своевременных мер по борьбе с возникающими деформациями, предотвращению возможных последствий или устранению их;

установления наличия, местоположения и величин зависания фундамента над опустившимся под влиянием подземного сооружения грунтом;

получения необходимых характеристик устойчивости оснований и фундаментов;

уточнения расчетных данных физико-механических характеристик грунтов; уточнения методов расчета и установления допустимых и предельных величин деформаций для различных грунтов оснований, типов и конструкций зданий, сооружений и технологического оборудования.

5.17. При наблюдениях за зданиями следует определять неравномерность оседаний фундаментов, фиксировать трещины и другие повреждения конструкций, надежность узлов их опирания, наличие необходимых зазоров в швах и шарнирных опорах. В промышленных зданиях должны определяться также относительные горизонтальные перемещения отдельно стоящих фундаментов колонн, наклоны фундаментов технологического оборудования, а при наличии мостовых кранов - отклонения от проектного положения подкрановых путей: поперечный и продольный уклоны, изменение ширины колеи и приближение крана к строениям.

5.18. Измерения деформаций оснований зданий и сооружений следует проводить в течение всего периода строительства и эксплуатации подземного сооружения до достижения условной стабилизации деформаций, устанавливаемой проектной или эксплуатирующей организацией на основании результатов инструментальных наблюдений.

5.19. В процессе измерений деформаций оснований фундаментов должны быть определены (отдельно или совместно) величины:

вертикальных перемещений (осадок, просадок, подъемов);

горизонтальных перемещений (сдвигов);

кренов.

5.20. Методы измерений вертикальных и горизонтальных перемещений и определения крена фундамента следует устанавливать в зависимости от требуемой точности измерений, конструктивных особенностей фундамента, инженерно-геологической и гидрогеологической характеристик грунтов основания, возможности применения и экономической целесообразности методов в данных условиях. Предварительное определение точности измерения вертикальных и горизонтальных деформаций выполняют в зависимости от ожидаемых величин перемещения в соответствии с ГОСТ 24846-81.

5.21. Реперы в бескаркасных зданиях следует закладывать в несущие стены и пилястры по всему наружному периметру через 6 - 12 м. На каждой стороне здания в пределах отсека должно быть не менее трех реперов. В каркасных зданиях реперы закладывают в колонны. У деформационного шва, а также над предполагаемым участком сосредоточенных деформаций (уступами, ступенями, трещинами) реперы закладывают по обе стороны от них (рис. 7).

Конструкция стенных реперов и способ их закладки (рис. 8) должны обеспечивать удобство проведения наблюдений, прочную связь со стеной и колонной, надежную сохранность реперов на период наблюдений.

5.22. Относительные горизонтальные перемещения отдельно стоящих фундаментов колонн определяют по результатам измерения расстояний между реперами. Измерения производят стальной компарированной рулеткой с динамометром для контроля натяжения. У деформационного шва измерения производят штангенциркулем или с помощью специальных шаблонов, оснащенных индикаторами часового типа или микрометрическими головками.

5.23. Для непосредственного измерения ширины раскрытия трещин следует применять измерительный клин, щуп с набором пластин различной толщины, отсчетный микроскоп, штангенциркуль или стальную линейку, прозрачный трафарет с нанесенными на нем линиями различной толщины. Для наблюдений за изменением ширины раскрытия трещин устанавливают маяки из гипса или цементно-песчаного раствора.

В недоступных местах трещины измеряют с помощью приборов для дистанционного измерения трещин, методами фотограмметрии или фотофиксации.

5.24. Наклоны фундаментов технологического оборудования должны определяться в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Для этой цели по углам фундамента закладывают четыре репера. В качестве реперов могут быть использованы выступающие части анкерных болтов. Наклоны фундамента в направлении створа какой-либо пары реперов определяют по разности оседаний этих реперов.

5.25. Поперечный и продольный уклоны подкранового пути следует определять по результатам нивелирования. Нивелируют с помощью специальной рейки, подвешиваемой на подкрановый рельс при расположении нивелира на полу, или с помощью рейки длиной 1,5 м при расположении нивелира на кране. Рейку устанавливают на подкрановые рельсы в местах опирания подкрановых балок на колонны.

Измерение ширины колеи подкрановых путей производят стальной компарированной рулеткой, шаблонами или специальными механическими приборами, домеряющими расстояние от базисных точек на кране до головок рельсов.

5.26. Наблюдения за высотными сооружениями, и в частности дымовыми трубами, заключаются в определении их наклона с помощью теодолита с постоянных (закрепленных на местности) точек, расположенных на взаимно перпендикулярных прямых, путем совмещения проекции центра верхнего сечения с центром нижнего, в соответствии с Руководством по определению кренов инженерных сооружений башенного типа геодезическими методами (М., Стройиздат, 1981).

Наклоны и кривизна ствола трубы могут быть определены также фотограмметрическим методом: съемкой фототеодолитом или универсальной фотографической камерой (например, УМК-100) с последующим измерением снимка на стереокомпараторе по методике, изложенной в Руководстве по наблюдениям за осадками и смещениями инженерных сооружений фотограмметрическими методами (М., Недра, 1979).

5.27. При наблюдениях за транспортерными галереями и надземными трубопроводами эстакадной прокладки следует устанавливать неравномерность оседаний и горизонтальных перемещений фундаментов опор вдоль оси эстакады, а также наличие необходимой подвижности и величину подвижек пролетных строений или трубопроводов на опорах. Подвижки измеряют металлической линейкой по специальным меткам, нанесенным на пролетное строение или трубу и опору.

5.28. При наблюдениях за подземными трубопроводами и коммуникационными тоннелями должно определяться их напряженно-деформированное состояние.

Для этого следует производить:

для стальных напорных трубопроводов - измерение деформаций трубы в отдельных точках, вычисление напряжений в них и проверку условий прочности;

для секционных трубопроводов - измерение подвижек стыковых соединений и проверку условий самотечности;

для самотечных трубопроводов - нивелировку дна лотков и трубопроводов и проверку условий самотечности;

для коммуникационных тоннелей - фиксацию трещин и повреждений гидроизоляции.

5.29. Измерение деформаций стального напорного трубопровода следует производить на прямолинейных участках трассы, где ожидаются максимальные горизонтальные деформации земной поверхности, а также уступы, ступени и трещины. Для удобства измерений устраивают колодцы или отрывают шурфы. На поверхность трубы на расстоянии замерной базы приваривают две пластины с запрессованными в них со стороны контакта с измерительным прибором стальными полированными шариками диаметром 5 - 6 мм. Измерения производят микрометрическим нутрометром или индикатором часового типа (цена деления 0,01 мм) с удлиненной базой (рис. 9). На период между наблюдениями контактные поверхности шариков должны быть защищены от коррозии смазкой.

Во всех измерениях ориентация измерительного прибора относительно замерной базы трубопровода должна быть одинаковой. Перед снятием отсчета измерительный прибор выдерживают на базе трубопровода до выравнивания их температур (15 - 30 мин.), при этом защищают его от прямого попадания солнечных лучей. Признаком выравнивания температур является неизменность показаний прибора в течение 5 мин.

На магистральных трубопроводах, особенно в местах возможного проявления сосредоточенных деформаций, измерения производят на двух параллельных замерных базах, закрепленных на верхней и нижней сторонах трубопровода.

Одновременно с измерением деформаций трубопровода измеряют деформации земной поверхности в целях определения места и времени появления их максимальных значений. Для этой цели вдоль трубопровода на расстоянии 2 - 5 м от его оси закладывают профильную линию. Расстояния между реперами принимают в соответствии с рекомендациями п. 5.5 настоящей Инструкции.

5.30. Напряжения сигма в стальном напорном трубопроводе (нормальные, действующие в продольном направлении) от совместного воздействия деформаций земной поверхности и изменения температуры следует вычислять по формуле:

ДЕЛЬТА l + ДЕЛЬТА К

сигма = Е (------------------- + альфа ДЕЛЬТА t),

l

где:

-6

Е - модуль упругости стали (0,21 х 10 МПа);

ДЕЛЬТА l - измеренная деформация трубопровода;

l - длина замерной базы;

ДЕЛЬТА К - поправка за компарирование базы прибора,

определяемая на компараторе (жестком стальном отрезке с

соответствующей замерной базой) как разность между отсчетами в

начальном и каждом последующих наблюдениях;

-5

альфа - коэффициент линейного расширения стали (1,2 х 10

-1

°С );

ДЕЛЬТА t - изменение температуры трубы на момент измерения по

сравнению с моментом замыкания системы после монтажа, °С.

Найденные напряжения для трубопроводов, стыковые соединения

которых равнопрочны самим трубам, должны удовлетворять условию:

сигма <= m R - SUM сигма ,

с 0

где:

m - коэффициент условий работы трубопровода, определяемый в

с

зависимости от длины участка трубопровода, попадающего в зону

влияния подземного сооружения, по табл. 5;

R - расчетное сопротивление материала трубы растяжению или

сжатию;

SUM сигма - продольные нормальные напряжения от нагрузок,

0

действующих в обычных условиях (~= 50 МПа).

Таблица 5

КОЭФФИЦИЕНТ УСЛОВИЙ РАБОТЫ m

с

┌──────────────────────┬─────────────────────────────────────────┐

│ Коэффициент │ Длина участка трубопровода, м │

│ ├────────┬───────┬───────┬───────┬────────┤

│ │Менее 15│15 - 30│31 - 45│46 - 60│Более 60│

├──────────────────────┼────────┼───────┼───────┼───────┼────────┤

│m │1 │0,85 │0,70 │0,60 │0,50 │

│ с │ │ │ │ │ │

└──────────────────────┴────────┴───────┴───────┴───────┴────────┘

5.31. Наблюдения за железнодорожными и трамвайными путями заключаются в нивелировании путей и определении их профиля по головкам рельсов через 10 - 15 м, проверке состояния стыковых соединений и измерении ширины колеи.

5.32. При наблюдении за железобетонными резервуарами следует определять интенсивность утечки воды и раскрытие трещин в элементах резервуаров и их стыках. Утечку воды устанавливают при отключенных трубопроводах с помощью датчиков уровня воды, например электрических.

Наличие трещин и величин их раскрытия (более 0,2 мм) фиксируют во время профилактических осмотров и при утечках, превышающих 3 л/сут. с 1 кв. м смачиваемой поверхности. Для фиксирования трещин применяют очки-бинокль или отсчетный микроскоп.

5.33. Для определения взаимосвязи деформаций грунта и сооружений напротив стенных реперов (в 2 - 3 м от фундамента) закладывают грунтовые реперы, измерения на которых производят одновременно со стенными.

5.34. При выборе методов измерения осадок, сдвигов и кренов сооружений, конструкций реперов и знаков, принадлежностей и приспособлений, применяемых при измерениях, а также форм заполнения полевых журналов и ведомостей следует пользоваться Руководством по наблюдениям за деформациями оснований фундаментов зданий и сооружений (М., Стройиздат, 1975).

5.35. Результаты наблюдений следует оформлять в техническом отчете. В нем приводят план наблюдательной станции, основные строительные чертежи зданий и сооружений, попадающих в зону влияния подземного объекта, сведения о грунтах основания (угол внутреннего трения, сцепления), техническом состоянии (акты обследования) и балансовой стоимости зданий и сооружений.

Для подземных трубопроводов должны быть указаны следующие данные: назначение, внутреннее давление и температура, материал труб, диаметр, толщина стенок, характеристика стыковых соединений (компенсационная способность для секционных трубопроводов), глубина заложения, сведения о грунтах, уклон (для самотечных трубопроводов), год прокладки и балансовая стоимость.

Выявленные повреждения и деформации конструкций, вызванные влиянием подземного сооружения, и связанные с ними мероприятия и затраты должны отражаться в отчете в виде подробного описания, а также схем, фотографий, таблиц и графиков с необходимыми пояснениями, выводами и рекомендациями. Особое внимание следует уделять повреждениям на участках сосредоточенных деформаций. В отчете должна быть изложена принятая методика наблюдений с указанием использованных приборов и инструментов, приведен список исполнителей, проводивших наблюдения и составивших отчет.