Способ контроля надежности оснований сооружений

 

Использование: в области строительства для контроля надежности оснований сооружений. Сущность: в способе контроля надежности оснований сооружений, заключающемся в размещении датчиков контроля в основании с определением напряженно-деформативного состояния грунта и сравнении его с эталонным алгоритмом надежности основания, датчики размещают в скважины, предварительно пробуренные по сетке в основании. При этом используют датчики, установленные на упругом элементе, а после их размещения в скважинах, последние заполняют материалом с модулем деформации окружающего грунта. Шаг сетки скважин определяют по формуле в зависимости от свойств грунта, параметров упругого элемента, чувствительности датчика и прогнозируемого диаметра провала, определяемого для данного типа грунта. 2 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для контроля надежности оснований и сооружений, возводимых в сложных инженерно-геологических условиях.

Известен способ контроля надежности оснований сооружений, включающий обнаружение полостей в основании сооружений при помощи электромагнитных методов (1).

Недостатком данного способа является то, что он обладает низкой информативностью и при выполнении требует больших затрат средств и времени.

Известен также способ контроля надежности оснований сооружений, включающий размещение датчиков контроля в основании, определение напряженно-деформативного состояния грунта и сравнение полученных результатов с эталонным алгоритмом надежности основания (2).

Недостатками данного способа является то, что он обладает низкой информативностью, при выполнении требует больших затрат средств и времени и не обеспечивает требуемой точности в оценке надежности всего массива грунта под сооружением.

Технической задачей является повышение информативности и точности контроля надежности оснований и сокращение затрат.

Поставленная задача решается тем, что в способе контроля надежности оснований сооружений, включающем размещение датчиков контроля в основании, определении напряженно-деформативного состояния грунта и сравнения полученных результатов с эталонным алгоритмом надежности основания, согласно изобретению, перед размещением датчиков контроля в основании сооружения бурят сетку скважин, в которых размещают упругие элементы с датчиком контроля, после чего скважины заполняют материалом с модулем деформации окружающего грунта, причем шаг сетки скважин (l) определяют по формуле: (1) где - γ_гргр, E_гр, μ объемный вес, модуль деформации и коэффициент Пуассона грунта основания, н/м³\ МПа; доли ед.

d прогнозируемый диаметр провала, м; E_a, F_a модуль упругости и площадь поперечного сечения упругого элемента с датчиками, МПа, м²; P_a чувствительность датчика (т. е. минимальное значение усилия, на которое он реагирует), Н; К ≥ 1 коэффициент прогиба упругого элемента с датчиками (определяется экспериментально или рассчитывается на ЭВМ для конкретных условий); доли ед.

Способ иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 представлен вертикальный разрез основания сооружения 1 с сеткой скважин 2, в которых размещены упругие элементы 3 с датчиками контроля 4, на фиг. 2 сетка скважин в плане.

Способ осуществляется следующим образом.

В основании сооружения 1 бурят сетку скважин 2 с шагом l, определяемым по формуле (1).

В скважинах 2 размещают упругие элементы 3 с датчиками контроля 4, после чего скважину 2 заполняют материалом 5 с модулем деформации, равным окружающему грунту, затем производят отслеживание показаний датчиков во времени, при изменении напряженно-деформированного состояния грунтов производят сравнение показаний с эталонным алгоритмом критерия надежности основания.

Наличие гибкой связи между датчиками позволяет увеличить их информативность, так как изменение деформативно-напряженного состояния грунта основания между датчиками по гибкой связи передается на датчики.

Пример.

Необходимо осуществить оперативный контроль надежности основания котельной площадью 5400 м², возводимой в инженерно-геологических условиях, где возможно каростообразование. Котельная возводится в грунтах III категории по каростообразованию, где диаметр d возможного провала равен 10 м.

Грунт основания глины, с g_гргр 16000 н/м³, E_гр 12 МПа, μ 0,2.

Упругий элемент, соединяющий датчики выполнен в виде арматурного стержня А-111 диаметром 28 мм, с площадью его сечения F_a 6 см² и модулем упругости материала E_a 2 x 10⁵ МПа. Чувствительность датчика Р_a 200 н. определим расстояние между скважинами и створами датчиков.

Для этого сигнала определяем: Далее определяем требуемое расстояние l при K 1
Таким образом, в данных условиях расстояние между вертикальными скважинами, рассмотренными по квадратной сетке по площади основания сооружения, должно быть не более 29 м.

При площади основания котельной равной 90 х 60 5400 м₂ потребуется двенадцать скважин с датчиками.

Принимая во внимание, что при расчетах принято K 1, а в действительности он имеет большее значение, полученное расстояние между скважинами несколько занижено, в действительности оно может быть увеличено, но это возможно только после уточнения значения коэффициента К экспериментальным путем или с использованием ЭВМ.

Использование данного способа контроля надежности оснований сооружений позволит выявить начало и произвести оценку интенсивности развития опасных дестабилизирующих процессов, в основании сооружений, при этом позволит повысить информативность и точность контроля надежности оснований сооружений. Кроме того использование этого способа не требует больших затрат на его выполнение.

Формула изобретения

Способ контроля надежности оснований сооружения, включающий размещение датчиков контроля в основании, определение напряженно-деформативного состояния грунта и сравнение полученных результатов с эталонным алгоритмом надежности основания, отличающееся тем, что перед размещением датчиков контроля в основании сооружения бурят сетку скважин, в которых размещают упругие элементы с датчиками контроля, после чего скважины заполняют материалом с модулем деформации окружающего грунта, причем шаг сетки скважин определяют по формуле

где

γ_гр E_гр, μ объемный вес, модуль деформации и коэффициент Пуассона грунта основания, Н/м³; МПа; доли ед.

d прогнозируемый диаметр провала, м;
E_a, F_a модуль упругости и площадь поперечного сечения упругого элемента с датчиками, МПа; м²;
P_a чувствительность датчика, H;
K ≥ 1 коэффициент прогиба упругого элемента с датчиками, доли ед.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2