Справочник по ГОСТам и стандартам
Новости Аналитика и цены Металлоторговля Доска объявлений Подписка Реклама
   ГОСТы, стандарты, нормы, правила
 

РД 07-166-97
Инструкция по наблюдениям за сдвижениями земной поверхности и расположенными на ней объектами при строительстве в Москве подземных сооружений

РД 07-166-97. Инструкция по наблюдениям за сдвижениями земной поверхности и расположенными на ней объектами при строительстве в Москве подземных сооружений

 

Федеральныйгорный и промышленный надзор России

(ГосгортехнадзорРоссии)

 

Утверждено

ГосгортехнадзоромРоссии

17.09.97г. постановление № 29

 

Срок введения в действие 17.09.97

 

Инструкция

по наблюдениям за сдвижениямиземной поверхности и расположенными на ней объектами при строительстве в Москвеподземных сооружений

 

РД 07-166-97

 

 

1. Общие положения

 

1.1. “Инструкция по наблюдениям за сдвижениями земной поверхности ирасположенными на ней объектами при строительстве в Москве подземныхсооружений” составлена в соответствии с Законом Российской Федерации “О недрах”(ст. 24) и регламентирует условия, порядок и методы проведения наблюдений засдвижениями земной поверхности и расположенными на ней объектами пристроительстве в Москве подземных сооружений, а также способы обработкирезультатов наблюдений и требования к их оформлению.

1.2. Инструкция предназначена для специалистов и работниковпредприятий, организаций, осуществляющих контроль за влиянием подземныхсооружений на земную поверхность и расположенные на ней объекты.

1.3. Измерения сдвижений земной поверхности и расположенных на нейобъектов должны проводиться по программе, отвечающей требованиям, приведенным в3 - 5 разделах настоящей Инструкции, в целях:

- определения абсолютных и относительных величин деформаций и сравненияих с расчетными и допустимыми значениями;

- выявления причин возникновения и степени опасности деформаций длянормальной эксплуатации объектов;

- принятия своевременных мер по борьбе с возникающими деформациями илиустранению их последствий;

- уточнения расчетных данных физико-механических характеристик грунтов;

- уточнения методов расчета и установления допустимых и предельныхвеличин деформаций для различных типов зданий, сооружений и коммуникаций;

- установления эффективности принимаемых профилактических и защитныхмер;

- уточнения закономерностей процесса сдвижения горных пород изависимостей его параметров от основных влияющих факторов.

Результаты измерений могут быть использованы также при решении спорныхвопросов, связанных с определением причин деформирования объектов и степенивлияния на них подземных сооружений.

Программа проведения измерений составляется организацией (имеющейсоответствующую лицензию), производящей измерения, на основе техническогозадания, выдаваемого проектно-изыскательской или научно-исследовательскойорганизацией по согласованию с организациями, осуществляющими строительство илиэксплуатацию сооружений и объектов. Составление программы проведения наблюденийза деформациями толщи горных пород и расположенными в ней объектами должнопроизводиться с участием специалистов-геомехаников.

Необходимость в проведении наблюдений должна определятьсяпроектно-изыскательской или научно-исследовательской организацией в зависимостиот ожидаемых деформаций земной поверхности, характера и состояния объектов,расположенных в зоне влияния подземного сооружения. Наблюдения проводятся вобязательном порядке при строительстве подземных сооружений на глубинах болеепяти метров и вблизи особо ответственных объектов с повышенным рискомэксплуатации. В спорных ситуациях вопрос о проведении наблюдений иинтерпретации их результатов решается органами исполнительной власти города иГосгортехнадзора России с учетом рекомендаций независимой экспертизы.

1.4. Наблюдения за сдвижениями земной поверхности, толщи пород ирасположенными там объектами должны вестись с начала строительства подземныхсооружений и в первые годы их эксплуатации до стабилизации деформаций. 

1.5. Организация и проведение наблюдений должны осуществляться внесколько этапов. Вначале составляется прогноз ожидаемых сдвижений иоцениваются возможные последствия строительства подземных сооружений. Затемсоставляется проект наблюдательной станции, в котором излагаются цели и задачиизмерений, намечается размещение стенных и грунтовых реперов, разрабатываетсякалендарный план измерений, выбираются приборы и методы измерений, взависимости от прогноза ожидаемых сдвижений, экономической целесообразности иимеющихся в наличии материалов и инструментов. После этого производится выноспроекта наблюдательной станции в натуру. Непосредственные измерения и обработкаих результатов должны выполняться в соответствии с проектом и с учетомхарактера и скорости развития деформационных процессов. При необходимостиизменения частоты и методики измерений, расположения реперов и других элементовпроекта подготавливается соответствующее обоснование. По результатам наблюденийсоставляются оперативные и итоговые отчеты, которые передаются заказчику.

1.6. При выполнении полевых работ по измерению сдвижений и деформаций,кроме требований настоящей инструкции, следует соблюдать требования другихдействующих нормативных документов, относящихся к безопасности ведениягеодезических, строительных и горных работ (СНиП-3.01.03-84 “Геодезическиеработы в строительстве”, СНиП-1-4-80 “Техника безопасности в строительстве”,“Положение о порядке и контроле безопасного ведения горных работ в опасныхзонах”, согласованное с Госгортехнадзором России (письмо от 26.02.93 г. №01-17/70).

 

2. Понятия, термины иопределения элементов сдвижения горных

пород, земной поверхности исооружений, используемые в настоящей инструкции

 

2.1. Абсолютная величина горизонтального сдвижения земной поверхности(на данный момент времени) - его полная величина, получаемая по отношению кисходным геодезическим знакам, установленным вне зоны влияния подземногосооружения.

2.2. Активизация сдвижения толщи пород и земной поверхности - изменениехарактера распределения и величин сдвижений и деформаций земной поверхности игрунтовой толщи при строительстве сооружения в зоне влияния ранее пройденныхвыработок по сравнению со сдвижениями и деформациями от одиночного сооружения,возводимого в ненарушенном горными работами породном массиве.

2.3. Вероятные сдвижения и деформации - величины сдвижений и деформаций,определяемые на основании недостаточно полной информации о горно-геологическихусловиях возведения подземного сооружения.

2.4. Вертикальные деформации земной поверхности (наклоны, кривизна) -деформации земной поверхности в вертикальной плоскости, вызванныенеравномерностью вертикальных сдвижений.

2.5. Вертикальные перемещения основания фундамента - осадки,происходящие под влиянием горных работ, а также в результате уплотнения грунтапод воздействием внешних нагрузок и в отдельных случаях собственной массыгрунта; просадки, происходящие в результате уплотнения под воздействием каквнешних нагрузок и собственной массы грунта, так и дополнительно с нимидействующих факторов (замачивание просадочного грунта, оттаивание ледовыхпрослоек в замерзшем грунте и т.п.); набухания и усадки, связанные с изменениемобъема некоторых видов глинистых грунтов при изменении их влажности,температуры (морозное пучение) или воздействия химических веществ.

2.6. Главные сечения мульды сдвижения - вертикальные сечения мульдывдоль и поперек подземного сооружения, проходящие через точки с максимальнымиоседаниями земной поверхности.

2.7. Горизонтальные деформации растяжения или сжатия - деформацииземной поверхности в горизонтальной плоскости, вызванные неравномерностьюгоризонтальных сдвижений.

В точках мульды сдвижения различают горизонтальные деформации:

- в продольном направлении eх

- в поперечном направлении ey

- в направлениях, параллельных продольному eх1

- в направлениях, параллельных поперечному ey1

- в заданном направлении el.

2.8. Горизонтальное сдвижение земной поверхности (мм) - горизонтальнаясоставляющая вектора сдвижения точки в мульде сдвижения земной поверхности.

В точках мульды различают горизонтальные сдвижения:

- в продольном направлении xх

- в поперечном направлении xy

- в направлении, параллельном продольному xx1

- в направлении, параллельном поперечному xy1

- в заданном направлении xl.

2.9. Граничные углы - внешние относительно выработанного пространствауглы, образованные на вертикальных разрезах по главным сечениям мульдысдвижения горизонтальными линиями и линиями, соединяющими границу выработки сграницей зоны влияния горных работ на земной поверхности.

2.10. Граница зоны влияния подземного сооружения или граница мульдысдвижения - контур зоны на земной поверхности, определяемый по граничным угламили по деформациям: наклона 0,5 · 10-3, растяжения 0,5 · 10-3, при длинах интервалов 15 -20 м.

2.11. Граница зоны опасного влияния подземных горных работ - контурзоны опасного сдвижения земной поверхности, определяемый по углам сдвижения иликритическим деформациям.

2.12. График сдвижений и деформаций земной поверхности - линии,изображающие в определенном масштабе распределение величин сдвижений идеформаций земной поверхности на профильной линии.

Различают графики:

а) оседания;

б) горизонтального сдвижения;

в) наклонов мульды сдвижения;

г) горизонтальных деформаций (растяжений, сжатий);

д) кривизны мульды сдвижения;

е) скорости оседания.

2.13. Деформация горной выработки (котлована) - изменение ее формы и размеровпод действием нагрузок.

2.14. Деформационная марка - геодезический знак, жестко укрепленный наконструкции здания или сооружения (фундаменте, колонне, стене), меняющий своеположение вследствие осадки, просадки, подъема, сдвига, крена илигоризонтального перемещения фундамента.

2.15. Длина полумульды - расстояние в главном сечении на продольном илипоперечном разрезе между границей мульды и точкой пересечения с земнойповерхностью линии, проведенной под углом полных сдвижений (при полнойподработке) или под углом максимального оседания (при неполной подработке).Участок плоского дна при расчете сдвижений и деформаций в длину полумульды невключается.

Различают длины полумульд (м):

- в продольном направлении L1;

- в поперечном направлении L2.

2.16. Допустимые деформации земной поверхности (основания сооружений) -деформации, могущие вызвать такие повреждения в сооружениях, при которых длядальнейшей эксплуатации их по прямому назначению достаточно проведения текущихналадочных и ремонтных работ.

2.17. Зона опасного влияния подземных горных работ - часть мульдысдвижения, на которой в результате влияния горных работ возникают деформации,опасные для зданий, сооружений и природных объектов.

2.18. Зона трещин и провалов на земной поверхности - часть мульдысдвижения, на которой в результате влияния горных работ возникают трещины ипровалы.

2.19. Зона трещин и разломов горных пород - часть области сдвижениягорных пород, подвергшаяся сдвижению в форме прогиба и сдвига с образованиемтрещин.

2.20. Зона обрушения горных пород - часть области сдвижения горныхпород, подвергшаяся обрушению.

2.21. Зона прогиба - часть области сдвижения горных пород, подвергшаясясдвижению в форме прогиба слоев без разрыва их сплошности.

2.22. Исходный репер - репер, заложенный в районе наблюдательнойстанции на участке, не подвергающемся сдвижению и служащий для передачи отметкина опорные реперы станции.

2.23. Коэффициент запаса устойчивости - отношение суммы удерживающихсил к сумме сдвигающих.

2.24. Коэффициент подработанности земной поверхности - отношениефактического размера выработанного пространства к минимальному размеру, прикотором наступает полная подработка земной поверхности.

Различают коэффициенты подработанности:

- в продольном направлении n1

- в поперечном направлении n2.

При полной подработке земной поверхности коэффициенты подработанности впродольном и поперечном направлениях равны или больше единицы.

2.25. Крен фундамента - деформация в результате неравномерной осадки,просадки, подъема и т.п., характеризующая разность вертикальных перемещенийточек, отнесенных к расстоянию между ними.

2.26. Кривизна мульды сдвижения (размерность 1/м) - отношение разностинаклонов двух соседних интервалов мульды к полусумме длин этих интервалов.Различают кривизну мульды, определенную непосредственно по данным измерений, иполученную по сглаженной кривой оседания.

В точках мульды различают кривизну:

- в продольном направлении Кx,

- в поперечном направлении Кy,

- в направлении, параллельном продольному Кy1,

- в направлении, параллельном поперечному Кx1,

- в заданном направлении Кl.

- критические деформации земной поверхности - величины деформацийземной поверхности, принятые для определения границ зоны опасного влиянияподземных горных работ и углов сдвижения: кривизна К = 0,2 · 10-3, 1/м, наклон i = 4 ·10-3, горизонтальное растяжение e =2 · 10-3 при длинах интервалов 15 - 20 м.

2.28. Максимальные горизонтальные деформации - наибольшие сжатия ирастяжения интервалов мульды при закончившемся процессе сдвижения.

В точках мульды различают максимальные сжатия и растяжения:

- в продольном направлении emax1x

- в поперечном направлении emax1y

- в направлении, параллельном продольному emax1x1

- в направлении, параллельном поперечному emax1y1

- в заданном направлении el

2.29. Максимальное горизонтальное сдвижение (мм) - наибольшаягоризонтальная составляющая векторов сдвижения точек при закончившемся процессесдвижения.

     В точках мульды различают максимальныегоризонтальные сдвижения:

- в продольном направлении xmax1x

- в поперечном направлении xmax1y

- в направлении, параллельном продольному xmax1x1

- в направлении, параллельном поперечному xmax1y1

- в заданном направлении xl.

2.30. Максимальная кривизна мульды сдвижения (1/м) - наибольшаякривизна мульды при закончившемся процессе сдвижения.

В точках мульды различают максимальную кривизну:

- в продольном направлении Kmax1x

- в поперечном направлении Kmax1y

- в направлении, параллельном продольному Kmax1x1

- в направлении, параллельном поперечному Kmax1y1

- в заданном направлении Kmax1l.

2.31. Максимальное оседание (мм) - наибольшая вертикальная составляющаявекторов сдвижения точек при закончившемся процессе сдвижения.

Различают максимальные оседания:

- при полной подработке h0;

- при неполной подработке hм.

2.32. Максимальные наклоны мульды сдвижения - наибольшие наклоныинтервалов мульды сдвижения при закончившемся процессе сдвижения.

В точках мульды различают максимальные наклоны:

- в продольном направлении i max1x

- в поперечном направлении i max1y

- в направлении, параллельном продольному i max1x1

- в направлении, параллельном поперечному i max1y1

- в заданном направлении i max1l.

2.33. Маяк - приспособление для наблюдения за развитием трещин:гипсовая или алебастровая плитка, прикрепляемая к обоим краям трещин на стенеили потолке; две стеклянные или плексигласовые пластинки, имеющие риски дляизмерения величины раскрытия трещины, и др.

2.34. Меры охраны объектов от вредного влияния горных разработок -мероприятия, направленные на уменьшение вредного влияния горных работ наздания, сооружения и природные объекты, в целях устранения причин нарушениянормальной эксплуатации объектов, могущих вызвать несчастные случаи.

2.35. Минимальный радиус кривизны (м) - радиус кривизны в точкесдвижения с максимальной кривизной.

     В точках мульды различают минимальныерадиусы кривизны:

- в продольном направлении R max1x

- в поперечном направлении Rmax1y

- в направлении, параллельном продольному Rmax1x1

- в направлении, параллельном поперечному R max1y1

- в заданном направлении Rmax1l.

2.36. Мульда сдвижения земной поверхности - участок земной поверхности,подвергшийся сдвижению под влиянием горных работ.

2.37. Наблюдательная станция - совокупность реперов, заложенных поопределенной системе на земной поверхности, в сооружениях или в подземныхвыработках с целью проведения наблюдений за сдвижением земной поверхности,сооружений или горных пород в толще. Различают типовые (рядовые идолговременные) и специальные наблюдательные станции.

2.38. Наклоны интервалов в мульде сдвижения - отношение разности оседанийдвух соседних точек мульды к расстоянию между ними.

В точках мульды различают наклоны:

- в продольном направлении i x

- в поперечном направлении i y

- в направлении, параллельном продольному i x1

- в направлении, параллельном поперечному i y1

- в заданном направлении i l.

2.39. Нарушение устойчивости горной выработки, котлована или сооружения- состояние, когда их деформации превосходят допустимые значения, при которыхдальнейшая эксплуатация объектов затруднена и может представлять опасность дляжизни людей.

2.40. Неполная серия наблюдений - комплекс измерений, в результатекоторых определяется положение всех или части реперов в одной из плоскостей: вгоризонтальной или вертикальной, может включать или не включать определениеположения трещин.

2.41. Опорный репер - репер профильной линии, заложенный на участкенаблюдательной станции, не подвергающемся сдвижению, и служащий исходным длянаблюдения на данной профильной линии.

2.42. Оседание земной поверхности h (мм) - вертикальная составляющая вектора сдвижения точки в мульдесдвижения земной поверхности.

2.43. Область сдвижения горных пород - часть массива горных пород,подвергшаяся сдвижению под влиянием горных работ.

2.44. Общая продолжительность процесса сдвижения - период, в течениекоторого земная поверхность под влиянием горных работ находится в состояниисдвижения. За начало процесса сдвижения точки земной поверхности принимаетсядата, на которую оседание точки достигает 15 мм. За окончание процессасдвижения принимается дата, после которой суммарные оседания на протяжении 6месяцев не превышают 10% максимальных, но не более 30 мм.

2.45. Обрушение пород - беспорядочное перемещение разрушенных пород спотерей естественной структуры в результате ведения горных работ.

2.46. Ожидаемые сдвижения и деформации - величины сдвижений идеформаций, определяемые в условиях, когда имеются календарные планы развитиягорных работ и известны необходимые для расчетов исходные данные.

2.47. Оползень - медленное смещение масс горных пород, слагающих откос(а иногда и его основание), происходящее в виде скользящего движения междусдвигающимися породами и неподвижным массивом. Обрушение - быстрое смещениепородных масс или блоков и пачек пород, слагающих откос, сопровождающеесядроблением смещающейся части массива. Оплывина - перемещение в виде потоканасыщенных водой до текучего состояния некоторых разновидностейпесчано-глинистых пород нарушенной структуры (пылеватых песков и глин,лессовидных суглинков, лессов и т.п.), которые растекаются по площади под углом4 - 6° и менее. Осыпь - разрушение и смещение приповерхностной части крутыхоткосов. Оплывание - фильтрационные деформации, вызываемые переносом ипереотложением грунтовых частиц подземными водами, вытекающими на откос впределах участка их высачивания.

2.48. Относительное максимальное оседание q0 - отношение величинымаксимального оседания земной поверхности к величине прогиба кровли подземногосооружения при полной подработке и закончившемся процессе сдвижения.

2.49. Относительное максимальное горизонтальное сдвижение a0 - отношение максимального горизонтального сдвижения к максимальномуоседанию при полной подработке и закончившемся процессе сдвижения.

2.50. Относительные перемещения основания сооружения - перемещенияодних частей фундамента сооружения по отношению к другим.

2.51. Параметры сдвижения земной поверхности - величины,характеризующие процесс сдвижения земной поверхности, зависящие отгорно-геологических условий строительства подземного сооружения.

К ним относятся:

а) относительные максимальные оседания;

б) относительные максимальные горизонтальные сдвижения;

в) максимальные значения наклонов, кривизны, горизонтальных деформаций,скорости оседания;

г) углы сдвижения;

д) граничные углы;

е) углы разрывов;

ж) углы полных сдвижений;

з) угол максимального оседания;

и) общая продолжительность процесса сдвижения и продолжительностьпериода опасных деформаций.

2.52. Поверхность скольжения - траектория, по которой движутсяоползающие породы и разделяющая в условиях предельного равновесия областидвижения и покоя. Верхнюю (близкую к вертикальной) часть поверхностискольжения, в которой действуют растягивающие напряжения, называют поверхностьюотрыва.

2.53. Полная серия наблюдений - комплекс наблюдений на наблюдательнойстанции, включающий измерения по реперам в вертикальной и горизонтальнойплоскостях, а также определение положения трещин относительно границ горныхвыработок. На профильных линиях, расположенных в главных сечениях мульдысдвижения, полная серия наблюдений состоит из нивелирования реперов, измерениярасстояния между ними и определения положения трещин.

2.54. Период опасных деформаций земной поверхности - период интенсивныхсдвижений земной поверхности, в течение которого проявляется опасное влияниегорных работ на сооружения и природные объекты. К интенсивным сдвижениямотносятся сдвижения со скоростью оседания более 30 мм в месяц.

2.55. Предельные деформации земной поверхности (основания сооружений) -деформации, превышение которых может вызвать аварийное состояние сооружений,повлечь угрозу опасности для жизни людей.

2.5б. Приоткосная зона - часть массива горных пород, непосредственнопримыкающая к откосу, в которой распределение напряжений зависит от угла откосаи где располагается поверхность скольжения.

2.57. Профильная линия наблюдательной станции - прямая или ломанаялиния, вдоль которой расположены реперы наблюдательной станции.

2.58. Провал - участок земной поверхности, подвергшийся обрушению подвлиянием подземных горных работ.

2.59. Радиус кривизны мульды сдвижения (м) - величина, обратная кривизнемульды сдвижения.

В точках мульды различают радиусы кривизны:

- в продольном направлении Rx

- в поперечном направлении Ry

- в направлении, параллельном продольному Rx1

- в направлении, параллельном поперечному Ry1

- в заданном направлении Rl.

2.60. Расчетные сдвижения и деформации - величины сдвижений идеформаций, получаемые путем умножения ожидаемых или вероятных сдвижений идеформаций на коэффициенты перегрузки; применяются для разработки мер охранызданий и сооружений.

2.61. Репер - знак, с фиксированной точкой (центром), закрепленный вгрунте, в сооружении или в горной выработке для наблюдений за их сдвижением.

2.62. Рабочий репер - репер профильной линии, предназначенный дляопределения величин сдвижений земной поверхности, положение которого впространстве определяется относительно опорных реперов профильной линии.

2.63. Репер глубинный - геодезический знак, основание которогоустанавливается на скальные, полускальные или другие коренные практическинесжимаемые грунты.

2.64. Репер грунтовый - геодезический знак, основание которогоустанавливается ниже глубины сезонного промерзания или перемещения грунта.

2.65. Репер стенной - геодезической знак, устанавливаемый на несущихконструкциях зданий и сооружений.

2.66. Опорный знак - знак, практически неподвижный в горизонтальнойплоскости, относительно которого определяются сдвиги и крены фундаментов зданийили сооружений.

2.67. Центрировочное устройство - устройство на опорном знаке длямногократной установки геодезических инструментов в одном и том же положении.

2.68. Ориентирный знак - знак, служащий для обеспечения исходногоориентирного направления при измерении сдвигов и кренов фундаментов зданий исооружений.

2.69. Специальная наблюдательная станция - наблюдательная станция,заложенная с целью детального изучения отдельных вопросов сдвижения горныхпород и земной поверхности: по взаимосвязи деформаций сооружения и основания(грунта), по влиянию деформаций подработанной толщи и земной поверхности нафильтрацию из водных объектов в горные выработки и других вопросов.

2.70. Сосредоточенные деформации - деформации (горизонтальные ивертикальные) на небольших (до 5 м) интервалах мульды сдвижения, резкопревышающие соответствующие деформации на смежных таких же интервалах; научастках сосредоточенных деформаций обычно возникают трещины, ступени и уступы.При образовании ступени участок у края трещины, расположенный ближе к точкемаксимального оседания, оседает больше, чем расположенный дальше от этой точки.При образовании уступа - наоборот.

2.71. Расслоение горных пород - последовательное отделение от толщислоев пород и перемещение их в сторону выработанного пространства без нарушенияслоистости.

2.72. Смежные выработки - выработки, имеющие общую границу илиразделенные целиком такого размера, при котором происходит активизациясдвижения горных пород и земной поверхности.

2.73. Сдвижение горных пород - перемещение и деформирование массивагорных пород в результате нарушения их естественного равновесия пристроительстве подземных сооружений.

2.74. Сдвижение земной поверхности - перемещение и деформированиеземной поверхности в результате сдвижения массива горных пород пристроительстве подземных сооружений.

2.75. Типовая наблюдательная станция - наблюдательная станция на земнойповерхности, заложенная с целью получения основных параметров сдвижения пристроительстве подземных сооружений в типовых горно-геологических условиях.Продолжительность существования станций от одного года (на рядовых) донескольких десятков лет (на долговременных).

2.76. Точность измерений - качество измерений, отражающее близость ихрезультатов к истинному значению измеряемой величины. Погрешность измерений -отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.

2.77. Углы сдвижения - внешние относительно выработанного пространствауглы, образованные на вертикальных разрезах по главным сечениям мульдысдвижения при полной подработке горизонтальными линиями и линиями, соединяющимиграницу выработки с границей зоны опасного влияния на земной поверхности.

2.78. Угол максимального оседания q (град.) - острый угол, образованный на вертикальном разрезе в главномсечении мульды сдвижения горизонтальной линией и линией, соединяющей серединуподземного сооружения с точкой максимального оседания при неполной подработкеземной поверхности.

2.79. Углы полных сдвижений - внутренние относительно выработанногопространства углы, образованные на вертикальных разрезах (по главным сеченияммульды) основанием подземного сооружения и линиями, соединяющими границывыработки с границами плоского дна мульды сдвижения.

2.80. Углы разрывов - внешние относительно выработанного пространствауглы, образованные на вертикальных разрезах по главным сечениям мульдыгоризонтальными линиями и линиями, соединяющими границы выработки с ближайшимик границам мульды сдвижения трещинами на земной поверхности.

2.81. Управление устойчивостью горных выработок, котлованов и подземныхсооружений - сохранение допустимого значения коэффициента запаса устойчивости втечение срока их службы.

2.82. Устойчивость - способность горных выработок и подземныхсооружений сопротивляться силам, вызывающим нарушение равновесия.

2.83. Фильтрационный выпор - нарушение устойчивости подтопленныхпесчаных откосов, при котором приходит в движение некоторый его объем. Суффозия- вынос мелких минеральных частиц и растворенных веществ водой, фильтрующейся втолще горных пород.

2.84. Частотные наблюдения - часто повторяемые серии наблюдений напрофильных линиях с промежутками во времени не более одного месяца с цельюопределения отдельных параметров сдвижения.

2.85. Щелемер - приспособление для измерения величины развития трещинпо трем направлениям.

 

3. Исходные данные и ихклассификация

 

3.1. Оценка и прогноз геомеханического состояния горных пород присоставлении проекта наблюдательной станции должны производиться на основанииисходных данных, перечисленных в табл. 1.

3.2. При описании горно- и гидрогеологических условий строительстваподземного сооружения указывается способ строительства (подземный илиоткрытый), вид и последовательность возведения крепи. Глубина горных работучитывается при оформлении документов на строительство сооружения. При глубинеболее 5 м оформляется горный отвод. Обводненность участка строительстваоценивается притоком воды к сооружению в различные сезоны года. Особое вниманиеуделяется изучению местоположения глинистых слоев, обводненных песков иплывунов.

3.3. При составлении характеристики стратиграфического строения итектоники района указывается мощность и состав наносов, чередуемость, состав имощность отдельных слоев толщи пород, углы падения плоскостей сместителя ивыходы их на земную поверхность, мощность и местоположение перемятых пород,сейсмичность района, наличие и местоположение поверхностей скольжения древнихоползней и карстовых образований.

3.4. При описании основных элементов рельефа и гидрографической сетидается характеристика местности (равнинная, холмистая), приводятся данные оперепаде высот, о направлении и величине уклона местности, сведения о наличии врайоне строительства рек, ручьев, прудов и оврагов, их местоположении ипропускной способности в различные периоды года.

Таблица 1

Классификацияисходных данных

 

Класс

Группа

Вид

1. Горно- и гидрогеологические условия строительства подземного сооружения

1.1. Способ строительства

1.1.1. Подземный

1.1.2. Открытый

 

1.2. Глубина горных работ

1.2.1. Менее 5 м

1.2.2.Свыше 5 м

 

1.3. Обводненность участка строительства

1.3.1. Сухой

1.3.2. Обводненный

1.3.3. Наличие плывунов

2. Стратиграфия и тектоника района

2.1. Состав и чередуемость слоев толщи горных пород

2.1.1. Мощность наносов

2.1.2. Состав и мощность отдельных слоев толщи

 

2.2. Наличие и характеристика тектонических нарушений в районе строительства

2.2.1. Угол падения плоскости сместителя

2.2.2. Современная активность тектонического нарушения

2.2.3. Мощность перемятых пород

2.2.4. Сейсмичность

 

2.3. Наличие и характеристика карстов и древних оползней

2.3.1. Местоположение потенциальной поверхности скольжения

2.3.2. Размеры оползневой призмы

2.3.3. Местоположение и размеры карстов

3. Основные элементы рельефа и гидрографической сети

3.1. Перепад высот

3.1.1. Равнинная

3.1.2. Холмистая

3.1.3. Гористая

 

3.2. Наличие, местоположение и характеристика водных объектов

3.2.1. Реки

3.2.2. Ручьи

3.2.3. Пруды

4. Физико-механические свойства грунтов

4.1. Плотностные

4.1.1. Удельный и объемный веса

4.1.2. Плотность и пористость

 

4.2. Механические

4.2.1. Предел прочности на сжатие

4.2.2. Предел прочности на растяжение

4.2.3. Сцепление

4.2.4. Угол внутреннего трения

 

4.3. Деформационные модули

4.3.1. Упругости

4.3.2. Деформаций

4.3.3. Сдвига

 

4.4. Реологические

4.4.1. Параметры ползучести

4.4.2. Период релаксации

5. Наличие и характеристика застройки территории

5.1. Гражданские здания

5.1.1. Жилые здания

5.1.2. Общественные здания

 

5.2. Промышленные здания

5.2.1. Производственные предприятия

5.2.2. Коммунальные службы

 

5.3. Инженерные коммуникации

5.3.1. Подземные коммуникации

5.3.2. Наземные коммуникации

 

5.4. Подземные объекты

5.4.1. Объекты, расположенные ниже строящегося сооружения

5.4.2. Объекты, расположенные выше строящегося сооружения

5.4.3. Объекты, расположенные на уровне строящегося сооружения

6. Характеристика подземного сооружения

6.1. Местоположение сооружения

6.1.1. В плане

6.1.2. На разрезе

 

6.2. Размеры сооружения

6.2.1. Ниже земной поверхности

6.2.2. Выше земной поверхности

 

3.5. При изучении физико-механических свойств грунтов определяются ихплотностные, механические, деформационные и реологические характеристики,оценивается представительность (репрезентативность) полученных данных,указываются пределы колебаний показателей свойств и их средние значения.

3.6. При описании застройки территории указываются условия эксплуатациии назначение объектов, возможные последствия при нарушении этих условий,габариты зданий и сооружений, глубина залегания подземных коммуникаций, диаметри материал труб, угол и направление уклона самотечных сетей и коллекторов.Описание иллюстрируется графическими материалами.

3.7. Подземное сооружение характеризуется его размерами, назначением,условиями эксплуатации, видом и материалом крепи, глубиной подземной и высотойназемной частей. Описание сопровождается планом и разрезами, на которыхуказывается местоположение подземного сооружения.

3.8. В пояснительной записке к проекту наблюдательной станцииприводятся сведения о наличии пунктов государственной геодезической сети, атакже знаков, установленных для целей строительства, материалы ранеевыполненных работ по измерению деформаций и связь их с последующими работами, атакже данные о системе координат и высотных отметок, если в них имеетсянеобходимость.

 

4. Управление геомеханическимсостоянием массива горных пород

 

4.1. Составлению проекта наблюдательной станции должны предшествоватьоценка и прогноз геомеханического состояния породного массива в районестроительства подземного сооружения и в зоне его влияния на объекты,расположенные на земной поверхности и в толще пород.

4.2. Оценка геомеханического состояния до начала горных работпроизводится на основании геологических данных и инженерных изысканий, при этомосновное внимание уделяется определению природного (естественного) полянапряжений, характеристике тектонических нарушений, трещиноватости, слоистости,водообильности, карстообразования и других особенностей массива.

4.3. Прогноз изменения геомеханического состояния породного массива подвлиянием горных работ производится как для типовых условий строительства иэксплуатации подземного сооружения, так и для аварийных ситуаций (разрушениекрепи выработок, прорывов в них плывунов, развитие карстовых образований,активизация древних оползней и т.д.). Он состоит из определения ожидаемыхпараметров развития геомеханических процессов, основными из которых являются:

- размеры и местоположения зон сдвижения;

- значения максимальных сдвижений и деформаций;

- характер распределения деформаций в мульде сдвижения;

- общая продолжительность процесса сдвижения и периода опасныхдеформаций.

4.4. При прогнозе геомеханического состояния следует учитывать, что приаварийных ситуациях в породном массиве может образовываться 15 зон,отличающихся по характеру и степени деформирования пород, а также попоследствиям, которые возникают при попадании объектов в эти зоны (см.Приложение 1).

4.5. Внешние границы мульды сдвижения на земной поверхности приподземном способе возведения сооружения следует определять по граничным углам,а внешние границы опасной ее части - по углам сдвижения. Значения этих угловзависят от свойств горных пород и определяются опытным путем. При отсутствииопытных данных значения граничных углов и углов сдвижения определяются по табл.2. Углы разрывов принимаются на 10° круче углов сдвижения при f < 1,5и на 5° круче при f > 1,5.

Таблица 2

 

Значенияграничных углов d0 и угловсдвижения d в зависимости

откоэффициентов крепости пород f по М.М. Протодьяконову

 

Значения коэффициента f

Значения углов, градус

Среднее

Предел

изменения

d0

d

0,1

0,5

1,0

1,5

2,5

4,0

5,0

до 0,3

0,3 - 0,7

0,8 - 1,2

1,3 - 2,0

2,1 - 3,5

3,6 - 4,5

4,6 - 6,0

40

45

50

55

60

65

70

45

55

60

65

70

75

80

 

4.6. Значения ожидаемых максимальных сдвижений и деформаций земнойповерхности при подземном способе возведения сооружений следует вычислять поформулам:

а) максимальное оседание земной поверхности hm

                                     (1)

где т - величина прогиба кровли выработки; q0 - коэффициент, учитывающий характер затухания сдвижений от выработки кземной поверхности, колеблется для условий Московского региона в пределах от0,7 до 0,9 (чем породы прочнее, тем q меньше); п1 и п2 - коэффициенты подработанности, определяемые из выражений

где D1 и D2 - поперечный и продольный размеры подземнойвыработки; Н - глубина расположения выработки. При значениях п1 и п2 больше единицы принимаются п1 и п2 равными единице.

б) максимальный наклон i m

                                                (2)

где Ci - коэффициент, зависящий от горно-геологических условий строительстваи эксплуатации подземного сооружения, определяется опытным путем. Значения Ci колеблются в пределах от 1,4 до 1,8.

в) максимальная кривизна Кm

                                                (3)

где Ck - коэффициент,зависящий от мощности наносов и других рыхлых отложений, определяется порезультатам натурных наблюдений. Значения Ck колеблются в пределах от 3 до 4, при этом, чем больше мощностьнаносов, тем больше значение Ck.

г) максимальное горизонтальное сдвижение xm

                                                 (4)

где  - коэффициент, зависящий от мощности наносов и других рыхлыхотложений, определяется по результатам натурных наблюдений. Значения  колеблются в пределах от 0,3 до 0,4, при этом, чем больше мощностьнаносов, тем больше значение.

д) максимальная горизонтальная деформация em

                                               (5)

где - коэффициент, зависящий от горно-геологических условий проведения иэксплуатации подземного сооружения и мощности наносов, определяется опытнымпутем. Значения  колеблются в пределах от 0,6 до 0,8, при этом, чем больше мощностьнаносов, тем больше значение .

4.7. Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций в точках мульды сдвиженияследует производить по формулам:

 

                                               (6)

                                            (7)

                                             (8)

                                              (9)

                                           (10)

где hx, ix, Kx, xx и ex - соответственно оседание, наклон, кривизна, горизонтальное сдвижениеи относительная горизонтальная деформация в точке с абсциссой Х (началокоординат в точке максимального оседания);

L - длина полумульды (часть мульды между границейи точкой максимального оседания), определяемая графически (рис. 1);

Z = X / L - относительная координата;

Рис. 1. Основные параметры мульды сдвижения

 

а) Разрез поперек объекта (неполная подработка); б) Разрез вдольобъекта (полная подработка)

 

S(Z), S’(Z), S’’(Z), F(Z), F’(Z) -переменные коэффициенты (функциональные зависимости), отражающие характерраспределения деформаций в мульде сдвижения. Численные значения этихкоэффициентов находятся из анализа результатов натурных наблюдений. Усредненныезначения указанных коэффициентов, необходимые для приближенных инженерных расчетовожидаемых сдвижений и деформаций, приведены в табл. 3.

 

 

 

 

 

Таблица 3

 

Значения коэффициентов S(Z), S’(Z), S’’(Z), F(Z), F’(Z)

 

 

S(Z)

S’(Z)

S”(Z)

F(Z)

F’(Z)

Z=X/L

при n>1

при n=0,8

при n<0,6

при n>1

при n=0,8

при n<0,6

при n>1

при n=0,8

при n<0,6

при n>1

при n=0,8

при n<0,6

при n>1

при n=0,8

при n<0,6

0

1.00

1.00

1.00

0

0

0

0

-4.51

-8.60

0

0

0

0

-7.4

-9.4

0.1

0.99

0.98

0.96

-0.19

-0.48

-0.83

-2.10

-5.17

-7.83

0.19

0.73

0.91

-2.1

-7.0

-8.2

0.2

0.95

0.90

0.84

-0.56

-1.04

-1.25

-5.11

-6.07

-5.50

0.56

1.36

1.59

-5.1

-5.6

-5.2

0.3

0.86

0.77

0.66

-1.20

-1.63

-1.89

-7.25

-5.17

-1.91

1.20

1.83

1.90

-7.3

-3.0

-1.8

0.4

0.71

0.58

0.47

-1.89

-1.98

-1.89

-5.70

-1.55

1.79

1.89

1.91

1.85

-5.7

0.7

2.3

0.5

0.50

0.39

0.30

-2.20

-1.91

-1.57

0

3.01

4.33

2.20

1.67

1.49

0

3.9

4.3

0.6

0.29

0.22

0.16

-1.89

-1.44

-1.09

5.70

5.68

4.91

1.89

1.20

1.04

5.7

5.1

4.6

0.7

0.14

0.10

0.08

-1.20

-0.85

-0.64

7.25

5.45

3.97

1.20

0.71

0.62

7.3

4.4

3.7

0.8

0.08

0.04

0.03

-0.56

-0.41

-0.31

5.11

3.56

2.49

0.56

0.35

0.32

5.1

2.8

2.3

0.9

0.01

0.01

0.01

-0.19

-0.15

-0.11

2.10

1.50

1.10

0.19

0.13

0.12

2.1

1.2

1.1

1.0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

 

4.8. Общая продолжительность процесса сдвижения земной поверхности Tобщ. над проводимой подземной выработкойвычисляется из выражения

Tобщ.= Кт· Н/с,                                            (11)

где c - скорость подвигания забоя выработки, м/мес.;Kт - коэффициент,зависящий от механических свойств, литологических и других особенностей массивагорных пород, определяется опытным путем. Его значения колеблются, как правило,в пределах от 1,5 до 2,5.

Период опасных деформаций также устанавливается опытным путем илиопределяется из выражения

tоп = p · Tобщ,                                                 (12)

где p - коэффициент, определяемый по табл. 4

Таблица 4

 

Значения коэффициента р для определенияпериода опасных деформаций

 

h/ Tобщ Sобщ

мм/мес

10

20

30

40

60

100

200

400

р

0

0,1

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

 

4.9. При аварийных ситуациях следует учитывать, что в породном массиве,прилегающем к котлованам и поверхностным сооружениям, в пределах приоткоснойзоны образуются поверхности скольжения, по которым происходят оползни. Размерыприоткосной зоны и местоположение наиболее вероятной поверхности скольжениямогут быть определены по графикам рис. 2 и 3. Соотношение между размерами приоткоснойзоны и местоположением наиболее вероятной поверхности скольжения показано нарис. 4.

Рис. 2. Определение размеров приоткосной зоны

Рис. 3. Определение местоположения наиболее вероятной поверхностискольжения

Рис. 4. Соотношение между размерами приоткосной зоны и местоположениемнаиболее вероятной поверхности скольжения

 

На рисунках приняты следующие обозначения:

А, В, С и D - четыре характерные точки, определяющиеграницу приоткосной зоны;

Вн - ширина приоткосной зоны на нижней площадке;

Вм.н - то же в приоткосном массиве на горизонте нижней площадки;

Вв - то же на верхней площадке;

Нг- глубина расположения приоткосной зоны от нижней бровки;

b- угол откоса котлована, градусы;

Н - глубина котлована, м;

А, В, С, D и Е - характерные точки, определяющие местонахождение наиболее вероятнойповерхности скольжения;

в - расстояние от верхней бровки до поверхностискольжения;

hот - высота вертикального отрыва;

вмн- расстояние отнижней бровки до поверхности скольжения на горизонте нижней площадки в глубьмассива;

вн - расстояние от нижней бровки до выходаповерхности скольжения на нижнюю площадку;

hг - глубина расположения поверхности от нижней бровки уступа.

 

5. Наблюдения за развитиемдеформационных процессов в толще пород,

на земной поверхности и всооружениях

 

5.1. Инструментальные наблюдения за сдвижением земной поверхности ирасположенными на ней объектами при строительстве в Москве подземных сооруженийпроизводятся с целью получения оперативной информации об изменениигеомеханического состояния породного массива, на основании которой можносвоевременно принимать необходимые профилактические и защитные меры.Одновременно полученная информация используется для решения задач, приведенныхв разделе 1.

5.2. Инструментальные наблюдения за сдвижением земной поверхности исооружений следует проводить на наблюдательных станциях, состоящих из системыреперов, закладываемых в грунт и в конструкции сооружений, а за сдвижениемтолщи горных пород - по глубинным реперам, закладываемым в скважины. Назастроенных территориях для исключения возможности повреждений подземныхкоммуникаций места закладки реперов должны согласовываться с органамиисполнительной власти. Закладка реперов и начальные наблюдения на них должныпроводиться до начала горных работ. Схема наблюдательной станции приведена вПриложении 2.

5.3. Закладка наблюдательной станции и наблюдения на ней производятсяпо специальному проекту, состоящему из графической части и пояснительнойзаписки. Графическая часть включает в себя план наблюдательной станции вмасштабе 1:500, 1:1000 или 1:2000 (в зависимости от размеров выработанногопространства и контролируемой территории), геологические разрезы по профильнымлиниям (в том же масштабе, что и план станции) и чертежи конструкции реперов.На план наносятся: рельеф земной поверхности, проектируемые и существующиеподземные сооружения, выходы под наносы тектонических нарушений, местоположениеплывунов и карстов, глинистых прослойков, расположение зданий, сооружений иподземных коммуникаций, профильные линии и все реперы, как грунтовые иглубинные, так и закладываемые в здания и сооружения.

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

В пояснительной записке указывается цель наблюдений, приводится краткаягеологическая и горно-техническая характеристика участка, обосновываетсяконструкция наблюдательной станции, ее местоположение, число и направлениепрофильных линий, их длины, интервалы между реперами, число реперов иколичество необходимых для закладки материалов (металл, цемент, песок и т.д.).Приводится методика и периодичность наблюдений с соответствующим обоснованием,способ привязки станции к опорной геодезической сети и требуемая точностьизмерений.

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

Длины профильных линий определяются графически с использованием угловыхили линейных параметров. Рабочая часть профильной линии устанавливается приоткрытом способе строительства подземного сооружения равной размеру приоткоснойзоны, а при подземном способе строительства - пересечением земной поверхностилиниями, проведенными от нижней границы проектируемого сооружения подграничными углами. Размеры приоткосной зоны в типовых условиях следуетпринимать равными глубине котлована Н. При сложныхусловиях залегания грунтов они могут быть определены по формуле

П.з. = 1,3Н.

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

Одновременно с разбивкой наблюдательной станции должны намечаться местадля закладки трех исходных реперов, с помощью которых в дальнейшем будетопределяться положение опорных реперов профильной линии по высоте иконтролироваться их неподвижность. Они должны закладываться в таких местах, гдеобеспечивается их стабильное положение на время существования наблюдательнойстанции. Исходными реперами могут служить также пункты маркшейдерской опорнойгеодезической сети, если обеспечивается их неподвижность и они расположены нанебольшом удалении от станции.

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

Для наблюдений за отдельными зданиями и сооружениями, попадающими взону влияния горных работ, должны закладываться стенные реперы в соответствии срекомендациями, приведенными далее, а также грунтовые реперы, располагаемыевдоль стен зданий напротив стенных реперов, на расстоянии 2 - 3 м отфундамента.

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 ит.п. Одновременно с закладкой стенных и грунтовых реперов на наблюдательныхобъектах должны закладываться профильные линии по определенным направлениям(вдоль улиц, осей расположения объектов и т.д.), при этом направлениепрофильных линий должно максимально приближаться к направлению продольных илипоперечных осей подземного сооружения.

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

5.6. После разбивки наблюдательной станции закладываются реперы,конструкция которых и способ их закладки в грунт должны обеспечивать: ихсохранность на весь срок службы наблюдательной станции; защиту от влиянияпромерзания и от внешних повреждений; прочную связь с грунтом, при которойсдвижение грунта вызывает такое же сдвижение реперов; удобство наблюдений за ихсдвижением в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Наиболее удобны и простыв исполнении грунтовые реперы, изготовленные из металлических стержнейдиаметром не менее 20 мм, металлических трубок диаметром не менее 30 мм или изобрезков рельсов. Верхние концы обрезков обтачиваются до полусферы, а в центреих высверливаются углубления диаметром 1 - 2 и глубиной 5 - 7 мм. К верхнемуконцу металлической трубки, используемой в качестве репера, привариваютметаллическую головку, обточенную до полусферы, с высверленным отверстиемуказанных размеров.

Допускаются к применению и другие конструкции реперов, приведенные вСНиП-3.01.03-84 “Геодезические работы в строительстве” и в других действующихдокументах, и не противоречащие ГОСТам и СНиПам.

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

Рис. 5. Конструкции реперов наблюдательных станций

 

Бетонированные: а - заглубленные, б - незаглубленные;

 Забивные: в - заглубленные, г - незаглубленные.

1 - металлический стержень; 2 - сухая плотная засыпка;

3 - граница сезонного промерзания; 4 - бетон

 

На участках, где при движении транспорта, ремонтных или других работахреперы могут быть повреждены, верхняя часть их заглубляется на 20 - 40 см нижеповерхности земли. В местах, где повреждение реперов исключается, их можнозакладывать выступающими на 2 - 3 см над земной поверхностью. В качестверабочих реперов допускается использовать забивные металлические стержни длиноюне менее 1500 мм (рис. 5 в, г). В этом случае центры наносят с помощью ручногосверла или керна после забивки репера в грунт.

5.8. Наблюдения за сдвижением земной поверхности, а также задеформациями различных объектов, попадающих в зону влияния подземногосооружения, заключаются в инструментальном определении на разные даты положенияреперов 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 степениприближения вертикальных деформаций к критическим для различных грунтовоснований и типов зданий и сооружений.

По данным натурных наблюдений за оползнями критические значенияотносительных 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

ежедн.

 

5.9. Геодезическими методами и приборами по наблюдательным реперамизмеряют вертикальные и горизонтальные перемещения земной поверхности и, принеобходимости, дна котлована.

При появлении трещин на земной поверхности в пределах приоткосной зонынеобходимо организовать дополнительные систематические наблюдения за ихразвитием по протяженности, ширине и глубине.

Сдвижение реперов в вертикальной плоскости следует определять путемпериодически проводимого нивелирования, а в горизонтальной плоскости - путемизмерения расстояния между реперами по всем профильным линиям наблюдательнойстанции.

Перед началом наблюдений должна быть произведена привязка (определениекоординат х, у, z) всех опорных реперов профильных линий наблюдательной станциик 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 замкнутымиходами, когда с обеих сторон профильной линии имеются опорные реперы, иливисячими ходами в прямом и обратном направлениях.

Расстояния между реперами профильных линий следует измерять стальнымикомпарированными рулетками при постоянном натяжении силою равной 10 кг. Выносцентров заглубленных реперов производят с помощью жестких отвесов. Приизмерении длин должна измеряться температура воздуха с точностью до 1° с цельювнесения в расчет поправки на перепад температуры.

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

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

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

5.10. Высотную привязку опорных реперов наблюдательной станции следуетпроизводить от реперов и пунктов нивелирной сети. Для нивелирования можноприменять нивелиры любого типа с трубой, имеющей увеличение не менее 30х. 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 применятьраздвижные или складные рейки.

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

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. Различиемежду суммарными значениями превышений в пределах расчетного участка при прямоми обратном ходах (в миллиметрах) не должно превышать:

где L - длина хода в одном направлении в километрах.

Нивелирование реперов наблюдательной станции должно производиться изсередины между связующими реперами. Неравенство расстояний от нивелира досвязующих реперов не должно превышать 2 м.

Отсчеты по промежуточным реперам берут так же, как и по связующим - подвум 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 дополнительнымшкалам) задней рейки, устанавливаемой на промежуточных реперах;

2) контрольный отсчет по черной стороне (по основной шкале) переднейрейки.

Различие между величинами превышений в пределах отдельного интерваланаблюдательной станции, полученных по черным и красным сторонам реек (поосновным 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 визирнойоси трубы и оси цилиндрического уровня. В дальнейшем поверку непараллельностиуказанных осей выполняют ежедневно перед началом нивелирования. Уровни нарейках также проверяют ежедневно перед началом работ.

5.11. Горизонтальные расстояния между реперами профильной линии следуетвычислять в специальном журнале с учетом поправок за температуру Dll , за компарирование Dl2 и за провесленты рулетки Dl3 по формуле:

 

где  - суммарная поправка;

где l - длина измеренной линии, в м;

k - коэффициент линейного расширения ленты рулетки(для стали - k = 0,0000115);

t - температура воздуха на момент измерения, в градусах;

tk - температура при компарировании, град;

 -поправка за компарирование, принимаемая согласно данным, приведенным в паспорте(свидетельстве) компарирования рулетки.

где DL - поправка за провес на всю длину рулетки,вычисляемая по формуле ,

L - длина всей рулетки, l - измеренная длина интервала, s - стрела провеса всей рулетки.

Поправку за провес ленты рулетки можно не вводить, если начальноеизмерение и все последующие производят одной и той же рулеткой при одном и томже натяжении и если интервалы измеряют непосредственно между реперами, безпромежуточных точек.

5.12. Измерения на наблюдательной станции могут быть начаты не ранеечем через 7 дней после закладки опорных реперов и не ранее 3-х дней послезакладки рабочих, забивных реперов.

Начальное положение реперов следует определять по среднеарифметическомузначению, по двум сериям наблюдений, проводимых до начала влияния горных работна наблюдательную станцию. Разрыв во времени между двумя сериями наблюдений недолжен превышать 3 дней.

Последующие наблюдения должны проводиться в период непосредственнойподработки наблюдательной станции с интервалом, устанавливаемым в зависимостиот прогнозируемой скорости сдвижения.

Одновременно с инструментальными наблюдениями на земной поверхностинеобходимо проводить маркшейдерские наблюдения непосредственно в подземномсооружении.

По материалам вычислений и геолого-маркшейдерской документациисоставляют 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 горизонтальнойплоскостях по направлению профильной линии, а также ведомости скоростейсмещения реперов (Приложение 3);

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

5.13. По представленным материалам наблюдений по каждому из реперовследует вычислять оседания земной поверхности, в мм - разности высотных отметокв начальной (Н0) и последующих (Нm) сериях наблюдений

.

Кроме того по всем расчетным интервалам между реперами наблюдательнойстанции последовательно вычисляют:

1) наклоны, в мм/м

где ,  - величины оседаний соответственно m-го и m-1реперов, мм;

l - длина интервала между рассматриваемымиреперами по данным начального наблюдения, в м;

2) кривизну, в 1/м

где in, in-1 - величины наклонов n-го и n-1 интервалов междуреперами;

3) радиус кривизны, в м

4) горизонтальные деформации

,

где lk, l0 - приведенные длины интервалов между реперами из последующего (k-го)и начального наблюдений.

5.14. По полученным величинам h, i, K (или R) и e должны строиться графики вертикальных и горизонтальных деформаций повсем профильным линиям наблюдательной станции. По графикам определяют характерныеточки мульды сдвижения относительно границ подземного сооружения:

а) границы зоны влияния (по оседаниям h = 10 мм; наклонам i = 0,510-3 и растяжениям e=0,5 · 10-3);

б) точки с максимальными растяжениями и сжатиями, emax;

в) точки с максимальными наклонами i max;

г) точки с максимальной кривизной Кmax (минимальным радиусом Rmin);

д) участки земной поверхности, на которых образовались сосредоточенныедеформации в виде трещин, ступеней и уступов.

5.15. Для определения участков земной поверхности, на которых начинаютобразовываться сосредоточенные деформации в виде трещин, ступеней и уступов, норазмеры которых еще невелики и визуально не прослеживаются, вычислениядеформаций следует производить при различных расстояниях между реперами последующим формулам:

 

где вт, h0 и hy - вероятные ширина трещин, высота ступеней и уступов, которыеобразовались на наблюдаемом участке земной поверхности; eф, iф(с) и iф(у) фактическиегоризонтальные деформации и наклоны кривой мульды сдвижения на участках междутрещинами (eф), ступенями (iф(с)) и уступами (iф(у)), e1 и i1 - горизонтальные деформации и наклоны,полученные в результате измерений при расстоянии между реперами l1; e2 и i2  - горизонтальные деформации и наклоны,вычисленные при расстоянии между реперами l1 + l2 (рис. 6).

Рис. 6. Виды сосредоточенных деформаций земной поверхности

а) - ступени, б) - уступы, в) - трещины

 

На интервалах, где величины вт, h0 или hу получаютсябольше 2 см, а значения eф или eф, iф(с) существенно (в 2 - 3 раза) меньше измеренных наклонов или iф(у) - больше измеренных наклонов на интервале l1  (или имеет противоположный измеренному знак),следует ожидать образования сосредоточенных деформаций. С целью установленияместоположения этих деформаций на интервале l1 закладываются дополнительные реперы, с расстоянием между ними l 1/4, l 1/3 или l 1/2, на которых проводят частотныенаблюдения. На основании этих наблюдений по той же методике определяютконцентрацию деформаций на более коротких интервалах, которые при необходимостиделятся потом еще на более короткие.

 

5.16. Наблюдения за зданиями, сооружениями, коммуникациями и другимиобъектами, попадающими в зону влияния подземного сооружения, должны проводитьсяпо программе, отвечающей требованиям, приведенным в Приложении 3 к ГОСТ24846-81, Грунты. "Методы измерения деформаций основания зданий исооружений", утвержденному Постановлением Государственного комитета СССРпо делам строительства от 17 июня 1981 г. (М.,1981), именуемым далее ГОСТ24846-81, в целях:

- определения абсолютных и относительных величин деформаций и сравненияих с расчетными;

- выявления причин возникновения и степени опасности деформаций длянормальной эксплуатации объектов, принятия своевременных мер по борьбе свозникающими деформациями, предотвращению возможных последствий или устранениюих;

- установления наличия, местоположения и величин зависания фундаментанад опустившимся под влиянием подземного сооружения грунтом;

- получения необходимых характеристик устойчивости оснований ифундаментов;

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

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

5.18. Измерения деформаций оснований зданий и сооружений следует проводитьв течение всего периода строительства и эксплуатации подземного сооружения додостижения условной стабилизации деформаций, устанавливаемой проектной илиэксплуатирующей организацией на основании результатов инструментальныхнаблюдений.

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

- вертикальных перемещений (осадок, просадок, подъемов);

- горизонтальных перемещений (сдвигов);

- кренов.

5.20. Методы измерений вертикальных и горизонтальных перемещений иопределения крена фундамента следует устанавливать в зависимости от требуемойточности измерений, конструктивных особенностей фундамента,инженерно-геологической и гидрогеологической характеристик грунтов основания,возможности применения и экономической целесообразности методов в данныхусловиях. Предварительное определение точности измерения вертикальных игоризонтальных деформаций выполняют в зависимости от ожидаемых величинперемещения в соответствии с ГОСТом 24846-81.

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

Рис. 7. План размещения реперов в зданиях

а - каркасных, б - бескаркасных; колонны: 1 - фахверковая, 2 -основная;

3 - репер; оси здания (в кружках): А-В - продольные, 1-7 поперечные

 

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

Рис. 8. Конструкция стенных реперов

а - с заделкой в стене, б - с дюбелем, забиваемым строительно-монтажнымпистолетом,

в - на металлоконструкциях, г - при необходимости измерения взаимноперпендикулярных

расстояний между колоннами; 1 - репер, 2 - дюбель (D = 10 мм), 3 -головка репера,

4 - металлоконструкция

 

5.22. Относительные горизонтальные перемещения отдельно стоящихфундаментов колонн определяют по результатам измерения расстояний междуреперами. Измерения производят стальной компарированной рулеткой с динамометромдля контроля натяжения. У деформационного шва измерения производятштангенциркулем или с помощью специальных шаблонов, оснащенных индикаторамичасового типа или микрометрическими головками.

5.23. Для непосредственного измерения ширины раскрытия трещин следуетприменять измерительный клин, щуп с набором пластин различной толщины,отсчетный микроскоп, штангенциркуль или стальную линейку, прозрачный трафарет снанесенными на нем линиями различной толщины. Для наблюдений за изменениемширины раскрытия трещин устанавливают маяки из гипса или цементно-песчаногораствора.

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

5.24. Наклоны фундаментов технологического оборудования должныопределяться в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Для этой цели поуглам фундамента закладывают четыре репера. В качестве реперов могут бытьиспользованы выступающие части анкерных болтов. Наклоны фундамента внаправлении створа какой-либо пары реперов определяют по разности оседаний этихреперов.

5.25. Поперечный и продольный уклоны подкранового пути следуетопределять по результатам нивелирования. Нивелируют с помощью специальнойрейки, подвешиваемой на подкрановый рельс при расположении нивелира на полу,или с помощью рейки длиною 1,5 м при расположении нивелира на кране. Рейкуустанавливают на подкрановые рельсы в местах опирания подкрановых балок наколонны.

Измерение ширины колеи подкрановых путей производят стальнойкомпарированной 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, дымовымитрубами заключаются в определении их наклона с помощью теодолита с постоянных(закрепленных на местности) точек, расположенных на взаимно перпендикулярныхпрямых, путем совмещения проекции центра верхнего сечения с центром нижнего, всоответствии с "Руководством по определению кренов инженерных сооруженийбашенного типа геодезическими методами" (М., Стройиздат, 1981).

Наклоны и кривизна ствола трубы могут быть определены такжефотограмметрическим методом: съемкой фототеодолитом или универсальнойфотографической камерой (например, УМК-100) с последующим измерением снимка настереокомпараторе по методике, изложенной в "Руководстве по наблюдениям заосадками и смещениями инженерных сооружений фотограмметрическими методами"(М., Недра, 1979).

5.27. При наблюдениях за транспортерными галереями и надземнымитрубопроводами эстакадной прокладки следует устанавливать неравномерностьоседаний и горизонтальных перемещений фундаментов опор вдоль оси эстакады, атакже наличие необходимой подвижности и величину подвижек пролетных строенийили трубопроводов на опорах. Подвижки измеряют металлической линейкой поспециальным меткам, нанесенным на пролетное строение или трубу и опору.

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

Для этого следует производить:

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

- для секционных трубопроводов - измерение подвижек стыковых соединенийи проверку условий самотечности;

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

- для коммуникационных тоннелей - фиксацию трещин и поврежденийгидроизоляции.

5.29. Измерение деформаций стального напорного трубопровода следуетпроизводить на прямолинейных участках трассы, где ожидаются максимальныегоризонтальные деформации земной поверхности, а также уступы, ступени итрещины. Для удобства измерений устраивают колодцы или отрывают шурфы. Наповерхность трубы на расстоянии замерной базы приваривают две пластины сзапрессованными в них со стороны контакта с измерительным прибором стальнымиполированными шариками диаметром 5 - 6 мм. Измерения производятмикрометрическим нутрометром или индикатором часового типа (цена деления 0,01мм) с удлиненной базой (рис. 9). На период между наблюдениями контактныеповерхности шариков должны быть защищены от коррозии смазкой.

Рис. 9. Индикаторный измеритель деформаций

1 - контактный наконечник; 2 - измерительный элемент;

3 - распорная пружина; 4 - удлиняющий стержень

 

Во всех измерениях ориентация измерительного прибора относительнозамерной базы трубопровода должна быть одинаковой. Перед снятием отсчетаизмерительный прибор выдерживают на базе трубопровода до выравнивания ихтемператур (15 - 30 мин), при этом защищают его от прямого попадания солнечныхлучей. Признаком выравнивания температур является неизменность показанийприбора в течение 5 мин.

На магистральных трубопроводах, особенно в местах возможного проявлениясосредоточенных деформаций, измерения производят на двух параллельных замерныхбазах, закрепленных на верхней и нижней сторонах трубопровода.

Одновременно с измерением деформаций трубопровода измеряют деформацииземной поверхности с целью определения места и времени появления ихмаксимальных значений. Для этой цели вдоль трубопровода на расстоянии 2 - 5 мот его оси закладывают профильную линию. Расстояния между реперами принимают всоответствии с рекомендациями п. 5.5 настоящей Инструкции.

5.30. Напряжения s в стальномнапорном трубопроводе (нормальные, действующие в продольном направлении) отсовместного воздействия деформаций земной поверхности и изменения температурыследует вычислять по формуле

где Е - модуль упругости стали (0,21 · 10-6 МПа); Dl - измеренная деформация трубопровода; l - длина замерной базы; DК - поправка закомпарирование базы прибора, определяемая на компараторе (жестком стальномотрезке с соответствующей замерной базой) как разность между отсчетами вначальном и каждом последующих наблюдениях; a- коэффициент линейного расширения стали (1,2 · 10-5 °С-1); Dt - изменениетемпературы трубы на момент измерения по сравнению с моментом замыкания системыпосле монтажа, °С.

Найденные напряжения для трубопроводов, стыковые соединения которыхравнопрочны самим трубам, должны удовлетворять условию

где тc - коэффициент условий работы трубопровода, определяемый в зависимости отдлины участка трубопровода, попадающего в зону влияния подземного сооружения,по табл. 5; R - расчетное сопротивление материала трубырастяжению или сжатию;  - продольные нормальные напряжения от нагрузок, действующих вобычных условиях (»50 МПа).

 

Таблица 5

Коэффициент условий работы тc

 

Коэффициент

Длина участка трубопровода, м

 

<15

15 - 30

31 - 45

46 - 60

>60

тc

1

0,85

0,70

0,60

0,50

 

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

5.32. При наблюдении за железобетонными резервуарами следует определятьинтенсивность утечки воды и раскрытие трещин в элементах резервуаров и ихстыках. Утечку воды устанавливают при отключенных трубопроводах с помощьюдатчиков уровня воды, например, электрических.

Наличие трещин и величин их раскрытия (более 0,2 мм) фиксируют во времяпрофилактических осмотров и при утечках, превышающих 3 л/сут с 1 м2 смачиваемой поверхности. Дляфиксирования трещин применяют очки-бинокль или отсчетный микроскоп.

5.33. Для определения взаимосвязи деформаций грунта и сооруженийнапротив стенных реперов (в 2 - 3 м от фундамента) закладывают грунтовыереперы, 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 приизмерениях, а также форм заполнения полевых журналов и ведомостей следуетпользоваться "Руководством по наблюдениям за деформациями основанийфундаментов зданий и сооружений" (М., Стройиздат, 1975).

5.35. Результаты наблюдений следует оформлять в техническом отчете. Внем приводят план наблюдательной станции, основные строительные чертежи зданийи сооружений, попадающих в зону влияния подземного объекта, сведения о грунтахоснования (угол внутреннего трения, сцепления), техническом состоянии (актыобследования) и балансовой стоимости зданий и сооружений.

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

Выявленные повреждения и деформации конструкций, вызванные влияниемподземного сооружения, и связанные с ними мероприятия и затраты должныотражаться в отчете в виде подробного описания, а также схем, фотографий,таблиц и графиков с необходимыми пояснениями, выводами и рекомендациями. Особоевнимание следует уделять повреждениям на участках сосредоточенных деформаций. Вотчете должна быть изложена принятая методика наблюдений с указаниемиспользованных приборов и инструментов, приведен список исполнителей,проводивших наблюдения и составивших отчет.

 

6. Мониторинг подземногосооружения, окружающих

 его зданий и сооружений иприлегающего массива грунта

 

6.1. При возведении подземного сооружения в г. Москве следуетосуществлять мониторинг самого подземного сооружения, прилегающего к немумассива грунта, а также окружающих его объектов, как на стадии возведенияподземного сооружения, так и в период его эксплуатации.

6.2. Мониторинг подземного сооружения, прилегающего массива грунта иокружающих его зданий и сооружений проводится в соответствии с ранееразработанным проектом.

6.3. По функциональному назначению мониторинг состоит из несколькихблоков:

- система наблюдений за надземными сооружениями вокруг проектируемогокомплекса;

- система наблюдений за деформациями конструкций проектируемогосооружения;

- система наблюдений за состоянием окружающего массива грунта запределами ограждающих конструкций подземного сооружения;

- система наблюдений за существующими подземными сооружениями, вчастности тоннелями метрополитена;

- система стационарных режимных наблюдений за гидрогеологической средойна территории, прилегающей к строительному объекту.

6.4. Система наблюдений за окружающими подземное сооружение объектами(возможно, имеющими историческое значение) состоит из маяков, установленных натрещинах, а также из деформационных марок, расположенных на фасадах здания игрунтовых реперов, а также измерительной аппаратуры.

6.5. В процессе измерений деформаций оснований фундаментов должны бытьопределены (отдельно или совместно) величины:

- вертикальных перемещений (осадок, просадок, подъемов);

- горизонтальных перемещений (сдвигов);

- кренов.

6.6. Наблюдения за деформациями оснований фундаментов следуетпроизводить в следующей последовательности:

- разработка программы измерений;

- выбор конструкции, места расположения и установка исходныхгеодезических знаков высотной и плановой основы;

- осуществление высотной и плановой привязки установленных исходныхгеодезических знаков;

- установка деформационных марок на зданиях и сооружениях;

- инструментальные измерения величин вертикальных и горизонтальныхперемещений и кренов;

- обработка и анализ результатов наблюдений.

6.7. Метод измерений вертикальных и горизонтальных перемещений иопределения крена фундамента следует устанавливать программой измерениядеформаций в зависимости от требуемой точности измерения, конструктивныхособенностей фундамента, инженерно-геологической и гидрогеологическойхарактеристик грунтов основания, возможности применения и экономическойцелесообразности метода в данных условиях.

6.8. Предварительное определение точности измерения вертикальных игоризонтальных деформаций надлежит выполнять в зависимости от ожидаемойвеличины перемещения, установленной проектом, в соответствии с табл. 6.

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 6

 

Расчетная величина вертикальных или горизонтальных

Допускаемая погрешность измерения для периода(мм)

перемещений, предусмотренная

строительного

эксплуатационного

 проектом, мм

грунты

 

песчаные

глинистые

песчаные

глинистые

До 50

1

1

1

1

50 - 100

2

1

1

1

100 - 250

5

2

1

2

250 - 500

10

5

2

5

Св. 500

15

10

5

10

 

На основании определенной по табл. 6 допускаемой погрешностиустанавливается класс точности измерения вертикальных и горизонтальныхперемещений фундаментов зданий и сооружений согласно табл. 7.

Таблица 7

Допускаемая погрешность измерения перемещений

 

Класс точности

Допускаемая погрешность измерения перемещений, мм

 измерений

вертикальных

горизонтальных

I

1

2

II

2

5

III

5

10

IV

10

15

 

При отсутствии данных по расчетным величинам деформаций основанийфундаментов класс точности измерения вертикальных и горизонтальных перемещенийдопускается устанавливать:

I - для зданий и сооружений: уникальных; длительное время (более 50лет) находящихся в эксплуатации; возводимых на скальных и полускальных грунтах;

II - для зданий и сооружений, возводимых на песчаных, глинистых идругих сжимаемых грунтах;

III - для зданий и сооружений, возводимых на насыпных, просадочных,заторфованных и других сильно сжимаемых грунтах;

IV - для земляных сооружений.

Перед началом измерений вертикальных перемещений необходимо установить:

- реперы - исходные геодезические знаки высотной основы (число реперовдолжно быть не менее трех);

- деформационные марки - контрольные геодезические знаки, размещаемыена зданиях и сооружениях, для которых определяются вертикальные перемещения.

6.10. После установки репера на него должна быть передана высотнаяотметка от ближайших пунктов государственной или местного значениягеодезической высотной сети. При значительном (более 2 км) удалении пунктовгеодезической сети от устанавливаемых реперов допускается принимать условнуюсистему высот.

6.11. При каждом репере должны быть обозначены наименованиеорганизации, установившей его, и порядковый номер знака. Установленные реперанеобходимо сдать на сохранение строительной или эксплуатирующей организациям поактам.

6.12. В процессе измерения вертикальных деформаций следуетконтролировать устойчивость исходных реперов для каждого цикла наблюдений.

6.13. Деформационные марки для определения вертикальных перемещенийустанавливаются в нижней части несущих конструкций по всему периметру здания(сооружения) внутри него, в том числе на углах, на стыках строительных блоков,по обе стороны осадочного или температурного шва, в местах примыканияпродольных и поперечных стен, на поперечных стенах в местах пересечения их спродольной осью, на несущих колоннах, вокруг зон с большими динамическиминагрузками, на участках с неблагоприятными геологическими условиями.

6.14. Вертикальные перемещения оснований фундаментов следует измерятьодним из следующих методов или их комбинированием: геометрическим,тригонометрическим или гидростатическим нивелированием, фотограмметрии.

6.15. Отдельные методы измерения вертикальных перемещений должныприниматься в зависимости от классов точности измерения, целесообразных дляданного метода (в соответствии с ГОСТ 24846-81):

- метод геометрического нивелирования - I - IV классы,

- метод тригонометрического нивелирования - II - IV классы,

- метод гидростатического нивелирования - I - IV классы,

- метод фотограмметрии - II - IV классы.

6.16. Крен фундамента (или здания, сооружения в целом) следует измерятьодним из следующих методов или их комбинированием: проецирования,координирования; измерения углов или направлений; фотограмметрии; механическимиспособами с применением креномеров, прямых и обратных отвесов.

6.17. Предельные погрешности измерения крена в зависимости от высоты Ннаблюдаемого здания (сооружения) не должны превышать величины, мм, для:

- гражданских зданий исооружений                                                                    0,0001 Н;

- промышленных зданий и сооружений, дымовых труб, мачт, башен и др.        0,0005 Н;

- фундаментов под машины иагрегаты                                                                0,00001 Н.

6.18. Систематическое наблюдение за развитием трещин следует проводитьпри появлении их в несущих конструкциях зданий и сооружений с тем, чтобывыяснить характер деформаций и степень опасности их для дальнейшей эксплуатацииобъекта.

6.19. При наблюдениях за развитием трещины по длине концы ее следуетпериодически фиксировать поперечными штрихами, нанесенными краской, рядом скоторыми проставляется дата осмотра.

6.20. При наблюдениях за раскрытием трещин по ширине следуетиспользовать измерительные или фиксирующие устройства, прикрепляемые к обеимсторонам трещины: маяки, щелемеры, рядом с которыми проставляются их номера идата установки.

6.21. При ширине трещины более 1 мм необходимо измерять ее глубину.

6.22. Система наблюдений за состоянием окружающего грунта включает всебя сеть грунтовых марок из знаков, которые представляют собой:

- точки, накерненные на обечайках колодцев подземных коммуникаций,глубиной заложения от 2 до 4 м;

- грунтовые стальные трубчатые марки, глубиной заложения от 2 до 12 м;

- кусты грунтовых реперов для наблюдений за послойными вертикальнымиперемещениями грунта на различных глубинах (глубина реперов от 10 до 30 м);

- плитные марки.

6.23. Система наблюдений за конструкциями подземного сооружения состоитиз:

а) подсистемы геодезического контроля, включающего в себя:

- измерения осадок ограждающих конструкций и колонн подземногосооружения;

- измерения горизонтальных перемещений ограждающих конструкцийподземного сооружения на разных уровнях по высоте;

- измерения сближения ограждающих конструкций подземного сооружения спомощью светодальномера;

б) подсистемы деформационного контроля, состоящей из системыоперативного деформографического контроля в поперечных и продольных створах иинклинометрического контроля.

6.24. Для измерения деформаций в системе деформографического контроляиспользуется аппаратурный комплекс АДК, в состав которого входятдатчик-наклономер НИ-2 или деформограф-стрейн-сейсмограф со встроеннымизмерителем температуры, блок управления и цифровой вольтметр (например, В7-41или аналогичный).

6.25. В системе инклинометрического контроля производятсянепосредственные измерения наклона ограждающих конструкций подземногосооружения с помощью специального измерительного устройства, представляющегособой жесткую рейку длиной 2 м, на середине которой жестко установлен уровенныйэлемент.

6.26. Система стационарных наблюдений за гидрогеологической средойвключает в себя пробуренные на все водоносные горизонты гидрогеологическиескважины, объединенные в кусты. Наблюдения за уровенным режимом проводятсяпутем замеров в скважинах хлопушкой. Кроме того, раз в квартал проводится отборпроб воды из скважин на химический анализ. Также с периодичностью 1 раз вквартал проводятся наблюдения за температурным режимом.

 

 

Приложение1

 

Схема иописание зон деформирования при неблагоприятном развитии геомеханическихпроцессов в породном массиве, вмещающем подземные сооружения

 

При аварийных ситуациях в породном массиве может образовываться 15 зон,отличающихся по характеру и степени деформирования пород, а также попоследствиям, которые возникают при попадании объектов в эти зоны. На рис. 1приведена схема расположения указанных зон при неблагоприятном развитиидеформационных процессов в массиве, вмещающем подземные горные выработки исооружения.

Рис. 1. Схема сдвижения горных пород над подземными сооружениями принарушении их устойчивости

 

В зоне 1, расположенной непосредственно над выработкой, породы наиболеедеформированы и разделены на отдельные куски и мелкие блоки. Она носит названиезоны обрушения.

Вторая зона, прилегающая к зоне обрушения, характеризуется развитием впрогибающихся породах нормально секущих трещин и трещин расслоения, разбивающихмассив на крупные блоки и образующих систему сквозных водо- и газопроводящихканалов с малым аэро- и гидродинамическим сопротивлением, практически неоказывающими влияния на прохождение по каналам растворов и газов. Эта зонаявляется зоной сквозных трещин.

В третьей зоне секущие трещины и трещины расслоения соединяются междусобой по ломаным кривым и создают систему водо- и газопроводящих трещин созначительным аэро- и гидродинамическим сопротивлением, которое растетпропорционально удалению их от деформированной выработки. Она носит названиезоны активных (фильтрующих) трещин.

В четвертой зоне деформации растяжения, вызванные изгибом пород,достигают критических значений только в отдельных, наиболее слабых слоях, ипотому трещины здесь имеют прерывный характер. Поскольку в этой зоне сквознойводо- и газопроводящей системы трещин не образуется, она называется зонойлокальных трещин.

Пятая зона, характеризующаяся прогибом пород без разрыва их сплошности,носит название зоны плавного прогиба.

Шестая и седьмая зоны находятся в области повышенного горного давления,при этом в шестой зоне преобладают упругие деформации, в седьмой - неупругие(необратимые).

Шестая зона обычно называется зоной опорного давления, а седьмая -зоной предельно-напряженного состояния. В ней породы проходят все стадиидеформирования - от значительного всестороннего сжатия на границе с зонойупругих деформаций до сильного разрыхления вблизи от обнажения, при этомосновные необратимые деформации происходят по природным системам трещин, чтосопровождается подвижками по поверхностям структурных элементов.

Перечисленные шесть зон находятся в подработанной толще пород, подкоторой понимается толща пород, расположенная выше горизонтальной плоскости,проведенной через продольную ось выработки. Толща пород, расположенная нижеэтой плоскости, называется надработанной. Седьмая зона распространяется как наподработанную, так и на надработанную толщу, но в основном она проявляется вбоках выработки. В надработанной толще имеется пять зон (зона обрушенияотсутствует), при этом зоны восемь, девять, десять, одиннадцать и двенадцать посвоим качественным характеристикам соответствуют зонам два, три, четыре, пять ишесть подработанной толщи, но все зоны, образующиеся в надработанной толще,расположены ближе (примерно, втрое) к выработке, чем в подработанной.

В прилегающем к земной поверхности слое (или пачке слоев,деформирующихся как одно целое) в результате изгиба образуются зоны растяженияи зоны сжатия. Зона 13 характеризуется максимальным растяжением у земнойповерхности и постепенным затуханием его в глубину слоя. Зона 14, наоборот -максимальным растяжением на нижней границе слоя и постепенным затуханиемрастяжений по мере приближения их к земной поверхности. В зоне 15 происходит сжатиеслоя, при этом характер затухания сжатия здесь аналогичен таковому прирастяжении.

В особо неблагоприятных условиях на земной поверхности могутобразоваться провалы, террасообразные ступени и трещины. Наиболее вероятнообразование провалов, когда глубина расположения обрушенной выработки Нне превышает величины, определяемой из выражения

                                (1)

где D и h - ширина ивысота обрушенной выработки; l - коэффициент,зависящий от свойств горных пород, определяемый опытным путем. Обычно онколеблется в пределах от 0,8 до 1,2, при этом чем породы крепче, темкоэффициент l меньше.

Провалы и воронки опоясываются, как правило, террасообразными ступенямии трещинами, внешняя граница которых при подземном способе возведениясооружения определяется углами разрывов. Ступени и трещины могут образоваться ипри отсутствии провалов, когда деформации земной поверхности превышаюткритические значения. В Московском регионе деформации растяжения, при которыхпороды теряют сплошность, колеблются в пределах от 2·10-3 до 8·10-3, при этом, чем больше в породах пластичных глинистых веществ, темзначения критических деформаций больше.

 

 

 

 

 

 

 

Приложение2

Рис. 2. Определение длин профильных линий при подземном способестроительства сооружений

а) и б) - на плане и  разрезе вдоль сооружения;

в) и г) - на плане и разрезе поперек сооружения;

I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII - опорные реперы; 1, 2, 3, ..., 40 -рабочие реперы

АБ и ДЕ - зоны влияния подземного сооружения на земную поверхность,

ВГ и ЖИ - зоны возможного образования трещин

 

а) План станции

б) Профиль наблюдательной станции

Рис. 3. Схема к составлению проекта наблюдательной станции при открытомспособе строительства подземного сооружения

 

 

Приложение3

Ведомость оседаний

Наблюдательная станция №

 

 

 

Номер профильной линии

Номер репера

1-е наблюдение, м

1.03.97.

2-е наблюдение, м

1.04.97.

1-2 мм

3-е наблюдение, м

4.05.97.

2-3 мм

1-3 мм

Последнее минус первое

1-10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

220.832

220.820

220.780

220.765

220.663

220.572

220.490

220.350

220.298

220.262

220.832

220.818

220.775

220.755

220.588

220.422

220.405

220.323

220.295

220.621

0

2

5

10

45

150

85

27

3

1

220.832

220.815

220.768

220.743

220.530

220.252

220.304

220.281

220.290

220.262

0

3

7

12

58

170

101

42

5

-1

0

5

12

22

103

320

186

69

8

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ведомостьгоризонтальных деформаций

Наблюдательнаястанция №

 

Номер профильной линии

Интервал

1-е наблюдение, м

1.03.97.

2-е наблюдение, м

1.04.97.

2-1 мм

Деформация e·103

3-е наблюдение, м

4.05.97.

3-1 мм

Деформация e·103

1-П

 

 

 

 

 

 

 

 

1-П

П-Ш

Ш-11

11-12

12-13

13-14

14-15

15-16

16-17

49.952

49.980

9.907

10.082

9.966

10.154

10.100

10.003

10.001

49.951

49.981

9.907

10.084

9.969

10.158

10.106

10.023

10.031

-1

+1

0

+2

+3

+4

+6

+20

+30

0

0

0

+0.2

+0.3

+0.4

+0.6

+2.0

+3.0

49.952

49.980

9.908

10.088

9.975

10.164

10.111

10.034

10.050

0

0

+1

+6

+9

+10

+11

+31

+49

0

0

+0.1

+0.6

+0.9

+1.0

+1.1

+3.1

+4.9

 

 

 

 

 

Ведомостьгоризонтальных сдвижений

Наблюдательнаястанция №

 

Номер профильной линии

Номер репера

1-е наблюдение, м

1.03.97.

2-е наблюдение, м

1.04.97.

1-2 мм

3-е наблюдение, м

4.05.97.

2-3 мм

1-3 мм

Примечание

1-П

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

П

Ш

11

12

13

14

15

16

17

0

49.952

99.932

109.839

119.921

129.887

140.041

150.141

160.144

170.145

0

49.951

99.932

109.839

119.923

129.892

140.050

150.156

160.179

170.210

0

-1

0

0

+2

+5

+9

+15

+35

+65

0

49.952

99.932

109.840

119.928

129.903

140.067

150.178

160.212

170.262

0

+1

0

+1

+5

+11

+17

+22

+33

+52

0

0

0

+1

+7

+16

+26

+37

+68

+117

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ведомостьскоростей смещений реперов

Наблюдательнаястанция №

Профильнаялиния №

Дата 1-гонаблюдения _________

 

№ репера

2-е наблюдение, величина вектора, м

2.03.97

2-1 количество суток, скорость, мм/сут

3-е наблюдение, величина вектора, м

2.03.97

3-2 изменение вектора

3-2 количество суток, скорость, мм/сут

Примечание

 

 

25

 

 

62

 

1

0,750

30.0

0,930

180

2,9

 

2

1.000

40.0

1,220

220

3,5

 

 

 

Оглавление.

 

1. Общие положения

2. Понятия, термины и определения элементов сдвижения горных пород,земной поверхности и сооружений, используемые в настоящей инструкции

3. Исходные данные и их классификация

4. Управление геомеханическим состоянием массива горных пород

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

6. Мониторинг подземного сооружения, окружающих его зданий и сооруженийи прилегающего массива грунта

Приложение 1. Схема и описание зон деформирования при неблагоприятномразвитии геомеханических процессов в породном массиве, вмещающем подземныесооружения

Приложение 2

Приложение 3

 


   
Справочник ГОСТов, ТУ, стандартов, норм и правил. СНиП, СанПиН, сертификация, технические условия

Выставки и конференции по рынку металлов и металлопродукции

Установите мобильное приложение Metaltorg: