Приложение 1 (рекомендуемое). Указания по организации стационарных наблюдений

Приложение 1
Рекомендуемое

Указания по организации стационарных наблюдений

Общие положения

1. Стационарные наблюдения организуют для проверки правильности принятых решений в области конструирования и расчета сооружений, эффективности технологии производства работ, установления характера взаимодействия сооружений с вечно- и сезонно-мерзлыми грунтами и охраны окружающей среды.

2. Стационарные наблюдения проводят на постоянных наблюдательных пунктах (постах), организуемых на сложных и особо сложных по мерзлотно-грунтовым условиям участках строящихся автомобильных дорог. Такие участки выявляют в период инженерно-геодезических и инженерно-геологических изысканий.

3. Наблюдения выполняют в предпостроечный (на стадии изысканий и проектирования), строительный и эксплуатационный периоды. Для их проведения устанавливают мерзлотный репер и оборудуют геотермические скважины.

При бурении скважин отбирают образцы грунта для определения их физико-механических свойств. В дальнейшем скважины используют для измерения температуры грунта, для чего каждую скважину выдерживают. Если скважины пройдены без промывки, то время выдержки принимают равным 1-2 сут. Для контроля температур измерения проводят трижды с интервалом 0,5-1 ч. Если разница в показаниях не будет превышать точности термометра, то снятый отсчет считают верным.

Первичные данные наблюдений, проводимых в период изысканий, включают в проектные материалы.

4. Программу наблюдений разрабатывают проектные организации с привлечением при необходимости научно-исследовательских или учебных институтов.

Программа должна включать изучение:

температурного режима грунтов земляного полотна и естественного основания (температура и глубина промерзания и оттаивания);

водного режима грунтов земляного полотна и естественного основания (влажность, источники увлажнения);

осадки и пучения грунтов основания, земляного полотна и дорожной одежды;

прочности и деформативности грунтов земляного полотна и естественного основания (модуль деформации и упругости, сцепление и угол внутреннего трения);

динамики физико-геологических процессов;

метеорологических условий (температура воздуха; осадки; ветер, время образования и схода снежного покрова, изменение его мощности и плотности в течение зимы);

влияния техногенных факторов на изменение геокриологических условий.

5. В строительный период наблюдения осуществляют лаборатории строительного управления (механизированной колонны) и группы авторского надзора проектных организаций, а также привлекаемые для этих целей научно-исследовательские институты. В этот период получают сведения об изменении естественных условий в результате техногенного воздействия и при необходимости вносят коррективы в проект.

6. При сдаче в эксплуатацию сооружений строительная организация обязана представить приемочной комиссии программу наблюдений и полученные результаты. Предъявляются также данные о деформациях сооружений в период строительства и сведения о мерах по их устранению. Результаты наблюдений, получаемые при строительстве и эксплуатации, должны накапливаться в эксплуатационной организации.

7. С момента ввода автомобильной дороги или ее участка в постоянную эксплуатацию получают информацию, необходимую для проведения текущего, среднего и капитального ремонта, а также для накопления данных по устойчивости автомобильных дорог в районах вечной мерзлоты и охране окружающей среды.

8. Программа наблюдений не распространяется на сооружения, подвергавшиеся деформациям в результате стихийных бедствий. В таких случаях необходимо составлять индивидуальную программу обследования.

Измерение температуры грунтов основания и земляного полотна

9. Данные измерений температуры грунтов необходимы для прогнозирования температурного режима дорожных конструкций, запроектированных по различным принципам и построенных с полным соблюдением технологических требований.

10. Наблюдения за температурой и глубиной оттаивания грунтов земляного полотна и его основания, а также прилегающей территории проводят в соответствии с ГОСТ 24847-81, ГОСТ 25358-82 с помощью жидкостных термометров или электрических датчиков температуры. При использовании электрических датчиков скважины после установки в них датчиков засыпают сухим песком или высушенным и размельченным грунтом, в котором бурили скважины.

11. На участках, где насыпь проектируют по первому принципу, скважины бурят в поперечном сечении насыпи по ее оси и серединам обеих обочин, а также на полосе отвода на расстоянии не менее 10 м от подошвы с обеих сторон насыпи. Глубина, на которой располагают устье скважин, должна быть больше двух глубин оттаивания грунтов в естественных условиях.

12. На участках, где насыпь проектируют по второму принципу, под наблюдение берут левую или правую часть насыпи относительно ее оси. Скважины бурят по оси насыпи, середине обочины, середине каждого конструктивного элемента (берма, боковой резерв, канава и т.п.), а также на полосе отвода на расстоянии не менее 15 м. Устье скважин располагают ниже отметки, соответствующей двум толщинам деятельного слоя.

13. Температуру фиксируют по глубине скважины через каждые 0,5 м: в теплый период года - 2 раза в месяц (1-го и 16-го числа), в холодный период - 1 раз в месяц (1-го числа).

14. На каждом посту следует оборудовать скважину за пределами дорожной конструкции (на расстоянии от нее 30-40 м). Глубина скважины должна быть на 1 м больше глубины годовых нулевых амплитуд. Температуру грунта в такой скважине измеряют до глубины 3 м через каждые 0,5 м, более 3 м - через 1 м.

Измерение осадки (пучения) грунтов основания, земляного полотна и дорожной одежды

15. Данные измерений осадки (пучения) грунтов основания, земляного полотна и дорожной одежды необходимы для совершенствования расчетов устойчивости дорожных конструкций по допустимым деформациям, а также для установления дополнительных объемов земляных работ и обоснования сроков устройства покрытий различного типа на стабилизированном земляном полотне.

16. Осадку (пучение) фиксируют путем нивелирования специальных марок (маяков). На автомобильных дорогах с капитальным и облегченным типами дорожных одежд применяют закрепленные в покрытиях стержни со шляпкой, имеющей сферическую поверхность или специальную выточку для установки на ней рейки.

17. На дорогах с переходным типом дорожных одежд применяют марки, изготовленные из металлического листа толщиной 2-4 мм размером 150 х 150 мм, к которому по центру приварен металлический стержень диаметром 8-12 мм и длиной 150-200 мм. Марки устанавливают под покрытием (заглубляя стержни в грунт земляного полотна) в створе перпендикулярно оси дороги. Количество марок и их размещение (рис. 1 настоящего приложения) устанавливают в зависимости от типа дорожной одежды: при переходном - не менее трех, по оси и на обочинах дороги, при капитальном - не менее двух, на обочинах. Створ закрепляют специальными столбами (вешками), на которых отмечают год организации поста, его номер и составляют схему закрепления.

18. Для наблюдения за осадкой (пучением) конструктивных слоев и основания земляного полотна из песчаных и глинистых грунтов используют марки, изготовленные из металлического листа толщиной 2-4 мм размерами 500 х 500 или 750 х 750 мм. Для наблюдения за осадкой (пучением) скальных и крупнообломочных грунтов основания применяют марки, изготовленные из металлического листа толщиной 2-4 мм размером 300х300 или 400х400 мм с приваренным в центре стержнем диаметром 10-15 мм. Длина стержня должна быть на 100 мм меньше глубины расположения контролируемого горизонта грунтового массива (высоты насыпи из крупнообломочных грунтов). Для предотвращения смерзания и сцепления марки с грунтом на стержень надевают металлическую трубку диаметром 15-20 мм, заполненную солидолом. Количество марок определяют по количеству контролируемых конструктивных и грунтовых слоев в массиве. Марки устанавливают в пределах обочин (по оси при облегченном и переходном типах дорожной одежды) на поверхности грунтовых слоев со сдвижкой вдоль дороги на размер марки и составляют схему закрепления.

19. Нивелировочной основой является мерзлотный репер (рис. 2 настоящего приложения), установленный в придорожной полосе. Он представляет собой металлический стержень диаметром не менее 20 мм с приваренной на конце крестовиной. Его погружают на глубину, соответствующую двойной мощности сезоннооттаивающего слоя, но не менее чем на 1,5 м ниже верхнего горизонта вечномерзлых грунтов. Для этого предварительно пробуривают скважину. В пределах мерзлой толщи ее заливают глинистым раствором и на реперный стержень надевают обсадную трубу, заполненную солидолом. После замерзания глинистого раствора зазор между трубой и стенкой скважины засыпают сухим песком, а трубу закрывают заглушкой. Выступающую часть репера, высота которой должна быть не меньше мощности снежного покрова, закрывают коробом, заполненным теплоизоляционным материалом. Наружную часть короба утепляют местным грунтом с присыпкой из мха или торфа. На стенке трубы выбивают номер репера и делают соответствующие надписи, как и в обычных условиях. Если репер устанавливают в шурфе, то металлический стержень закрепляют (в нижней части) в бетонном блоке размером 40 х 40 х 40 см.

20. Отметку мерзлотного репера принимают условной. Если вблизи пункта наблюдения имеется государственная геодезическая нивелировочная основа с абсолютной отметкой, то отметку репера привязывают к ней.

21. Марки нивелируют в теплое время и в период промерзания оттаявшего слоя 2 раза в месяц (1-го и 16-го числа) и в период промораживания грунтов - 1 раз в месяц (1-го числа) с точностью до 1 мм.

Измерение влажности грунтов основания и земляного полотна

22. Влажность грунтов в основании и земляном полотне, а также в естественных условиях измеряют нейтронными влагомерами согласно ГОСТ 24181-80.

ГАРАНТ:

Взамен ГОСТ 24181-80 постановлением Госстроя СССР от 11 июня 1990 г. N 55 с 1 сентября 1990 г. введен в действие ГОСТ 23061-90

23. На постоянных наблюдательных постах при наличии скважин с обсадными трубами для определения температуры грунтов их используют и для замера влажности. Если таких скважин нет, то устраивают две скважины (по одной на каждой обочине) на расстоянии 30-40 см от температурных скважин. На таком же расстоянии от температурной скважины замеряют влажность грунта в естественных условиях.

24. Глубина скважин для замера влажности должна быть больше глубины сезоннооттаивающего слоя на 0,5 м. По глубине влажность измеряют в трех горизонтах каждого конструктивного слоя или одного вида грунта, но не реже чем через 0,5 м.

25. В зимний период влажность грунтов определяют термостатно-весовым методом согласно ГОСТ 5180-84, для чего на указанных горизонтах бурением отбирают образцы грунта в бюксы.

26. Периодичность замера влажности одновременно с замером температуры грунта - 2 раза в месяц в теплый период (при положительных температурах воздуха) и 1 раз - в холодный период (при отрицательных температурах).

27. Наблюдения за источниками увлажнения дорожных конструкций (атмосферными осадками, грунтовыми водами) проводят на специально оборудованных для этой цели площадках, в скважинах или колодцах. Организация метеорологических наблюдений на постах должна быть согласована с УГМС СССР. Если вблизи поста расположены метеорологические станции УГМС СССР, то данные о температуре, влажности воздуха, количестве и интенсивности осадков, скорости и направлении ветра, высоте и плотности снежного покрова выбирают по ежедневным наблюдениям, проводимым на станциях.

28. Уровень грунтовых вод фиксируют в скважинах (шурфах), оборудованных обсадными трубами с отверстиями для поступления воды. Измерения ведут от постоянной точки на поверхности земли рейкой или хлопушкой, прикрепленной к металлической ленте. Данные фиксируют 1 раз в 5 дней, а также после выпадения сильных дождей.

Стационарные наблюдения за наледями

29. Стационарные наблюдения организуют для установления основных закономерностей изменения наледных процессов в их взаимосвязи с природной средой. Работы проводят на специально оборудованных полигонах, позволяющих:

изучать закономерности изменения размеров наледей в годовом и многолетнем циклах;

устанавливать физические закономерности наледных процессов на основе изучения режима наледей и факторов их формирования;

определять характер взаимодействия наледи с инженерными сооружениями и отрабатывать методы противоналедной борьбы.

30. Программа работ на полигоне включает следующие наблюдения:

ледомерные съемки (изучение изменения морфометрических характеристик наледей, слоев стаивания и нарастания);

метеорологические (наблюдения за общей метеорологической обстановкой, микроклиматическими особенностями наледных участков; измерение теплового баланса при образовании и таянии наледей);

гидрометрические (наблюдения за режимом уровней, расходом и температурой водотоков, дебитом и температурой наледеобразующих источников; измерение напора в промерзающих водоносных системах);

мерзлотно-гидрогеологические (изучение режима и генезиса подземных наледеобразуюших вод, их взаимодействия с поверхностными водами, теплового режима наледи и подстилающих пород, строения и свойств мерзлых и водоносных грунтов, динамики мерзлотных процессов);

инженерно-геологические (оценка условий строительства на участке и влияния наледных процессов на инженерные сооружения).

Полигоны организуют на наиболее характерных наледях различного происхождения, а также на наледях, представляющих собой наибольшую угрозу автомобильной дороге и другим инженерным сооружениям.