Задачи и цели изучения осадок

Изучение и контроль осадок имеют научное и практическое значение.

Научная задача ставит цель – изучить сжимаемость грунтов с различными 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).

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 подкрановыъ 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 разнае 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.

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 высотнвх домов),

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

12) Вибрационное воздействие от машин и оборудования (Трипольская и Дарницская ГРЭС),

13) Влияние сейсмических взрывов (Аркагалинская ГРЭС).

6. Составление проектов размешения геодезической КИА для контроля осадок и деформаций сооружений. Конструкции осадочных марок и реперов высотной основы и их размешение. Проектирование схем нивелирных ходов (лекция + [1]-стр. 339-351, [2]-стр. 211-219, [4]-стр. 94-104, [6]-стр. 64-78).

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;

- утвержденная проектная документация со всеми последующими изменениями;

- технические паспорта зданий, сооружений, технологических узлов и оборудования;

- исполнительные рабочие чертежи оборудования и сооружений, чертежи всего подземного хозяйства;

- исполнительные рабочие технологические схемы;

- инструкции по обслуживанию строительных конструкций

- генпланы предприятия или гражданской застройки.

Комплект указанной выше документации должен храниться в техническом архиве предприятия.

Геодезическая контрольно-измерительная аппаратура (КИА) для измерения осадок объекта состоит из закрепленных на объекте и местности контрольных точек, с которых производится съем первичной информации о контролируемом параметре.

КИА для измерения осадок подразделяют на две группы: опорные и деформационные знаки. Опорные знаки – исходные неподвижные знаки, закладываемые на территории промплощадки и служащие для измерения абсолютных полных осадок; деформационные знаки – стенные или плитные нивелирные знаки, устанавливаемые на колонны каркаса здания или фундаменты оборудования и перемещающиеся вместе с ними.

Проект размещения исходных опорных реперов составляют на выкопировке из генплана предприятия. Местоположение их определяют с учетом существующих подземных коммуникаций, вне зоны осадочной воронки, но не более, чем в 200 – 300 м от контролируемых объектов и друг друга.

Места установки глубинных и грунтовых реперов на выкопировке генплана показывают условными знаками с привязкой к пунктам строительной сетки или характерным точкам здания. Чертеж типа выбранного знака должен быть приложен к проекту.

Тип осадочной марки и заделка ее в конструкцию зависит от материала конструкции, применяемых методов и средств измерения осадок и расчетной точности измерения превышений в разрабатываемом проекте. Тип марки следует выбрать в зависимости от материала конструкции, точности и условий измерений. Эскизы КИА следует давать в приложениях к проекту.

Проекты размещения осадочных марок составляют на схемах генплана (для малых объектов и наружным размещением марок); на схематических крупномасштабных планах (1: 100 – 1: 500) и разрезах зданий, сооружений и оборудования (для крупных объектов с внутренним размещением марок).

Места закладки осадочных марок на конструкциях здания также показываются на схеме условными знаками (см. рис. 4.2.1). При назначении мест закладки марок необходимо учитывать следующие требования:

- места закладки марок необходимо проектировать на несущих конструкциях (в каркасных зданиях – на несущих колоннах) на высоте, удобной для нивелирования, о чем дается сообщение в примечаниях к схеме;

- если фундаменты под колонны каркаса здания столбчатые (отдельностоящие), то установка марок должна проектироваться на каждой несущей колонне;

- если фундаменты под колонны каркаса ленточные, то марки должны проектироваться с установкой на колоннах по углам здания, по обе стороны осадочных швов, и через одну колонну;

- если фундаменты плитные, то марки должны проектироваться с установкой по углам здания или сооружения, на конструкциях по обе стороны осадочных швов, не менее чем через 12 м по контуру при шаге колонн 6 и 12 м, не менее чем через 10 – 14 м по контуру бескаркасных зданий и сооружений;

- на фундаментах оборудования или самом оборудовании, в зависимости от конструктивных решений и контролируемых геометрических параметров;

- марки рекомендуется проектировать с фронтальной (передней) cтороны колонн цеха, что создаст более благоприятные условия при проектировании системы нивелирных ходов.

Исходя из вышеизложенного, согласно [56], нивелирование следует проектировать по следующей схеме (см. рис. 3.4):

- построение локальной сети высотного обоснования – первая ступень;

- построение локальных сетей и ходов для контроля деформаций каждого здания или сооружения - вторая ступень;

- построение локальных сетей и ходов для контроля деформаций оборудования различного вида, размещенного внутри зданий и сооружений – третья ступень;

- построение ходов связи между ступенями.

Точность нивелирования в каждой ступени, характеризуемую средней квадратической погрешностью (СКП) измерения превышения на станции (), определяют расчетом. При расчете исходными данными служат:

- – предельные погрешности измерения параметров, рассчитанные по формуле;

- геометрические характеристики нивелирной сети, определяемые на основании составленного проекта (см. рис. 4.2.1).

Дата добавления: 2014-01-07