S&T (Super Tehnology)

ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОТЛОВАНОВ И ФУНДАМЕНТОВ
В УСЛОВИЯХ ГОРОДСКОЙ ЗАСТРОЙКИ

На сегодняшний день все высотные здания, возводящиеся в г. Франкфурт-на-Майне (рис. 1), сопровождаются измерительным контролем как перед началом и во время производства работ, так и при эксплуатации здания. В большинстве случаев измерения проводятся Техническим Университетом г. Дармштадт по поручению строительного надзора г. Франкфурт-на-Майне.

Инструменты для проведения мониторинга

Одним из самых важных элементов проведения коплексного геотехнического мониторинга является контроль за нагрузками и деформациями стенок крепления котлована вследствие выемки грунта. Основным инструментом для мониторинга деформаций крепления котлована являются инклинометры.

В предварительно встроенную в стенку котлована трубу опускается датчик, который измеряет наклон относительно вертикали. Такие измерения проводятся с регулярными интервалами и перед решающими этапами строительства, как например, большой объём выемки грунта, работа тяжёлой строительной техники в непосредственной близи от крепления котлована и т.д.

Аналогичной цели служат реперы, устанавливаемые на стенках крепления котлована, геодезическая съемка которых проводится с теми же интервалами, что и измерения инклинометром.

Для контроля нагрузки возможно измерение силы, действующей на распорки котлована, с помощью тензометрических датчиков или динамометров. При постоянных измерениях, которые представлены на рис. 3, можно предсказать наступление критического состояния и соответственно изменить процесс строительства или принять конструктивные меры.

Измерение нагрузки на несущие конструкции, а именно на сваи и фундаментную плиту, в процессе строительства и периода эксплуатации здания даёт точные и реалистичные данные о действительных усилиях в этих элементах конструкции. Для измерения общей нагрузки на сваю и для раздельного описания составляющих общей несущей способности (под концом и по боковой поверхности свай) применяются динамометры и тензометрические датчики.

Динамометр, применяемый для измерения давления в свах, представляет собой гидравлическую подушку давления, наполненную жидкостью, изменение давления в которой фиксируется установленным мембранным датчиком. Для достаточного контакта между динамометром на нижнем конце сваи и грунтами основания, необходимо разместить бетонный конус на конце сваи. Второй динамометр располагается на верхнем конце сваи и измеряет общую нагрузку на сваю. По длине сваи, на арматурном каркасе, расположены тензометрические датчики, фиксирующие значения деформаций в свае.

Для измерения вертикальных деформаций в свайных фундаментах или в других бетонных конструкциях наравне с тензометрическими датчиками применяется принцип колеблющейся струны. Метод измерения состоит в том, что натянутая струна приводится к определенной частоте колебания посредством магнитного поля; при изменении длины струны изменяется амплитуда. На основе предварительного калибрирования измерительного прибора по изменению амплитуды определяется напряжение в конструкции. Во время мониторинга также проводится измерение напряжений и деформаций в грунтовом массиве. Контроль выбранной модели грунтов проводится измерением осадок в различных слоях грунтов с помощью экстензометров. Также возможно применение экстензометров для измерения выпора грунта.

Для измерения взвешивающего действия воды применяются датчики порового давления, которые устанавливаются, как правило, под фундаментной плитой.

При водопонижении, в рамках мониторинга, производятся скважины для регулярного измерения уровня грунтовых вод как внутри котлована, так и за его пределами, в области влияния депрессионной воронки водопонижения .