Piezometry i inklinometry

Piezometry

Budowa coraz głębiej posadowionych obiektów najczęściej związana jest z odwodnieniem. Obniżenie zwierciadła wody gruntowej wiąże się za to ze zmianą stanu naprężenia w ośrodku gruntowym, co bezpośrednio wpływa na rozwój osiadania wywołanego odwodnieniem. Monitorowanie zmian zwierciadła wody gruntowej może być prowadzone z wykorzystaniem piezometrów.

Piezometry można podzielić na dwie grupy:

  • Piezometry otwarte/rurowe
  • Piezometry zamknięte

Zarówno jedne jak i drugie niosą informację na temat nawodnienia ośrodka gruntowego.

Piezometry typu otwartego.

Są to zazwyczaj piezometry rurowe stalowe bądź z tworzywa sztucznego budową zbliżone do studni rurowej/wierconej. Piezometr tego typu składa się z kolumny rur zakończonych filtrem, przez który do wnętrza piezometru przedostaje się woda gruntowa. Na wysokości filtra piezometr obsypany jest zasypką filtracyjną w wyżej uszczelniony mieszanką bentonitową. Zwierciadło wody gruntowej stabilizuje się obrazując swój swobodny układ.

Pomiary piezometrów otwartych odbywają się na podstawie pomiaru położenia zwierciadła wody. Pomiary takie można wykonywać w sposób manualny tzw. świstawką hydrogeologiczną lub automatycznie umieszczając w piezometrze czujnik ciśnienia hydrostatycznego.

Zalety:

  • możliwość monitorowania wód z różnych poziomów piezometrycznych;
  • łatwość montażu;
  • niewielki koszt;
  • możliwość precyzyjnej oceny położenia zwierciadła wody gruntowej poprzez pomiar bezpośredni;
  • możliwość stosowania pomiarów manualnych.

Piezometry typu zamkniętego:

Są to zazwyczaj piezometry bez obudowy wbijane lub umieszczane bezpośrednio w otworze wiertnicznym lub w wykopie. Zasada ich działania polega na pomiarze ciśnienia porowego w gruncie na podstawie, którego można ocenić położenie zwierciadła wód gruntowych. Zaletą tego rozwiązania jest możliwość zastosowania takich piezometrów w wszelkich konstrukcjach hydrotechnicznych, gdzie pomagają ocenić szczelność przesłon. Kolejne zastosowanie znajdują pod płytami fundamentowymi obiektów realizowanych w czasowym odwodnieniu, gdzie pozwalają ocenić napór hydrauliczny wody po zaprzestaniu odwodnienia. Odpowiednio zainstalowane pozwalają również uzyskać cenna informację na temat zmian ciśnienia porowego w strefie poślizgu osuwiska, a tym samym pośrednio ocenić jego stateczność. Najczęściej stosowane przez nas piezometry opierają się na technologii wibrującej struny. Czujniki piezometryczne tego typu są trwałe, niezawodne oraz niepodatne na zakłócenia sygnału pomiarowego.

Zalety:

  • możliwość instalacji bez orurowania w wykopie bądź bezpośrednio w otworze wiertnicznym;
  • możliwość instalacji poprzez wbijanie bądź wciskanie „piezometry typu drive in”;
  • trwałość;
  • możliwość prowadzenia pomiaru ciśnienia porowego w miejscach niedostępnych;
  • prosty montaż;
  • duża rozdzielczość pomiaru;
  • szeroki zakres mierzonych ciśnień

Inklinometry

Jednym z podstawowych instrumentów wykorzystywanych przy prowadzeniu monitoringu przemieszczeń i odkształceń są inklinometry. Jako wyspecjalizowana firma oferujemy kompleksową obsługę montażu i pomiarów inklinometrycznych poziomych i pionowych, manualnych i automatycznych wraz z opracowaniem wyników.

Jesteśmy w stanie przeprowadzić analizę problemu wraz z opracowaniem projektu monitoringu określającego zakres prac, sposób montażu kolumn inklinometrycznych, częstotliwości pomiarów. Wykonujemy zabudowy instalacji inklinometrycznych w ośrodku gruntowym czy też samej konstrukcji (ściany szczelinowe, ścianki szczelne, palisady).

Inklinometr pionowy

Inklinometr pionowy jest podstawowym instrumentem stosowanym w monitoringu poziomych odkształceń w profilu pionowym. Najczęściej znajduje zastosowanie w sytuacjach, takich jak:

  • pomiary deformacji obudów głębokich wykopów (np. ściany szczelinowe),
  • pomiary deformacji ścian oporowych,
  • monitorowaniu stateczności skarp i zboczy (przemieszczenia poziome, lokalizacja stref ścinania).

W praktyce wykorzystuje się dwa typy instalacji inklinometrycznych, które różnią się wykorzystaną aparaturą. Przeważnie stosuje się instalacje wykorzystujące inklinometry manualne (przenośne), które umożliwiają prowadzenie pomiarów dzięki przenośnej dwuosiowej sondzie inklinometrycznej manualnie wprowadzanej do kolumny rur inklinometrycznych. Pomiary prowadzone są w ustalonych interwałach czasowych i dostarczają informacji o przemieszczeniach w dwóch prostopadłych kierunkach w ciągłym profilu pionowym.

Drugi typ inklinometrów wykorzystywany głównie w rozbudowanych instalacjach automatycznego monitoringu strukturalnego składa się z szeregu jedno- lub dwuosiowych czujników inklinometrycznych montowanych na stałe na różnych poziomach kolumny rur inklinometrycznych. Czujniki te wymagają stałej instalacji umożliwiającej automatyczną rejestrację mierzonych przemieszczeń. Na wybór typu instalacji główny wpływ ma częstotliwość wykonywanych pomiarów. Przy częstotliwości przekraczającej 1 pomiar na tydzień zastosowanie instalacji automatycznej jest ekonomicznie uzasadnione, a w przypadku kilku pomiarów na dobę wręcz obligatoryjne.

Inklinometry pionowe znajdują zastosowanie w monitoringu geotechnicznym między innymi przy:

  • Monitorowanie stateczności skarp,
  • Monitorowanie konstrukcji oporowych,
  • Monitorowanie obudowy wykopów, szczególnie w pobliżu obiektów i budynków,
  • Monitoring deformacji poziomych w nasypach i zaporach ziemnych,
  • Badanie osuwisk,
  • Monitoring deformacji ośrodka gruntowego w trakcie tunelowania.

Do niewątpliwych zalet stosowania inklinometrów pionowych należą:

  • Skuteczny sposób monitorowania przemieszczeń bocznych i stref ścinania,
  • Szybka instalacja, nie zakłócająca prac na budowie,
  • Zapewnienie pełnego profilu z pomiarami co 0,5 m,
  • Stabilność i niezawodność systemu w dłuższej perspektywie czasu,
  • Dokładny i precyzyjny pomiar ze sprawdzoną niezawodnością,
  • Relatywnie niski koszt instalacji.