Арбат. заземление. пошаговое руководство . часть II. изучение конструктивных особенностей здания и геоподосновы. проведение предварительных рассчётов.

                                                                                                                              "Дела давно минувших дней,  

                                                                                                                               Преданья старины глубокой..." (с)

Изучение конструктивных особенностей здания и геоподосновы. Работа с архивными материалами

Ознакомление с планом коммуникаций местности показало, что под северо-западной частью здания ничего нет. Поскольку в цокольном этаже северо-западной части здания находится ВРУ, было принято решение заглубляться в соответствующем месте в подвале (верхний правый сектор на иллюстрации).

Никаких данных по электрофизическим свойствам грунта не было, по наличию возможных механических помех (валуны, остатки старой каменной кладки) – тоже. Единственное, что вносило сдержанный оптимизм, сведения о том, что до постройки здания в 1912 году на этом месте был плодовый сад. Геологическое описание скупо гласит – древнеаллювиальная терасса реки Москвы.

В начале 80-х годов, когда дом был выведен из жилого фонда, проводилось подробное исследование стен, перекрытий и фундамента на предмет проведения капремонта с заменой деревянных перекрытий на современные. В бетонном полу подвала были взяты шурфы на глубину до 12 метров и относительно подробно описаны. Ближайший к предполагаемому месту заглубления Шурф №13 находится в 6 метрах.

Из описания шурфа следовало, что на расстоянии более 0.6 м от стен толщина бетонного основания составляет 0.2 м. Затем идёт крупный песок.

Далее возможна прослойка строительного и хозяйственного мусора средней плотности, влажная толщиной 1.4…1.6 метра. Затем «древнеаллювиальные пески пылеватые, мелкие, средней плотности и крупные, местами глинистые, с редким включением гравия и гальки, средней плотности, маловлажные, влажные и насыщенные водой, прослеженной мощностью слоя 12.0 м ….

подстилаются юрскими глинами… В изучаемой толще четвертичных отложений залегает первый основной водоносный горизонт, приуроченный к древнеаллювиальным пескам. Водоупором служат юрские глины. При бурении на участке скважин в сентябре 1982 г. на глубину 16 метров основной водоносный горизонт был вскрыт на глубине 9.3…9.7 м, что соответствует абсолютным отметкам 140.92…140.96 м».

Абсолютная отметка в выбранном нами месте для бурения 144.6 м.

Это значит, что водоносный горизонт должен начаться через 3.65 м. Обнадёживало, что на технологически доступной глубине начинается водоносный горизонт, но, учитывая линзовый характер водоносов на небольшой глубине и удалённость пробных скважин от места заглубления электрода, брать данные 1982 года за рассчётные не представлялось возможным. Условно возможно было использование для предварительных рассчётов справочного параметра удельного электрического сопротивления грунта:

Таблица 1.

Проведение предварительных расчётов

Поскольку в геологическом описании присутствуют все перечисленные выше компоненты, проведение рассчётов более, чем ориентировочное. Поэтому примем удельное электрическое сопротивление грунта равным 100 Ом*м. При прохождении заземляющего электрода через водоносный горизонт удельное сопротивление грунта можно принять равным 50 Ом*м.

R= ρ (ln (2L/d) + 0.5 ln3) / 2πL    (1)  

где ρ – удельное сопротивление грунта (Ом*м)

L – длина заземлителя (м)

d – диаметр заземлителя (м)

Для диаметра заземлителя 14.2 мм формула приобретает вид:

R= ρ(lnL+5.51) / 2 πL    (2)  

Для используемого нами заземляющего электрода диаметром 14.2мм ориентировочные сопротивления растеканию по мере заглубления приводятся в таблице 2:

Таблица 2.

 Если ориентироваться на эти рассчётные данные, выходило, что для получения желательного сопротивления растеканию менее 4 Ом необходимо достигнуть глубины 18 метров, что довольно проблематично в малопредсказуемых условиях. Вбивать второй электрод, а возможно, и третий на взаимном удалении 25…40 метров, после чего соединить их между собой - уже никак не укладывалось бы в жёстко ограниченный бюджет, т.к. трёхкратно увеличилась бы стоимость работы и расходных материалов по заземлителям и десятикратно – по соединительным проводникам. В действующих ныне «Правилах устройства элетроустановок» есть пространное допущение отступать от нормы сопротивления растеканию не более чем в 10 раз, но следовать ему очень не хотелось бы. Оставалось надеяться на водоносный горизонт, в котором сопротивление растеканию резко снижается.

Выбор мест для основного заземлителя и измерительных электродов.

Была принята следующая схема – максимально-возможное заглубление первого электрода с проведением прецизионных измерений сопротивления растеканию через каждые 1.5 метра. По технологии измерений дополнительные электроды должны располагаться с шагом 5…10 метров. Был принят шаг 6 метров. В бетонном основании пробурены два дополнительных отверстия диаметром 28 мм. .

 Позже при проведении измерений в полученные отверстия были вставлены дополнительные электроды до устойчивого механического контакта с грунтом на глубине 0.8 метра от поверхности бетонного основания.

Технологический анализ ситуации.

Поскольку ситуация с заглублением электрода внутри здания неестественна, полученные результаты должны представить большой практический интерес. При естественном заглублении сопротивление растеканию меняется от поверхности по относительно определённой зависимости. На первых полутора метрах может быть выброс низкого сопротивления от верховодки и химически-активного гумусового горизонта, а затем всё становится на свои места, и сопротивление меняется плавно от 40…60 Ом до нужного, или до полученного при встрече электрода с непроходимым препятствием. В данном случае мы имеем сухой подвал. Очевидно, поверхностные воды не попадают в контуры проекции здания благодаря работе отмостки, дренажной системы и ливневой канализации. Остаётся сухой или капиллярно-увлажнённый песок, неопределённый строительный мусор и капиллярно-увлажнённая глина. Но, в любом случае, мы встречаемся с водоносным горизонтом на глубине 5.5 метров от уровня бетонного основания, что соответствует 9.5 метрам от поверхности земли. Полученный материал имеет большую практическую ценность, т.к. в доступных источниках данных по электрофизическим свойствам грунта в Арбатских переулках обнаружено не было. В случае, если электрод упрётся в непроходимое препятствие до получения нужного сопротивления растеканию ( меньше 4 Ом ), возникнет необходимость в заглублении следующего электрода на расстоянии порядка 18…25 метров от первого, что будет затруднительно при ограниченном финансировании. Поэтому было принято решение пробиваться на максимально возможную глубину за счёт применения дополнительных технических средств для максимального заглубления первого электрода.

Продолжение с

© Богданов Игорь Анатольевич, 2014

ISBN: 978-5-4472-3531-4