Геофизические работы

3.6 Геофизические работы

Геофизические исследования на участках размещения зданий и сооружений следует предусматривать для установления характеристик инженерно-геокриологических условий в пределах сферы взаимодействия проектируемых сооружений с многолетнемерзлыми грунтами оснований: уточнения показателей льдистости грунтов по площади и разрезу, глубины залегания коренных пород, их трещиноватости, изучения криогенных процессов, а также решения других задач (п. 5.7) СП 11-105-97 Часть 1 [14] и обоснованием в программе изысканий.

Геофизические работы планируется проводить с целью выявления и прослеживания зон вечномерзлых грунтов.

В связи с этим необходимо выполнить электроразведку. Электроразведку планируется проводить в двух модификациях: 1) вертикальные электрические зондирования (ВЭЗ), необходимые для изучения мерзлых грунтов по глубине; 2) электропрофилирование (ЭП), необходимое, для оконтуривания зоны распространения многолетнемерзлых грунтов. [15]

Сущность вертикального электрического зондирования заключается в исследовании зависимости между кажущимся сопротивлением и расстоянием от точки наблюдения поля до источника. Для выполнения ВЭЗ можно применять любую из установок, однако технически наиболее просто выполнять зондирование симметричной установкой АМNB. При зондировании такой установкой изучается зависимость кажущегося сопротивления от расстояния между питающими заземлениями.

Немаловажным для проведения детальных геофизических исследований является использование метода электрического профилирования. Профилирование предполагается осуществлять симметричной установкой АМNB. Установка для электрического профилирования состоит из питающей АВ и измерительной MN линий, источника питания и измерительного прибора.

ВЭЗ планируется осуществлять по схеме АМNB с размером питающей линии АВ до 150 м. Всего планируется пройти 3 профиля с шагом 100 м, и расстоянием между ними 50 м. Итого 58 точек.

Электропрофилирование будет выполняться по схеме АМNB с АВ до 150 м, планируется пройти 3 профиля с шагом 100 м, расстоянием между ними 50 м. Итого 58 точек.

Работы необходимо выполнять согласно «Инструкции применения электроразведки на постоянном токе при инженерно – геологических изысканиях. РСН – 43 – 74».

3.7 Отбор проб

В зависимости от свойств грунтов, характера их пространственной изменчивости, а также целевого назначения инженерно-геологических работ в программе изысканий рекомендуется устанавливать систему опробования соответствующим расчетом.

Для исследования строительной площадки под застройку необходимо опробовать 48 скважин, пробы будут отбираться нарушенного и ненарушенного сложения.

Разрез предоставлен 6 инженерно-геологическими элементами.

Пробы нарушенного сложения отбираются из буровых скважин и шурфов из расчета 1 проба на 2 метра, если инженерно-геологический элемент мощностью более 2 м, если менее 2 м, то пробы отбираются из каждой разновидности грунта. В данном случае инженерно-геологические элементы мощностью более 2 м.[14]

Тогда проектируем отбор проб нарушенного сложения, одна проба через два метра. Пробы ненарушенного сложения отбираем в количестве не менее шести на каждый ИГЭ.

На площади проектируется отобрать пробы:

- нарушенного сложения- 210 проб;

- ненарушенного сложения- 60 проб. Всего 270 проб.

3.8 Стационарные наблюдения

3.8.1 Метод полевого определения температуры

Полевые измерения температуры выполняются в целях:

- получения конкретных данных о температуре мерзлых, промерзающих и протаивающих грунтов для использования их в теплотехнических расчетах при проектировании;

- оценки и прогноза устойчивости территории основания;

- назначения глубины заложения и выбора типа фундаментов зданий и сооружений и определения их несущей способности;

- контроля и оценки изменений, происходящих в тепловом режиме грунтов в результате возведения и эксплуатации зданий и сооружений или осуществления различных инженерных мероприятий.

Измерения температуры грунтов должны выполняться в заранее подготовленных и выстоянных скважинах переносимыми или стационарными термоизмерительными комплектами, представляющими собой гирлянды электрических датчиков с соответствующей измерительной аппаратурой. В качестве электрических датчиков температуры грунтов следует применять чувствительные элементы промышленных медных термометров сопротивления с номиналом 100 Ом (например, ЭСМ-03 по ТУ 25. 02. 738. 71).

Монтаж гирлянды электрических датчиков температуры должен выполняться по схеме, однотипным (из одной бухты) многожильным медным проводом сечением 0,35-0,5 мм² с надежной изоляцией; места спаек должны быть электро- и гидроизолированы.

Разница в сопротивлениях соединительных проводов, измеренная на клеммах разъема, не должна превышать 0,01 Ом; сопротивление изоляции проводов, шунтирующее датчик, должно быть не менее 2 Мом.

В качестве измерительных приборов к электрическим датчикам следует применять специальные термометрические многопредельные неравновесные мосты или потенциометры постоянного тока, отградуированные в градусах Цельсия, при цене деления шкалы не более 0,1ºС, либо лабораторные мосты сопротивлений класса точности 0,05-0,1% (МО-62, МО-64, Р-39 и т.п.), подключаемые к гирлянде через узел коммутации.

При инженерно-геокриологических исследованиях глубины измерения температуры в скважинах диаметром не более 160 мм следует принимать: в пределах первых 3 м – кратными 0,5 м; затем, до глубины 5 м – кратными 1 м; далее – на глубинах 7 и 10 м.

Измерения температуры грунтов следует производить в следующем порядке:

перед спуском термоизмерительной гирлянды в скважину проверяют рабочую глубину скважины, отсутствие в ней воды;

в скважину опускают гирлянду на заданную глубину, закрепляют во входном отверстии скважины пробкой и оставляют на время выдержки;

оценивают период выдержки;

по истечении периода выдержки гирлянды в скважине производят измерения и регистрацию температуры грунта, термометры извлекают по одному из скважины, не допуская попадания на термометр прямых солнечных лучей;

производят оценку значений температуры путем сопоставления их между собой или с данными предыдущих измерений. При наличии аномальных отклонений измерения следует повторить;

по окончании измерений переносную гирлянду извлекают из скважины, скважину закрывают пробкой, а короб крышкой.

Время выдержки гирлянды электрических датчиков составляет 1 час.

Температуру грунтов t_iна глубине d_i, измеряемую мостом электрических сопротивлений надлежит вычислять по формуле

 (14)

где R_i – электрическое сопротивление, измеренное при положениях переключателя К₁, К₂,…, К_n, Ом;

R_о – номинал сопротивления электрического термометра, Ом, при температуре 0ºС;

R_s= R_L+ R_o – суммарное сопротивление линии связи R_L и образцового резистора, определяемое в положении К_о переключателя, Ом;

α – температурный коэффициент сопротивления (для медного провода α=0,00426), 1/ºС;

Δ – индивидуальная поправка на «место нуля» электрического термометра, ºС.

По результатам измерений температуры грунтов следует составлять технический отчет, который должен включать:

- техническое задание и программу проведения термоизмерительных работ;

- примененную методику измерений;

- оценку инструментальных и дополнительных погрешностей;

- акты проверок измерительной аппаратуры;

- ситуационный план площадки с указанием плановой и высотной привязки скважин;

- сводную ведомость температуры грунтов;

- графические материалы;

- выводы о результатах термоизмерительных работ. [ГОСТ 25258-82 Метод полевого определения температуры]

В термометрических скважинах (3 скважины) используются для ведения стационарных наблюдений в период проектирования, строительства, эксплуатации и ликвидации сооружений. Наблюдения в скважинах за температурой пород должны проводиться в течение года. С октября по март замеры будут проводиться 1 раз в 10 дней, а с апреля по сентябрь – 1 раз в месяц. Итого будет проделано 72 замера.