Строительство и развитие крупного города требует объективно оценивать экологическую обстановку и правильно управлять ею путём наблюдения за объектами, способными оказывать на неё негативное воздействие и, при необходимости, корректировать режим их эксплуатации.
Проектирование любого инженерного объекта и на территории города, и на неосвоенных площадях начинается с изучения природных условий участка будущего строительства. Этот этап называется «инженерно-геологические изыскания для обоснования строительства», он проектируется и выполняется специалистами по инженерной геологии. Результатом инженерно-геологических изысканий является разработка рекомендаций, позволяющих принимать корректные и обоснованные проектные решения. Такие рекомендации даются на основе всестороннего изучения природных условий участка изысканий, важной составляющей частью которого являются различные испытания грунтов, выполняющиеся, как правило, в лабораторных условиях.
Основной целью отдела инженерных изысканий является выполнение инженерно-геологических, инженерно-экологических и инженерно-гидрометеорологических изысканий на этапе проектирования строительства любого инженерного объекта. В распоряжении отдела находится лаборатория по испытаниям грунтов и горных пород, горно-проходческий сектор, камеральная группа.
В соответствии с Положением о лаборатории по испытанию грунтов, основным её назначением является определение физико-механических свойств грунтов для обоснования строительства инженерных сооружений в соответствии с СНиП 10-01-94 “Система нормативных документов в строительстве. Основные положения”; СНиП 11-02-96 “Инженерные изыскания для строительства. Основные положения”; Государственными стандартами. Оборудование для лабораторных испытаний грунтов позволяет проводить исследования с применением прогрессивных методов, современных приборов и оборудования, обеспечивающих высокое качество получаемых результатов, наибольшую производительность труда и сокращение продолжительности лабораторных работ.
В состав лаборатории по испытанию грунтов входит:
- комплект испытательного оборудования,
- комплект средств измерения,
- комплект вспомогательного оборудования.
Измерительно-вычислительный комплекс АСИС
Измерительно-вычислительный комплекс АСИС – это автоматизированный многофункциональный комплекс, предназначенный для лабораторных испытаний немерзлых и мерзлых грунтов, а также горных пород с целью определения их прочностных и деформационных свойств.
Комплекс АСИС представляет собой совокупность функционально объединенных механических устройств (приборов), измерительной системы и программного обеспечения ПО ИВК «АСИС».
Основные функции
- автоматическое управление процессом испытаний (нагружением и разгрузкой) образцов грунта в устройствах, входящих в его состав;
- воздействие на испытываемые образцы вертикальными и горизонтальными нагрузками;
- измерения вертикальных и горизонтальных нагрузок, действующих на образцы; измерения вертикальных, горизонтальных и радиальных деформаций образцов;
- обработка результатов измерений, выполнение вычислений и определение характеристик прочности и деформируемости грунтов;
- архивирование и визуализация результатов измерений и вычислений.
Испытания грунта методом компрессионного сжатия по ГОСТ 12248-96 проводят для определения коэффициента сжимаемости , модуля деформации , структурной прочности на сжатие , коэффициентов фильтрационной и вторичной консолидации и для песков мелких и пылеватых, глинистых грунтов с показателем текучести 0,25, органоминеральных и органических грунтов, относительного суффозионного сжатия и начального давления суффозионного сжатия для засоленных (содержащих легко- и среднерастворимые соли) песков (кроме гравелистых), супесей и суглинков.
Устройство компрессионного сжатия
В процессе автоматизированных испытаний измеряются параметры:
Датчик силы |
Вертикальное напряжение 0,2 кПа |
Датчики давления |
Поровое и боковое давление 0,05 кПа |
Датчик вертикальных перемещений LVDT |
Осевая деформация 0,001% |
Электропневматический контроллер давление-объем |
Создание и контроль обратного давления 0,1 кПа |
В опытах на прямой срез (по ГОСТ 12248-96 одноплоскостной срез) прочность грунта определяется его сопротивлением сдвигу при действии касательных напряжений при таком состоянием грунта, когда максимальное касательное напряжение остается постоянным на плоскости среза. В зависимости от конструкции приборов плоскость среза может быть горизонтальной или наклонной. Определяют три различных значения прочности: пиковое, критическое (или предельное) и остаточное.
Эти параметры могут быть определены с использованием приборов прямого среза конструкции ООО «Геотек».
Прибор одноплоскостного среза с деформацией среза до 25 мм
Датчики и контролируемые параметры
Датчик силы Нормальное напряжение 0,2 кПа
Датчик силы Касательное напряжение 0,05 кПа
Датчик горизонтальных перемещений LVDT Деформация сдвига 0,001%
Стабилометр для нагружения осевой нагрузкой с заданной скоростью деформации от 0,01 до 5 мм/мин
Датчики и контролируемые параметры:
Датчик силы Вертикальное напряжение 0,2 кПа
Датчики давления Поровое и боковое давление 0,05 кПа
Датчик вертикальных перемещений LVDT Осевая деформация 0,001%
Датчик радиальных перемещений LVDT Радиальная деформация 0,001%
Электро-пневматический контроллер давление/объем Объемная деформация 0,001 кПа (2 мм3)
Электро-пневматический контроллер давление/объем Создание и контроль обратного и порового давления 0,1 кПа.
В состав комплекта испытательного оборудования также входит оборудование для определения основных физических свойств грунтов по ГОСТ 5180-84:
- оборудование для определения гранулометрического состава грунтов по ГОСТ 12536-79 (набор сит),
- прибор для определения предела пластичности методом прессования по ГОСТ 5180-84.
Для отдела геодезии и маркшейдерии приобретён комплекс геодезического оборудования. Его состав подобран таким образом, что может быть полностью обеспечен начальный этап инженерных изысканий для строительства – топогеодезическая съёмка предполагаемого участка строительства, на основе которой проводится планирование дальнейших инженерно-геологических изысканий.
GPS/ГЛОНАСС/Galileo приемник Topcon GR-5
Технические характеристики Topcon GR-5:
- Число каналов - 226 универсальных;
- Отслеживаемые сигналы - GPS, ГЛОНАСС, GALILEO, Compass, SBAS(WAAS/EGNOS/MSAS);
- Запись данных - Карта памяти SD/SDHC (Secure Digital High-Capacity) с возможностью расширения до 32 Гб
- Коммуникационные порты - 1 Bluetooth, 1 последовательный, 1 USB, 1 питание
- Интерфейсы - TPS, NMEA, RTCM, CMR, CMR+, BINEX
- Точность в "режиме реального времени" (RTK)
- в плане 10 мм + 1,0 мм/км
- по высоте 15 мм + 1,0 мм/км
- Модемы - Встроенный TxRx радиомодем, работающий одновременно как на прием, так и на передачу дифференциальных поправок;
- Встроенный GSM/GPRS модем - доступ через SIM-карту
- Пыле- и влагозащита - IP66
- Рабочая температура - °С -40° - +70°
- Электропитание - 2 съемные Li-Ion батареи с возможностью горячей замены, 3900 мАч, 7.2 В
Тахеометр Spectra Precision Focus 8
Технические характеристики Spectra Precision Focus 8:
- Операционная система Windows CE
- Дальность измерения до призмы 3000 м
- Дальность измерения без отражателя 270 м
- Минимальное измеряемое расстояние 1,5 м
- Точность измерения на призму ± (2 мм +2 ррм)
- Увеличение зрительной трубы 30х (18х/36х с дополнительными окулярами)
- Угловая точность 2"
- Точность измерения без отражателя ±(3+2 ppm)
- Рабочий диапазон компенсатора ±3,5'
- Время работы 12 ч. (непрерывные измерения расстояний и углов); 26 ч. (измерения расстояний и углов каждые 30 сек); 28 ч. (непрерывные измерения углов)
- Центрир лазерный
- Рабочая температура от -20 до +50°C
- Пыле- и влагозащищенность IP66
- Питание Li-ion аккумулятор 2 шт
- Целеуказатель Коаксиальный, красный
- Дисплей QVGA, TFT LCD, 320x240,с подсветвой
- Габаритные размеры 149х145х306 мм
Цифровой нивелир Leica SPRINTER 50
Технические характеристики Leica SPRINTER 50:
- Точность (среднеквадратичная погрешность на 1 км двойного хода), мм - 2,0 со штрих-кодовой рейкой, 2,5 с инженерной рейкой
- Увеличение зрительной трубы, х - 24
- Диапазон измерения расстояний - 2-100 м
- Точность измерения расст. по высокоточной рейке - 10мм/10м
- Минимальное расстояние фокусировки, м - 0,5
- Изображение - прямое
- Угол поля зрения - 2°
- Диаметр объектива, мм - 36
- Цена деления круглого уровня - 10'/2мм
- Компенсатор - магнитный демпфер
- Рабочий диапазон компенсатора - 10'
- Размеры прибора (ДхШхВ в мм) - 219x196x178
- Вес, кг - 2,55
- Водозащищенность - IP55
- Дисплей - LCD, 128х104 пикселя
- Стандартные программы измерений - Измерение расстояний и превышений
- Клавиатура - Кнопка включения, кнопка измерения
- Диапазон рабочих температур, °C -10°C до +50
Стоимость лабораторных испытаний грунтов
§ |
Наименование определений |
Состав определений |
1 |
Плотность и влажность |
Плотность, влажность, плотность сухого грунта, коэффициент пористости, степень влажности |
2 |
Консистенция при нарушенной структуре |
Влажность, границы текучести и раскатывания. Расчет показателя консистенции |
3 |
То же, при ненарушенной структуре |
То же, что в § 3 с определением пределов пластичности пенетрацией |
4 |
Полный комплекс определений физических свойств для грунтов с включениями частиц диаметром более 1 мм (свыше 10 %) |
Плотность и влажность, границы текучести и раскатывания. Плотность частиц грунта. Гранулометрический анализ ситовым методом и методом ареометра. Расчет плотности сухого грунта, коэффициента пористости, степени водонасыщения и показателя консистенции |
5 |
То же, для грунтов с включением частиц диаметром более 1 мм (менее 10 %) |
То же, что в § 8 за исключением ситового метода при гранулометрическом анализе |
6 |
Сокращенный комплекс физико-механических свойств грунта при консолидированном срезе с нагрузкой до 0,6 МПа |
Плотность и влажность, границы текучести и раскатывания. Плотность частиц грунта. Гранулометрический анализ ситовым методом и методом ареометра. Консолидированный срез под нагрузкой до 0,6 МПа - 4 точки. Влажность и плотность до и после опыта |
7 |
То же с нагрузкой до 2,5 МПа |
То же, что в § 11 со срезом при нагрузках до 2,5 МПа |
8 |
То же, при неконсолидированном срезе и нагрузкой до 0,6 МПа |
То же, что в § 11 |
9 |
Сокращенный комплекс физико-механических свойств грунта. Показатели сжимаемости и сопутствующие определения при компрессионных испытаниях по одной ветви с нагрузкой до 0,6 МПа (или определение просадочности) |
Плотность и влажность, границы текучести и раскатывания, плотность частиц грунта. Гранулометрический анализ методом ареометра. Определение показателей сжимаемости по одной ветви с наблюдением за консолидацией. Плотность и влажность до и после опыта |
10 |
То же, с двумя ветвями нагрузки до 0,6 МПа |
То же, что в § 17 для двух образцов, отобранных из одного монолита |
11 |
Сокращенный комплекс физико-механических свойств грунта. Показатели сжимаемости и сопутствующие определения при компрессионных испытаниях по одной ветви с нагрузкой до 2,5 МПа (или определение просадочности) |
То же, что в § 17 с нагрузкой сжатия до 2,5 МПа, с наблюдением за консолидацией - 9 точек |
12 |
То же, по двум ветвям с нагрузкой до 2,5 МПа для определения относительной просадочности и начального просадочного давления |
То же, что в § 18 с определением показателей сжимаемости по двум ветвям для 18 точек с наблюдением за консолидацией |
13 |
Полный комплекс физико-механических свойств грунта с определением сопротивления грунта срезу (консолидированный срез) под нагрузкой до 0,6 МПа |
Плотность и влажность, границы текучести и раскатывания, плотность частиц грунта. Гранулометрический анализ методом ареометра. Сопротивление срезу с нагрузками до 0,6 МПа - 4 точки. Влажность и плотность до и после опыта. Показатели сжимаемости по одной ветви с нагрузкой до 0,6 МПа с наблюдением за консолидацией - 6 точек. Плотность и влажность до и после опыта |
14 |
То же, с нагрузкой до 2,5 МПа |
То же, что в § 25 с нагрузкой среза и сжатия до 2,5 МПа. Срез - 8 точек. Сжатие - 9 точек с наблюдением за консолидацией |
15 |
То же, с определением сопротивления грунта срезу (неконсолидированный срез) и компрессионными испытаниями с нагрузкой до 0,6 МПа |
То же, что в § 25 |
Георадарные исследования: Революция в неразрушающем контроле
Георадарные исследования представляют собой инновационный метод неразрушающего контроля, который находит широкое применение в различных областях, включая геологию, инженерное строительство, археологию и даже поиски и спасательные операции. Этот технологический подход основан на использовании электромагнитных волн для получения информации о структуре и состоянии объектов под землей или другими материалами. Давайте ближе рассмотрим, как работают георадарные исследования и какие возможности они предоставляют.
Принцип работы георадаров
Георадар (геоэлектрический радар) работает на основе принципа отправки коротких импульсов электромагнитных волн в землю или другой среды и измерения времени, за которое отраженный сигнал возвращается обратно к прибору. Путем анализа задержки и характеристик отраженного сигнала, георадар позволяет определить глубину, форму и даже физические свойства объектов под поверхностью.
Применение в инженерном строительстве
Георадарные исследования имеют революционное значение в инженерном строительстве. Одним из ключевых применений является исследование грунта и фундаментов. Георадар позволяет определить слоистость грунта, выявить участки с недостаточной плотностью или наличие воды, что позволяет инженерам принимать обоснованные решения относительно выбора фундаментальных решений.
Роль в археологии и геологии
Георадарные исследования активно применяются в археологии для поиска подземных структур и артефактов без необходимости разрушительных раскопок. Также они используются для исследования геологических образований, определения состава грунтов и распределения подземных вод.
Безопасность и спасение
В сфере поиска и спасения георадарные исследования помогают обнаруживать людей под завалами зданий или обломками, что может быть критически важным для операций по спасению жизней.
Высокая точность и широкий спектр применения
Главным преимуществом георадарных исследований является их способность предоставить высокоточную информацию о подземных объектах без необходимости физического воздействия на окружающую среду. Это делает их незаменимым инструментом в множестве отраслей, где точные данные о состоянии под поверхностью имеют критическое значение.
Георадарные исследования – это уникальная технология, которая открывает новые горизонты для неразрушающего контроля и исследований. Способность видеть под землей и другими материалами позволяет сэкономить время, ресурсы и снизить риски в различных областях, начиная от строительства и геологии, и заканчивая археологией и поисками и спасением. С постоянным развитием технологий георадарных исследований можно ожидать ещё более захватывающих и инновационных применений этого метода в будущем.