Методы наблюдения за осадкой сооружения
К негеодезическим методам наблюдений относят методы, при помощи которых определяют относительные деформации, т.е. смещения одной части сооружения относительно другой.
К геодезическим методам наблюдений относят методы, при помощи которых определяют абсолютные деформации, т.е. перемещения части сооружений относительно неподвижных исходных пунктов.
Для оценки устойчивости сооружения и для качественного проектирования его реставрации необходимы геодезические наблюдения.
Наблюдения за вертикальными перемещениями зданий и сооружений выполняют следующими методами либо их комбинациями:
Геометрическое нивелирование
Тригонометрическое нивелирование
Гидростатическое и гидродинамическое нивелирование
Микронивелирование
Спутниковый метод наблюдения
Геометрическое нивелирование является самым доступным методом наблюдения за осадкой. Применяют I - III классы точности. Нивелирование I и II класса точности (нивелирование короткими лучами) – основной метод измерения осадки монументальных отвесных сооружений.
Нивелирование III класса широко применяется при измерениях осадок фундаментов сооружений, расположенных на сильносжимаемых, оттаивающих и просадочных грунтах.
Тригонометрическое нивелирование обладает невысокой точностью. Измерения производятся тахеометрами. Достоинством этого метода в том, что он позволяет определять отметки и осадку в труднодоступных местах.
При гидростатическом нивелировании поверхность жидкости в состояние покоя применяется за поверхность относимости. В сообщающихся сосудах жидкость перераспределяется из одного сосуда в другой до тех пор, пока не наступит гидростатическое равновесие, которое для однородной жидкости возможно лишь при равенстве высот уровней.
Точность гидростатического нивелирования зависит от многих факторов (давление, испарение и др.). В условиях открытых площадок при соблюдении требований, ослабляющих влияние основных источников погрешностей, превышения можно измерить с точностью 20-50 мкм. Достоинством метода является высокая точность и возможность автоматизированных систем.
Гидродинамическое нивелирование принципиально отличается от гидростатического тем, что измерения выполняются в процессе непрерывного измерения уровня жидкости в сосудах. Если сосуд, находящийся на пульте управления наполнять жидкостью с постоянной скоростью, то сохраняется постоянная разность уровней жидкости в других сосудах. Погрешность определения осадки гидродинамическим нивелиром составляет 0,1-0,5 мм.
Микронивелирование находит применение при монтаже и эксплуатации технологического оборудования, для которого характерны высокие требования к точности высотного положения. Микронивелирование не заменяет геометрическое или гидростатическое, а лишь дополняет их.
Применение этого метода целесообразно, когда следует определять превышение близко расположенных точек расстояние между которыми 1-2м. Микронивелирование характеризуется простым процессом измерения и высокой надежностью полученных результатов. Точность измерения превышения микронивелиром на базе одного метра одним приемом составляет 0,01 мм.
К достоинствам спутникового метода наблюдений относят возможность параллельно с наблюдениями за осадкой определять горизонтальные смещения. Погрешность определения превышения в лучшем случае составляет 8-10 мм, следовательно, этот метод может применяться, если осадки составляют 5-10 мм в месяц и более. С увеличением расстояний между определяемыми точками спутниковое нивелирование может соответствовать точности геометрического нивелирования III и даже II класса.
Выполненный анализ позволяет сделать вывод, что из рассмотренных вариантов метод геометрического нивелирования представляет наибольший интерес, и именно его проектом и предусматривается использовать. В ГОСТе 24846-81, так же говориться, что геометрическое нивелирование следует применять в качестве основного метода измерения вертикальных перемещений.
Нормативные требования к точности измерений.
Измерения смещений и деформаций зданий и сооружений должны выполняться с такой точностью, чтобы их значения были получены с заданной вероятностью Р.
В
настоящем проекте точность определения
осадок принята в соответствии с
требованиями ГОСТ 24846-81, в котором
говорится, что средняя квадратическая
ошибка осадки из двух циклов измерений
не должна превышать ±2 мм. Соответственно,
ошибка осадки из одного цикла не должно
превышать
=
1.44 мм.
Для достижения указанной точности предлагается проложение нивелирного хода II класса по осадочным маркам в виде замкнутого полигона с использованием трех стенных реперов (Рп 9409, Рп 5903, Рп 7190) в качестве исходных, предварительно проложив ход по этим трем реперам, что бы оценить их стабильность.
Схема проектируемой нивелирной сети представлена на рис
Схема нивелирной сети II класса по осадочным маркам и по рабочим реперам опорной сети
