10 Геодезические методы анализа плановых и высотных деформаций земной поверхности и инженерных сооружений

Анализ деформаций является важной задачей для каждого региона нашей страны, в особенности для тех территорий, на которых наблюдается изменение земной поверхности.

В настоящее время отрасль изучения деформаций достаточно развита в России и есть много необходимого материала для выявления таких изменений. Для того, чтобы обнаружить какие-нибудь изменения земной поверхности в нашей стране организованы специальные службы, которые занимаются контролем всех реперов и делают анализ высокоточных результатов измерений за несколько циклов. На основании данных, полученных в результате анализа, специалисты этих служб делают заключение о деформациях инженерных сооружений или земной поверхности.

Для выявления высотных и плановых деформаций, геодезические измерения проходят определенную обработку при помощи специальных программ. После чего можно сделать соответствующие выводы о величине высотных и плановых деформаций.

Основными методами для измерения деформаций и осадок инженерных сооружений являются геодезические. Эти методы позволяют определить как относительные перемещения точек, так и их абсолютную величину по отношению к неподвижным знакам геодезической основы.

Существует несколько геодезических методов определения деформаций и осадок инженерных сооружений:

• тригонометрическое нивелирование;

• гидростатическое нивелирование;

• створные методы;

• триангуляция;

• геометрическое нивелирование I и II классов;

• метод с использованием различной спутниковой аппаратуры.

О каждом из этих методов можно коротко рассказать следующее:

Метод тригонометрического нивелирования применим для определения вертикальных смещений открытых, труднодоступных и отдаленных точек сооружения.

Определение превышений методом гидростатического нивелирования позволяет получить результаты высокой точности - около 0,01мм, а также производить наблюдения между точками с имеющимися между ними препятствиями. Но этот метод может быть использован только в неподвижных помещениях с хорошими метеорологическими условиями, что является основным ограничением использования данного метода.

Створные методы наблюдения - это комплекс действий направленный на определение положения одной или нескольких точек относительно прямой линии, задающей створ.

Метод триангуляции - является наиболее удобным для определения линейных смещений.

Метод геометрического нивелирования - это наиболее распространенный метод из геодезических методов измерения осадок. Главными его преимуществами являются простота производства работ и очень высокая точность. Это позволяет проводить измерения для любого количества стенных марок и грунтовых реперов при различных погодных условиях. Условия, при которых производятся наблюдения за деформациями сооружений, сильно отличаются от полевых условий выполнения государственного нивелирования. Особенность измерений состоит в том, что применяют нивелирование короткими плечами, потому что точки, расположенные на сооружении находятся на небольшом расстоянии друг от друга (5 -25 метров). Кроме этого, при нивелировании общая длина хода почти никогда не бывает больше 1 км. Вследствие чего средняя квадратическая ошибка превышения на I км хода теряет смысл. При государственном нивелировании она принимается как средняя квадратическая ошибка единицы веса. Поэтому для верного установления весов измеренных элементов, принимают более удобную величину, а именно среднюю квадратическую ошибку превышения, которое получено на станции как среднее арифметическое из превышений, вычисленных по шкалам реек (основной и дополнительной), при постоянном горизонте инструмента, в ходе одного направления с неизменной длиной луча визирования. Общая схема определения деформаций и осадок сооружений с помощью метода геометрического нивелирования состоит из нескольких этапов:

• Создание геодезической сети, которая состоит из исходных реперов высотной основы и точек, закрепленных на сооружении;

• С помощью метода высокоточного геометрического нивелирования проведение повторяющихся измерений превышений между точками сети;

• Оценивание параметров деформаций и осадок сооружений по результатам измерений;

• Анализ результатов обработки и их истолкование.

Геодезический метод с использованием различной спутниковой аппаратуры на сегодняшний момент может быть использован для определения деформаций не только на участках, имеющих определенные размеры, но и на больших территориях. Главная особенность спутниковых определений - это синхронность выполнения измерений и их оперативность. Этот факт позволяет одновременно определить деформации на всем участке с той точностью, которую может дать используемая спутниковая аппаратура и методика обработки таких измерений.

Определение деформаций инженерных сооружений - достаточно важная задача, и определение величин деформаций играет основную роль при строительстве и эксплуатации всевозможных сооружений. Этой задачей занимаются регулярно, и методики определения величин деформаций с каждым годом совершенствуются.