VII. Наблюдения за сдвижением земной поверхности, деформациями зданий и сооружений
Наблюдения за сдвижением массива пород, земной поверхности, деформациями зданий и (или) сооружений, расположенных в зоне влияния подземного строительства и анализ полученных результатов наблюдений (далее – мониторинг) производятся в соответствии с действующими нормативными документами, которые регламентируют условия, порядок и методы проведения наблюдений, а также способы обработки результатов наблюдений и требования к их оформлению. Мониторинг выполняется с начальной стадии строительства (до начала строительства подземного сооружения) и направлен на выявления признаков предшествующих возникновению предельных деформаций охраняемых объектов для своевременного принятия необходимых защитных и профилактических мер.
При строительстве подземных сооружений мониторинг заключается в наблюдениях за состоянием самого строящегося объекта, массива пород, земной поверхности, зданий и сооружений, расположенных в зоне его влияния, как на земной поверхности, так и в глубине участка недр, а также сравнения полученных результатов измерений с допустимыми, критическими и предельными величинами деформаций.
Мониторинг земной поверхности заключается в производстве инструментальных измерений на наблюдательных станциях, состоящих из системы грунтовых реперов.
Мониторинг участка недр, окружающего площадку строительства подземного сооружения в пределах зоны его влияния, заключается в наблюдении за сдвижением глубинных реперов, расположенных в специальных наблюдательных скважинах и жестко закрепленных в массиве, а также за изменением уровня подземных вод (для отдельных сооружений – также за температурой и химическим составом подземных вод).
Мониторинг строящегося объекта заключается в наблюдении за состоянием ограждающей конструкции котлована или подземной выработки, удерживающих систем, конструкций подземной части в процессе строительства и в период его эксплуатации до окончания деформационных процессов.
Мониторинг зданий и сооружений, расположенных в зоне влияния строительства, заключается в производстве инструментальных маркшейдерских наблюдении за состоянием конструкций зданий и сооружений, в том числе подземных инженерных коммуникаций.
Мониторинг выполняется по специальному проекту или в соответствии со специальными разделами ППМР. Выполненных организациями имеющими лицензию на проведение маркшейдерских работ.
Составлению проекта мониторинга предшествуют оценка и прогноз геомеханического состояния участка недр в районе работ по строительству подземного сооружения и в зоне влияния этих работ на объекты, расположенные на земной поверхности и в толще пород.
Оценка геомеханического состояния участка недр проводится до начала строительства на основании геологических данных и инженерных изысканий. При этом основное внимание уделяется характеристике тектонических нарушений, трещиноватости, слоистости, водообильности, карстообразованию и других особенностей участка недр.
Оценка геомеханического состояния производится как для типовых условий строительства подземного сооружения, так и для аварийных ситуаций (разрушение крепи выработок, прорывов в них плывунов, развитие карстовых образований, активизация древних оползней).
Оценка геомеханического состояния выполняется силами специализированных организаций.
В результате оценки геомеханического состояния определяются:
- размеры и местоположения мульды сдвижения (зоны влияния строительства);
- значения максимальных сдвижений и деформаций земной поверхности, а так же значений допустимых, критических и предельных деформаций;
- характер распределения деформаций в зоне сдвижения;
- общая продолжительность процесса сдвижения и периода опасных деформаций;
- необходимость и состав мероприятий по инженерной защите окружающей застройки от влияния строительства.
Проект мониторинга состоит из графической части и пояснительной записки.
Графическая часть проекта включает: план наблюдательной станции в масштабе 1:500, 1:1000 или 1:2000 (в зависимости от размеров выработанного пространства и контролируемой территории), геологические разрезы по профильным линиям (в том же масштабе, что и план станции) и чертежи конструкции реперов.
Пояснительная записка включает: цель наблюдений, геологическую и горнотехническую характеристику участка недр, конструкцию наблюдательной станции, ее местоположение, состав, объемы, периодичность, сроки и методы работ, которые назначаются применительно к рассматриваемому объекту наблюдений с учетом его специфики, включающей: результаты инженерных изысканий на площадке строительства, особенностей проектируемого сооружения и сооружений окружающей застройки в соответствии с положениями нормативно-технической документации.
Для обеспечения необходимой точности и достоверности получаемых результатов в процессе мониторинга, применяются методы инструментальных измерений, соответствующие требованиям нормативно-технической документации. Если наблюдательные системы для проведения мониторинга не дают требуемых надежных данных в достаточном объеме, они должны быть заменены или дополнены.
Перенос проектных решений в натуру (разбивка наблюдательной станции) и начальные наблюдения проводятся до начала строительных работ.
Места закладки реперов обозначаются кольями или другими способами.
Конструкция реперов и способ их закладки в грунт должны обеспечивать: их сохранность на весь срок ведения наблюдений; защиту от влияния промерзания и от внешних повреждений; прочную связь с грунтом (при закладке на земной поверхности) и горным массивом (при закладке в наблюдательных скважинах), при которой сдвижение грунта и массива горных пород вызывает такое же сдвижение реперов; удобство наблюдений за сдвижением реперов в вертикальной и горизонтальной плоскостях в соответствии с требованиями нормативно-технической документации.
Опорные реперы закладываются за пределами зоны влияния подземного сооружения.
Инструментальные наблюдения проводятся на наблюдательных станциях, состоящих из системы реперов, закладываемых в грунт и в конструкции сооружений, а за сдвижением толщи горных пород - по глубинным реперам, закладываемым в скважины.
Измерения следует начинать не ранее чем через семь дней после закладки опорных реперов и не ранее трех дней после закладки рабочих, глубинных и забивных реперов.
Наблюдения за высотными и плановыми сдвижениями следует производить раздельно, но без разрыва во времени.
Начальное положение реперов определяется по среднеарифметическому значению из двух серий наблюдений, проводимых до начала влияния подземного сооружения на наблюдательную станцию. Разрыв во времени между двумя сериями наблюдений не должен превышать трех дней.
Периодичность повторных измерений определятся степенью интенсивности сдвижений и деформаций, но не реже одного раза в месяц, и продолжаться до достижения условной стабилизации деформаций, на основании результатов инструментальных наблюдений.
Стабилизацией контролируемых деформаций считается изменение их величин по сравнению с предыдущими циклами измерений не более чем на величину точности измерений.
Для сооружений, расположенных ниже уровня подземных вод, проводятся наблюдения за величинами порового давления в основании до тех пор, пока вес сооружения и/или обратной засыпки не станет достаточным, чтобы исключить возможность гидравлического подъема. В случае приближения деформаций к критическим значениям периодичность измерений увеличивается.
Наблюдения за зданиями, сооружениями, коммуникациями и другими объектами, попадающими в зону влияния подземного сооружения, проводятся совместно с наблюдениями за участком недр и земной поверхностью.
При наблюдениях за зданиями определяется неравномерность оседаний фундаментов, фиксируются трещины и другие повреждения конструкций, надежность узлов их опирания, наличие необходимых зазоров в швах и шарнирных опорах. В промышленных зданиях также определяются относительные горизонтальные перемещения отдельно стоящих фундаментов колонн, наклоны фундаментов технологического оборудования, а при наличии мостовых кранов - отклонения от проектного положения подкрановых путей: поперечный и продольный уклоны, изменение ширины колеи и приближение крана к строениям.
Измерения деформаций зданий и сооружений проводятся течение всего периода строительства подземного сооружения до достижения условной стабилизации деформаций, установленных проектом, на основании результатов инструментальных наблюдений.
В процессе измерений деформаций фундаментов в зоне влияния подземного строительства определяются (отдельно или совместно) величины: вертикальных перемещений (оседаний, подъемов); горизонтальных перемещений (сдвигов); кренов.
Методы измерений вертикальных и горизонтальных перемещений и определения крена фундамента устанавливаются проектом в зависимости от требуемой точности измерений, конструктивных особенностей фундамента, инженерно-геологической и гидрогеологической характеристик грунтов основания, возможности применения и экономической целесообразности методов в данных условиях.
Одновременно с инструментальными наблюдениями на земной поверхности проводятся маркшейдерские наблюдения непосредственно в подземном сооружении.
Результаты мониторинга анализируются поэтапно по мере их поступления. В случае возникновения критических деформаций незамедлительно проводятся специальные защитные мероприятия.
В процессе мониторинга составляется каталог координат и отметок деформационных реперов с указанием даты наблюдений в динамике, схемы с привязкой к району работ, местоположением деформационных реперов и превышений между ними.
По результатам наблюдений вычисляются показатели вертикальных и горизонтальных деформаций.
Все деформационные характеристики вычисляются с использованием уравненных координат и высот контрольных точек.
По полученным значениям вертикальных и горизонтальных смещений и деформаций строятся графики, составляются схемы смещений деформационных реперов в плане и по высоте с указанием направления и величины смещений.
Полученные величины деформаций сравниваются с допустимыми, критическими и предельными значениями.
Если в процессе мониторинга выявлено, что фактическая величина деформаций какого-либо из наблюдаемых объектов превысила предельно допустимые величины, то работы по строительству подземного сооружения приостанавливаются. После остановки работ выполняется повторное обследование и на основе полученных данных вносятся корректировки в оценку геомеханического состояния, а также разрабатываются мероприятия по дополнительному усилению объекта, получившего предельные деформации, и/или по корректировке проекта, и/или предусматривается изменение технологии производства работ.
В случае нештатных ситуаций методы, объем, и периодичность измерений могут быть откорректированы.
В процессе мониторинга обеспечивается своевременное выявление признаков отклонения контролируемых параметров (в т.ч. тенденции их изменений, превышающие расчетные и ожидаемые величины деформаций) от допустимых значений и результатов геомеханического прогноза.
|
