Конспект_лекций_4_курс__по_Прик._геод._часть1

			Средняя квадратическая погрешность
			измерений, предельный параметр
Методы и средства измерений			крен	и передача		только приращения
			осей	на	верхние	крена
			горизонты
1			2			3
1. Механический						Цена деления уровня-
1.1. Клинометр (переносной) Гидропроект
						3 - 5", цена дел. мик-
для измерения наклона сооружений
						рометра 0,005 мм
1.2. Клинометр (стационарный) Гидропро-						Цена деления уровня-
ект для измерения наклона сооруже-
						3 - 5", цена дел. мик-
ний
						рометра 0,005 мм
1.3. Отвесы для проверки вертикальности			1-10 мм при h до
конструктивных	элементов	(ГОСТ	35 м в закрытых
7948-80, см. табл. П.8.1)			помещениях
1.4. Тяжелые струнные отвесу для про-			0,001 – 0,10 мм в
верки вертикальности осей гидроаг-			закрытых		пом.
регатов и др. точного оборудования			при
(Энергомонтаж)			h до 15 м
1.5. Прямые и обратные отвесы для из-						0,05 – 0,20 мм при h
мерения наклона	и изгиба	плотин				до 70 м
(Гидропроект)
1.6. Жесткий центрир ЖЦК (ВИСИ)			0,1 мм при h 1400
			мм
1.7. Рейка с уровнем для выверки колонн			1 - 2 мм при h
по двум плоскостям (НИИ Мосстрой)			до 4 м
1.8. Рейка с уровнем для точной выверки			0,5 – 1 мм при h
панелей стен (НИИ Мосстрой)			до 3 м
1.9. Рейка – отвес для выверки по вер-			1 мм при h до 3м
тикали стеновых панелей (Мосгос-
строй)

71

Способ проектирования наклонным лучом теодолита. Основные источники ошибок. Выверка конструкций способом бокового нивелирования.

Перенос осей зданий и соорудений с исходного горизонта на монтажный горизонт, а также выверка вертикальных элементов, может осуществляться на от-

крытых пространствах способом наклонного визирования лучом теодолита.

Визирная марка на штативе или другое устройство

сооружение

теодолит

Знаки закрепления осей

S1

S2

Для этого теодолит устанавливают и центрируют над удаленным знаком, закрепляющим ось сооружения, а визирную марку на штативе – над ближним знаком.

Наводят трубу теодолита при круге лево на нижнюю визирную марку и наклонным лучом проектируют ось на верхнюю цель (карандаш, визирную марку, отвес и т.п.). По команде наблюдателя помощник передвигает верхнюю визирную цель до попадания ее в середину биссектора зрительной трубы наблюдателя, после чего делает отметку на поверхности перекрытия здания. Подобные действия производят при круге право теодолита.

Если точность передачи из одного приема недостаточна, Используют марку на штативе и выполняют измерение малого угла между нижней и верхней целями необходимым числом приемов и вводят поправку в положение метки на перекрытии.

Точность передачи можно рассчитать по формуле

72

m	m2	m2	2m2	m2
передачи	цент	ред	виз	фик

Способ наклонного визирования применяется часто также при выверке отдельных колонн здания высотой свыше 4 м при работе на открытых пространствах (см. рис.)

Лекция 10

1.2 Способ бокового нивелирования.

Исполнительную съемку вертикальности (наклона) и смещения оси верхнего сечения колонн одноэтажных производственных зданий в направлении пролета рекомендуется выполнять способом бокового нивелирования (рис. IX.11).

Сущность его состоит в том, что на расстояние 0,5—1 м от колонн параллельно разбивочной оси выносится линия, используемая в качестве опорного створа для последующей съемки. Сориентировав зрительную трубу установленного теодолита по указанному створу, следует взять отсчеты по рейке, последовательно прикладываемой к геометрической оси каждой колонны в нижнем и верхнем ее сечениях. Разность отсчетов по рейке, приложенной в верхнем и нижнем сечениях колонны, будет характеризовать величину ее наклона 8х = аь — а„. Поскольку теодолит установлен на фиксированной линии, смещенной на заданную величину Ь относительно разбивочной оси ряда колонн, то разностью отсчетов &х = а„ — Ь определяется величина действительного отклонения (смещения) осей низа колонн от проектного положения, т. е. смещение дх геометрической оси колонн с разбивочной оси.

Для контроля качества и повышения точности измерений боковое нивелирование следует выполнять при обоих (КП и КЛ) положениях вертикального круга и из двух полученных значений наклона колонн определять среднее.

Точность измерений может быть подсчитана по предыдущей формуле.

73

Способ оптической вертикали. Лазерные ценит-приборы.

Способ оптической вертикали применяется для передачи осей по вертикали, выверке конструкций и контроле кренов сооружений, агрегатов и оборудования с продольной вертикальной осью. Наибольшее применение он находит при контроле объектов одного поперечного сечения и в стесненных условиях, когда оптические способы измерений с применением теодолитов затруднительны.

В способе оптической вертикали применяют уровенные и маятниковые зенитприборы и надирприборы, а также различного рода визирные марки, палетки, шкалы и другие мерительные инструменты и приспособления. Диапазон приборов достаточно широк по точности и дальности действия. Для контроля кренов высоких сооружений наибольшее применение нашли зенитприборы PZL, созданные предприятием «Карл Цейс» (ГДР). Из опыта установлено, что при высоте до 100 м инструментальная точность зенитприборов может быть выражена уравнением

m 0,5 10-5 h .

(4.4.44)

74

палетка

Отверстие в перекрытии

Прибор

вертикального проектирова-

Однако реальная точность из-за ошибок центрирования, вспомогательного мерительного инструмента, внешних условий составляет 1 мм на 100 м высоты. Для контроля кренов продукции машиностроения применяют, как правило, оптические центрирующие приборы, дальность действия которых значительно меньше, но и меньшее расстояние ближайшей фокусировки.

Таблица П.3.5

Методы и средства проектирования по вертикали, измерений кренов и наклонов конструкций сооружений и оборудования

	Средняя квадратическая погрешность
	измерений, предельный параметр
Методы и средства измерений	крен	и	передача	только приращения
	осей	на	верхние	крена
	горизонты
1	2			3
3.2. С использованием приборов верти-
кального проектирования (ГОСТ 22550-
81):
3.2.1. Технические, ЦО-30 и равноточ-	1:5000, 1:10000
	75

ные

3.2.2.Точные «Зенит ОЦП», «Надир ОЦП», WILD ZNL и им равноточные

3.2.3.Высокоточные ОПП, PZL. WILD ZL, WILD NL и им равноточные

до 10 – 20 м

1:30000 – 1:60000

до 100 м

1:100000- 1:200000

до 200 м

Лекция 11

Цели и задачи исследования деформаций сооружений. Причины и классификация деформаций оснований и сооружений. Геодезические методы измерения осадок.

Общие сведения об объектах и условиях их эксплуатации.

Геодезический контроль является важнейшей частью системы управления технической эксплуатацией. Ему присущи разнообразие объектов контроля и соответственно контролируемых параметров как по номенклатуре, так и по значению и допускам; большое число методов и средств контроля; большие затраты на контроль.

В тоже время, несмотря на разнообразие видов объектов промышленных предприятий, им присущи и общие подходы к проектированию и производству геодезического контроля по отдельным видам геометрических параметров.

Ветровые воздействия
	Температурные
Снеговая нагрузка	воздействия

Внутренние воздействия

супесь

Уровень

грунтовых

суглинок

вод

глина

76

Контроль отдельных видов геометрических параметров или их совокупности зависит в первую очередь от конкретных задач, которые преследуются в процессе эксплуатации инженерного объекта и вида контролируемых параметров, присущих данному объекту.

Так в начальной стадии эксплуатации инженерных объектов, испыты-

вающих проектные вертикальные статические нагрузки, основными геометрическими параметрами являются осадки фундаментов и их оснований и происходящие вследствие их деформации конструкций, а для сооружений испытывающих еще и значительные горизонтальные нагрузки – горизонтальные перемещения и происходящие вследствие их деформации конструкций. Это связано с тем, что другие нагрузки и воздействия (негрунтовые – силовые, температурные, влажностные и др.), как показывает опыт эксплуатации, проявляются значительно позже. Поэтому, как правило, наибольший объем геодезических работ в начальной стадии эксплуатации инженерных объектов приходится именно на контроль осадок объектов и их оснований.

Впроцессе длительной эксплуатации инженерных объектов на техниче-

ское состояние объекта значительное влияние оказывают не только деформации, связанные с грунтовыми условиями; но и повреждения конструкций от силовых воздействий, приводящие к трещинам, разрывам, потери устойчивости, расшатыванию соединений; повреждения от механических воздействий, приводящие к прогибам, вмятинам, искривлениям, истираниям; повреждения от физических воздействий, приводящие к короблению и трещинам при низких и высоких температурах; повреждениям от химических воздействий, приводящие к коррозии металла и разрушению бетона. Поэтому в этот период особое значение имеют геодезические работы по контролю множества геометрических параметров, характеризующих техническое состояние надфундаментных конструкций объекта. Эти работы производятся как правило методами плановых и высотных исполнительных съемок конструкций, позволяющих выявлять не только деформации отдельных строительных элементов, но и сооружения в целом.

Однако наибольшие нагрузки в процессе эксплуатации предприятий несет основное оборудование. Контроль некоторых геометрических параметров крупногабаритного оборудования осуществляют с применением геодезических методов и средств измерений.

Впроцессе капитальных ремонтов оборудования геодезистам приходится проверять прямолинейность, соосность и расположение узлов оборудования, где наряду с геодезической измерительной техникой часто применяют методы

исредства контроля геометрических параметров, используемые в машиностроении для аналогичных целей.

Изменения во времени геометрических параметров в процессе эксплуатации приводит не только к деформациям сооружения и технологического оборудования, но и деформациям средств технического оснащения сооружений – кранов, подъемников, лифтов, затворов и т.п., а также взаимосвязанных с их

77

работой конструкций – подкрановых путей, направляющих элементов. Контроль геометрических параметров средств технического оснащения сооружений и их конструктивных элементов один из распространенных видов геодезических работ и имеет свои особенности. Наиболее частыми и специфическими работами являются работы по съемке подкрановых путей мостовых кранов тяжелого и среднего режимов работы.

Для промышленных сооружений и оборудования с высоким центром тяжести (дымовые трубы, мачты, башни, высотные плотины, градирни и др.) основным параметром, характеризующим совместную их деформацию с основанием, является крен. Контроль крена высотного объекта является также специфической задачей геодезических работ. При этом для отдельных сооружений необходимо не только определять развитие крена во времени, но и контролировать крены отдельных его частей. Для контроля крена сооружений применяют отличные от других видов деформаций схемы, методы и средства измерений.

Таким образом, в геодезическом производстве в зависимости от вида геометрических параметров объектов промышленных предприятий и гражданских комплексов наблюдаются существенные различия в построении схем, методов и средств контроля. Сначала мы будем изучать контроль осадок объектов.

Задачи и цели изучения осадок.

Изучение и контроль осадок имеют научное и практическое значение. Научная задача ставит цель – изучить сжимаемость грунтов с различны-

ми характеристиками в зависимости от нагрузок и времени; изучить характер деформаций строительных конструкций и оборудования вследствие неравномерных осадок.

Результаты исследований призваны усовершенствовать методики расчетов ожидаемых осадок, деформаций строительных конструкций и оборудования, разрабатывать новые конструктивные решения для защиты конструкций и т.п.

Практическая задача ставит цель – выявить недопустимые осадки, деформации зданий , сооружений и оборудования.

Результаты используют для разработки специальных мероприятий по закреплению грунтов и усилению, ремонту или замене конструкций.

Из механики грунтов известно, что грунты различных категорий обладают различными физико-механическими свойствами – пористостью, фильтрацией, углом скольжения, водонасыщенностью, влажностью и т. п. Сжимаемость грунтов различна по величине и во времени. Для выявления свойств грунта производят инженерно-геологические изыскания и определяют объемный вес, удельный вес, пористость, влажность и т.д.

При отрытии котлована происходит подъем дна, по мере нагружения фундамента грунты основания вследствие пористости дают осадку и осадка тем больше, чем больше нагрузка и пористость грунта. Во времени осадка зависит от нагружения фундамента и коэффициента фильтрации грунта. (начертить графики консолидации грунтов песчаных и глинистых).

78

Так как нагрузки на фундаменты объекта не одинаковые, и грунты под каждым из них имеют разные физико-механические свойства, осадки фундаментов происходят на различные величины, что может привести к деформациям строительных конструкций - искривлению и наклону колонн, деформациям связей и ферм, повороту или даже отрыву и смещению балок, ригелей и т.п.

Задача проектировщиков – рассчитать здание так, чтобы деформации его элементов не превысили определенных значений СНиП. Однако проектные решения и расчеты не могут предусмотреть всех факторов, влияющих на жизнь возводимого сооружения на весь период эксплуатации. Да и само основание и конструкции в период эксплуатации могут менять свои свойства – происходит подтопление территории, изменение физико-механических свойств грунтов, вредное воздействие газов, вибрации, изменение температурно-влажностного режима внутри помещений и т.п.

Задача геодезического контроля – выявление деформаций оснований,

конструкций и оборудования, превосходящих установленные допуски. В этой связи, кроме чисто контроля осадок, проводятся работы по съемке каркасов, съемке подкрановых путей, измерение кренов, специальные работы по выявлению деформаций крупных агрегатов и механизмов.

Как правило, геодезический контроль и исследования проводятся за дорогостоящими, авария которых может принести большие экономические убытки и человеческие жертвы. Поэтому помимо высокой точности измерений необходима тщательность и знание строительного дела и эксплуатации.

Классификация осадок и деформаций:

Перемещение фундаментов вниз называется осадкой, вверх – подъемом, в сторону – горизонтальным смещением или сдвигом. Если величины перемещений происходят на одинаковые величины, то называются равномерными, на разные величины – неравномерными.. Равномерных перемещений практически не бывает.

Равномерные осадки не снижают прочности и устойчивости сооружения, но большие по величине не желательны, так как фундаменты могут попасть в агрессивные воды, либо образуется воронка для ливневых вод вокруг здания, нарушаются коммуникации между зданиями.

Неравномерные осадки наиболее опасны, так как приводят к деформациям конструкций и потери устойчивости.

Методы борьбы с недопустимыми осадками и деформациями (объяснить на примерах):

1)создание сплошных жестких фундаментов,

2)выбор скального основания,

3)шарнирное соединение конструкций,

4)увеличение несущей способности грунтов – трамбовка, укатка, цементация, селикатизация и т.п.

79

Причины осадок:

1)деформативность грунта под нагрузкой (работает как резина).

2)Неоднородное геологическое строение – неравномерное сжатие.

3)Пучение при замерзании водонасышенных грунтов (ОРУ Беловской ГРЭС) и оттаивание мерзлых льдонасыщенных грунтов (оттайка земляной плотины Иркутской ГЭС в пазухе),

4)Изменение уровня грунтовых вод (главный корпус Беловской ГРЭС),

5)Отсутствие планировки и дренажа вокруг здания – наиболее частая причина при недоделках,

6)Некачественные геологические и гидрогеологические изыскания (мост через реку Казанка и Реакторное отделение Южно-Украинской АЭС),

7)Искусственное повышение или понижение уровня грунтовых вод (Ермаковская ГРЭС),

8)Оттаивание вечномерзлых грунтов (Аркагалинская ГРЭС и Якутская ТЭЦ-1),

9)Ослабление основания подземными выработками (Кузбасс),

10)Возведение рядом новых крупных сооружений (памятники архитектуры в зонах высотных домов),

11)Изменение давления, вызванное надстройкой (старая Асуанская плотина) или переменной загрузкой (элеваторы),

12)Вибрационное воздействие от машин и оборудования (Трипольская

иДарницская ГРЭС),

13)Влияние сейсмических взрывов (Аркагалинская ГРЭС).

Лекция 12

Составление проектов размещения геодезической КИА для контроля осадок и деформаций сооружений.

Чтобы качественно вести техническую эксплуатацию и выполнить проектирование процессов контроля на каждом предприятии должны быть следующие документы:

-акты и свидетельства отвода земельных участков;

-геологические, гидрогеологические и другие данные о территории с результатами испытаний грунтов и анализа грунтовых вод;

-акт заложения фундаментов с разрезами шурфов;

-акты приемки скрытых работ;

-акты (или журналы наблюдений) об осадках зданий, сооружений и фундаментов под оборудование, если такие работы проводились раннее;

-акты индивидуального опробования и испытаний оборудования и технологических трубопроводов;

-акты государственной и рабочих приемочных комиссий;

80