Районы развития склоновых процессов
10.13. Геодезические наблюдения за склоновыми процессами при инженерно-геодезических изысканиях проводятся с целью установления границ склонового процесса (оползня, обвала, солифлюкции), получения количественных характеристик величин и скорости деформаций склона, оценки и прогноза развития склонового процесса, разработки противооползневых, противосолифлюкционных и противообвальных мероприятий и оценки их эффективности в процессе эксплуатации зданий и сооружений.
10.14. При инженерно-геодезических изысканиях в районах развития склоновых процессов в зависимости от задач исследований дополнительно (п. 10.4) выполняются следующие виды работ:
создание (развитие) опорной и съемочной геодезических сетей;
топографическая съемка потенциально неустойчивого склона (оползня) в масштабах 1:200-1:10000 при проведении специальной оползневой съемки;
геодезические наблюдения за кинематикой (подвижками) склона и деформациями зданий и сооружений.
10.15. Специальная оползневая съемка должна проводиться на начальных этапах работы совместно с представителями геологических (гидрогеологических) подразделений организаций (служб), выполняющих инженерные изыскания.
Целью специальной оползневой съемки является выявление границы потенциально неустойчивого склона и получение сведений о его геологическом строении, геоморфологических условиях, характеристиках проявления оползневых процессов. На основе специальной оползневой съемки создается модель склона, которая уточняется в процессе инженерных изысканий, определяются задачи и состав последующих стационарных наблюдений, включая геодезические.
Специальная оползневая съемка проводится с использованием топографических планов в масштабах 1:500 (участки малых размеров) - 1:2000 или планов, полученных увеличением карт (планов) более мелких масштабов.
При выполнении оползневой съемки на имеющийся топографический план (карту) следует наносить:
границы потенциально неустойчивого (оползневого) склона и трещины отрыва с отображением характеристики и местоположения морфоэлементов, водопроявлений и растительности.
Специальная оползневая съемка периодически повторяется с интервалами, как правило, 6 месяцев с целью нанесения на планы изменений, происходящих со склоном.
10.16. Масштаб топографической съемки склона следует выбирать, исходя из размеров склона, наличия на нем зданий и сооружений, необходимости отображения на планах основных форм рельефа местности (в том числе микроформ), связанных с проявлением склоновых процессов. При этом учитываются задачи изысканий, связанных с освоением исследуемой территории, а также необходимость построения модели склона и расчетов его устойчивости.
10.17. Наблюдения за кинематикой склона осуществляются геодезическими методами и являются, как правило, основными при изучении склоновых процессов.
10.18. Наблюдения за подвижками склона включают в себя определение с заданной периодичностью вертикальных и горизонтальных смещений точек на поверхности и в глубине склона, а также раскрытия трещин (если они выявлены при оползневой съемке) и наклона отдельных участков (где по геологическому строению может происходить вращательное движение отдельных блоков).
На основании полученных из наблюдений данных рассчитывают и выявляют следующие характеристики:
уточненные границы активного оползня, величины и скорости подвижек поверхности на разных участках, смещения склона на разных глубинах, границы зон растяжения и сжатия, местоположение плоскости (или плоскостей) скольжения, начало активизации деформационных процессов на склоне при его подрезке, обводнении территории (наполнение водохранилища), взрывных работах и т.п.;
закономерности развития склоновых процессов - их корреляция с природными и техноприродными процессами.
10.19. Точность определения смещений точек на склоне следует устанавливать в зависимости от ожидаемых величин подвижек склона, наличия зданий и сооружений и др.
Как правило, средняя квадратическая погрешность определения подвижек склона относительно опорных пунктов должна приниматься равной 20 мм (в плане) и 10 мм (по высоте).
При очевидных признаках современных подвижек склона среднюю квадратическую погрешность их определения допускается увеличивать в два и более раз. После первых циклов геодезических измерений требования к точности корректируют в зависимости от скорости подвижек.
Примечание
При планировании геодезических измерений на склонах, на которых намечено размещение зданий и сооружений I уровня ответственности, требования к точности измерений должны быть повышены.
10.20. Периодичность геодезических наблюдений за склоном, зависящая от проводимых строительных работ на объекте (подрезок склона, обводнения его при наполнении водохранилища и др.), составляет, как правило, 2-4 цикла в год.
Циклы геодезических наблюдений назначаются с учетом периода, когда подвижки склона могут активизироваться - после весеннего таяния снегов, сильных ливневых дождей, взрывных работ и т.п.
После землетрясений силой выше 5 баллов рекомендуется выполнять внеочередной цикл геодезических наблюдений.
Частота геодезических наблюдений на потенциально особо опасных участках склона может быть увеличена.
10.21. При наблюдениях за подвижками в теле оползневого склона, применяют следующее оборудование (приложение А): обратные отвесы, инклинометры, а также приборы, используемые в других отраслях техники (электромагнитная система ориентирования в навигации ЭМСОН и др.).
10.22. Точность определения подвижек стационарными обратными отвесами составляет - от 0,1 до 0,2 мм, съемными обратными отвесами - 0,5 мм и более.
При расположении забоя скважины ниже плоскости скольжения оползня обратный отвес может быть использован в качестве исходной точки при наблюдениях за подвижками поверхности оползня. При этом возможна автоматизация снятия отсчетов по отвесу.
Для применения обратного отвеса следует использовать скважины с диаметром равным 350-500 мм при условии, что за период наблюдения отклонение скважины от нормали не превысит 0,5 диаметра скважины. После выходы скважины из строя (из-за смещений склона) может быть оборудована новая скважина.
Стационарные обратные отвесы рекомендуется применять при небольших (несколько мм в год) подвижках склона и необходимости за короткий срок выявить динамику оползня, устанавливая их с якорями по несколько штук на разных глубинах.
10.23. Погрешность фиксации наклона инклинометрами составляет, как правило, от 0,01 до 0,02 мм/м. При использовании инклинометров обеспечивается возможность измерений в скважинах глубоких (более 50-70 м) и малого (100 мм) диаметра, в более широком, по сравнению с обратными отвесами, диапазоне измерений.
10.24. При измерении подвижек внутри оползня возможно использование электромагнитной системы ориентирования в навигации (ЭМСОН).
Средняя квадратическая погрешность определения смещения вдоль каждой из трех осей составляет не более 0,01 % от расстояния между датчиком в скважине и измерительным устройством на поверхности.
10.25. При определении глубины плоскости скольжения допускается использовать периодический спуск в скважину малого диаметра (обсадная труба 100 мм) стержня (или трубы) диаметром 50 мм и длиной 1 м (забой ниже предполагаемой плоскости скольжения). При этом после подвижки оползня стержень должен остановиться на глубине плоскости скольжения.
10.26. При вращательном характере движения оползня рекомендуется использовать при геодезических наблюдениях серийные наклономеры или выполнять локальное измерение превышения между двумя закрепленными на местности марками базиса (длина - несколько метров вдоль радиуса вращения).
10.27. Для наблюдения за раскрытием трещин применяются следующие технические средства:
в скальных грунтах - щелемеры одно-, двух- и трехосные;
в дисперсных грунтах - жезлы, постоянно установленные, жестко закрепленные в одном блоке и ориентированные поперек трещины (периодически измеряется расстояние от свободного конца жезла до точки во втором блоке), или марки, установленные по обе стороны от трещины, между которыми измеряют расстояние и (или) превышение.
10.28. При значительных подвижках грунта на склоне (десятки сантиметров и более) применяется метод наземной стереофотограмметрической съемки с определением в каждом цикле по снимкам координат замаркированных на склоне точек или с созданием инженерно-топографического плана.
10.29. При наблюдениях за вертикальными смещениями склона количество опорных реперов должно быть, как правило, не менее двух. На большой территории при повышенных требованиях к точности вертикальных смещений количество опорных реперов вокруг склона следует увеличивать.
Для повышения надежности измерений рядом с опорным репером рекомендуется закладывать два репера аналогичной конструкции с образованием куста реперов (располагаемых, как правило, на удалении 20-40 м друг от друга).
10.30. Опорные реперы рекомендуется закладывать вне зоны смещения оползня, по возможности в выходы скальных пород. Допускается закладка скальных марок в скальные породы и устройство над ними защитных колодцев. При отсутствии выходов скальных пород опорные реперы рекомендуется закладывать по конструкции как грунтовые на 1,5-2 м ниже глубины максимального промерзания грунта или стенные, закладываемые в здания (сооружения).
Контроль устойчивости опорных реперов осуществляется способами:
периодического измерения превышений внутри куста реперов (при привязке к нему нивелирных ходов цикла);
измерения превышений между кустами реперов (приложение нивелирных ходов между кустами или сравнение превышений сети, уравненной как свободная с привязкой к одному исходному реперу).
Допуски при контроле устойчивости опорных реперов устанавливаются в программе изысканий с учетом средней квадратической погрешности определения превышений на станции и между реперами.
10.31. Глубина закладки деформационных знаков зависит от задач наблюдений и точности геодезических измерений. В дисперсных грунтах глубину закладки деформационных знаков устанавливают от 0,5 м ниже поверхности склона и до 1,5 м ниже глубины максимального промерзания грунта.
10.32. Вертикальные смещения деформационных марок на склоне определяют, как правило, методом геометрического нивелирования. Допускается применение метода тригонометрического нивелирования для определения вертикальных смещений марок в труднодоступных местах, а также в случаях, когда применение этого метода экономически нецелесообразно.
10.33. При применении метода геометрического нивелирования разрабатывается проект схемы сети и выполняется расчет необходимой точности определения превышений на станции.
10.34. В зависимости от расчетной средней квадратической погрешности определения превышений на станции в нивелирной сети может быть применена методика нивелирования II-IV классов (приложение В) или нивелирования короткими лучами.
10.35. При выполнении нивелирования короткими лучами следует использовать нивелиры со зрительной трубой увеличением 30х и более, снабженные плоскопараллельной пластинкой и отсчетным барабаном, а также инварные нивелирные рейки типа РН-05.
Длина визирного луча при нивелировании не должна превышать 25-30 м, высота визирного луча над поверхностью земли не должна быть менее 0,5 м.
Средняя квадратическая погрешность определения превышений на станции не должна превышать 0,08-0,10 мм (при проложении хода в прямом и обратном направлениях) и 0,15 мм (при проложении хода в одном направлении).
Допустимые невязки нивелирных ходов и замкнутых полигонов должны рассчитываться из условия, что предельная погрешность равна утроенной средней квадратической погрешности.
10.36. При наблюдениях за горизонтальными смещениями склона в качестве опорных плановых геодезических пунктов могут служить геодезические знаки, заложенные за пределами потенциально неустойчивого склона, а также совмещенные (или расположенные рядом) с обратными отвесами и инклинометрами, у которых нижние точки располагаются глубже возможной плоскости скольжения.
10.37. При повышенных требованиях к точности определения горизонтальных смещений и частоте наблюдений в качестве геодезических знаков опорной сети рекомендуется использовать трубчатые знаки (скальные грунты), выступающие над поверхностью земли на 1,2 м и имеющие приспособления для принудительного механического центрирования с погрешностью 0,1-0,3 мм.
Допускается закрепление точек опорной геодезической сети грунтовыми реперами, скальными марками и бетонными монолитами в виде усеченного конуса высотой 0,5-0,6 м.
10.38. Для наблюдений за горизонтальными смещениями геодезических знаков используются следующие методы:
прямые и обратные угловые и линейные засечки (теодолитом, светодальномером, электронным тахеометром) или их сочетание (открытая местность);
створный метод (с линией створа, перпендикулярной вектору смещений) как в открытой местности (при взаимной видимости между опорными геодезическими пунктами), так и в закрытой местности (способ вытянутого угломерного хода);
линейные измерения по знакам, заложенным вдоль направления смещения склона (светодальномером, лентой, рулеткой);
полигонометрия (закрытая, залесенная местность).
При совмещении знаков опорных геодезических сетей с обратными отвесами, инклинометрами целесообразно применение полярного метода или способа измерения горизонтальных углов на опорном геодезическом пункте, в случае, когда линия визирования примерно перпендикулярна направлению подвижки склона. При этом исходным направлением служит направление на удаленный ориентир.
На больших территориях целесообразно применение метода спутниковой геодезии с использованием трех приемных станций, две из которых устанавливают на опорных геодезических пунктах, или построения сетей двух уровней, при котором определяют координаты точек на склоне с повышенной точностью и используют их в качестве опорных для определения подвижек оползня, приведенными методами.
10.39. Геодезические наблюдения на склоне за деформациями зданий и сооружений (существующих или возводимых) должны проводиться в соответствии с требованиями пп. 10.92-10.101.