ЗСД

КОНТРОЛЬ СПЛОШНОСТИ ТРАНШЕЙНЫХ СТЕН В ГРУНТЕ, БУРОНАБИВНЫХ И ГРУНТОЦЕМЕНТНЫХ СВАЙ МЕТОДАМИ МЕЖСКВАЖИННОГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО И АКУСТИЧЕСКОГО ПРОЗВУЧИВАНИЯ И СЕЙСМОАКУСТИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ЗАПАДНОГО СКОРОСТНОГО ДИАМЕТРА В САНКТ-ПЕТЕРБУРГЕ

Доктор технических наук Архипов Алексей Германович

ООО “Геодиагностика”, Санкт-Петербург

Западный скоростной диаметр (ЗСД) - очень сложный, а на отдельных участках и рискованный дорожный проект Санкт-Петербурга длиной 46,6 км. Строительство основного хода ЗСД продолжалось 12 лет (2004 - 2016 гг.). В 2017-2021 гг. идет строительство дополнительных съездов.

ООО "Геодиагностика" работало на всех (1, 2, 3, 4 и 5) очередях строительства ЗСД, включая Южный, Северный и Центральный участки, и полностью представляет инженерно-геологические особенности участков работ, также и опасные факторы для устройства и последующей эксплуатации оснований строительных конструкций и ограждений. Среди объектов исследования буронабивные сваи, грунтоцементные сваи, панели и стыки траншейных стен в грунте тоннеля под рекой Смоленка и др. В 2020 г. ООО "Геодиагностика" (2020г) выполняло контроль сплошности буронабивных свай на развязке в створе Шуваловского проспекта.

Цель исследований: определение соответствия свай и стен в грунте проектной документации, контроль сплошности и прочности материала (бетона, грунтоцемента) в естественном залегании неразрушающими геофизическими (сейсмоакустическими, ультразвуковыми и акустическими методами) для принятия, при неообходимости, проектной организацией и Заказчиком дополнительных мер усиления и защиты.

Контроль сплошности (состояния) панелей и стыков траншейных стен в грунте производился методом межскважинного прозвучивания (акустического и ультразвукового) из закладных трубок, установленных в армокаркасы панелей. Для контроля сплошности буронабивных свай использовались методы ультразвукового прозвучивания (при установке закладных трубок в армокаркас) и сейсмоакустического зондирования (при отсутствии в свае закладных трубок).

Средства измерений: аппаратурный комплекс импульсного акустического просвечивания и зондирования АПЗ-1 (разработчик ООО "Геодиагностика", Россия), ультразвуковой прибор Пульсар 2.2 ДБС (разработчик ООО "Интерприбор", Россия). Наличие двух аппаратур, работающих в звуковом и ультразвуковом диапазонах, мощный электрогидравлический источник упругих волн типа "спаркер" позволяли перекрывать, практически, все требуемые диапазоны по расстояниям (базам) измерений и поглощению упругих волн в объектах исследований.

Особенности работы для субподрядчика на крупном объетке это жесткая конкурентная борьба, которая, как ни странно, становится движущей силой развития науки и технологий. Запомнились выйгранные схватки за свайное поле на Южной армогрунтовой насыпи, где конкурирующая организация при сейсмоакустическом зондировании не разобралась в собственной заграничной аппаратуре и причинах искажения эхо-сигналов в сваях и начальный этап исследований стены в грунте, где конкурент из-за отсутствия мощного источника упругих волн не смог измерить скорость упругой волны в стыках и, как следствие, понять среду заполнения.

Автор должен отметить Заказчика строительства решившего пойти на 100% процентный контроль сплошности панелей и стыков траншейных стен в грунте на Васильевском острове. Информация о состоянии панелей и стыков служила основой для принятия решения по дополнительной гидроизоляции проблемных зон. Одним из основных результатов работ ООО "Геодиагностика" на Западном скоростном диаметре стала технология контроля состояния стыков стены в грунте методом прозвучивания из закладных трубок с последующей дополнительной защитной струйной цементацией в ослабленных зонах для предотвращения прорыва грунтовых вод внутрь выработки при проходке и увеличения длительности межремонтного периода при эксплуатации.

При строительства возникла проблема оценки качества струйной цементации. На Васильевском острове проектная организация вновь наступила на старые грабли" применив колонковое бурение для контроля сплошности и прочности грунтоцементных сваи и массивов. Если все участки струйной цементации на Северном и Южном участках ЗСД после неудачных попыток определить сплошность и прочность грунтоцемента по кернам принимались по результатам исследования грунтоцементных свай в месте изготовления сейсмоакустическим методом, то на Центральном участке, в проекты опять было заложено выбуривание кернов, результаты которого вызвали вопросы при оценке качества струйной цементации. Ну нельзя определять состояние грунтоцемента путем выбуривания кернов, так как керн, если его удается отобрать, повреждается в колонковой трубе и прочность на сжатие образца грунтоцемента резко уменьшается. Для контроля сплошности, длины и прочности грунтоцементных свай необходимо использовать неразрушающие сейсмоакустические методы.

2005-2007 гг. ЮЖНЫЙ УЧАСТОК ЗАПАДНОГО СКОРОСТНОГО ДИАМЕТРА

(от транспортной развязки на пересечении с кольцевой автомобильной дороги вокруг Санкт-Петербурга (нежилая зона Предпортовая-2) до транспортной развязки на Канонерском острове).

Объект исследований: буронабивные сваи

Участок работ: Опоры 3 4, 5, 7, 13, 15П, 16Л, 17Л, 20П2, 24Л, ПК2+19.57 - ПК11+50.12. Транспортная развязка с КАД , Дачным проспектом и ул.Предпортовая, трасса ЗСД вдоль ул.Кубинская

Цель работ: Контроль сплошности и длины буронабивных свай

Метод исследований: сейсмоакустическое зондирование

Аппаратура: Аппаратурный комплекс импульсного акустического просвечивания и зондирования АПЗ-1 (АПИ-4).

Заказчики: 2005г. - ЗАО «Мостоотряд №11», 2006-07г.г. - ЗАО «Мостоотряд №75»

а б в

Рис.1 Контроль сплошности буронабивных свай методом сейсмоакустического зондирования 30.11.2005г. на опоре 3 Южного участка Западного Скоростного Диаметра

а - котлован опоры 3, б - голова сваи с излучателем и приемником упругих волн, в - аппаратурный комплекс АПЗ-1

2009-2011 гг. ВТОРАЯ ОЧЕРЕДЬ СТРОИТЕЛЬСТВА ЗАПАДНОГО СКОРОСТНОГО ДИАМЕТРА

Объект исследований: грунтоцементные сваи. Всего испытано 73 сваи (1,5% от общего числа свай), в т.ч. 2009г. - 9 свай, 2010г. - 42 сваи, 2011г. - 22 сваи. Общий объем сейсмоакустических исследований - более 1000 погонных метров грунтоцементных свай.

Участок работ: Участок ПК 44+86-ПК 46+24 вдоль ул.Кубинская, транспортная развязка в районе реки Екатерингофка, пункт сбора платы в районе ул.Благодатная

Цель работ: Контроль сплошности, размеров (длины и диаметра) и прочности грунтоцемента в грунтоцементных сваях в естественном залегании

Метод исследований: акустический каротаж в скважине, пробуренной по оси грунтоцементной сваи, и прозвучивание

Аппаратура: Аппаратурный комплекс импульсного акустического просвечивания и зондирования АПЗ-1

Заказчики: ООО “Космос СПб”, ООО “Мост-Бауер волл техник”

а б в

Рис.2. Контроль сплошности грунтоцементных свай методами акустического каротажа и прозвучивания 19.04.2010г. на участке ПК 44+86-ПК 46+24 вдоль ул.Кубинская Западного Скоростного Диаметра

а - участок струйной цементации, б - наблюдательная скважина в грунтоцементной свае с излучателем и приемником упругих волн, в - аппаратурный комплекс АПЗ-1 в кабине фронтального погрузчика

2011-2012 гг.

ТРЕТЬЯ ОЧЕРЕДЬ СТРОИТЕЛЬСТВА ЗАПАДНОГО СКОРОСТНОГО ДИАМЕТРА

(от транспортной развязки на пересечении с Богатырским проспектом до транспортной развязки на пересечении с дорогой Е-18 «Скандинавия»).

1. Объект исследований: грунтоцементные сваи

Всего испытано 167 грунтоцементных свай (1,5% от общего числа свай), в т.ч. 2011г. - 87 свай, 2012г. - 80 свай). Общий объем сейсмоакустических исследований - более 2000 погонных метров грунтоцементных свай.

Участки работ:

а) Северный участок ЗСД от транспортной развязки на пересечении с КАД вокруг Санкт-Петербурга до транспортной развязки на пересечении с автодорогой Скандинавия Е18 Участок ПК 312+84.00- ПК444+35,50,

б) Участок от транспортной развязки на пересечении с Богатырским проспектом до транспортной развязки на пересечении с КАД

Аппаратура: Аппаратурный комплекс импульсного акустического просвечивания и зондирования АПЗ-1

Заказчики: ОАО “ Мостостроительный отряд №19”, ООО “Космос СПб”, ООО “Мост-Бауер волл техник”, ООО “Геоизол”, ООО “Геократон”, ЗАО “Пилон”

Смешной случай: работники МО 19, отравившие крысу в потолочном перекрытии собственного балка.

а б

Рис.3. Контроль сплошности грунтоцементных свай методами акустического каротажа и прозвучивания 08.12.2011г. на участке ПК405+46.63 – ПК408+27,44 у транспортной развязки на пересечении Западного Скоростного Диаметра с автодорогой Скандинавия Е18

а - участок струйной цементации, б - наблюдательная скважина в грунтоцементной свае с излучателем и приемником упругих волн

2. Объект исследований: буронабивные сваи (2012г.)

Участки работ: опора 23 путепровода через Шуваловский проспект на ПК242+34,38 и опоры 42П, 43П и 45П путепровода через Ситцевую улицу на ПК220+82.55 – ПК221+22.95

Цель работ: Контроль сплошности и длины буронабивных свай

Метод исследований: сейсмоакустическое зондирование

Аппаратура: Аппаратурный комплекс импульсного акустического просвечивания и зондирования АПЗ-1

Заказчики: ЗАО “Пилон”, ОАО “Мостоотряд 19”

а б

Рис.4. Контроль сплошности буронабивных свай методом сейсмоакустического зондирования 30.11.2005г. на опоре 23 путепровода через Шуваловский проспект Западного Скоростного Диаметра

а - общий вид опоры 3, б - ростверк опоры с приемником упругих волн

2012-2015 гг. ПЯТАЯ ОЧЕРЕДЬ СТРОИТЕЛЬСТВА ЗАПАДНОГО СКОРОСТНОГО ДИАМЕТРА

(от транспортной развязки в районе улицы Шкиперский проток до транспортной развязки на пересечении с Богатырским проспектом).

1. Объект исследований: грунтоцементные сваи (2012г.)

Всего испытано 12 свай (1,5% от общего числа свай). Общий объем сейсмоакустических исследований - более 140 погонных метров грунтоцементных свай.

Участок работ: Армогрунтовые насыпи съездов С3 и С4 Транспортной развязки ЗСД с Богатырским проспектом

Цель работ: Контроль размеров (длины и диаметра), сплошности и прочности грунтоцемента в грунтоцементных сваях в естественном залегании

Метод исследований: акустический каротаж и прозвучивание

Аппаратура: Аппаратурный комплекс импульсного акустического просвечивания и зондирования АПЗ-1

Заказчики: ОАО “ Мостостроительный отряд №19” , ООО “Мост-Бауер волл техник”

а б

Рис.5. Контроль сплошности грунтоцементных свай методами акустического каротажа и прозвучивания 03.07.2012г. на Транспортной развязке ЗСД с Богатырским проспектом

2. Объект исследований: буронабивные сваи (2014-2016г.г.)

Участки работ: Секция 6. Васильевский остров.

- Южная армогрунтовая насыпь на ПК141+61,66 - ПК142+20,25, Северная армогрунтовая насыпь на ПК168+87,31 - ПК171+39,45 (2014г.),

- опора V-14 моста через Петровский канал (2014г.),

- опоры Путепроводов над трассой ЗСД и канализационные насосные станции на ПК144+48,83 - ПК156+00,00 (2015г.)

Цель работ: Контроль сплошности и длины буронабивных свай

Метод исследований: ультразвуковое прозвучивание (для свай с закладными трубками) и сейсмоакустическое зондирование

Аппаратура:

а) ультразвуковой прибор Пульсар 2.2 ДБС (изготовитель ОАО “Интерприбор”, Россия)

б) аппаратурный комплекс импульсного акустического просвечивания и зондирования АПЗ-1 (изготовитель ООО “Геодиагностика”, Россия)

Заказчики: Акционерная компания ИДЖА АСТАЛДИ – ИДЖ ИЧТАШ ВХСД ИНШААТ АНОНИМ ШИРКЕТИ», ООО “Геоизол”

а б в

Рис.6. Контроль сплошности буронабивных свай методами ультразвукового прозвучивания (а) и сейсмоакустического зондирования (б, в) на опорах Путепроводов над трассой Западного Скоростного Диаметра

2. Объект исследований: траншейные стены в грунте (2014-2016 гг.)

Участки работ: Секция 6. Васильевский остров.

а) панели и стыки противофильтрационной завесы (стены в грунте) выемки на пул 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10 (2014г.)

б) панели и стыки стен в грунте тоннеля под рекой Смоленка и портальных участков тоннеля (2014-2015г.г.)

в) панели и стыки противофильтрационной завесы (стены в грунте) выемки на пул 7 (2016г.)

Цель работ: Контроль сплошности панелей и стыков стены в грунте

Методы исследований: акустическое и ультразвуковое прозвучивание, сейсмоакустическое зондирование

Аппаратура:

а) ультразвуковой прибор Пульсар 2.2 ДБС (изготовитель ОАО “Интерприбор”, Россия)

Заказчики: Акционерная компания ИДЖА АСТАЛДИ – ИДЖ ИЧТАШ ВХСД ИНШААТ АНОНИМ ШИРКЕТИ»

а б в

Рис.7. Контроль сплошности панелей и стыков стены в грунте на пул 1 противофильтрационной завесы выемки на секции 6 Западного Скоростного Диаметра методами акустического (а, б) и ультразвукового прозвучивания (в)

1 - генератор импульсов тока; 2 - комплекс програмно-аппаратных средств; 3 - кабель с электроискровым излучателем; 4 - скважинный приемник упругих волн с кабелем

2020г. Рзавязка с на пересечении Планерной ул. и Шуваловского проспекта

Объект исследований: буронабивные сваи

Цель работ: Контроль сплошности бетона

Методы исследований: ультразвуковое прозвучивание

Аппаратура: ультразвуковой прибор Пульсар 2.2 ДБС (изготовитель ОАО “Интерприбор”, Россия)

Вверх

Информация для связи:

E-mail: arhipov8@mail.ru

Telephone: +7(911)1582796

Internet: www.geodiagnostics.ru

Полное или частичное копирование материалов разрешено только при обязательном указании автора и прямой гиперссылки на сайт www.geodiagnostics.ru