Приложение Б. Пример оформления программы геотехнического мониторинга

Приложение Б

Пример оформления программы геотехнического мониторинга

Программа геотехнического мониторинга

Разработчик

__________________________________________________________________

              "СОГЛАСОВАНО"                           "УТВЕРЖДАЮ"

      "_____"_______________20___             "____"_______________20____

ПРОГРАММА ГЕОТЕХНИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА
земляного полотна в процессе его возведения на участке ПК ХХ - ПК ХХ +00
со слабым основанием

по объекту "__________________________________________________"

"РАЗРАБОТАНО"

Проектировщик

г. Город

1 Обоснование в необходимости геотехнического мониторинга

Участок строительства ПК ХХ - ПК ХХ + 00 расположен на слабом основании поскольку в пределах активной зоны имеются слои слабых грунтов мощностью более 0,5 м, представленные связными грунтами, имеющими прочность на сдвиг в условиях природного залегания менее 0,075 Мпа, а также заторфованными участками.

В соответствии с положениями СП 22.13330, СП 305.1325800, ГОСТ 31937, пособием к СНиП 2.05.02-85 "Проектирование земляного полотна автомобильных дорог на слабых грунтах", а так же руководствуясь ОДМ "Организация и проведение геотехнического мониторинга при строительстве земляного полотна на слабых грунтах" разработана настоящая Программа геотехнического мониторинга земляного полотна в процессе его возведения на участке ПК ХХ - ПК ХХ +00 со слабым основанием (далее -геотехнический мониторинг), позволяющая обеспечить определенный технологический режим возведения земляного полотна, который невозможно правильно осуществить без систематических наблюдений до момента устройства дорожной одежды включительно. Указанные наблюдения, кроме того позволяют уточнить срок начала укладки дорожной одежды.

2 Цели и задачи геотехнического мониторинга

Целью геотехнического мониторинга является обеспечение безопасности строительства и эксплуатационной надежности вновь строящегося или реконструируемого земляного полотна автомобильных дорог общего пользования на слабых основаниях, включая здания и сооружения окружающей застройки, за счет своевременного выявления изменения контролируемых параметров элементов земляного полотна и грунтов оснований, которые могут привести к переходу объектов в ограниченно работоспособное или аварийное состояние.

Основными задачами геотехнического мониторинга объекта, расположенного на ПКХХ - ПКХХ + 00 являются:

1) Контроль за величиной осадки основания и изменением её интенсивности во времени.

2) Своевременное выявление опасности выпора слабых грунтов основания и его предотвращение.

3) Контроль за изменением гидрогеологических условий.

3 Общая характеристика сооружения

Технические параметры автомобильной дороги приведены в таблице Б.1.

Таблица Б.1 - Технические параметры строящейся автомобильной дороги

Показатели	Ед. изм.	Значения
Категория автомобильной дороги:		III
Строительная длина	км	28,0
Расчетная скорость движения:	км/ч	80,0
Число полос движения	шт	2
Ширина земляного полотна	м	12,0
Ширина обочины (левая/правая)	м	7,0/7,0
Ширина разделительной полосы	м	0,0
Количество мостов и путепроводов	шт	2
Тип дорожной одежды		капитальный

4 Описание участка геотехнического мониторинга

4.1 Климатические условия

Согласно СП 131.13330 (СНиП 23-01-99*) "Строительная климатология" участок работ находится во II строительно-климатическом подрайоне, зона "А". Климат района работ умеренный, переходный от морского к континентальному.

Климатические характеристики района по данным метеостанции приводятся в таблицах Б.2 - Б.5.

Таблица Б.2 - Климатические параметры холодного периода года

1	Температура воздуха наиболее холодных суток, °С, обеспеченностью 0,98	-35
2	Температура воздуха наиболее холодных суток, °С, обеспеченностью 0,92	-33
3	Температура воздуха наиболее холодной пятидневки, °С, обеспеченностью 0,98	-32
4	Температура воздуха наиболее холодной пятидневки, °С, обеспеченностью 0,92	-30
5	Температура воздуха, °С, обеспеченностью 0,94	-14
6	Абсолютная минимальная температура воздуха, °С	-39
7	Средняя суточная амплитуда температуры воздуха наиболее холодного месяца, °С	6,5
8	Продолжительность, сут, периода со средней суточной температурой воздуха °С	189
9	Средняя температура воздуха, °С, периода со средней суточной температурой воздуха °С	-6,9
10	Продолжительность, сут, периода со средней суточной температурой воздуха °С	275
11	Средняя температура воздуха, °С, периода со средней суточной температурой воздуха °С	-3,4
12	Продолжительность, сут, периода со средней суточной температурой воздуха °С	300
13	Средняя температура воздуха, °С, периода со средней суточной температурой воздуха °С	-2,4
14	Средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца, %	84
15	Средняя месячная относительная влажность воздуха в 15 ч наиболее холодного месяца, %	84
16	Количество осадков за ноябрь - март, мм	138
17	Преобладающее направление ветра за декабрь - февраль	Ю
18	Максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, м/с	5,6
19	Средняя скорость ветра, м/с, за период со средней суточной температурой воздуха °С	4,9

Таблица Б.3 - Климатические параметры теплого периода года

1	Барометрическое давление, гПа	1004
2	Температура воздуха, °С, обеспеченностью 0,95	16,0
3	Температура воздуха, °С, обеспеченностью 0,98	20,0
4	Средняя максимальная температура воздуха наиболее теплого месяца, °С	17,4
5	Абсолютная максимальная температура воздуха, °С	33
6	Средняя суточная амплитуда температуры воздуха наиболее теплого месяца, °С	8,2
7	Средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее теплого месяца, %	73
8	Средняя месячная относительная влажность воздуха в 15 ч наиболее теплого месяца, %	64
9	Количество осадков за апрель - октябрь, мм	325
10	Суточный максимум осадков, мм	58
11	Преобладающее направление ветра за июнь - август	С
12	Минимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль, м/с	5,3

Таблица - Б.4. Средняя месячная и годовая температура воздуха, °С

I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	Год
-10,5	-10,4	-5,8	-1,3	3,7	9,2	12,8	11,1	6,8	0,9	-4,9	-8,2	0,3

Таблица Б. 5 - Снеговые, ветровые и гололедные районы (СП 20.13330)

Снеговой район	V
Ветровой район	II 50% от общей длины участка
	III 50% от общей длины участка
Гололедный район	III

Расчетное значение веса снегового покрова на 1 горизонтальной поверхности земли, согласно СП 20.13330, для V снегового района принимается равным 3,2 кПа.

Нормативное значение ветрового давления , согласно СП 20.13330 для III ветрового района (первая половина трассы трассы) составляет 0,38 кПа, для II ветрового района (вторая половина трассы) - 0,30 кПа.

Толщина стенки гололеда, согласно СП 20.13330 для III гололедного района принимается равной 10 мм.

4.2 Инженерно-геологические условия

В геологическом строении исследуемой территории принимают участие коренные скальные грунты архейского возраста (AR, ИГЭ- ХХХ), перекрытые с поверхности четвертичными отложениями. Среди четвертичных отложений выделяются следующие стратиграфо-генетические типы и инженерно-геологические элементы:

- современные техногенные отложения (t IV)	ИГЭ - 1;
- современные биогенные отложения (b IV)	ИГЭ - 2.,
- морские отложения голоцена (m IV)	ИГЭ - 3
- верхнечетвертичные ледниковые (g IIIvdз)	ИГЭ - 4.

Современные техногенные отложения (t IV) слагают земляное полотно автомобильной дороги и представлены насыпными грунтами (ИГЭ - 1).

Тело насыпи автодороги выполнено преимущественно механической смесью супесчано-песчаных грунтов моренного происхождения, с включениями крупнообломочного материала (ИГЭ - 1), уложенными с уплотнением и перекрытыми на проезжей части слоем асфальтобетона. На прилегающих к дороге участках в местах устройства водопропускных труб развиты насыпные грунты аналогичного состава, которые по способу отсыпки относятся к отвалам грунтов без уплотнения (ИГЭ - 1).

Современные биогенные отложения (b IV) развиты на прилегающей к автодороге территории повсеместно и представлены на возвышенных участках почвой подзолистой (ИГЭ - 2) и, в понижениях рельефа, среднеразложившимся торфом в открытом (ИГЭ - 2) и искусственно погребенном (ИГЭ - 2.1) состоянии.

Болото до дна заполнено торфом устойчивой консистенции, который лежит на минеральном дне и по степени проходимости строительной техникой относится к I типу.

Морские отложения голоцена (m IV) развиты в пределах низменности в первой половине трассы и представлены толщей переслаивающихся глин (ИГЭ-х), суглинков (ИГЭ-хх), супесей (ИГЭ-ххх), песков пылеватых (ИГЭ-хххх) и крупных (ИГЭ-ххххх). Консистенция связных грунтов - пластичная и текучая, сложение песков среднеплотное. Общая мощность толщи морских отложений составляет от 5 до 10 м.

Коренные скальные грунты протерозоя (PR) представлены очень прочными гранито-гнейсами (ИГЭ-ххх).

Условия залегания и развития выделенных ИГЭ показаны в колонках геологических выработок, которые приводятся в графическом приложении ИГ-2 и иллюстрируются инженерно-геологическими разрезами, совмещенными с продольным и поперечными профилями по оси автодороги.

4.3 Гидрогеологические условия

Гидрогеологические условия территории изысканий характеризуются наличием грунтового водоносного горизонта.

Грунтовые воды в полосе существующей дорожной насыпи вскрыты выработками, пройденными на пониженных участках, в зависимости от рельефа и грунтовых условий на глубине от 0,4 до 11,0 м. На заболоченных участках, прилегающих к насыпи, грунтовые воды вскрыты с поверхности, на возвышенных участках - не вскрыты. Грунтовые воды приурочены ко всем типам грунтов четвертичных отложений. Водопроявление в связных грунтах происходит по песчаным линзам, гнездам и прослоям. Питание горизонта осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков.

По химическому составу грунтовые воды гидрокарбонатные кальциевые, магниевые и натриево-калиевые, реже - хлоридно-натриево-калиевые, кислые (реакция воды-среды рН = 4,00 - 6,57), от очень мягких до умеренно жестких (общая жесткость - 0,8 - 10,0).

Поверхностные воды по химическому составу гидрокарбонатные кальциевые и натриево-калиевые, кислые (реакция воды среды рН = 4,96 - 5,83), мягкие (общая жесткость - 1,4 - 3,6).

Согласно СП 28.13330 (СНиП 2.03.11-85*), все природные воды по отношению к бетону нормальной проницаемости марки W4 слабоагрессивные по бикарбонатной щелочности и средне - и сильноагрессивные по водородному показателю и среднеагрессивные по содержанию агрессивной углекислоты.

Согласно ГОСТ 9.602 коррозионная агрессивность подземных и поверхностных вод по отношению к свинцовой и алюминиевой оболочкам кабеля оценивается как высокая.

5 Оборудование и методика проведения работ по геотехническому мониторингу

Геотехнический мониторинг проводимый на участке строительства земляного полотна на ПК ХХ - ПК ХХ+00 по виду наблюдаемого объекта, относится к техническому, по форме предоставления информации - к периодическому.

Для контроля за величиной осадки основания и изменением её интенсивности (затуханием во времени) используются следующее оборудование и приборы:

глубинные осадочные марки;

горизонтальные инклинометрические скважины.

Для своевременного выявления опасности выпора слабых грунтов основания, а также контроля за темпами фильтрационной консолидации используются следующие виды приборов и оборудования:

датчики для измерения порового давления;

горизонтальные инклинометрические скважины и инклинометр.

Для контроля за изменением гидрогеологических условий используется электрический пьезометр или портативный пьезометр.

Датчики устанавливаются в измерительные скважины на трех контрольных поперечниках на ПК Х+00, ПК ХХ+00 и ПК ХХХ+00. Измерительные скважины устраиваются под правой бровкой. Всего на каждом контрольном поперечнике устраивается по одной измерительной скважине глубиной до 10,0 м.

6 Порядок проведения геотехнического мониторинга

6.1 Методика подготовки и организации работ

6.1.1 Мониторинг порового давления

Оценка уровней фактически действующих давлений в основании до начала отсыпки земляного полотна выполняется в срок не более чем за 30 (тридцать) дней до начала производства работ по отсыпке насыпи и включает в себя следующие работы:

1) Разбивка и закрепление трех контрольных поперечников на ПК Х + 00, ПК ХХ + 00 и ПК ХХХ + 00

2) Бурение измерительных скважин на проектную глубину

Измерительные скважины устраиваются под правой бровкой. Всего на каждом контрольном поперечнике устраивается 1 измерительная скважина глубиной 10,0 м.

3) Установка в скважины датчиков измерения давления.

Датчики устанавливаются на глубину 2,0, 3,5 и 4,8 (4,7) метров относительно дневной поверхности. Для получения надежной информации в измеряемых точках создается жесткая связка из двух датчиков. Общее количество устанавливаемых датчиков - 36 шт. Датчики заключаются в песчаную ванну с марлевой многослойной оболочкой. В скважине устраивается песчаная подушка, в которую погружаются датчики.

4) Тампонаж скважин и оборудование на каждом поперечнике постов для снятия показаний. Тампонаж скважины осуществляется пастой из грунта основания.

5) Опрос всех установленных датчиков и снятие показаний.

Измерения показаний производится сериями. Показания датчиков со всех поперечников снимаются в течение одного и того же дня. Опрос каждого датчика в каждой серий измерений проводится не менее трех раз с небольшими перерывами. В качестве действующего значения каждого датчика принимается среднее арифметическое.

6.1.2 Геодезический контроль за осадочными марками

Наблюдения за вертикальными деформациями выполняются по осадочным маркам. Конструкция марки состоит из квадратной стальной плиты толщиной 4 - 6 мм размером не менее 0,5 х 0,5 м с приваренной мерной штангой (из трубы диаметром 50 мм). Длина мерной штанги принимается равной проектной толщине насыпного слоя в целях предохранения от повреждений ее транспортом при возведении насыпи. Штангу можно составлять из отдельных элементов длиной по 3,0 - 4,0 м. Плиту закладывают на поверхности слабой толщи непосредственно перед отсыпкой первого слоя насыпи.

Вертикальная отметка плиты фиксируется нивелированием с установкой рейки на обрез мерной штанги. Отметки должны быть увязаны с основной геодезической сетью.

Поперечники для наблюдения за осадкой назначают на ПК Х+ 00, ПК ХХ+00 и ПК ХХХ+00. Осадочные марки устанавливают по три на каждом поперечнике (одну осевую и две боковые в 1 м от бровки насыпи).

6.2 Порядок и периодичность проведения геотехнического мониторинга

6.2.1 Мониторинг порового давления

В процессе возведения земляного полотна снятие показаний с датчиков избыточного давления производится при увеличении высоты сооружаемой насыпи на каждые 1,5 м в пределах хотя бы одного контрольного поперечника. Результаты геотехнического мониторинга предоставляются в виде записей в журнале мониторинга не реже 1-го раза в 7-10 дней.

После полного возведения насыпи первые два месяца снятие показаний с датчиков избыточного давления осуществляется - один раз в 14 дней. В дальнейшем, один раз в 30 дней.

Мониторинг ведется до устройства верхнего слоя дорожной одежды.

В процессе замеров ведется журнал наблюдений, в котором отражается: дата закладки датчиков, текущая дата, показания датчиков и номер контрольного поперечника. Журнал оформляется под