- •Глава I
- •§ 1. Основные виды инженерных сооружений
- •§ 2. Проект и его содержание
- •§ 3. Стадии проектирования
- •§ 4. Изыскания
- •Глава II
- •§ 5. Роль, состав и виды экономических изысканий
- •§ 6. Экономическое сравнение вариантов
- •§ 7. Экономическое трассирование
- •§ 8. Инженерная геология и ее роль в строительстве
- •§ 9. Инженерно-геологическая классификация горных пород
- •§ 10. Основные свойства горных пород как оснований сооружений
- •§ 1. Подземные воды
- •Глава IV
- •§ 12. Просадочные явления на лёссовидных породах
- •§ 13. Суффозия
- •§ 14. Оползни
- •§ 15. Болота - торфяники
- •§ 16. Промерзание грунта
- •§ 17. Вечная мерзлота
- •§ 18. Тектонические явления
- •Глава V
- •§ 20. Инженерно-геологические карты
- •§ 21. Буровые и горнопроходческие разведочные работы
- •§ 22. Правила безопасного| ведения
- •§ 23. Геодезическая привязка геологических выработок
- •§ 24. Электроразведка
- •§ 25. Сейсморазведка
- •§ 26. Магнитная разведка
- •§ 27. Гравиметрическая разведка
- •§ 28. Полевые методы изучения физико-технических свойств грунтов
- •§ 29. Гидрогеологические исследования
- •§ 30. Поиски строительных материалов
- •Глава VI
- •§ 31. Роль гидрологических изысканий
- •§ 32. Круговорот воды в природе. Водный баланс
- •§ 33. Речная система
- •§ 34. Река и ее характеристики
- •§ 35. Закономерности движения воды в русле
- •§ 36. Режим уровней и расходов воды
- •§ 37. Хар4ктеристики стока. Факторы, влияющие на сток
- •§ 38. Способы определения нормы стока
- •§ 39. Обеспеченность стока
- •§ 40. Расчеты максимального и минимального расхода воды
- •§ 41. Работа и энергия реки
- •§ 42. Кривая подпора
- •§ 43. Речные наносы
- •§ 44. Регулирование стока
- •Глава VII
- •§ 45. Изучение колебаний уровней воды
- •§ 46. Геодезические работы
- •§ 48. Определение расходов воды
- •§ 49. Изучение твердого стока
- •§ 50. Правила по технике безопасности при выполнении гидрометрических работ
- •Глава VIII
- •§ 51. Назначение и состав инженерно-геодезических изысканий
- •§ 52. Технические требования
- •Глава IX
- •§ 53. Состав
- •§ 55. Трассирование
- •§ 56. Полевое трассирование
- •§ 57. Особенности изысканий каналов, магистральных трубопроводов, линий электропередач, линий связи
- •Глава X
- •§ 58. Состав инженерно-геодезических изысканий
- •§ 59. Виды планового
- •§ 60. Составление и оценка проектов планового и высотного геодезического обоснования
- •1. Оценка проекта планового обоснования
- •§ 61. Методика угловых и линейных измерений. Методика нивелирования
- •§ 62. Обработка результатов измерений
- •§ 63. Крупномасштабные топографические съемки
- •§ 64. Техника безопасности при геодезических изысканиях
- •Глава XI
- •§ 65. Требования
- •§ 66. Причины нарушения устойчивости геодезических пунктов
- •§ 67. Выбор места и глубины закладки знаков
- •§ 68. Конструкция геодезических знаков для различных грунтовых условий
- •§ 69. Способы закладки грунтовых геодезических знаков
§ 66. Причины нарушения устойчивости геодезических пунктов
К основным причинам смещения геодезических пунктов можно отнести экзогенные, эндогенные и техногенные процессы.
Как известно (§ 16), под экзогенными понимают процессы, связанные с воздействием таких внешних факторов, как температура и влажность. Эндогенные процессы обусловлены внутренними силами земли и выражены в медленных опусканиях или поднятиях земной, коры или быстрых сейсмических нарушениях. Техногенные процессы обусловлены деятельностью человека.
Наиболее важными, повсеместными, непрерывно происходящими являются экзогенные процессы. Их воздействие на геодезические пункты, заложенные в мягкие грунты, существенно и поэтому должно быть изучено и учтено при закладке пунктов.
Экзогенные процессы изменяют гидротермический режим грунта, что в свою очередь ведет к нарушению устойчивости таких легких конструкций, как геодезические центры и реперы.
Наиболее существенно влияет на геодезические центры процесс пучения. Рассмотрим его динамику.
П редположим, что в мягкий грунт заложен стандартный центр — монолит с трубой (рис. 118). Монолит заложен на небольшую глубину, в промерзающую толщу грунта. Под влиянием отрицательных температур воздуха грунт постепенно начинает промерзать. Увеличиваясь в объеме, промерзающий грунт несколько приподнимается (пучится), а так как труба центра смерзается с грунтом, то под действием этих касательных сил, приложенных к боковым стенкам, начинается процесс поднятия центра. Однако развиваемое в первое время усилие по подъему центра еще недостаточно, чтобы преодолеть вес знака и противодействие окружающего грунта, поэтому знак сохраняет свое первоначальное положение, а имевшийся контакт, благодаря смерзанию грунта с трубой, нарушается — труба проскальзывает по грунту. Но постепенно все большая и большая часть конструкции знака оказывается смерзшейся с грунтом; силы пучения нарастают и в какой-то момент они оказываются приложен- ными не только к боковым стенкам, но и к основанию монолита, тогда начинают действовать нормальные силы, которые в десятки раз превышают удельную величину касательных сил. С этого момента процесс пучения идет особенно интенсивно. В итоге вся конструкция знака приподнимается.
В силу обратимости процесса пучения казалось бы, что после оттаивания грунта центр должен вернуться в свое первоначальное положение. Однако этого не происходит. При обратном процессе — оттаивании — под основание монолита частично попадает (подтекает) грунт с боков монолита. В итоге, после того как грунт принимает положительную температуру, монолит не встает на прежнее место. Поскольку этот процесс ежегодно повторяется, то знак с каждым годом поднимается все выше и выше. В практике геодезических работ были случаи, когда монолит центра в результате выпучивания оказывался поднятым до поверхности земли.
Процесс пучения геодезических знаков — наиболее распространенный, однако возможно, что в мягких, сильно увлажненных грунтах тяжелые бетонные знаки (пилоны) могут давать заметную осадку.
Под действием морозного пучения геодезические центры испытывают главным образом вертикальные смещения, однако при этом возможны и плановые сдвиги. Чаще такие сдвиги являются следствием неравномерной осадки или подъема якоря знака. Неравномерная осадка может быть следствием неодинакового уплотнения грунта под основанием знака непосредственно после его закладки; неравномерный подъем может произойти от неоднородного пучения разнородных по минеральному составу и степени увлажнения грунтов. Исследования, выполненные ЦНИИГАиК в различных грунтовых условиях, показали, что плановые смещения бетонных геодезических центров могут достигать 5—10 мм, и тенденция к такому смещению больше у знаков, расположенных в северных областях страны, и меньше на юге.
Эндогенные процессы обычно распространяются на значительные территории, вызывают либо медленные, либо резкие (сейсмические) нарушения в положении земной поверхности. Медленные проявления эндогенных сил практически безвредны для инженерных сооружений. Но система геодезических и особенно высотных пунктов, расположенных на активных участках земной поверхности, при этом изменяет свои отметки. И если такие изменения можно считать несущественными для высотной сети низшего класса, используемой для нужд строительства, то отметки реперов высших классов должны периодически исправляться. Для выявления вертикальных. смещений и контроля за устойчивостью реперов I и II классов рекомендуется через 20—25 лет производить повторное нивелирование. Повторное нивелирование необходимо после сильных землетрясений, особенно в районах, расположенных вблизи эпицентра. Контрольное нивелирование в районе Ашхабадского землетрясения показало изменения в отметках реперов на 20—30 см.
Техногенные процессы обусловлены инженерной деятельностью человека.
Интенсивные откачки грунтовых и подземных вод, добыча полезных ископаемых, строительство тоннелей (метро) и тяжелых (высотных) сооружений, сотрясения сооружений и грунтов от работы машин и механизмов, а также от движения транспорта — вот неполный перечень причин, приводящих к нарушению устойчивости геодезических пунктов.
Регулярные интенсивные откачки подземных вод, необходимые для водоснабжения населенных мест, особенно больших городов, откачки для понижения уровня подземных вод в местах (шахтах) добычи полезных ископаемых, ведут к опусканию земной поверхности, причем область опускания распространяется далеко за пределы города или места разработки. Известно, например, что центральная часть* г. Москвы за период 1936—1950 г. вследствие регулярного изъятия подземной воды опустилась на 1—2 см, а отдельные районы столицы Мексики (за 75 лет) опустились на 6 м. При этом замечено, что с понижением уровня грунтовых вод на 1 м поверхность земли опускается на 3—5 см.
На 5—10 см могут давать осадку здания, расположенные в зоне строительства тоннелей. Постоянные сотрясения от движущихся автомашин и железнодорожных составов также способствуют осадке реперов. Поэтому ранее распространенная система закладки реперов в устоях железнодорожных мостов, в фундаментах водонапорных башен и станционных зданиях, расположенных вблизи полотна дороги, не может считаться удачной и отвечающей требованиям устойчивости высотных геодезических точек.