Геотехнический мониторинг сооружения насыпи

При укладке земляного полотна на слабых водонасыщенных грунтах помимо соблюдения общей технологии строительных работ проводится контроль за деформацией основания. Предусмотренное по проекту использование вертикальных ленточных геодрен позволяет внести изменения в технологический процесс сооружения насыпи.

К наблюдению за осадкой насыпи – геотехническому мониторингу – приступают до начала укладки дорожной одежды. Контрольные мероприятия предоставляют возможность определить сроки консолидации грунта и готовности основания к возведению многослойной конструкции дороги.

Порядок проведения наблюдений

Геомониторинг сооружения насыпи на слабом грунте, в том числе при конструктивном устройстве 1 или 2 типа с установкой вертикальных ленточных геодрен, обеспечивает высокое качество и безопасность работ при реализации проекта. Контролю подлежат параметры осадки основания и ее замедление с течением времени. Мероприятия ведутся в соответствии с утвержденной программой.

Содержание программы геомониторинга:

Список контрольных поперечников
Описание требуемого оборудования, что входит в комплект, способы установки
Методика наблюдений за осадкой насыпи и поровым давлением
Методика анализа и общее содержание отчета по контролю за осадкой и поровым давлением

Процесс установки в слабом грунте вертикальных ленточных геодрен для ускорения консолидации отличается технологичностью и относительно низкими финансовыми расходами. Для надежности основание укрепляют прочной геосинтетикой. Проведение мероприятий по геомониторингу ликвидирует угрозу порчи дорожного покрытия, также предотвращается сверхнормативная осадка насыпи в период эксплуатации автодороги.

Уровень консолидации, при котором земляное полотно считается готовым к вводу дороги в строй, устанавливается на основе анализа величины осадки, интенсивности ее протекания и параметров порового давления в слабом водонасыщенном грунте. Геотехнический мониторинг организуют по всей протяженности земляного полотна, а не только на тех участках, где применяются вертикальные дрены.

В ходе геомониторинга корректируются начальные расчетные показатели и совершаются промежуточные расчеты. На основании полученных результатов выносится решение о технологии возведения насыпи.

Функции измерительных устройств

Уровень консолидации грунта в процессе возведения насыпи до проектных отметок определяется по осадке и показателям порового давления. Осадку замеряют по марке № 1 (геодезический метод) и марке № 2 (негеодезический метод). В определенной степени результаты измерений по обеим маркам повторяют друг друга.

Марка № 1. Используется главным образом для замеров осадки в ходе возведения насыпи до проектных отметок, в том числе с временной пригрузкой. Расчетные значения осадки на участках, где установлены вертикальные геодрены, составляет 0.5 метра и более.

Марка № 2. Основная функция – замер интенсивности затухания осадки между возведением насыпи до предусмотренных проектом отметок и вводом дороги в строй. Полученные в результате замеров значения, которые составляют доли миллиметров, позволяют предельно быстро вычислить путем интерполяции годовую осадку (2 сантиметра в год).

Марка № 3. Применяется для визуальных наблюдений за возможным выпором слабого грунта из основания. Мониторинг ведется в ходе возведения насыпи вплоть до самого окончания работ. Расчетами не предусмотрена вероятность потери устойчивости насыпи.

Рис. 1. Схема установки устройств для измерения осадки основания насыпи 1 или 2 типа и порового давления

Датчики порового давления служат для наблюдения за изменением гидродинамического давления воды в порах грунта в ходе сооружения насыпи. Контроль ведется вплоть до уменьшения полученных значений почти до 0.

Датчики размещают в верхней части основания насыпи на глубине 2.5 и 4.5 метра в грунте с числом пластичности J_p более 0.5. Результаты наблюдений за изменением порового давления в слабых водонасыщенных грунтах на глубине до 4.5 метров предоставляют достаточно информации для конкретных выводов.

Рис. 2. Схема установки марки № 2 для наблюдения за осадкой насыпи 1 или 2 типаДатчики порового давления

Датчики порового давления

Гидродинамическое давление в порах грунта замеряется вибрационным проволочным пьезометром (струнный преобразователь давления) марки Encardio-rite, модель EPP-30V. Датчик изготовлен из нержавеющей стали и оснащен пористой фильтрующей насадкой из камня. Внешний вид и устройство модели EPP-30V показано на рис. 3 и 4.