ГРУНТОВЫЙ РЕПЕР
GROUND BENCH

Изобретение относится к обеспечению геодезических измерений и применяется для выполнения высотной привязки различных точек земной поверхности, зданий, инженерных сооружений и технологического оборудования, а также для контроля вертикальных деформаций в процессе их эксплуатации.
Известен трубчатый металлический грунтовый репер для средней и северной зон области многолетней мерзлоты, закладываемый в пробуренную или протаянную скважину (тип 150 оп. знак). В качестве реперной трубы используют металлические трубы диаметром 6 см с толщиной стенок не менее 0,3 см. К верхнему торцу трубы приваривают марку, к нижнему концу - многодисковый якорь, состоящий из металлического диска (толщина 0,5-0,6 см, диаметр 15 см) и 8 полудисков (Правила закрепления центров пунктов спутниковой геодезической сети. - М.: ЦНИИГАиК, 2001).
Недостатком данной конструкции репера является его высотная неустойчивость при циклическом воздействии касательных сил пучения грунта на реперную трубу, что приводит к непригодности использования репера.
Известен также грунтовый геодезический репер, имеющий закрепленную в скважине и установленную вдоль ее оси металлическую трубу с маркой в верхнем конце, верхняя часть металлической трубы размещена над уровнем земной поверхности, снабжена дополнительной маркой и выполнена с проемом для крепления геодезических приборов. Верхний конец этой трубы перекрыт пластиной с отверстием для принудительного центрирования геодезических приборов (Патент RU №2456545, МПК G01C 15/00, опубликован 20.07.2012 г.).
Недостатком данной конструкции репера является то, что крепление металлической трубы производится бетонированием с заполнением свободного пространства скважины бетонным раствором до нижнего уровня проема, т.е. реперная труба жестко скреплена с окружающими ее грунтами, вследствие этого вертикальные движения грунтов вызовут и перемещение реперной трубы.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является репер, устанавливаемый в скважину и служащий для определения высотной привязки зданий и сооружений, контроля осадок в процессе их эксплуатации. Репер содержит металлический сердечник с обоймой, конусообразный наконечник, якорь на конце и противопучинные приспособления. Нижняя часть скважины с якорем заполнена скрепляющим составом, а оставшееся свободное пространство скважины - местным грунтом (Патент RU 2402748, МПК G01C 15/04, опубликован 27.10.2010 г.).
Данный репер лишен возможности принудительного изменения высоты нивелирной марки, что негативно сказывается на точности производимых измерений и при изменении его высоты требуется его перезакладка или введение поправок в результаты измерений.
Задача изобретения - сохранение высотного положения репера для высокоточного определения превышений между точками земной поверхности, инженерных сооружений и технологического оборудования в условиях распространения многолетнемерзлых грунтов.
Технический результат - сокращение расходов на изготовление репера и его перезакладку, сокращение сроков выполнения измерений и повышение точности измерений при наблюдении за высотным положением точек.
Технический результат достигается тем, что грунтовый репер состоит из металлической реперной трубы 1 диаметром 60-80 мм (фиг. 1а), которая в пределах сезонно-талого слоя выполнена в виде сужающегося до 30-40 мм усеченного конуса, что позволяет в значительной степени уменьшить величину касательных силы выпучивания. В нижней части трубы крепится якорь 2, состоящий из металлических полудисков, а в верхней - подвижная марка 3. Верхняя часть репера не менее двойной глубины h сезонно-талого слоя может помещаться в защитную трубу, которая на себя принимает касательные силы пучения, а также предохраняет подвижную марку от механических повреждений и загрязнения. Изменение высоты марки 3 производится по винтовой резьбе 4 (фиг. 1в, с) с фиксацией контргайкой 5. Для вращения марки по винтовой резьбе в верхней ее части предусмотрено шестигранное поперечное сечение 6 под гаечный ключ. Для измерения изменения высоты репера (нивелирной марки) к подвижной марке прикреплена металлическая линейка 7 с миллиметровыми делениями. Изменение высоты марки может достигать 0,5 м и более и отсчитывается относительно неподвижного индекса 8, приваренного к реперной трубе 1.
Изобретение сопровождается чертежрм, на фиг. 1 (а, в, с) изображена предлагаемая конструкция грунтового репера: а - общий вид грунтового репера, в - исходное положение нивелирной марки 3, с - положение нивелирной марки 3, после приведения ее к исходной отметке.
а
а
а
а
2
1
2
1
Рассмотрим на примере порядок изменения высоты нивелирной марки для получения исходной отметки репера. Пускай в первом (начальном) цикле измерений была определена отметка репера i  (фиг. 1, в). При повторном нивелировании (2-м цикле измерений) получена отметка этого же репера, равная . Будем считать, что изменение отметки репера на величину  произошло в результате действия сил морозного пучения. Для компенсации изменения высотного положения репера найдем отсчет  по линейке репера во 2-м цикле наблюдений, который будет соответствовать исходной отметке:  (где  - отсчет по линейке репера в первом (начальном) цикле измерений). Завинчивая (или вывинчивая) подвижную марку, до получения отсчета =-54 мм по линейке репера 7, происходит изменение отметки репера до первоначальной (исходной) (фиг. 1, с).
Таким образом, изменяя высоту марки 3 репера и приводя отметку репера к исходному значению, исключается многократное введение поправок в результате измерений при высотной привязке точек и наблюдениях за осадками сооружений, а также перезакладка репера.
Технология установки и монтажа репера осуществляется следующим способом. Сборка грунтового репера производится на поверхности земли. Затем в пробуренную скважину диаметром 250-300 мм на глубину, равную длине реперной трубы, на дно заливается грунт густотекущей консистенции. По оси скважины вертикально устанавливается собранный репер и вдавливается в грунт до заполнения им пространства между полудисками якоря. Выше якоря пространство между стенками скважины и реперной трубой заполняется вынутым из скважины грунтом в той же последовательности, как он залегал изначально, с послойной его трамбовкой.