Мониторинг грунтового массива

Грунтовый массив — основание, которое несёт и новое здание, и всё, что стоит вокруг. Когда рядом роют котлован, откачивают воду или пригружают территорию насыпью, напряжения в грунте перераспределяются, и он начинает деформироваться. Часть этих деформаций уходит в стороны и вниз, часть — к соседним фундаментам и сетям.

Мониторинг грунтового массива отвечает на вопрос, как и где движется грунт. Он входит в геотехнический мониторинг по СП 305.1325800.2017, опирается на требования к основаниям СП 22.13330.2016 и методы измерения деформаций по ГОСТ 24846-2019. Результаты сопоставляем с данными инженерных изысканий и с расчётом в проекте: так проверяем, насколько реальный грунт ведёт себя в соответствии с прогнозом.

Когда нужен мониторинг грунта

Глубинные марки

Глубинная марка — это якорь, закреплённый в грунте на заданной отметке, и стержень, выведенный на поверхность внутри защитной трубы. Труба отделяет стержень от окружающего грунта, поэтому нивелирование головки марки показывает перемещение именно того слоя, где стоит якорь.

Ставим марки кустами на разные глубины — например, в пределах активной зоны под фундаментом соседа и ниже неё. Сравнение осадок марок разной глубины показывает, какой слой даёт основную деформацию. Глубины и места установки задаёт программа мониторинга по данным изысканий; бурение выполняем по согласованию с заказчиком.

Поверхностные марки

Поверхностные марки — простой и надёжный способ видеть осадки грунта. Их закладываем в грунт ниже глубины промерзания или крепим в покрытии, а головку защищаем крышкой. Чаще всего ставим створами — рядами, перпендикулярными стене котлована, с уменьшением шага ближе к бровке.

По ведомости осадок в створе строим профиль: максимум у ограждения и затухание по мере удаления. Ширина зоны, где осадки заметны, — реальная зона влияния котлована. Её сравниваем с расчётной из проекта и при расхождении предупреждаем заказчика.

Склоны и оползневые участки

На склонах и откосах грунт смещается в основном по горизонтали — вниз по склону. Здесь закладываем марки по профилям поперёк склона и определяем их плановое и высотное положение тахеометрической съёмкой. Для глубинных смещений программа может предусматривать инклинометрические скважины.

Осматриваем склон в каждом цикле: трещины отрыва, бугры выпирания, заболоченность, состояние дренажа и подпорных стен. Особое внимание — после ливней и снеготаяния, когда оползневые процессы активизируются. Геодезическое оборудование подбираем под программу.

Связь с инженерными изысканиями

Мониторинг грунта и инженерные изыскания работают в паре. Изыскания дают разрез: какие слои, на каких отметках, с какими характеристиками и где стоит вода. По ним проектировщик считает деформации, а мы выбираем глубины глубинных марок и места скважин.

Результаты мониторинга, в свою очередь, проверяют расчёт. Если грунт деформируется сильнее прогноза, это повод уточнить расчётную модель и, возможно, изменить технологию работ. Для обследования оснований существующих зданий применяем георадар «ЛОЗА-1»: он помогает найти пустоты и разуплотнения без вскрытия — подробнее на странице георадарного обследования.

Если изыскания на площадке устарели или выполнены в другом месте участка, обсуждаем с заказчиком дополнительные скважины. Ошибка в разрезе стоит дороже бурения: марка, поставленная выше слабого слоя, покажет спокойную картину там, где грунт на самом деле движется.

Почему грунт деформируется при стройке

Деформации грунтового массива вызывают несколько механизмов, и у каждого свой характер развития:

• разгрузка при выемке — грунт под дном котлована и за ограждением разуплотняется и смещается в сторону выемки;
• смещение ограждения — даже небольшой прогиб шпунта или стены в грунте тянет за собой грунт за бровкой;
• снижение уровня подземных вод — уменьшается взвешивающее действие воды, и грунт уплотняется под собственным весом; подробнее на странице мониторинга подземных вод;
• динамика — погружение шпунта и свай, работа тяжёлой техники уплотняют рыхлые пески;
• пригрузка — отвалы, складирование материалов, временные дороги у бровки.

Понимание механизма важно для выводов: осадка от водопонижения развивается иначе, чем осадка от смещения ограждения, и требует других мер.

Слабые грунты и длительная консолидация

На водонасыщенных глинах, суглинках, торфах и илах осадки развиваются медленно — месяцами и годами после окончания воздействия. Вода постепенно отжимается из пор, и грунт продолжает уплотняться. Поэтому на таких площадках важно продолжать наблюдения после завершения подземной части и оценивать затухание по скорости осадок, а сам момент стабилизации подтверждать измерениями. Критерий стабилизации задаёт программа мониторинга.

Обработка и отчёт

В отчёте по каждому циклу даём:

• ведомость отметок поверхностных и глубинных марок, осадки за цикл и с начала наблюдений;
• профили осадок по створам от котлована;
• графики осадок во времени с отметками этапов стройки;
• сопоставление осадок разных глубин;
• оценку скорости и тенденции: затухание, стабилизация или рост;
• сравнение с расчётом и пороговыми значениями программы.

Как организуем работу

1. Изучение изысканий и проектаРазрез, уровень воды, расчётная зона влияния, требования программы.
2. Схема точекСтворы поверхностных марок, кусты глубинных марок, профили на склоне.
3. Закладка марокБурение, установка якорей и защитных труб, оголовки, реперы вне зоны влияния.
4. Нулевой циклИсходные отметки и координаты всех марок до начала воздействий.
5. ЦиклыИзмерения по графику программы, внеплановые после ливней или при росте осадок.
6. ЗаключениеИтоговые осадки, стабилизация, сравнение с расчётом.

Стоимость и сроки

Стоимость зависит от числа и глубины марок, объёма бурения, частоты циклов и срока наблюдений. Смету считаем после изучения изысканий и проекта или выезда на объект. Выезд по Москве и МО обычно в течение 1–3 дней после согласования, камеральная обработка — 5–15 дней.

Вопросы и ответы