ГРУНТОВЫЙ ГЕОДЕЗИЧЕСКИЙ РЕПЕР
GROUND GEODETIC BENCH MARK

Изобретение относится к области геотехнического мониторинга и геодезических измерений и может быть использовано в качестве стабильного опорного геодезического пункта при решении различных геодезических задач, преимущественно для определения высотной привязки различных зданий, сооружений и грунтовых массивов и для контроля их осадок и деформаций в процессе возведения, эксплуатации и реконструкции.
При выполнении геотехнического мониторинга зданий и сооружений, строящихся или попадающих в зону влияния нового строительства или опасных природных или техногенных процессов практически всегда возникает вопрос мониторинга возможных вертикальных осадок и смещений в плане наблюдаемых объектов. Это осуществляется геодезическими методами измерений, для реализации которых необходимы опорные геодезические пункты с геодезическими марками, имеющие неизменные координаты. Такими пунктами могут быть грунтовые репера.
Из уровня техники известен грунтовый репер (патент на изобретение RU № 2624792 С1, опубликован 06.07.2017. Бюл. № 19), состоящий из металлической реперной трубы, в нижней части которой крепится якорь, а в верхней - подвижная марка. Реперная труба в пределах сезонно-талого слоя выполнена в виде сужающегося усеченного конуса, что уменьшает величину касательных сил выпучивания, а изменение высоты марки репера и приведение ее к первоначальной отметке производится по винтовой резьбе с изменением ее высоты по металлической рейке с миллиметровыми делениями относительно подвижного индекса. Недостатком устройства является то, что, несмотря на конусообразную форму, на верхнюю часть все равно будут действовать силы морозного пучения, что в итоге приведет к изменению координат этого опорного знака, кроме того, верхняя часть грунтового репера не защищена от атмосферных воздействий.
Наиболее близким известным устройством, принятым за прототип, является репер (патент на изобретение RU № 2402748 С2, опубликован 20.04.2010. Бюл. № 11), установленный в скважину и содержащий металлический сердечник с конусообразным наконечником и якорем на конце для заанкеривания сердечника и противопучиннистые приспособления со смазывающим материалом. Сердечник жестко скреплен по всей совей поверхности с пластмассовой обоймой, внешняя поверхность которой смазана незамерзающим материалом. На сердечник с обоймой надета с возможностью скольжения и с обеспечением свободного пространства с обоймой пластиковая оболочка. Длина пластиковой оболочки превышает уровень сезонного промерзания грунта (УСПГ). Внешняя поверхность пластмассовой оболочки смазана незамерзающим материалом и обернута пластмассовой пленкой. Выполненная таким образом оболочка выполняет функцию обсадной трубы. Якорь выполнен в виде металлического патрубка диаметром меньше диаметра скважины. В патрубке выполнены продольные прорези на части его длины, образуя полосы, причем часть полос попеременно загнута во внутреннее пространство патрубка до смыкания между собой, верхние концы другой части полос загнуты в сторону стенок скважины. Нижняя часть скважины с якорем заполнена скрепляющим составом, например бетоном, а оставшееся свободное пространство скважины заполнено местным грунтом. Верхний конец сердечника и оболочки защищены от повреждений крышкой.
Недостатком такого устройства является достаточное большое количество конструктивных элементов, требующих заводского предварительного изготовления, сложность его исполнения и анкеровки якоря.
Помимо этого, возникают трудности, связанные с контролем состояния и положения якоря после его деформирования и качества обетонирования якоря из-за труднодоступности, невозможность контроля состояния смазки из незамерзающего материала после длительной эксплуатации. Все это снижает устойчивость репера в пучинистых грунтовых условиях.
Изобретение решает задачу упрощения конструкции репера с одновременным повышением его устойчивости и сохранения стабильности положения.
Технический результат заключается в надежной анкеровке репера и в обеспечении тем самым постоянства координат геодезической марки, повышающих точность геодезических измерений.
Задача и технический результат достигаются следующим образом.
Заявляемый грунтовый геодезический репер, установленный в скважину, как и прототип, содержит обсадную трубу, длина которой превышает уровень сезонного промерзания грунта, и металлический сердечник с анкерным наконечником. Металлический сердечник расположен внутри обсадной трубы с образованием полости между ним и обсадной трубой и выступает за нижнюю границу последней. Сверху обсадная труба снабжена крышкой.
В отличие от прототипа обсадная труба выполнена из стали, причем ее длина превышает уровень сезонного промерзания грунта не менее, чем в два раза. В отличие от прототипа анкерный наконечник металлического сердечника выполнен в виде бурового шнека. Нижняя часть металлического сердечника выступает из обсадной трубы не менее чем на четверть длины последней, а на его верхнем торце под крышкой обсадной трубы закреплена стальная пластина с геодезической маркой, расположенной в центре и выполненной в виде стальной полусферы. Крышка у заявляемого репера, в отличие от прототипа, выполнена поворотной, а на ней и обсадной трубе закреплены петли для замка, кроме того, полость между обсадной трубой и сердечником заполнена сверху керамзитовым гравием.
В частном случае выполнения металлический сердечник выполнен в виде стальной трубы.
Изобретение поясняется чертежом, на котором приведен продольный разрез грунтового геодезического репера.
Грунтовый геодезический репер состоит из стальной обсадной трубы 1, длина которой превышает уровень сезонного промерзания грунта 2 не менее чем в два раза. Верхняя часть обсадной трубы 1 выступает над дневной поверхностью грунта 3. Внутри обсадной трубы установлен металлический сердечник 4, который может быть сплошным или в виде стальной трубы меньшего диаметра, чем обсадная труба 1. Выполнение металлического сердечника в виде стальной трубы более экономичный, поэтому и наиболее предпочтительный. На конце металлического сердечника 4 прикреплен, например ручной электродуговой сваркой, анкерный наконечник, представляющий из себя буровой шнек 5, например буровой шнек марки БИ229-91-В-00, предназначенный для завинчивания металлического сердечника 4 в грунт буровой установкой и служащий в качестве якоря металлического сердечника 4. Нижняя часть металлического сердечника 4 выступает за пределы обсадной трубы 1 не менее четверти длины последней. На верхнем торце металлического сердечника 4 закреплена торцевая стальная пластина 6, с прикрепленной к ней геодезической маркой 7, представляющей стальную полусферу.
Полость между обсадной трубой 1 и металлическим сердечником 4 заполнена керамзитовым гравием 8. Оставшаяся часть обсадной трубы 1 заполнена естественным грунтом 9. Заполнение естественным грунтом 9 происходит при вдавливании обсадной трубы 1 в грунт после погружения ее в предварительно-пробуренную скважину.
В верхней части обсадной трубы 1 установлена стальная поворотная крышка 10, изготовленная из плоского стального листа, содержащая поворотный шарнир 11 и петлю 12. Обсадная труба 1 имеет петлю 13, аналогичную петле 12. Петли 12 и 13 служат для установки антивандального навесного замка.
Устройство монтируют следующим образом.
В предварительно-пробуренную скважину, диаметр которой равен диаметру обсадной трубы 1, опускают обсадную трубу 1 ниже уровня 2 сезонного промерзания грунта. Затем, например, с помощью механизма бурильной установки на пневмоколесном ходу, обсадную трубу 1 залавливают так, чтобы она выступала над дневной поверхностью грунта 3 на высоту, удобную для ведения геодезических работ в конкретных условиях ведения наблюдений и использования геодезических приборов и устройств. При вдавливании обсадной трубы 1 в грунт происходит частичное ее заполнение естественным грунтом 9.
Предварительно перед монтажом к нижней части металлического сердечника 4 приваривают ручной электродуговой сваркой буровой шнек 5. Готовый металлический сердечник 4 с буровым шнеком 5 на конце опускают внутрь обсадной трубы 1 и затем закручивают бурильной установкой до такой отметки, чтобы ее верх был выше дневной поверхности грунта 3, но ниже верха обсадной трубы 1.
На верхнем торце металлического сердечника 4 закрепляют стальную пластину 6 с прикрепленной к ней геодезической маркой 7 в виде стальной полусферы. Далее производят заполнение полости между обсадной трубой 1 и металлическим сердечником 4 керамзитовым гравием 8.
На верхней части обсадной трубы 1 закрепляют поворотную крышку 10, изготовленную из плоского стального листа. Крепление осуществляют с помощью поворотного шарнира 11. Крышка 10 выполнена с петлей 12, аналогичную петлю 13 закрепляют на обсадной трубе 1. При закрытой крышке 10 в петли 12 и 13 продевают навесной замок.
Таким образом, изготовление грунтового репера возможно на месте его установки, из известных материалов, без предварительной заводской их подготовки. Наличие бурового шнека 5 на конце металлического сердечника 4, служащего в качестве анкера, позволяет надежно зафиксировать металлический сердечник 4 ниже уровня 2 сезонного промерзания грунта. К тому же установлено, что при длине обсадной трубы 1, превышающей уровень 2 сезонного промерзания грунта не менее, чем в два раза, керамзитовая засыпка полости между обсадной трубой 1 и металлическим сердечником 4 достигает глубины ниже уровня 2 сезонного промерзания грунта. Это позволяет отсечь силы морозного пучения от металлического сердечника 4. Таким образом, указанные признаки позволяют достичь стабильного, устойчивого положения грунтового репера и постоянство координат геодезической марки, необходимых при длительных геодезических наблюдениях за зданиями и сооружениями.