Геодезические наблюдения за зданиями и сооружениями

В.Е. Остапенко, главный инженер (ООО «Алтайстройдиагностика»), 
С.А. Горбенко, директор (ООО «Алтайстройдиагностика»), 
А.П. Васильев, главный инженер проекта (ООО «Алтайстройдиагностика»),
А.Н. Мурадов, зам. директора по развитию, начальник лаборатории неразрушающего контроля (ООО «Алтайстройдиагностика»).

Основной характеристикой деформаций сооружений башенного типа является крен сооружений. Основная задача в определении крена состоит в предупреждении возможного появления недопустимых величин отклонений.

Измерения вертикальных и горизонтальных деформаций зданий и сооружений выполняются с целью получения абсолютных и относительных величин деформаций. Данные измерений вертикальных и горизонтальных деформаций оснований фундаментов зданий и сооружений могут быть использованы с целью:

• определения скорости и неравномерности деформаций и сравнения их с расчетными (прогнозируемыми);
• проектирования мероприятий по устранению деформаций или их предупреждению;
• выявление причин возникновения и степени опасности деформаций для нормальной эксплуатации зданий и сооружений;
• предупреждения и устранения аварийных ситуаций;
• получения необходимых характеристик устойчивости оснований сооружений;
• своевременного проведения ремонтных работ, изменения условий эксплуатации.

Для оценки значимости выявленных деформаций полученное значение деформационной характеристики сравнивают с предельной погрешностью ее определения. Если абсолютное значение деформационной характеристики не превышает предельной погрешности ее определения, считается, что контролируемая точка не изменила своего положения (деформации отсутствуют).

Геодезические измерения горизонтальных смещений направлены на выявление сдвигов и кренов. Чаще всего они необходимы при исследовании потенциально опасных районов и при строительстве и в период эксплуатации сооружений башенного типа. При этом используется оборудование с повышенной угловой точностью.

На рисунке 1 приведены результаты определения крена дымовой трубы.

Рис 1. Результаты определения крена трубы

В реальной жизни наиболее распространенным является наблюдение за осадками зданий, то есть изучение вертикальных отклонений. В ходе таких работ в основание сооружения закладываются осадочные марки – контрольные геодезические знаки, размещаемые на зданиях и сооружениях, для которых определяют вертикальные перемещения. От правильной установки осадочных марок зависит полнота и достоверность деформационной картины. Осадочные марки устраиваются по периметру и внутри здания или сооружения, в том числе на углах, у осадочного шва по обе стороны, в местах примыкания поперечных и продольных стен, на несущих колоннах.

Конструкция осадочных марок может быть различной, каждая марка и переходная точка должны иметь фиксированную точку для однозначной установки нивелирной рейки в вертикальном положении во всех циклах измерений.

В дальнейшем высотное положение осадочных марок определяют с помощью высокоточного геометрического нивелирования, осуществляемого с определенной периодичностью. Отметки осадочных марок вычисляются относительно отметок исходных реперов. Разность высотных отметок осадочных марок, полученные при каждом последующем цикле измерений, дает возможность наблюдать за такими параметрами, как скорость изменения деформации движения и абсолютная величина имеющейся деформации.

Рис. 2. Измерение вертикальных перемещений геометрическим нивелированием

Исходные геодезические знаки высотной опоры - реперы должны закладываться вне зоны распространения напряжений в грунтах, создаваемых весом сооружений, и должны удовлетворять требованиям длительной устойчивости, надежного контроля за их устойчивостью и удобства передачи с них отметок на ближайшие осадочные марки. Число реперов должно быть не мене трех.

В процессе наблюдений за деформациями контролируется устойчивость реперов для каждого цикла наблюдений.

Пример анализа устойчивости реперов приведен в таблицах 1-2, где согласно выполненным расчетам наиболее устойчивым является глубинный репер №2.

Таблица 1

Таблица 2

В случае отсутствия реперов, при наличии осадочных марок и результатов первоначального цикла измерений, можно выявить относительные величины осадок фундаментов их неравномерность, прогибы, перекосы и крены.

Полученные результаты наблюдений за деформациями зданий и сооружений отражаются в техническом заключении или отчете. Там же описаются сценарии развития событий, даются рекомендации по предотвращению нежелательных ситуаций.

Результаты геодезических измерений деформаций являются одним из основных материалов, характеризующих устойчивость и надежность оснований фундаментов.

Список литературы

1 ГОСТ 24846-2012 «Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений».
2 Руководство по определению кренов инженерных сооружений башенного типа геодезическими методами. М. «Стройиздат». 1981 г.
3 Руководство по наблюдениям за деформациями оснований фундаментов зданий и сооружений. М. «Стройиздат». 1975 г.

_______________________

УДК 725.4:624.131.54:528

В статье рассмотрены геодезические наблюдения при определении деформаций зданий и сооружений.
Ключевые слова: крен, деформация, сооружение, здание.