Ведомость показателей крена

Сечения	Н, м	Q, мм		Q доп = = 0,002Н, мм	h, м	мм	Q доп = = 0,002h, мм
0 м 90 м 180 м 240 м	-	-	-	-	-	-	-
Выводы: 1. Общий крен трубы не превышает допустимого значения. 2. Крены ствола трубы между сечениями превышают допустимую норму, установленную для нормальной эксплуатации до 1,4 раза.

14. Контроль деформаций строительных конструкций зданий и сооружений методами исполнительных съемок (лекция + [4]-стр. 243-282, [6]-стр.161-216).

Оценка технического состояния надфундаментных основных несущих конструкций может быть произведена на основе расчёта их на прочность, деформативность и трещиностойкость. Предрасчёт производится на основании фактических данных, полученных при освидетельствовании зданий и сооружений: величин отклонений, перемещений, осадок, деформаций; характеристик материалов, нагрузок и т. д.

Конкретные значения геометрических параметров устанавливаются для каждого здания или сооружения в зависимости от конструктивных решений
и материала конструкций. По характеру взаимодействия и приложения параметры подразделяются на следующие:

- местные деформации строительных элементов (раскрытие трещин, прогибы);

- взаимное положение конструкций (разность осадок, смещения, зазоры);

- пространственное положение конструкций (отклонения от осей вертикали, горизонтали).

Первые параметры характеризуют прочность и устойчивость одного элемента, вторые и третьи – устойчивость всего сооружения.

Методы и средства геодезического контроля названных геометрических параметров могут широко варьироваться – от простых инструментов (измерительная линейка, щуп для измерения зазоров) до сложных пространственных построений, требующих применения совместных геодезических и машиностроительных методов и средств измерений.

Достаточно эффективными методами геодезического контроля параметров взаимного и пространственного положения конструкций являются методы геодезических исполнительных съёмок, позволяющие получать данные одновременно взаимного пространственного и, во многих случаях, местного положения конструкций (см. рис. 1 и 2).

Технология геодезического контроля деформаций строительных конструкций здания состоит из трех основных процессов что и при контроле осадок, кренов и горизонтальных смещений. (см. аналогичные технологии, рассмотренные выше):

1) проектирование технологии контроля,

2) проведение контроля деформаций конструкций на объекте,

3) обработка и анализ результатов измерений.

Исполнительные съемки конструкций зданий и сооружений промышленных предприятий разделяют на плановые и высотные.

Плановые и высотные исполнительные съёмки позволяют обеспечить сплошной контроль вертикальных и горизонтальных элементов здания и получить прогибы и отклонения колонн от осей, а высотные – прогибы и наклоны горизонтальных элементов. Методика плановых и высотных исполнительных съёмок каркасов промышленных зданий и сооружений в большей степени зависит от их конструктивных решений, производственных условий и факторов, определяющих выбор методов и средств измерений.

К важнейшим из них относятся [110]:

1) производство геодезических работ в условиях закрытого производственного здания и влияния производственных воздействий;

2) разбивка зданий на блоки (границы – температурно-осадочные швы), что ограничивают пределы измерений;

3) размещение оборудования в серединах цехов, а монтажных площадок – по краям блоков. Это обстоятельство позволяет, как правило, производить линейные и створные измерения вдоль рядов колонн, а поперечные – только в отдельных пространствах на концах блока;

4) наличие выступающих из плоскости колонн крановых, смотровых и других площадок, перекрытий, а также относительно большие соотношения высоты цеха к пролету затрудняют или делают невозможными съёмочные работы по каркасу с одного съёмочного горизонта. Эти обстоятельства заставляют производить линейные и створные измерения на различных съёмочных горизонтах и решать задачи связи результатов измерений;

5) отсутствие закрепленных разбивочных осей, что заставляет решать проблему выбора осей на исходном горизонте;

6) размещение контрольных точек вертикальных элементов на различных горизонтах по высоте, что часто делает невозможным производство съёмочных работ с одного горизонта.

В связи с этим, на практике наибольшее применение находят два вида плановых съёмок:

1) съёмка отклонений осей (граней) колонн (Y_i) от продольных осей здания (съёмка поперечных рам здания);

2) съёмка отклонений осей (граней) колонн (Х_i) от поперечных осей здания (съёмка продольных рам здания).

Плановая исполнительная съёмка поперечных рам здания позволяет получить отклонения осей (граней) колонн от продольных разбивочных осей здания и прогибы колонн в поперечном разрезе здания. Конечный продукт этой съёмки – исполнительные схемы поперечного разреза здания, служат исходным материалом для оценки технического состояния конструкций, составления проектов на реконструкцию и расчётов рам и блоков на устойчивость, а их элементов – на прочность.

Технология плановой исполнительной съёмки конструкций поперечных рам (см. рис. 4.5.1 и 4.5.2) при сплошном контроле состоит из трех основных процессов:

1. Съёмка отклонений Y_i осей или граней колонн от прямой линии на каждом горизонте. Съёмку осуществляют методом бокового нивелирования от произвольной, приблизительно параллельной оси ряда колонн, съёмочной оси по каждому ряду колонн (см. рис. 4.5.1 и 4.5.2). При этой съёмке используются теодолиты средней точности (ГОСТ 10529-79) и шашечные малогабаритные рейки (ГОСТ 11158-83), позволяющие получать отклонения Y_i из прямого и обратного измерения в пределах одного блока (приблизительно 108 м) здания со СКП меньше 1 мм.

2. Размещение в характерных пространствах рядов колонн отвесов (точки А ₁, А ₇, Б ₁, Б ₁₀ на рис. 4.5.1 и 4.5.2) или ПВП, с помощью которых путем измерения отрезков а _1(н), а _1(п), а _1(в) от вертикали, образованной отвесами или (ПВП),
до маркированной оси (или грани) колонны осуществляется проверка вертикальности ближайших к отвесам колонн и производится связь съёмочных осей горизонтов.

Исходя из конструктивных особенностей промышленных зданий, для размещения отвесов или ПВП используются пространства между колоннами
по температурному шву (точки А₁, Б₁, В₁).

Измерение отрезков «а» производят измерительными линейками (ГОСТ 427-75), складными метрами (ТУ - 12-75) либо штангенприборами: штангенциркулем ШЦ (ГОСТ 166-80), штангенглубиномером ШГ (ГОСТ 162-80), штангенрейсмасом ШР (ГОСТ 164-80).

3. Измерение расстояний S^АБ, S^БВ, S^ВГ и других между осями колонн нижнего горизонта по крайним осям блока (оси 1 и 7 на рис. 4.5.1 и 4.5.2) выполняют с помощью рулеток (ГОСТ 7502-98) или иных средств измерений. Этими измерениями осуществляется связь между рядами А, Б, В, Г здания и создается предпосылка более точного определения вероятнейших осей, которые, ввиду отсутствия внутри здания знаков, закрепляющих оси, будут служить разбивочными осями.

Технологии плановых съемок продольных рам отличаются от технологии поперечных рам тем, что вместо створных измерений выполняют линейные измерения между осями колонн рядов здания.

15. Наблюдения за трещинами. Организация наблюдений. Классификация трещин. Маяки и приборы для измерения раскрытия трещин. Допуски на раскрытие трещин. Определение скоростей раскрытия и характера работы трещин (лекция + [1]-стр. 419-420).

Наблюдения за трещинами и температурно-осадочными швами наряду с измерением осадок, горизонтальных смещений и других параметров, позволяют выявить величины деформаций конструкций и их развитие, позволяют оценить опасность жизни сооружения, выявить причины и наметить мероприятия для их устранения. Поэтому организация наблюдений за ними осуществляется параллельно с контролем осадок и перемещений конструкций и сооружений вцелом.

В зависимости от причин возникновения, трещины подразделяются:

1) усадочные, которые возникают при изготовлении ж\б конструкций (остывания после выемки из пропарочной камеры или при недостаточном утеплении остывающей монолитной конструкции). Это поверхностные небольшие по размерам трещины, имеющие волосяной характер и разные направления. Они не опасны для работы конструкции и сооружения в целом.

2) Осадочные, которые наступают в результате неравномерных осадок, прогибов, сдвигов частей сооружения. Они распространяются на всю глубину конструкции. Нарушается целостность сооружения или элемента, что может привести к аварии.

3) Температурные и температурно-влажностные трещины, которые возникают вследствие действия температур и влаги на материал сооружения, появляются когда неправильно запроектированы температурно-осадочные швы (например, газоход на омской тэц 3). В результате конструкции разрываются и образуются свои температурные швы, но нарушается целостность конструкции, что может привести к аварии. Возникают также при нарушении или невыполнении гидроизоляции.

4) Эксплуатационные или конструктивные трещины, которые наступают вследствие перегрузок конструкций, от вибрации и т.п. Они влияют на работу конструкций и оборудования.

По характеру развития трещины классифицируются на:

1) прогрессирующие или активные – со временем скорость их раскрытия увеличивается;

2) стабилизирующиеся или имеющие тенденцию к затуханию – со временем скорость их раскрытия уменьшается;

3) периодические или неактивные – скорости то нарастаю, то затухают.

Изучение и измерение раскрытий трещин осуществляется маяками, щелемерами и деформометрами.

Маяки (гипсовые, алебастровые, стеклянные, шкаловые и др.) устанавливают на трещины в самый начальный период обнаружения трещины в местах наибольшего раскрытия и в местах схода трещины на нет. На маяке пишут его номер и дату. Схему установки маяков с расположением трещин зарисовывают. Маяк, как правило, служит для фиксации процесса развития трещины и замера раскрытия ее с небольшой точностью (оценка на глаз, через лупу, замером по миллиметровой линейке). Если процессы деформации опасны для объекта и нужно знать скорости раскрытий, применяют специальные устройства – щелемеры и деформометры. Как правило, для сооружений применяют щелемеры, которые дают погрешность порядка 0,1-0,2 мм; для оборудования применяют более точные и дорогостоящие устройства – деформометры, которые дают погрешность порядка 0,005-0,05 мм.

На основании результатов измерений производят расчет скоростей раскрытия трещин и составляют графики раскрытия, аналогично графикам осадок. На основании этих материалов, а также используя материалы контроля осадок и перемещений конструкций и материалы обследования конструкций, выявляют причины произошедших деформаций и оценивают состояние объекта.

16. Наблюдения за оползнями. Организация работ (лекция + [1]-стр. 420-421).

Наблюдения за вертикальными и горизонтальными движениями грунта одна из задач инженерной геодезии. Такие виды работ встречаются в оползневых районах, а также при исследовании разломов земной коры и исследованиях деформаций бортов крупных водохранилищ.

Оползень есть сложное физико-геологическое явление, представляющее собой движение земляных масс вниз по склону под влиянием силы тяжести и природных и техногенных воздействий.

Оползни могут наносить большой ущерб народному хозяйству и нередко сопровождаются многочисленными жертвами. Распространены на Волге, Черноморском побережье, Днепре, Сибири и т.д.

Оползни проявляются в самой различной форме – от едва заметных пластических перемещений, до катастрофических обвалов. Эти перемещения происходят в связи с изменением величины сил сцепления частиц в грунтах под влиянием природных и техногенных воздействий.

Классификация оползней

1) Оползни-обвалы. Это нарушение больших массивов горных пород, возникающее внезапно под действием грунтовых вод и влияния силы тяжести в результате подсечки откосов, выемок.грунта. Обрушения сопровождаются вращением массивов грунта вокруг их центра тяжести, опрокидыванием и дроблением сорвавшихся масс. (Примеры: а) в 1964 г. в долине реки Зеравшан в Таджикистане, б) на водохранилище Вайонт в Италии в 1963 г. – 300 мл. м³).

2) Оползни-сплавы. Они возникают под влиянием ливневых, снеговых или хозяйственных вод. Эти воды поступают в тело оползня, переувлажняют его и выводят из равновесия, в результате чего движение оползня периодически усиливается. Для этих оползней характерны глубокие трещины, разбивающие тело на отдельные части.

3) Оползни пластические. Они представляют собой незначительные перемещения масс грунта на склонах, когда нет четкой разграниченной зоны смещения и ползучесть возникает только от увлажнения грунта поверхностными водами. (Пример – правительственные дачи в Крыму)

4) Селевые выносы. Это грязекаменные потоки из мелкообломочного материала возникающие в русле водотока. (Пример – на реке Алмаатинке в Медео, устранение – создание первой в мире плотины взрывным способом по проекту Лаврентьева)

Образованию и развитию оползней способствуют природные и техногенные факторы.

Природные факторы – изрезанность рельефа, крутизна склонов, чередование твердых пород с мягкими глинами, тектонические нарушения, сейсмические толчки, большое количество выпавших осадков, наличие нескольких водоносных горизонтов, большие скорости подземных вод на склонах и т.п.

Техногенные факторы – лишение естественной или искусственной опоры земляных масс, расположенных на наклонном плотном слое; подрезка склонов дорожными выемками, рытье канав, котлованов, карьеров; возведение искусственных сооружений на поверхности оползня; изменение физического состояния грунта искусственным замораживанием или оттаиванием; создание искусственных водоемов; динамические воздействия машин, поездов и т.п.

В районах активных оползней с активной хозяйственной деятельностью создаются оползневые станции. В их состав как правило входят геодезисты, геологи и гидрологи.

Совместными усилиями они решают следующие задачи:

1. Картирование в масштабе 1:5000 всего района, изучаемого оползневой станцией, а также картирование в масштабах 1:500 - 1:2000 отдельных оползней с составлением геологических разрезов.

2. Установление границ активных оползней, скоростей их движения.

3. Изучение причин и закономерностей образования, развития и прекращения оползневого процесса.

4. Разработка методов прогноза оползневой деятельности.

5. Учпстие в разработке противооползневых сооружений, проверка эффективности их работы.

17. Размещение и конструкция КИА для измерения движений оползней. Методы и средства измерения параметров оползней. Определение скоростей и характера движения оползней (лекция + [1]-стр. 421-423, [3]-стр. 363-364).

Роль геодезических наблюдений – обнаружение и систематическое определение направления, скорости и характера движения оползней. Для этого на активных оползнях измеряют и картируют трещины, ставят маяки на сооружениях, измеряют деформации сооружений.

Так как величины перемещений и скорости движений оползней широко варьируются (от нескольких миллиметров до сотен метров в год), то и точность и периодичность измерений могут назначаться в весьма широких пределахю Как правило, точность и цикличность измерений сначала назначают при обследовании района оползней, визуального определения нарущений грунта, сооружений, используют опросы жителей и т.п. В дальнейшем, при получении первичных материалов наблюдений, точность и цикличность может меняться.

В любом случае выбор исходных и контрольных знаков для измерения величин движений оползня будет зависеть от ожидаемых (первично назначенных) точности и периодичности измерений.

Исходные (опорные) знаки закладывают вне зоны оползня, различной конструкции, но с якорем, расположенным ниже глубины промерзания. В качестве опорных пунктов используют имеющиеся в данном районе реперы и знаки высотных и плановых сетей и только в случаях необходимости их сгущают.

В качестве контролируемых высотных и плановых знаков и реперов (оползневых марок), расположенных на теле оползня, используют как геодезические центры и знаки (при точных работах), так и местные предметы (валуны, постройки, деревья и др.).

Геодезические наблюдения за смещениями оползней выполняют следующими методами:

1. Продольных и поперечных створов (в случае знания направления смещения оползня). К ним относятся – способ линейных промеров по прямой линии между знаками, установленными вдоль движения оползня; створные измерения поперечных смещений оползневых точек относительно линии, закрепленной перпендикулярно к направлению движения оползня; способ направлений, заключающийся в определении отклонения оползневой точки по изменению направления визирного луча с опорного пункта на оползневой знак.

2. Плановые методы, которые в сочетании с высотными методами дают полную картину смещения оползневых точек в пространстве. К ним относятся – способ полярных координат, способ прямой и обратной угловой засечки с измерением расстояний или углов между опорными и оползневыми знаками, способ триангуляции, полигонометрии, линейно-угловых сетей.

3. Пространственные методы. К ним относятся наземная стереофотограмметрическая съемка, а также для больших площадей используют материалы аэро- и космических съемок. В последнее время все большее распространение получили спутниковые методы измерений, позволяющие быстро и с высокой точностью выполнять измерения плановых координат и высот оползневых точек в различных режимах. Обработка материалов спутниковых измерений также хорошо автоматизирована. В связи с развитием технологий лазерного сканирования возможна также замена традиционных методов измерений на современные.

Однако при выборе методов измерений нельзя забывать об принципе оптимизации инженерно-геодезических работ. Выбирать необходимо те методы измерений и обработки результатов, которые обеспечивают не только заданную точность, скорость и полноту движений оползня, но и экономическую выгоду.

18. Применение фотограмметрии в инженерном деле. Фотограмметрические методы измерений. Технико – экономические факторы, способствующие применению фотограмметрических методов для решения инженерно-геодезических задач. Применение фотограмметрических методов для исполнительных съемок (земляных работ, свайных полей, каркасов зданий), подсчета объемов (карьеров, земляных плотин, штабелей угля и других сыпучих материалов), архитектурно-проектных работ (обмерных чертежей фасадов) (лекция +[1]-стр. 424- 428, [4]-стр. 235-238, 189-190).

Технологии фотограмметрических съемок вами изучались на специальных дисциплинах. В настоящем курсе прикладной геодезии мы остановимся только на возможностях и целесообразности применения наземной фотограмметрии в инженерном деле.

Для того, чтобы выбрать для инженерно-геодезических работ тот или иной метод измерений необходимо в первую очередь знать такие показатели как: точность получения координат, затрата времени на съемочные работы и обработку материалов, стоимость и наличие необходимых приборов. Иными словами необходимо применить принцип оптимизации при проектировании и выполнении работ. Рассмотрим применение фотограмметрических методов с этих позиций.

Фотограмметрия – наука изучающая методы пространственного положения объектов по их фотоснимкам.

Фотограмметрические методы измерений имеют ряд преимуществ перед геодезическими при определении координат большого количества точек и исследовании “недоступных” объектов. Кроме того фотограмметрические методы часто являются единственными при исследовании различных динамических процессов и дают возможность фиксации пространственного положения большого количества точек в один физический момент.

В инженерной фотограмметрии применяют фотограмметрический метод, когда для измерительных целей используют независимо одиночные снимки, и стереофотограмметрический метод, когда задача решается по результатам измерений стереопары.

Фотограмметрический метод используют в тех случаях, когда необходимо определить положение точек сооружений в одной плоскости, параллельно которой обычно устанавливается плоскость снимка. Съемку выполняют с одной фотостанции, если объект фотографируют несколько раз (для изучения деформаций), то такую съемку называют съемкой с нулевым базисом.

Стереофотограмметрический метод используют в тех случаях, когда необходимо определить пространственное положение точек сооружения по осям X,Y,Ź. В этом случае съемку выполняют с двух точек, расстояние между которыми называют базисом фотографирования.

Из фотограмметрии известно, что точность определения пространственных координат точек объекта зависит в основном от величины базиса и расположения определяемых точек относительно фотостанций, параметров фотокамеры, погрешностей измерений снимков, геометрических искажений изображения, погрешностей определения элементов внутреннего и внешнего ориентирования снимков, способа обработки результатов измерений и т.д.

При СКП измерения координат и смещений стереокомпаратором на снимке m = 0.01 мм и широко известных фототеодолитов реальная относительная точность получения координат точек на местности составляет 1:5000 – 1: 10 000 от отстояния, не считая точности исходной геодезической основы. Исходя из этого, а также зная требуемые точности измерения геометрических параметров объекта и условия измерений и стоимость стереокомпаратора и фототеодолита решают задачу целесообразности применения метода.

Преимущества:

1) большая оперативность, позволяющая применять фототеодолитную съемку при изучении быстрых процессов;

2) документальность и богатство информационным содержанием материалов;

3) возможность рационального сочетания с другими видами съемок

4) возможность эффективного использования материалов для различных видов изысканий и проектирования.

Недостатки:

1) ограниченность его применения горными условиями рельефа;

2) зависимость выбора масштаба съемки от отстояний фотографирования

3) возможность возникновения “мертвых пространств”;

4) дороговизна оборудования.

Наземная фотограмметрическая съемка применяется:

1) для определения объемов карьеров, котлованов, земляных плотин, а также объемов угля, камня, песка и т.п. (Экибастузские и Итатские ГРЭС);

2) для контроля положения свайных фундаментов (металлургический комбинат – ЗапСиб);

3) для контроля положения надземных коммуникаций (на нефтеперерабатывающих заводах);

4) для обмерных работ в архитектуре;

5) для контроля положения надфундаментных конструкций сооружений;

6) для исполнительной съемке генплана промышленных предприятий.

19. Применение фотограмметрических методов измерений и лазерных сканирующих приборов для изучения деформаций сооружений (плотин из бутовой кладки (Франция), моделей сооружений малого масштаба, конструкций фасадов зданий и сооружений), изучения водных течений на моделях, движений оползней (лекция + [1]-стр. 424- 428, [4]-стр. 235-238, 189-190).

Деформации сооружений и конструкций с успехом могут быть измерены методом наземной фотограмметрической съемки, который имеет то преимущество, что смещения большого числа исследуемых точек определяются одновременно вдоль двух или трех координатных осей и, кроме того, имеется возможность в любое время документально проверить результаты наблюдений путем повторных измерений фотоснимков.

В этом методе наблюдаемое сооружение маркируют и фотографируют в начальный период и затем – периодически через установленный промежуток времени, причем местоположение и точное ориентирование фотокамеры при всех этих съемках остаются неизменными.

Наземная фотограмметрическая съемка применяется:

1) испытания сооружений и конструкций на моделях малого масштаба (модели вантового покрытия ТЮЗа г. Новосибирска в институте Сибзнииэп);

2) изучения течений водной поверхности при проработке проектов гидротехнических сооружений (в институте Гидропроект исследовали течения акватории Финского залива с регулирующими защитными дамбами для предохранения Ленинграда от наводнений);

3) изучения деформаций и проектирования ремонтных работ плотин из бутовой кладки (Франция около 20 плотин);

4) изучения деформаций гиперболических градирен (тонкостенные объемные сооружения с четкой геометрией);

5) изучение колебаний высотных сооружений (радиорелейных вышек, телебашен и др. объектов, когда скорости их колебаний не позволяют применить геодезические методы измерений);

6) при испытаниях счалки космических кораблей в наземных условиях.

Трехмерные лазерные сканеры типа CYRAX 2500, по точности и возможностям близки к наземным фотограмметрическим методам измерений. Они позволяют очень быстро (1000 точек в секунду) произвести съемку интересующего объекта с большой плотностью точек. Такой сканер соединен с портативным компьютером, позволяющем записывать и обрабатывать всю информацию о снятом объекте. Не смотря на сравнительно невысокую точность (5-6 мм при дальностях 50 м), подобные сканеры могут применяться для контроля деформаций объектов, находящихся в аварийном состоянии, когда необходимо принимать срочно решение об их судьбе. Сканер может быть также использован при контроле деформаций объектов, для которых его точностные возможности соответствуют точностным требованиям контроля параметров.

Применение таких комплексов в России пока только началось и круг решаемых с помощью их вопросов пока находится в стадии изучения.

Следует помнить, что применение наземной фотограмметрии и лазерных сканирующих устройств сильно сдерживается дороговизной применяемой аппаратуры. Экономически их применение может быть выгодно только при больших объемах работ и наборе подготовленных специалистов. За рубежом это единичные фирмы, обслуживающие многоразовые работы.

20. Организация инженерно-геодезических работ. Организация инженерно-геодезических работ в строительстве и при эксплуатации промышленных и гражданских комплексов. Обязанности и права работников геодезической службы. (лекция + [2]-стр. 360-372, [3]-стр. 449-459).

Дата добавления: 2014-01-05