§ 68. Конструкция геодезических знаков для различных грунтовых условий

Геодезический знак, предназначенный для установки в песчаных, суглинистых и глинистых грунтах сезонного промерзания, должен состоять из двух частей: якоря, обеспечивающего устой­чивость знака, и верхней части, несущей точку (марку) с известными координатами, или точку (репер) с известной высотой. Близкое рас­положение марки (репера) к поверхности земли облегчает пользова­ние знаком.

Якорь может представлять собой или бетонный монолит, или бетонную плиту массой около 100—150 кг (рис. 120), с которой жестко соединяется верхняя часть знака. Верхняя часть знака обычно состоит из металлической трубы 1 диаметром 6—8 см или .армированного бетонного пилона 2, пирамидального или призмати­ческого вида. В верхнем срезе трубы или на верхней грани пилона помещается марка 3, фиксирующая центр или репер. Основные размеры центра показаны на рис. 120; высота пилона или трубы определяется глубиной промерзания грунта, но при этом нужно учи­тывать, что плоскость нижнего основания якоря (плиты) должна располагаться на 0,5 м ниже границы максимального промерзания грунта, а верхняя грань пилона (трубы) — на такую же величину ниже поверхности земли. Такое расположение центра (репера) делает его легко доступным для центрирования над ним инструмента или установки рейки и в то же время несколько отодвигает срок начала смерзания грунта с верхней частью знака, а следовательно, и процесса морозного пучения.

Рассмотренная конструкция знака — наиболее применяемая на территории СССР. Отдельные видоизменения в нее вносят лишь с целью дальнейшего усиления устойчивости и, в частности, за счет увеличения веса знака. Так, тяжелые знаки с пилоном преиму­щественно устанавливают на пунктах государственных сетей триан­гуляции, трилатерации, полигонометрии, расположенных в местах, куда доставка готового знака или материалов для его изготовления не сопряжена с большими трудностями. Центр с металлической трубой наиболее целесообразно применять в труднодоступных, необжитых районах, поскольку вес их заметно меньше, до и пуче­нию они подвержены в меньшей степени.

При близком (до 0,8 м) расположении скальных пород к поверх­ности земли место установки знака освобождают от почвы, посторон­него грунта, слабых (выветрелых) частей породы, в скале делают небольшое углубление, в котором цементируют марку; над маркой на бетонной подушке устанавливают бетонный монолит в виде усе­ченной четырехгранной пирамиды; высота монолита назначается такой, чтобы марка, вбетонированная в его верхнее основание, оказалась на уровне поверхности земли (рис. 121). Верхняя и нижняя марки должны находиться на одной вертикали.

Центры и реперы, установленные на скальном основании, отли­чаются высокой устойчивостью, если, конечно, места их закладки не подвержены действию эндогенных или техногенных процессов.

Как известно (§ 17), необходимое условие устойчивости соору­жений на вечной мерзлоте — максимальное сохранение естествен­ного температурного режима грунта. В связи с этим для вечно-мерзлых грунтов предлагается конструкция знака, показанная на рис. 122. Знак состоит из металлической трубы диаметром 6 см, в верхнем срезе которой закреплена марка, а к нижнему концу при­варены диск и несколько полудис­ков для увеличения поверхности смерзания грунта со знаком. Дли­на трубы должна быть такой, чтобы в положении, когда верхняя часть знака оказывается у поверхности, нижняя должна быть погружена в слой вечной мерзлоты на 1,5—2 м. Такой знак устанавливают бурением или протаиванием. Смерзшийся с грунтом нижний конец трубы образует прочный якорь, который придает знаку необходимую устойчивость в плане и по вы­соте. Для уменьшения прогрева грунта, а следовательно, и умень­шения мощности деятельного слоя над знаком устраивают курган из торфа или мха, который обкладывают слоем дерна.

Схожую конструкцию имеют знаки, рекомендуемые для закладки в мощные торфяники и подвижные пески (рис. 123). Эти знаки либо опускают в подготовленную буровую скважину, где и бетонируют, или устанавливают на требуемую глубину завинчиванием. Во втором случае труба погружается в грунт благодаря приваренной к ее нижнему концу спирали. Рассмотренные знаки при установке их в торфяном грунте обладают достаточной устойчивостью по высоте, но плохо сохраняют свое положение в плане. Поэтому при большой мощности торфяника для придания знаку большей жесткости целесообразно заполнять трубу раствором цемента или применять трубы большего диаметра.

Применение таких конструкций центров и реперов при геодези­ческих работах на территориях городов и промышленных объектов часто связано с определенными затруднениями и организационными осложнениями. Наличие большого числа подземных коммуникаций на этих территориях требует предварительных согласований с раз­личными городскими организациями, затрудняет закладку центров на требуемую глубину, а в ходе городского и промышленного строительства часто ведет к уничтоже­нию геодезических пунктов. Все эти обстоятельства вынуждают геодезистов отказываться от применения грунтовых центров и реперов и переходить на стенные знаки.

Такие знаки более долговечны и устойчивы, но в ряде случаев, когда применение стенных знаков по какой-либо причине затрудни­тельно или невозможно, приходится применять грунтовые центры, рекомендуемые Инструкцией [54]. Приведенный на рис. 124 центр ввиду малой глубины закладки его якоря слабо сопротивляется морозному пучению и обладает другими недостатками. Знак состоит из одного центра (марки) и в случае его повреждения или смещения центр утрачивается; во внутреннюю полость знака могут попадать вода, грязь, а образующийся зимой лед не дает пользоваться знаком без предварительной его очистки. При удалении льда можно повре­дить или даже разрушить центр.

Несмотря на отмеченные конструктивные недостатки центра условия застроенной территории вынуждают пользоваться рассмо­тренным центром и в какой-то степени сознательно идти на сниже­ние его устойчивости.