Содержание к диссертации
Введение
1. Изучение оползней выдавливания в г. Москве 8
1.1. Распространение оползней на территории г. Москвы 8
1.2. Эволюция техногенной нагрузки и ее влияние на развитие оползневого процесса 12
1.3. Опыт исследования оползней выдавливания в г. Москве 17
1.4. Современные инструментальные методы изучения оползней 19
Выводы 21
2. Изучение оползневого процесса на участке Воробьевы горы 23
2.1. Историческая справка 23
2.2. Организация системы мониторинга 32
2.3. Геоморфологические условия 38
2.4. Геологическое строение 39
2.5. Физико-механические свойства грунтов 65
2.6. Гидрогеологические условия 69
2.7. Результаты выполненных исследований 70
Выводы 74
3. Изучение оползневого процесса на участке Коломенское 75
3.1. Историческая справка 75
3.2. Методы, применявшиеся для наблюдений за динамикой развития процесса 77
3.3. Геоморфологические условия 82
3.4. Геологическое строение 83
3.5. Физико-механические свойства грунтов 91
3.6. Гидрогеологические условия 93
3.7. Результаты выполненных исследований 93
Выводы 100
4. Изучение оползневого процесса на участке Хорошево-1 101
4.1. Историческая справка 101
4.2. Методы, применявшиеся для наблюдений за динамикой развития процесса 103
4.3. Геоморфологические условия 107
4.4. Геологическое строение 108
4.5. Физико-механические свойства грунтов 115
4.6. Гидрогеологические условия 130
4.7. Результаты выполненных исследований 131
Выводы 151
5. Основные направления изучения глубоких оползней 153
5.1. Геолого-тектонические условия и история развития глубоких оползней 153
5.2. Сравнительная характеристика инструментальных методов ведения мониторинга 156
5.3. Методика обработки результатов мониторинга 157
5.4. Построение карты кровли основного деформирующегося горизонта 162
5.5. Принципы подхода к расчету дефицита устойчивости оползневых склонов 164
Выводы 166
Заключение 168
Список литературы 171
- Эволюция техногенной нагрузки и ее влияние на развитие оползневого процесса
- Организация системы мониторинга
- Методы, применявшиеся для наблюдений за динамикой развития процесса
- Методы, применявшиеся для наблюдений за динамикой развития процесса
Введение к работе
Актуальность проблемы. В последние десятилетия города на территории России стали активно развиваться, особенно это относится к крупным городам, прежде всего — к Москве.
С ростом населения города растет спрос на недвижимость, что обуславливает потребность в строительстве дополнительного жилья, и, как следствие, в новых коммуникациях. Свободного пространства становится все меньше, в связи с чем, начинается освоение участков, на которых развиты экзогенные геологические процессы, в частности - глубокие оползни вьщавливания. Прежде всего, речь идет о прокладке водонесущих коммуникаций в теле оползня. Необходимость в закреплении оползневых склонов продиктована наличием вблизи них важных инженерных сооружений и перспективой строительства новых. Для этого требуется детальная информация о динамике оползневого процесса, его глубинности, структуре оползня и механизме его развития.
Диссертация посвящена изучению механизма и кинематики глубоких оползней вьщавливания с помощью высокоточных методов наблюдений. В качестве объектов исследований выбраны оползни на Воробьевых горах (фрагмент склона от канатно-кресельной дороги до метромоста), в Коломенском (фрагмент склона от завода полиметаллов до МИФИ) и на Карамышевской набережной возле церкви Троицы Живоначальной в Хорошеве (Хорошево-1).
Цель работы заключается в выработке подхода к изучению оползневых процессов применительно к оптимизации хозяйственной деятельности на склонах, пораженных глубокими оползнями, и обеспечению безопасной эксплуатации расположенных на них промышленных объектов, разрушение которых может привести к чрезвычайной ситуации.
Для достижения поставленной цели потребовалось решить ряд задач:
Изучить динамику оползневого процесса на стадии основного смещения;
Уточнить динамику оползневого процесса на стадии подготовки;
Уточнить структуру оползней на Воробьевых горах, в Коломенском и на Карамышевской набережной;
Оценить влияние тектонических условий и истории геологического развития на формирование глубоких оползней;
Провести сравнительный анализ эффективности и информативности глубинных методов наблюдений;
Разработать оптимальную методику мониторинга и анализа его данных.
Научная новизна представляемой работы заключается в следующем:
Впервые в г. Москве инструментально зафиксированы скорости смещения глубокого оползня с основным деформирующимся горизонтом в юрских глинах на стадии основного смещения и определена продолжительность первых двух фаз;
Уточнен механизм смещения глубоких оползней выдавливания на стадии основного смещения;
Определен возраст и продолжительность оползневого цикла исследованных оползней на основе анализа истории геологического развития региона и геологического строения;
Предложен новый подход к изучению оползневых процессов, базирующийся на построении карты кровли основного деформирующегося горизонта (или комплекта карт кровли слоев, слагающих тело оползня), геологических разрезов и данных инструментальных наблюдений;
Разработана новая методика обработки данных геодезических и глубинных наблюдений за оползневым процессом;
Предложен новый подход к расчету дефицита устойчивости склона на основе данных геодезических и инклинометрических наблюдений.
Защищаемые положення:
Линии откола оползневых блоков приурочены к планетарной трещиноватости, совпадают с ее направлением и формируются до начала оползания.
Объемная модель глубоких оползней выдавливания должна создаваться на основе построения карты кровли ОДГ, геологических разрезов и данных мониторинга.
Для наблюдений за динамикой оползневого процесса необходимо и достаточно использовать высокоточную инклинометрию и наземные геодезические методы.
В теле оползня выдавливания смещение грунтов происходит послойно, с разными скоростями, в направлении уменьшения напряжений и может не совпадать с азимутом падения склона.
Практическая значимость работы. В результате исследований были получены количественные характеристики развития оползневого процесса в условиях г. Москвы, разработан новый подход к изучению упомянутого процесса, разработана методика обработки данных инструментальных наблюдений. Полученные результаты были использованы при проектировании мер инженерной защиты оползневого склона на Карамышевской набережной (Хорошево-1). Предложенный автором подход к изучению оползневых процессов может быть использован при разработке защитных мероприятий от оползней, имеющих блоковое строение.
Фактический материал собирался автором в ходе проведения инженерно-геологических изысканий и ведения мониторинга оползневых процессов на Воробьевых горах, в Коломенском и на Карамышевской набережной (Хорошево-1). В процессе работы над темой диссертации использованы фондовые материалы ОАО «Геоцентр-Москва», ОАО «ГСПИ», НИИОСП им. Герсеванова и др., многочисленные литературные источники.
Апробация работы. Отдельные вопросы работы докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава РГГРУ (2007-2008 гг.). Результаты исследований неоднократно обсуждались на совещаниях в Департаменте градостроительной политики г. Москвы, в Департаменте природопользования и охраны окружающей среды г. Москвы, с сотрудниками различных производственных организаций и научно-исследовательских институтов. Автор привлекался НИИОСП им. Герсеванова для разработки проекта мониторинга оползневых процессов на Карамышевской набережной и последующего анализа полученных результатов; принимал непосредственное участие в организации мониторинга и обработке его результатов на Воробьевых горах и в Коломенском в рамках среднесрочной экологической программы г. Москвы на 2006-2008 гг. (Постановление Правительства Москвы от 28 марта 2006 г. № 219-ПП).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 работы, в том числе 1 в журнале из перечня ВАК.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 177 страницах, сопровождается 34 рисунками и 15 таблицами. Список литературы включает в себя 81 наименование.
Работа выполнялась автором в течение 2006-2009 гг. в процессе работы в ОАО «Геоцентр-Москва» и обучения в очной аспирантуре на кафедре инженерной геологии гидрогеологического факультета РГГРУ под научно-методическим руководством кандидата геолого-минералогических наук, доцента О.Е. Вязковой, которой автор выражает самую искреннюю признательность за постоянное внимание и всестороннюю помощь.
Автор благодарит доктора геолого-минералогических наук, профессора В.В. Пендина, профессоров Л.А. Ярг, Н.Н. Ленченко, В.В.Дмитриева и Е.М.Пашкина за ценные советы и замечания во время подготовки диссертации, а также весь коллектив кафедры инженерной геологии за оказанную помощь и поддержку при выполнении работы. Автор приносит также благодарность сотрудникам ОАО «Геоцентр-Москва» С.Д. Пигариной, Н.Н. Лебкову, В.П. Васильевой, И.Г. Казаковой, И.Н. Федонкиной,
ОАО «ГСПИ» B.C. Соколову, НИИОСП им. Герсеванова И.В. Колыбину, И.К. Попсуенко, ГУП «Мосгоргеотрест» С.Г. Гаврилову, ИФЗ РАН В.А. Волкову, С.А. Моисеенко, ИГЭ РАН академику РАН В.И. Осипову, Г.П. Постоеву, Р.Г. Кальбергенову, оказавшим помощь в процессе работы над темой диссертации.
Эволюция техногенной нагрузки и ее влияние на развитие оползневого процесса
По мере развития города сначала застаивались наиболее благоприятные с инженерно-геологической точки зрения участки, потом менее благоприятные, а на сегодняшний день - те площади, которые либо пустовали (чаще всего - участки со сложными инженерно-геологическими условиями, в том числе, вблизи оползневых склонов), либо высвобождаются за счет сноса ветхого жилья, вывода предприятий за черту города и т.п. Современные оползневые склоны испытывают техногенные нагрузки разной степени интенсивности. На каждом активном оползневом участке или в непосредственной близости от них присутствуют важные хозяйственные объекты (таб. 1.2).
Одним из наиболее ярких примеров негативного антропогенного воздействия на ход оползневого процесса является участок Коломенское, расположенный вдоль Каширского ш. между заводом полиметаллов и институтом ВНИИХТ. Техногенное воздействие на устойчивость склона в пределах этого амфитеатра включает в себя: дополнительную пригрузку склона зданиями, расположенными в его прибровочной полосе; утечки из большого количества водонесущих коммуникаций, расположенных на склоне; выполнение в два этапа (1974 г. и 1984 г.) противооползневых мероприятий; переформирование рельефа склона свалками большого объема грунта в тыловом шве оползневой террасы. Уникальность этого участка заключается еще и в том, что именно здесь в 1978 г. произошла экологическая катастрофа (разрыв Чертановских коллекторов и сброс фекальных вод в Борисовские пруды), вызванная активизацией оползневых подвижек, спровоцированных негативным техногенным воздействием. Техногенные нагрузки могут иметь и положительное влияние на устойчивость склонов, если речь идет о противооползневых мероприятиях. На сегодняшний день из 10 современных оползневых склонов выявляются признаки активизации оползневых смещений на 7 (Москворечье, Нижние Мневники, Хорошево-1, Хорошово-2, Серебряный бор, Воробьевы горы, Коломенское).
При этом на 6 участках в разные годы были выполнены противооползневые мероприятия (Воробьевы горы, Коломенское, Фили-Кунцево, Хорошево-2, Поклонная гора, Тушино), но свою эффективность сохранили лишь в Тушино и на Поклонной горе. На наш взгляд, может быть несколько причин снижения эффективности мер инженерной защиты оползневых склонов: 1. выполнение неполного комплекса защитных мероприятий; 2. укрепление склонов в период активности оползней; 3. недоучет деталей механизма оползневого процесса; 4. ошибки при определении физико-механических свойств грунтов; 5. недоучет интенсивности и роста негативных техногенных нагрузок. Изучение оползней в г. Москве началось с Воробьевых гор в первой половине XIX века. Воробьевы горы изучало множество исследователей: Гюльденштедт, Вельдгейм (1837 г.); Робер (1839 г.), Мурчисон (1845 г.); Фрерс и Рулье (1846 г.); Ауэрбах (1847 г.); Романовский (1856 г.); Ромер (1861 г.); Траутшольд (1861 г.); Шуровский (1866 г.); Никитин (1877 и 1890 гг.). На этом этапе интерес был общенаучный и основное внимание было направлено на изучение геологического строения территории. Указанными исследователями за этот период был собран значительный фактический материал в виде описаний естественных обнажений пород, большая коллекция фауны и были сделаны попытки к обобщению этого материала. Более детальному изучению Воробьевы горы подвергались с 1908 года по 1936 год, в связи с проектированием на этой территории отдельных сооружений. С этой целью на Воробьевых горах в этот период проводятся уже предварительные инженерно-геологические исследования и закладываются буровые скважины. К этому периоду относятся работы следующих исследователей: А. В. Павлова (1908 г.); А.П.Иванова (1920-1925 гг.); Б. М. Данышша (1921-1934 г.); 1-І. Н. Лущихина (1924 г.); С. Я. Яковлева и Д. Д. Беляева (1934 г.); И. С. Рогозина (1935 г.), Е. Е. Сомова (1935 г.); А. И. Дмитриева (1934-1956 гг.); Г.С. Золотарева (1935 г.) и работа МВМС под Андреевский канал и по руслу р. Москвы. История целенаправленного изучения оползней в г. Москве началась в 1954 году, когда по заданию Исполкома Московского Совета депутатов трудящихся Министерство геологии и охраны недр СССР организовало при Московской гидрогеологической станции Оползневую партию (начальник Данильченко Я.Я., технорук Кюнтцель В.В.) с целью проведения работ по оценке состояния склонов на оползневых участках города Москвы. В 1959 г. Оползневая партия была реорганизована в Московскую оползневую станцию, затем - в Инженерно-геологическую партию Центральной инженерно-геологической и гидрогеологической экспедиции. Инженерно-геологическая партия начала стационарные наблюдения на крупнейших оползневых участках города Москвы -Коломенском, Фили-Кунцево, Воробьёвы горы [59]. Московская оползневая станция в 1956-64 годах одновременно с детальными стационарными наблюдениями на оползневых участках г. Москвы развернула региональные исследования в пределах бассейна р. Москвы. На наиболее важных участках станция ежегодно проводила повторные оползневые съёмки в масштабе 1:2000 и 1:5000. Стационарное изучение развития оползней включало: ежегодные дежурные весенние обследования, визуальные обследования в последующую часть года, стационарные наблюдения за развитием оползней с помощью инструментальных геодезических наблюдений, наблюдений по различного рода маркам, глубинным реперам и за оползнеобразующими факторами - влажностью грунтов в зоне аэрации, промерзанием грунтов, колебаниями уровня ближайшего к поверхности водоносного горизонта [7, 80].
Организация системы мониторинга
В 2007 г. на участке Воробьевых гор от церкви Троицы Живоначальной до метромоста была организована наблюдательная сеть (рис. 2.1). Пункты наблюдений расположены по створам, которые заложены по линии падения склона, от его бровки до уреза р. Москвы. Такой принцип размещения пунктов наблюдений продиктован тем, что по падению склона наблюдается наибольшая изменчивость геологического строения и гидрогеологических условий, напряженно-деформированного состояния массива. Длина каждого створа около 300 м. Для сопоставления между собой различных показателей процесса створы являются комплексными: в каждом из них предусмотрены пункты наблюдений за оползневыми смещениями на поверхности склона и на глубине, а также за режимом подземных вод. Комплексные створы включают в себя: грунтовые реперы; - глубинные реперы (инклинометрические и тензометрические скважины); гидрогеологические скважины. Закладка осуществлена с таким расчетом, чтобы в каждом створе было, как минимум, по два репера на каждую оползневую супень, и один - на плато, вне зоны возможных деформаций. Начальные (крайние) репера в створах («твердые» знаки) установлены в заведомо неподвижных местах. Конечные репера створов, вследствие невозможности установки в р. Москве (для точного установления границы оползня), размещаются вблизи набережной р. Москвы. Планово-высотные координаты всех марок и реперов определяются от знаков опорной геодезической сети г. Москвы. Сеть глубинных реперов организуется с целью наблюдения в скважинах за глубокими оползневыми подвижками, определения их динамики и направления в разных блоках. На склоне часть горных выработок пройдена на всю мощность оползневого тела с заглублением ниже ложа оползня в несмещенные коренные породы карбона не менее чем на 3-5 м с целью изучения их состава и состояния, а также для проверки их несмещенности, выявления и изучения различных зон в профиле выветривания и т.п. Количество скважин и расстояние между ними на участке задавались с таким расчетом, чтобы на каждый элемент оползня приходилось как минимум 1 скважина.
Наблюдательная сеть на Воробьёвых горах включает в себя 104 грунтовых репера. Комплексная наблюдательная сеть скважин включает в себя 4 створа, состоящих из 13 кустов, представленных 25 скважинами: . 12 скважин оборудованы для инклинометрических наблюдений, 6 - для тензометрических; 7 гидрогеологических скважин. Впервые в г. Москве были использованы усовершенствованные тензометрические зонды и цифровые инклинометры. Для инклинометрических наблюдений в скважинах установлены специальные пластиковые обсадные колонны. Трубы обсадных колонн имеют четыре канавки, выполняющие функцию направляющих дорожек. Их расположение в двух взаимно перпендикулярных плоскостях позволяет производить непрерывные измерения с четырьмя фиксированными азимутами. Сборка инклинометрической колонны из обсадных труб производится в полевых условиях на рабочей площадке бурения во время погружения ее в вертикальную скважину. Соединение труб производится при помощи телескопических муфт, позволяющих стыковать трубы друг с другом без взаимных смещений канавок и сохранять направление канавок по всей длине обсадной колонны. Для предотвращения попадания внутрь колонны различных материалов монтаж труб производится с использованием герметизирующих составов, а на конец трубы устанавливается донная крышка. Затрубное пространство заполняется мелким щебнем. Использование щебня сокращает время затягивания затрубного пространства и позволяет трубе точно следовать за всеми перемещениями прилежащего грунта. Сверху над обсадной колонной устанавливается верхняя крышка и монтируется запираемый металлический защитный оголовок. Обсадные трубы достаточно пластичны, поэтому они повторяют все движения грунта. Глубина скважин выбирается так, чтобы нижняя часть обсадной колонны оказывалась в коренной породе. Для измерения в обсадных колоннах использовался комплект инклинометрической аппаратуры Sisgeo, состоящий из вертикального инклинометрического зонда, измерительного кабеля и регистрирующего устройства. Рабочие характеристики инкинометрической системы Значение отсчета: 20000- sin а, где а- вертикальный угол (величина синуса вертикального угла после усиления, которая может быть отображена на, цифровом устройстве регистрации данных). Воспроизводимость: 0,01% от полной шкалы (разность между несколькими повторными замерами, взятыми при одном и том же угле наклона). Чувствительность системы: ±0,05 мм на 500 мм (наименьшее горизонтальное смещение, которое может быть определено с помощью данной системы). Полная точность системы: ±4,00 мм на 30 м (точность системы, которую можно получить при проведении измерений в поле, выражается в виде величины суммарного бокового смещения обсадных труб на длине 30 м). Инклинометрический зонд состоит из цилиндрического корпуса, изготовленного из нержавеющей стали, который оборудован сервоакселерометрическим датчиком, предназначенного для измерения численных значений отклонения от вертикали в двух взаимно перпендикулярных направлениях. В состав зонда входят две пружинные поворотные опоры, каждая из которых снабжена двумя роликами. Опоры расположены на расстоянии 500 мм друг от друга (рис. 2.2.). Плоскость, в которой лежат ролики, называется плоскость «А», а плоскость, перпендикулярная ей - «В». Направление зонда в плоскости «А» приводящее к возникновению отрицательного сигнала по оси «А», называется контрольным, а ролики, расположенные в этом направлении, - контрольными роликами. Со стороны контрольных роликов на корпусе зонда расположена метка.
Методы, применявшиеся для наблюдений за динамикой развития процесса
На участке Коломенское в 2007 г. была организована наблюдательная сеть, позволяющая вести мониторинг оползневых процессов, как на поверхности, так и в глубине массива (рис. 3.1). Для этих целей было пробурено 13 наблюдательных скважин глубиной до 50 м, 9 из которых оборудованы под инклинометрические наблюдения, а 4 -под тензометрические комплексы. Как и на участке Воробьевы горы, скважины расположены по створам с таким расчетом, чтобы на каждом структурном элементе оползня была хотя бы 1 скважина. Для выполнения геодезического мониторинга на исследуемом участке были заложены: 6 пунктов принудительного центрирования аппаратуры, 83 грунтовых репера и 12 стенных марок. Также геодезическими марками были оборудованы 9 оголовков инклинометрических скважин. Для уменьшения влияния морозного пучения в зимний период все грунтовые репера установлены с бетонным якорем диаметром 300 мм, расположенным ниже глубины промерзания грунта, а в приповерхностной части репера имеют полиэтиленовую муфту, изолирующую его от грунта. Всего измерения проводились по 110 пунктам. Плановая геодезическая сеть составлялась с учётом необходимости обеспечить СКП в положении пунктов не более 7 мм. Для реализации указанной точности на площади 15 га была создана двухуровенная геодезическая сеть, опирающаяся на два исходных пункта вне зоны предполагаемых оползневых подвижек. Пункты первого уровня (10 шт., репера 7, 32, 43, 44, 81, 82, 83, 84, 87, 164) синхронно наблюдались статическим спутниковым методом (GPS). Для приёма сигналов использовались двухчастотные геодезические приёмники фирмы Trimble, обеспечивающие при благоприятных условиях в статическом режиме (за 1 час) среднюю квадратическую погрешность в положении пункта 5 мм. Для повышения точности спутниковых измерений в условиях полузакрытой местности время регистрации спутниковых сигналов составляло 6 часов. Обработка спутниковых измерений проводилась в программе Trimble Geomatics Office. В результате постобработки сеансов наблюдений на объекте удалось выйти на точности порядка 3 мм. Для повышения устойчивости наблюдательной сети и возможности независимой обработки плановой сети без учета наблюдений GPS в набережной на противоположном берегу р. Москвы были заложены 10 стенных наблюдательных марок. Плановое положение каждого репера второго уровня определялось с 1-3 базисов опорной сети первого уровня методом полярных координат. Измерения проводились электронным тахеометром Trimble 3603DR в отражательном режиме. Основные метрологические характеристики прибора (тр= 3", mv = 3м, mD = (2 + 2 0,001D) мм) были поверены перед началом работ.
В качестве визирных целей использовались вешки с призменными отражателями, выставляемые над центром пунктов по уровню и жестко скрепляемые со штативом-держателем. Прибор на станциях центрировался с помощью системы принудительного центрирования, закрепляясь непосредственно к самому реперу. В случае наблюдения с опорных пунктов, не приспособленных для принудительного центрирования, тахеометр устанавливался по оптическому отвесу. Во всех случаях погрешности центрирования прибора и визирных целей не превышали 1 мм. Результаты измерений на пунктах геодезической сети уравнивались параметрическим способом в сертифицированной программе Credo_Dat. По результатам обработки четырёх циклов наблюдений средняя квадратическая погрешность (СКП) положения координат пунктов сети не превысила 5 мм. Для наблюдения за вертикальными смещениями оползневого массива использовались те же пункты, что и в плановой сети. Измерения производились с применением метода геометрического нивелирования I класса по замкнутым полигонам в соответствии с ГОСТ 24846-81 «Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений». Работа выполнялась высокоточным цифровым нивелиром Trimble DINI-03 с номинальной погрешностью на километр двойного хода 0,3 мм. Отсчёты снимались по штрихкодовой инварной рейке. В качестве опоры были выбраны три пункта городской геодезической сети, находящиеся вне оползневой зоны. Один из них был выбран в качестве исходного пункта, а остальные предназначены для контроля его неподвижности. Геометрия сети соответствует условию, что СКП определения высот пунктов не превышает 1 мм. С целью получения информации о перемещениях слоев на различных глубинах в 9-ти скважинах на исследуемой территории были установлены стальные обсадные колонны. Нижние концы колонн заглушены и заглублены в известняковые породы на глубину 4-6 м. В этих колоннах измерения изгибных деформаций велись с помощью разработанного в ИФЗ РАН высокоточного инклинометра НИ-2. Прибор состоит из измерительного зонда, опорные подшипники качения (ролики) которого прижимаются к внутренней поверхности скважины. Два верхних и два нижних ролика расположены под углом 120 к оси прибора. Стойки, на которых закреплены ролики, расположены перпендикулярно оси измерительного зонда и имеют возможность осевого поворота на угол ±30. Расстояние между опорными роликами определяет измерительную базу прибора (1,75 м). Прижим зонда к внутренней поверхности скважины осуществляется с помощью регулируемой (в зависимости от диаметра скважины) ленточной пружины, на которой также установлен ролик. В нижней части измерительного зонда имеется съемный контейнер с двумя датчиками наклона, расположенными перпендикулярно друг другу, и датчиком для измерения температуры среды в скважине; в верхней части - с помощью шпильки и цангового зажима крепится первая ориентировочная штанга. Второй конец ориентировочной штанги снабжен специальным наконечником с отверстием для установки визирного устройства и посадочной плоскостью для установки последующих штанг. Остальные штанги имеют наконечники с двух сторон.
Методы, применявшиеся для наблюдений за динамикой развития процесса
В октябре 2006 г. на плато и сместившемся блоке была организована наблюдательная сеть, состоящая из грунтовых реперов и деформационных марок [74]. В декабре 2006 г. - январе 2007 г. сеть была дополнена грунтовыми реперами, инклинометрами, тросовыми реперами, тензометрами и обратными отвесами, расположенными на склоне. На коттеджах №№ 16 и 17 и церкви были установлены наклономеры [71] (рис. 4.2). Было заложено 40 реперов по 6 створам с таким расчетом, чтобы в каждом створе было, как минимум, по два репера на каждый структурный элемент оползня, и один - на плато, вне зоны возможных деформаций. Размещение двух реперов на каждом элементе оползня необходимо для правильной интерпретации результатов, так как возможно дробление блока на более мелкие части, которые будут перемещаться в пространстве с разной скоростью и в разных направлениях. Сгущение наблюдательной сети - в центральной части, в зоне максимальных оползневых деформаций, крайние створы размещены за предполагаемыми границами оползневых блоков или близки к ним с целью определения действительных границ оползня. Дополнительно заложено 12 грунтовых реперов, причем 5 из них располагаются вдоль Карамышевского проезда (контрольные), а остальные - вдоль стенки срыва или в верхней части опустившегося блока. Деформационные марки (14 марок) располагаются на ограде (на территории церкви и ТСЖ «Годуново»). Измерения с целью определения плановых координат точек наблюдений выполнялись с помощью электронного тахеометра, ср. кв. погрешности измерения углов которого одним приемом не превышают 2", а расстояния ±2 мм/км. Измерения выполнялись двумя приемами с замыканием горизонта при угловых измерениях независимо от количества направлений. Высоты точек определялись геометрическим нивелированием, средняя квадратическая погрешность определения высоты не превышала 2 мм. Конструкция грунтовых деформационных реперов (рис. 4.3) представляет собой металлическую трубу диаметром 55 мм, длиной 2,5 м с приваренной в верхней части металлической маркой с номером и сферическим наконечником с центром, выступающим от плоскости марки на высоту 12 мм. К нижней части реперной трубы приварен крестообразный якорь. Репер устанавливается в скважину диаметром 0,2 м, глубиной 2 5 м и заливается бетонным раствором на 0,7 м. Оставшаяся часть скважины засыпается песком.
На расстоянии от 0,5-1,0 м устанавливается сторожок (металлический штырь с пластиной, окрашенные в красный цвет). Стенные марки представляют собой Г-образный стержень из специальной стали с шаровым наконечником для установки рейки. Марки, наклеивающиеся на стены церкви, представляют собой специальную светоотражающую пленку. Применение именно такой технологии на стенах церкви позволяет обеспечить целостность побелки. Планово-высотные координаты всех марок и реперов определяются от знаков опорной геодезической сети г. Москвы. Определение планово-высотного положения грунтовых реперов и деформационных марок выполнялось с частотой 1 раз в 2 недели, удаленных реперов (контрольных) - 1 раз в месяц (только высотное положение) до конца 2007 г. Для определения глубинности оползневого процесса и динамики оползневых деформаций в массиве грунтов использовались: высокоточные скважинные инклинометры (см. главу 3.2); тросовые реперы; тензометры; обратные отвесы. скважин было оборудовано под высокоточные инклинометрические наблюдения (6 скважин стандартного сечения, 1 - квадратного), 3 скважины - под тензометры и тросовые реперы и 3 обратных отвеса. Частота снятия показаний составляла 1 раз в 2 недели до конца 2007 г. Обратный отвес состоит из якоря, заложенного в забое буровой скважины, струны закрепленной одним концом в якоре, а другим в поплавке, погруженном в ванну с жидкостью.
Под действием выталкивающей силы поплавок натягивает и выводит струну в вертикальное положение, которое фиксирует положения якоря и передает координаты начала струны из якоря на уровень устья скважины. Вертикально установившаяся струна с помощью геодезических измерений привязывается к исходной сети объекта. Наибольшее использование обратные отвесы нашли в гидротехнике при наблюдениях за деформациями плотин и при измерении кривизны скважин. Имеется опыт использования обратных отвесов и при наблюдениях за оползнями. В этом случае применяют конструкции обратных отвесов со съемной верхней частью. Для выполнения тензометрических наблюдений использовалась стальная лента с наклеенными тензодатчиками [И]. Наблюдения за инженерными сооружениями велись по стенным маркам и с помощью локальной информационно-измерительной системой (далее - ЛИИС) в количестве 4 датчиков с центральным автоматическим блоком сбора и передачи информации - разработка института НИИСК (г. Киев, Украина). Система ЛИИС предназначена для определения угла наклона (крена) зданий и сооружений, относительных смещений частей конструкций с точностью 0,001 мм и векторов сил, действующих на конструкции. Система состоит из датчика, измерителя индуктивности и блока сбора информации. Система позволяет собирать данные от индуктивных датчиков, систематизировать их и передавать в центр обработки информации через Интернет, либо непосредственно на любой мобильный телефон, с которого данные будут считаны для обработки. Работа системы производится в автоматическом режиме. Программируется период, с которым система включается (от 12 с), опрашивает датчики и передает информацию. Предусматривается автономная работа от источника бесперебойного питания, позволяющая сохранять постоянную работоспособность. Датчики системы ЛИИС размещаются на стенах или иных несущих конструкциях зданий, которые находятся ближе всего к склону. Их применение необходимо ввиду высокой точности, которая превышает геодезическую и позволяет отслеживать даже минимальные тенденции поведения сооружений и проявлений кренов вблизи оползневого склона.
