Деформация сооружений: виды, измерение, наблюдение

Геодезические методы определения деформаций сооружений Виды деформаций

Геодезические методы определения деформаций сооружений

Виды деформаций В геодезии под термином деформация понимают изменение положения объекта относительно его первоначального состояния. Осадка Постоянное давление массы сооружения приводит к уплотнению грунта под фундаментом и вблизи него и вертикальному смещению, или осадке, сооружения.

Смещение сооружений в горизонтальной плоскости может происходить вследствие бокового давления грунта, воды, ветра и т. п. Просадка При уплотнении пористых и рыхлых грунтов происходит быстрая во времени деформация, называемая просадкой.

Кручение и изгиб Высокие сооружения башенного типа из за неравномерного нагрева солнцем, давления ветра и других причин испытывают кручение и изгиб.

Обратите внимание

Для определения деформаций в характерных точках сооружения устанавливают марки и путем геодезических измерений находят изменение их пространственного положения за выбранный промежуток времени, при этом первый цикл геодезических наблюдений принимают за начальный.

Абсолютные, или полные, осадки S марок определяют как разность отметок, полученных относительно репера, расположенного за воронкой осадок сооружения и принимаемого за неподвижный, в текущий момент времени (Hтек) и в начале наблюдений (Hнач): Средняя осадка Scp всего сооружения или отдельных его частей: Средняя скорость vcp деформации равна отношению величины деформации к промежутку времени t, за который эта деформация происходит:

Точность наблюдений В нормативных документах точность определения осадок и горизонтальных смещений выражают средней квадратической ошибкой.

Для многих практических задач среднюю квадратическую ошибку mg определения деформации можно вычислить по формуле: где DФ – величина деформации между циклами измерений.

Согласно ГОСТ 24846 81 допустимые погрешности определения осадок не должны быть более: • 1 мм для уникальных зданий, длительное время (более 50 лет) находящихся в эксплуатации, а также на скальных грунтах; • 2 мм для зданий и сооружений на песчаных, глинистых и других сжимаемых грунтах; • 5 мм для зданий и сооружений на насыпных, просадочных и других сильно сжимаемых фунтах; • 10 мм для земляных сооружений. Крены труб, мачт и т. п. определяют с точностью 0, 0005*Н, где Н высота сооружения.

Геодезические знаки Опорные Являются исходной основой, относительно которой определяют положение марок; их размещают и закрепляют с условием стабильности и длительной сохранности.

Деформационные Их закрепляют на исследуемом сооружении, перемещаясь с ним, они показывают изменение его положения в пространстве.

Вспомогательные Через них передают координаты и высоты от опорных знаков к деформационным.

Важно

Наблюдение за осадками сооружений Наиболее широко используют способ геометрического нивелирования, обла дающий высокой точностью и быстротой измерений. Превышения между точками на расстоянии 5 10 м можно определять с точностью 0, 05 0, 1 мм, а на расстоянии сотен метров с точностью 0, 5 мм.

При определении осадок: • бетонных плотин, гидроузлов применяют нивелирование I и II классов со средними квадратическими ошибками измерения превышений на станции 0, 3 и 0, 4 мм; • промышленных и гражданских зданий используют нивелирование II и III классов, средние квадратические ошибки превышений на станции в этих случаях равны 0, 4 и 0, 9 мм соответственно. При измерениях высокой точности используют тщательно отъюстированные высокоточные нивелиры типа Н 05, штриховые инварные или специальные малогабаритные рейки. Нивелир устанавливают строго посередине между марками, отсчеты берут по основной и дополнительной шкалам. Нивелируют при двух горизонтах прибора в прямом и обратном направлениях.

Наблюдение за горизонтальными смещениями сооружения Горизонтальные смещения сооружений или их элементов определяют различными способами: линейно угловым, створным, стереофотограмметрическим. Используют, кроме того, прямые и обратные отвесы.

Линейно-угловые построения создают в виде специальных сетей триангуляции и трилатерации, ходов полигонометрии, комбинированных сетей, угловых и линейных засечек, сетей из вытянутых треугольников с измеренными сторонами и высотами. Углы измеряют с высокой точностью (0, 5 2, 0″) при коротких сторонах, большом количестве связей.

Уравнивание линейно угловых сетей выполняют строгим способом. Величины смещений определяют по разностям координат в различных циклах.

Створные наблюдения используют для определения деформаций прямолинейных сооружений. Направление створа принимают за ось абсцисс, а направление смещений за ось ординат. Величины смещений равны разностям ординат (нестворностей), определенных в различных циклах.

Нестворность чаще определяют методом подвижной марки или малых углов. Определение величины нестворностей методами: подвижной марки (а), малых углов (б). где nc — отсчет, когда ось марки совпадала с точкой C; n. AB — отсчет, когда ось марки находилась на створе АВ.

Нестворность qc определяют путем измерения угла а и расстояния S.

Наблюдение за кренами Часто для определения крена применяют способ вертикального проектирования. Теодолит устанавливают на двух взаимно перпендикулярных направлениях. Линейку располагают горизонтально, ее нулевое или какое либо другое деление совмещают с меткой М 1.

Совет

Теодолитом из положения I при двух кругах наводят на верхнюю метку М 1’ проектируют на линейку и берут отсчеты q 1’ и q 2’ , среднее из которых q 1=0, 5*(q 1’+ q 2’). Таким же методом со станции II определяют q 2.

Суммарный крен q, учитывая перпендикулярность q 1 и q 2, Угол z между осью сооружения (колонны) и вертикальной линией Где h – разность высот осевых меток.

Источник: https://present5.com/geodezicheskie-metody-opredeleniya-deformacij-sooruzhenij-vidy-deformacij/

Геодезические наблюдения за деформациями зданий и сооружений

Главная » Публикации » Геодезические наблюдения за деформациями зданий и сооружений

Проведение геодезических наблюдений за деформациями зданий и сооружений необходимо не только в отношении строящихся объектов, но и тех, которые оказались в зоне влияния данного строительства.

Основная задача проведения таких работ – своевременное выявление критичных по своей величине деформаций с установлением причин их возникновения.

Также специалистами составляется прогноз на их возможное развитие, разрабатывается комплекс мер по предотвращению нежелательных процессов.

Как проводится мониторинг

В область проведения работ входят наблюдения как за вертикальными, так и за горизонтальными смещениями. В первом случае речь идёт об осадке здания или сооружения, которые встречаются на практике особенно часто.

Процесс мониторинга в данном случае заключается в закладывании по периметру здания деформационных марок, позволяющих впоследствии выполнить геометрическое нивелирование при помощи специализированной аппаратуры с достаточно высокой точностью измерения.

По итогам выполнения работ специалистами будет получена разность высотных отметок на каждом из циклов измерений, что позволит проанализировать величину деформации, скорость её изменения.

Для полноты картины обязательно мониторится состояние трещин на фасаде такого здания, появление которых приводит к снижению общей жёсткости конструкции, иногда даже к разбивке стен на отдельные блоки.

Решением вопроса может стать усиление фасада при помощи металлических конструкций, перекладка или восстановление проблемных участков.

Наблюдения за объектами башенного типа

Горизонтальные смещения (сдвиги и крены) имеют место чаще всего там, где здания были изначально построены в потенциально опасном с геологической точки зрения районе или относятся к сооружениям башенного типа. В данном случае специалистами по выполнению геодезических работ для обеспечения высокой точности проводимых измерений используются роботизированные станции высокой точности.

При этом может быть использовано несколько методов наблюдений чаще всего производится нивелирование марок, которые расположены по периметру (их количество не должно быть менее 4).

Также может быть использована методика проектирования верха сооружения теодолитом, который установлен на опорной точке, к его основанию. Все операции в данном случае проводятся с двух точек, которые расположены на взаимно-перпендикулярных плоскостях по отношению друг к другу.

Обратите внимание

Вектор смещения в данном случае определяется исходя из величины смещения вертикальной плоскости, пересекающей ось сооружения.

Результатом проведенных геодезистами работ становится формирование технического заключения о состоянии сооружения, прогнозах на развитие каждой из выявленных деформаций, а также перечень рекомендаций, выполнение которых позволит предотвратить возможные критические последствия.

← Остались вопросы? Напишите в форму слева или позвоните по телефону +7 (495) 673-73-30.

Источник: http://www.GeoSod.ru/geodezicheskie-nablyudeniya

Наблюдение за деформациями портовых гидротехнических сооружений

Для обеспечения надежной и безаварийной работы гидротехнических сооружений в соответствии с Правилами технической эксплуатации проводят регулярные наблюдения за всеми элементами сооружений с целью контроля за состоянием и условиями работы сооружения и своевременного принятия мер, обеспечивающих его нормальную работу.

Читайте также:  Термохимический газоанализатор (тхг)

   Геодезические наблюдения за деформациями и смещениями включают измерения при помощи геодезических инструментов горизонтальных и вертикальных смещений сооружений. Для наблюдений используется измерительная сеть, состоящая из следующих знаков:

репер — высотное положение этого знака является практически неизменным во все время наблюдений за деформациями сооружений;

марка — жестко укрепленный на конструкции сооружения знак, изменяющий свое высотное и плановое положение вследствие смещений сооружений;

опорный знак — практически неподвижный в горизонтальной плоскости знак, относительно которого определяются сдвиги и крены сооружений.

   Все геодезические знаки, установленные на сооружении и вблизи него, образуют наблюдательную и опорную сети, связанные между собой геодезическими измерениями.

   Проект опорной и наблюдательной сетей составляется в результате общего осмотра гидротехнического сооружения и прилегающей к нему территории и акватории. При этом учитывается следующее:

  • марки наблюдательной сети должны быть обязательно заделаны в тело сооружения в характерных точках, обеспечивающих наиболее полное отражение характера и размеров деформации;
  • знаки наблюдательной сети необходимо располагать через 5–20 м вдоль сооружения в зависимости от его жесткости;
  • места установки всех знаков опорной и наблюдательной сетей (реперов и марок) должны быть легкодоступны;
  • знаки опорной сети следует располагать в стороне от транспортных коммуникаций и мест складирования и перевалки грузов;
  • расстояния от знаков опорной сети до ближайших наблюдательных марок, расположенных на сооружении, не должны превышать 40–50 м;
  • в том случае, если марки наблюдательной сети располагаются по створной линии, опорные знаки должны устанавливаться на перпендикулярах к створной линии в ее концевых точках;
  • знаки опорной и наблюдательной сетей следует устанавливать с учетом возможной реконструкции и застройки территории исследуемого участка;
  • для обеспечения надлежащей точности оптических наблюдений протяженность линий створа не должна превышать 100–150 м.

   Виды опорной и наблюдательной сетей выбираются в зависимости от конфигурации и расположения исследуемых гидротехнических сооружений в плане, а также от условий планировки и застройки прилегающей к сооружению территории.

   Для обеспечения сохранности знаков опорной и наблюдательной сетей необходимо не допускать навала грузов на марки и реперы; окрашивать или смазывать густой смазкой металлические стержни, стаканы, крышки марок и реперов; следить за тем, чтобы крышки над реперами и марками были постоянно закрыты и соприкасались с головками знаков; не допускать швартовки шлюпок и катеров за установленные знаки.

   Требуемая погрешность измерения величин осадок гидротехнических сооружений определяется предельными значениями смещений этих сооружений, которые могут быть допущены без нарушения нормальных условий их технической эксплуатации. Эти условия определяют выбор класса измерения и соответствующего метода проведения работ.

Важно

   Техническая документация по результатам геодезических наблюдений за общими и местными деформациями сооружения должна освещать цели и задачи измерений, примененную методику работ и использованные инструменты, периоды наблюдений, вид производства работ (рекогносцировка, изготовление и установка знаков, угломерные наблюдения, створные измерения, нивелирование, измерение углов наклона верхней грани сооружения и т.п.), камеральную обработку с оценкой точности измерений.

   Горизонтальные и вертикальные смещения морских гидротехнических сооружений происходят под воздействием внешних нагрузок и могут быть следствием деформаций грунта в основании сооружений, сдвига сооружения по основанию и деформаций самого сооружения. Величину смещений измеряют с помощью геодезических инструментов с точностью для горизонтальных смещений 5 мм, для осадок3 мм.

   Инструментальные наблюдения за деформациями причальных сооружений, эксплуатируемых круглый год, рекомендуется проводить перед началом навигации, периодом интенсивной эксплуатации или после ее окончания, а для оградительных и берегоукрепительных сооружений перед осенне-зимним штормовым периодом или после него.

В случаях если портовые гидротехнические сооружения находятся в аварийном состоянии, под нагрузкой свыше установленных норм, если перед сооружением выполнено дноуглубление и т.п., наблюдения за их деформациями производятся по особому календарному графику, разработанному совместно с проектной и научно-исследовательской организациями.

   Для наблюдений за смещением сооружений разбивают наблюдательную и опорную сети в виде системы марок, заложенных в тело сооружения, и постоянных реперов, размещенных вблизи сооружений на устойчивом грунте или на фундаментах капитальных зданий, не претерпевающих смещений.

   Наблюдения за смещением сооружений в строительный период следует производить несколько раз в год, совмещая их с окончанием определенного этапа работ (покурсовая кладка массивов, окончание возведения верхнего строения и т.д.). По окончании строительства наблюдения за смещениями следует вести 1–2 раза в год (не менее чем в течение 5–10 лет) до полного затухания осадок.

Источник: http://www.factor-geo.ru/nablyudenie-za-deformatsiyami-gidrotekhnicheskikh-sooruzhenij

2.2. Наблюдения за осадками оснований и деформациями зданий и сооружений (ч. 3)

Библиотека / Швец В.Б., Феклин В.И., Гинзбург Л.К. Усиление и реконструкция фундаментов / Глава 2. Натурные обследования фундаментов и их оснований

При проведении наблюдений особое внимание следует уделять качеству геодезических инструментов.

Необходимо тщательно выверять нивелир, угол i должен иметь минимальное (до 5') значение [26, с. 3—7], поскольку в реальных условиях наблюдений обеспечить равенство плеч нивелирования, не увеличивая существенно объема работ, удается в редких случаях.

Максимальная составляющая погрешности (до 5—10 мм) определения превышения возникает обычно в результате наклона рейки. Поэтому рейки обязательно должны быть снабжены уровнями.

Если по условиям производства наблюдений воспользоваться уровнем не удается, то положение рейки следует корректировать по сетке нитей нивелира или визуально, а также использовать подпятник, центр оградительного кольца которого совпадает с осью делений инварной полосы.

Существенно влияют на качество наблюдений конструкция и расположение осадочных марок. В литературе [25, с. 81—88] описаны различные конструкции осадочных марок, которые имеют свои особенности в зависимости от назначения. Не останавливаясь на их описании, приведем конструкцию осадочной марки (рис. 2.

2, а), рекомендуемой к применению при геодезических наблюдениях за осадками как строящихся, так и эксплуатируемых сооружений. Рекомендуемая конструкция марки отличается высокой степенью универсальности и сравнительной простотой изготовления и установки.

Эта марка может быть также использована совместно с подвесной рейкой специальной конструкции, которая изготовляется из стандартных штриховых или шашечных реек длиной 1—1,5 м путем добавления в верхней части специального узла (рис. 2.2, б).

Совет

Марка легко забивается в асфальт и деревянные строения, что позволяет использовать ее как точку в нивелирном ходе.

Рис.2.2. Приспособления для наблюдений за осадкамиа — универсальная марка; б — узел опирания подвесной рейки

В задачу специальных геодезических работ могут входить также наблюдения за кренами высоких сооружений.

При организации наблюдений необходимо различать крен фундамента и крен самого сооружения (надфундаментного строения).

В известных пределах отмеченные виды деформаций являются независимыми, поэтому при проведении наблюдений целесообразно предусматривать выполнение независимых измерений.

Систематическое приращение крена сооружения обусловлено приращением крена фундамента. Поэтому для прогноза устойчивости реконструируемого или усиливаемого фундамента в первую очередь необходимо знать скорость крена фундамента, которая может быть установлена путем высокоточного нивелирования. Крен надфундаментного строения может быть измерен следующими способами [25, с. 81—88].

Руководство по наблюдениям за деформациями оснований и фундаментов зданий и сооружений/НИИОСПИнструкция по нивелированию I, II, III и IV классов

  • 1. Способы проецирования с использованием теодолитов. Для этого на цоколе сооружения (прямоугольного в плане) располагают линейку, на которую проецируют при двух положениях круга теодолита контурные точки верха и низа сооружения. Разность отсчетов проекции верха и низа, отнесенная к высоте сооружения, дает величину крена. Измерения выполняют по двум взаимно перпендикулярным направлениям и затем вычисляют результирующую крена.
  • 2. Способом координирования, который заключается в том, что на местности закрепляется базис из двух опорных точек и по отношению к нему определяется плановое положение верха и низа сооружения. Величина горизонтальной проекции отрезка вертикальной оси между верхней и нижней точкой сооружения, отнесенная к разности высот этих точек, дает величину крена. Этим способом удобно пользоваться в стесненных условиях, когда часть сооружения находится за пределами прямой видимости. Для определения положения скрытой части сооружения необходимо прокладывать полигонометрический ход от пунктов базиса.
  • 3. Различными механическими способами, например с помощью клинометров или отвесов.
Читайте также:  Действия по сигналу «воздушная тревога»

В том случае, когда необходимо определить искривление сооружения, то его по высоте условно разбивают на несколько частей и определяют крен каждой части одним из перечисленных способов. Искривление сооружения обычно характеризует его деформации в момент строительства и позволяет оценить приращение крена в послестроительный период.

Источник: http://xn--h1aleim.xn--p1ai/shvec/g2-2-c.html

Геодезические наблюдения за перемещениями и деформациями сооружений

Геодезические наблюдения за перемещениями и деформациями зданий и сооружений проводятся в целях:

— выполнение требований ведомственных инструкций и предписаний проектных организаций на постоянный геодезический мониторинг осадки и деформаций в процессе возведения и эксплуатации зданий и сооружений, имеющих большое народнохозяйственное значение;

— измерения фактических пространственных перемещений элементов несущих конструкций в процессе возведения сложных сооружений для своевременного выявления возможных чрезмерных деформаций объекта и принятия своевременных мер по предотвращению их аварийного состояния, а также для экспериментальной проверки методов расчета конструкций на устойчивость;

— корректировки норм на предельно допустимые величины нагрузки на грунтовые основания для различных видов и типов зданий и сооружений;

— выявление степени опасности деформаций оснований под фундаментами эксплуатируемых зданий и сооружений, развивающихся в результате извлечения жидких, твердых и газообразных полезных ископаемых, а также принятия своевременных мер по устранению последствий возникших деформаций объекта.

Геодезические  наблюдения за перемещениями и деформациями (осадками, сдвигами, неравномерными осадками, кренами) оснований, фундаментов, а также возведенных на них зданий и сооружений, производятся по специальной программе, составленной на основе технического задания. Наблюдения могут начинаться со стадии устройства фундаментов или после окончания строительства при обнаружении признаков чрезмерных деформаций объекта.

Комплексные измерения вертикальных  и горизонтальных перемещений сооружений надлежит выполнять с точностью, установленной проектной документацией или правилами технической эксплуатации объекта.

Геодезические наблюдения за деформациями зданий и сооружений следует проводить в соответствии с техническим заданием  проектной или эксплуатируемой организацией.

Перед началом измерений вертикальных перемещений (осадки) фундаментов необходимо установить опорные реперы  (исходные геодезические знаки высотной основы) и деформационные (осадочные) знаки на контролируемых зданиях, для которых определяются вертикальные перемещения.

Опорные реперы числом не менее трех должны размещаться:

— в стороне то проездов, подземных коммуникаций, складских и других территорий;

— вне зоны распространения деформаций грунтового массива от давления на него здания или сооружения;

—  вне зон влияния оползневых склонов, нестабилизированных насыпей, осадки земной поверхности от извлечения подземных твердых и жидких полезных ископаемых, карстовых образований и других неблагоприятных инженерно-геологических и гидрогеологических воздействий;

-на расстоянии от здания не менее тройной толщины слоя просадочного грунта;

— в местах, где исключены влияния вибраций грунта на устойчивость репера от транспортных средств, машин, механизмов;

— в местах ,где в течение всего периода наблюдений возможен удобный подход к реперам для нивелирных работ.

После установки репера на него должна быть передана высотная отметка от ближайших пунктов геодезической сети. При значительном (более ) удалении пунктов геодезической сети от устанавливаемых реперов допускается принимать условную систему высот.

Обратите внимание

Осадочные знаки устанавливают в нижней части несущих конструкций по периметру здания снаружи или внутри его, на стыках строительных блоков, по обе стороны осадочного или температурного шва, в местах примыкания продольных и поперечных стен, на поперечных стенах в местах пересечения их с продольной осью, на несущих колоннах, вокруг зон с большими динамическими нагрузками от оборудования, на участках с неблагоприятными геологическими условиями .

Геометрическое нивелирование служит основным способом измерения вертикальных перемещений. В результате нивелирования определяют отметки осадочных знаков относительно отметок опорных реперов.

Величина осадки (приращения осадки) ΔН марки за соответствующий период наблюдений определяется как разность ее отметок, полученных по данным текущего (Нi) и начального циклов наблюдений (Но), т.е.

по формуле:

                                 ΔНi=Hi-Ho                                                              (1)

    Тригонометрическое нивелирование применяется при измерениях вертикальных перемещений фундаментов в условиях резких перепадов высот. Измерение вертикальных перемещений методом тригонометрического нивелирования выполняют короткими визирными лучами при помощи точных и высокоточных теодолитов, а также электронных тахеометров соответствующей высокой точности.

Гидростатическое нивелирование (переносимым шланговым прибором или стационарной гидростатической системой, устанавливаемой по периметру фундамента) следует применять для измерения относительных вертикальных перемещений большего числа точек, труднодоступных для контроля другими методами, а также в случаях, когда нет прямой видимости между марками, или на месте производства измерительных работ невозможно пребывания человека по условиям безопасности труда.

Горизонтальные перемещения зданий и сооружений измеряют методом створных наблюдений, отдельных направлений, полярным (с помощью электронного тахеометра), триангуляции, фотограмметрии или их комбинированием. Метод измерений горизонтальных перемещений принимают в зависимости от необходимой точности результатов.

Метод створных наблюдений при измерениях горизонтальных перемещений сооружений следует применять для протяженных объектов. Измерение угла отклонения марки от створа следует применять для протяженных объектов. Измерение угла отклонения марки от створа следует проводить точным или высокоточным теодолитом.

Важно

Метод отдельных пересекающихся направлений следует применять  для измерения горизонтальных перемещений зданий при невозможности создать створ или обеспечить устойчивость концевых опорных знаков створа.

На объекте закрепляют деформационные марки, а вне его в устойчивых грунтах закладывают не менее трех опорных знаков с расчетом, чтобы направления со знаком на каждую визирную цель пересекались под углами, не меньшими 30о и не большими 150о.

В каждом цикле высокоточным теодолитом измеряют горизонтальные углы bI между опорными направлениями и направлениями на каждую деформационную марку. Составляющая q горизонтального перемещения марки вдоль перпендикуляра к направлению теодолит- марка вычисляется по формуле:

                         q = L tgΔb= Δb×L / r ,               (2)

где Δb=bi-bо – разность в секундах между текущим значением угла bI  и его первоначальной величиной bо;

L-расстояние от теодолита до марки, измеренное с относительной погрешностью не грубее 1:2000;

r = 206265² -число секунд в радиане.

По величинам трех составляющих крена q1, q2  и  q3 определяют полную величину крена Q и дирекционный угол a горизонтального перемещения марки.

Крен (величину приращения крена) здания, сооружения измеряют методом вертикальной плоскости, отвесного проецирования, координирования, измерения углов или направлений, фотограмметрии, механическими способами с применением кренометров, отвесов, а также их комбинированием. Крен фундаментов определяется также нивелированием.

Предельные абсолютные погрешности измерения крена в зависимости от высоты  Н объекта, вида фундамента не должны превышать величин, для:

— гражданских зданий-0,0001Н;

-промышленных зданий, дымовых труб, доменных печей, башен и др.-0,0005Н;

-фундаментов под машины и агрегаты- 0,00001Н или 0,00001L,                  где L— длина (ширина) фундамента.

Совет

При измерении крена здания, сооружения методом вертикальной плоскости следует применять высокоточные теодолиты и электронные тахеометры, а проецирование выполнять при двух положениях вертикального круга (при КП и КЛ).

С помощью оптических или лазерных приборов вертикального проецирования положение искомой точки должно определяться не менее чем тремя приемами при четырех ориентациях (через 90о) прибора. Проецирование производят на палетку, закрепленную на требуемом горизонте. По палетке определяют линейные значения отклонений QB и   QH проекций верхней и нижней точек от данной вертикальной оси.

Абсолютная величина крена:

                                     q=QB — QH.                    (3)

Относительная величина крена представляет отношение линейной величины  q к высоте H   проецирования:

                                     q / H= (QB –QH) / Н.    (4)

Контрольные точки фундаментов под оборудование в проектном положении должны располагаться в одной горизонтальной плоскости.

Абсолютная величина крена фундамента ΔК в направлении отрезка АВ=lопределяется разностью фактических отметок его контрольных точек А и В, т.е. ΔК =(НА-НВ). Относительная величина крена фундамента:   

                                             ΔК /l=(НА-НВ)/ l.<\p>

Для измерения крена фундаментов под машины и агрегаты в промышленных зданиях и сооружениях помимо нивелирования целесообразно применять переносные или стационарные высокоточные креномеры, позволяющие определить наклон в градусной или относительной мере.

          В процессе работ по измерениям перемещений и деформаций зданий по каждому циклу измерений должна выполняться камеральная обработка полученных результатов:

— проверка полевых журналов;

-уравнивание геодезических сетей;

— составление ведомостей отметок и осадки марок, направлений(углов), величин абсолютного и относительного крена, пространственных перемещений деформационных марок;

Читайте также:  Титенок николай иванович. герой чернобыля.

— оценка точности проведенных измерений, включая сравнение полученных (или невязок) с допусками для данного метода и класса точности измерений;

— графическое оформление результатов измерений.  

Источник: http://pgs-student.blogspot.com/2014/02/Geodezicheskiye-nablyudeniya-za-peremeshcheniyami-i-deformatsiyami-sooruzheniy.html

Особенности наблюдений за деформациями высотных зданий и сооружений

Возводимые высотные здания и сооружения различаются по значению и конструкции. С точки зрения организации наблюдений за деформациями наибольший интерес представляют их конструктивные особенности.

По конструктивным признакам различают высотные сооружения ступенчатого, коробчатого и башенного типа. К первым относятся высотные здания МГУ, на Лермонтовской площади и др.

, построенные в Москве в пятидесятых годах. Вторые — это современные высотные здания, например, здание СЭВ, гостиница «Националь» и др.

В числе третьих — телевизионные башни, дымовые трубы, градирни ТЭЦ, радиорелейные мачты и т. д.

Обратите внимание

Почти для всех высотных сооружений за счет значительной высоты характерно сосредоточение огромной нагрузки (иногда в несколько десятков тысяч тонн) на сравнительно небольшой площади. Отсюда большая нагрузка на фундамент и основание, вызывающая осадку сооружения.

Неравномерность осадки приводит к нарушению вертикальности (крену), прогибам отдельных элементов сооружения и трещинам.

Эти деформации, присущие всем типам высотных сооружений, возрастают с ростом нагрузки в строительный период и постепенно, по мере уплотнения грунтов, стабилизируются в период эксплуатации.

Сооружения же башенного и частично ступенчатого типа под воздействием температурных факторов и переменной ветровой нагрузки еще и изгибаются, совершая колебательные движения. Деформации этого вида принято называть динамическими.

Наблюдения за осадками производят в основном методом высокоточного геометрического нивелирования по осадочным маркам, закрепленным непосредственно на исследуемой части сооружений.

Осадочные марки размещают на фундаменте или на стенах сооружения по обе стороны осадочных швов и линий, разграничивающих разные нагрузки на основание, по осям симметрии сооружения, в местах сопряжения продольных и поперечных стен и в других местах.

Проект размещения марок увязывают с конструкцией сооружения и с геологическими данными о грунтах основания. Кроме того, расположение марок должно обеспечивать их длительную сохранность и удобный подход с инструментом при измерениях. Опыт показал, что осадка высотных сооружений вызывает осадку и соседних зданий.

Для определения зоны деформаций часть марок размещают на стенах соседних зданий. Если же высотное сооружение строится на отдельной площадке, то зона распространения деформаций определяется нивелированием располагаемых вблизи него грунтовых реперов.

Исходными служат один или несколько кустов фундаментальных реперов, закрепляемых вне зоны распространения деформаций. Каждый куст содержит не менее трех реперов.

Требуемая точность измерения осадок, зависящая от целей исследований, задается проектировщиками. Для большинства практических случаев средняя квадратическая ошибка определения осадки характеризуется величиной в 1 мм.

Для измерения осадок применяют также переносные и стационарные гидростатические системы. В этом случае абсолютные величины осадок определяются путем периодической привязки нескольких точек гидростатической системы к исходным фундаментальным реперам.

Важно

Для определения осадки верхней части сооружения могут быть применены метод тригонометрического нивелирования или метод непосредственного измерения высот контрольных точек над опорными с помощью рулетки большой длины.

По результатам измерений, выполненных не менее чем в двух циклах, вычисляются абсолютная величина и скорость осадки каждой марки, средняя осадка для всего сооружения, крены и прогибы его отдельных частей.

Крен верхней части сооружений 6ашенного типа может быть определен различными способами, наиболее распространенными из которых являются: способ координат, способ углов, трех створных наблюдений и вертикального проектирования.

Общим для этих способов является необходимость заложения двух или нескольких опорных точек, расположенных от сооружения на расстоянии не менее двух-трех его высот. В первых двух способах с помощью теодолита измеряются горизонтальные углы на хорошо заметные или специально закрепленные на верху сооружения контрольные точки.

Во вторых двух способах при двух положениях круга теодолита проектируют контрольные точки на некоторую плоскость в низу сооружения (цоколь, рейку).

Перспективным является фотограмметрический способ определения крена.

При ограниченных подходах к сооружению могут быть применены способы, предложенные В. Я. Раинкиным и А. М. Зеленским.

Сущность способа В. Я. Раинкина состоит в том, что с одного опорного пункта измеряются горизонтальные и вертикальные углы на марки, закрепленные на различной высоте сооружения.

Совет

Опорный пункт закладывается на минимальном по возможности расстоянии от сооружения с тем, чтобы для увеличения точности измерений углы наклона направлений были как можно больше.

По соответствующим формулам вычисляются координаты контрольных марок, а по разностям координат, определенным в двух циклах измерений, — величины смещения марок, характеризующие крен.

В способе А.М. Зеленского крен определяется путем периодического измерения малых зенитных расстояний с двух диаметрально противоположных станций при постоянном расстоянии от теодолита до сооружения.

Последнее обеспечивается применением трегера с опорным штырем и закреплением на сооружении марок-упоров.

Точность определения крена зависит от высоты сооружения и для всех способов в среднем характеризуется величиной порядка 10″.

Для сооружений ступенчатого типа понятие о крене является достаточно условным. В этом случае определяют величину крена каждой отдельной грани сооружения путем координирования контрольных марок, закрепленных по углам граней, с точек полигонометрического хода.

Для определения крена применяют также специальные клинометры, микрокренометры и электротензометры, устанавливаемые на исследуемой части сооружения.

Изучение деформаций динамического характера рассмотрим на примере Останкинской телевизионной башни высотой 533 м. Башня состоит из железобетонного ствола 1 и стальной антенны 2 (рис. 166).

Ствол, состоящий, из нижнего опорного конуса А, конусообразной средней части Б и цилиндрической верхней части В, имеет 10 опор, через которые нагрузка передается на фундамент.

Обратите внимание

Антенна имеет телескопический контур и состоит из отдельных цилиндрических труб переменного диаметра. Масса башни 55 тыс. т.

Рисунок 166 – Останкинская телевизионная башня

Под действием ветровой нагрузки происходит отклонение (изгиб) башни от вертикали по кривой, близкой к квадратной параболе. Поскольку направление и сила ветра постоянно меняются, то башня колеблется с некоторой амплитудой и частотой, зависящей от высоты определяемой точки и скорости ветра.

Вследствие воздействия прямых солнечных лучей или рассеянной солнечной радиации происходит неравномерный нагрев башни. Возникает разность температур нагретой и не нагретой сторон, что ведет к изгибу ствола башни в сторону, противоположную нагреву. Температура ствола башни и, как следствие, величина изгиба зависят от азимута и высоты Солнца.

Таким образом, задача геодезических наблюдений практически сводится к определению амплитуды колебаний башни относительно вертикали для точек, расположенных на различной высоте, и выявлению зависимости этих колебаний от внешних условий.

Наблюдения на OCTАHKИHCKOЙ башне были организованы следующим образом. С двух опорных пунктов, закрепленных на взаимно перпендикулярных осях на расстоянии 300 м и б00 м от центра башни, одновременно измерялись горизонтальные углы на марки, установленные на высотах 20, 237, 300, 385, 420 и 520 м (см. рис. 1). Марка на высоте 20 м считалась исходной.

Измерения велись теодолитом. Theo-010 с накладным уровнем при двух положениях круга.

В измеренные направления вводились поправки за наклон оси вращения инструмента и за асимметрию положения марок относительно геометрической оси сооружения, По данным угловых измерений вычислялись линейные смещения по каждой оси и полная величина смещения для всех наблюденных высот.

Точность наблюдений зависит в основном от ошибки наведения на колеблющиеся цели. По этому поводу были выполнены специальные исследования, результаты которых позволяют считать, что средняя квадратическая ошибка определения смещения составляет 15 мм.

Важно

Схема измерений была одинаковой как для изучения влияния ветра, так и для теплового воздействия. Менялись лишь погодные условия и программа измерений во времени.

Полученные результаты имеют большой практический и научный интерес и свидетельствуют о том, что для имевших место в течение ряда лет внешних условий максимальные отклонения оси башни от вертикали на высоте 530 м находятся в пределах 2,5 м.

В настоящее время процесс наблюдений за колебаниями Останкинской телебашни автоматизирован с помощью специальной оптико-электронной системы.

Источник: https://megaobuchalka.ru/4/32008.html

Ссылка на основную публикацию