по всему периметру не менее четырех мест установки стенных рабочих реперов при наблюдениях методом геометрического нивелирования, либо не менее двух плановых грунтовых знаков при наблюдениях с помощью теодолита и др.

§ 130. Точность измерения деформаций

Требуемая точность измерения деформаций является весьма важным показателем для организации инженерно-геодезических измерений. С одной стороны, требуемая точность является показателем достоверности получаемых результатов. С другой стороны, она в целом определяет методику работ и выбор необходимых средств измерений. Завышение точности приводит к необоснованным материальным затратам на производство работ. Занижение точности не позволит качественно решить основную задачу наблюдений.

Точность измерений указывается в техническом задании. Она может быть получена расчетным путем, назначена по нормативным показателям, а также принята в качестве исходной на основе предшествующих работ на объектаханалогах.

Если исходят из нормативных показателей, то значение необходимой точности часто определяют по величине ожидаемых перемещений, что устанавливается в проекте работ. В табл. 14.1 приведены нормативные показатели необходимой точности измерения горизонтальных и вертикальных смещений.

Таблица 14.1

Уазанные диапазоны точности измерений характеризуются различными методиками производства работ и классами измерений – от высокоточных и точных измерений до технических. Для измерения деформаций приняты классы точности измерений (табл. 14.2), которые нельзя отождествлять с классами построения плановых и высотных геодезических сетей.

Если при составлении проекта инженерно-геодезических работ невозможно установить требуемую точность измерений по нормативным показателям, то выбор того или иного класса измерений предварительно определяется по другим показателям.

347

Класс I: для уникальных сооружений; для памятников архитектуры; для сооружений, находящихся более 50 лет в эусплуатации; для сооружений, возводимых на скальных и полускальных грунтах.

Класс II: для сооружений, возводимых на песчаных и глинистых и других сжимаемых грунтах.

Класс III: для сооружений, возводимых на насыпных, просадочных, заторфованных и других значительно сжимаемых грунтах.

Класс IV: для всех земляных сооружений.

Кроме указанных требований точности измерения горизонтальных и вертикальных перемещений установлены требования к точности измерения кренов (в мм) в зависимости от высоты Н(мм) объекта: 0,0001Н (для гражданских зданий и сооружений); 0,00001Н (для фундаментов под машины и агрегаты; 0,0005Н (для промышленных зданий и сооружений, мачт, дымовых труб, башен и др.).

При выборе метода измерений и технических средств необходимо учитывать, что показатели точности измерений в цикле должны быть меньше на 2 при условии равноточности измерений, поскольку величина деформации является косвенной – разностью координат искомых точек в сопоставляемых

циклах наблюдений.

§ 131. Периодичность наблюдений

Периодичность наблюдений характеризуется числом циклов измерений в единицу времени. Единицей времени могут быть сутки, недели, месяцы и т.п.

Частота наблюдений должна обеспечивать получение надежной картины поведения объекта. Несомненно, при большой частоте наблюдений картина деформаций получится достоверной, но при этом значительно возрастают материальные затраты, причем, возможно, и необоснованно.

Наблюдения за деформациями строящихся зданий ведут с начала возведения фундамента. Обычно частота первоначальных наблюдений сравнительно высокая. Это часто объясняется необходимостью отработки схем измерений, установления их фактических качественных характеристик.

Частота наблюдений зависит от физического состояния грунтов и типа возводимого сооружения, периода строительства, типа исследуемых деформаций и др. Часто периодичность наблюдений согласуют с параметрами изменения нагрузки на фундаменты. Например, обязательными являются наблюдения в периоды достижения нагрузки в 25, 50, 75 и 100% от

348

расчетной. Для сооружений, завершенных строительством, наблюдения в период эксплуатации проводят 1 – 2 раза в год до тех пор, пока не будут установлена стабилизация деформаций.

Периодичность наблюдений часто устанавливают в зависимости от степени приближения деформаций к критическим их значениям, установленным для разных грунтов и типов сооружений. При оценках можно пользоваться следующими значениями критических (относительных) деформаций при наблюдениях за оползневыми процессами: для горизонтальных смещений – 0,001 – 0,005; для вертикальных смещений – 0,01 – 0,02.

Другим показателем, определяющим необходимую периодичность наблюдений, является скорость изменения вертикальных смещений (табл. 14.3).

При изучении уникальных сооружений и памятников архитектуры часто периодичность наблюдений определяют на основе поставленных научноисследовательских задач. Например, исследование влияния морозного пучения на характер деформационных процессов сооружения. В этом случае необходимо получить информацию за период промерзания и оттаивания грунтов, а также в меженный период.

Помимо установленной периодичности наблюдений могут быть и промежуточные (внеплановые) наблюдения, которые проводят после неожиданного воздействия природных и техногенных факторов.

§ 132. Наблюдения за вертикальными перемещениями

При наблюдении за вертикальными перемещениями используют различные способы, среди которых следует выделить наиболее употреблямые в практике работ: геометрическое и тригонометрическое нивелирование, микронивелирование, гидронивелирование, а также фото- и стереофотограмметрические способы.

Большими преимуществами обладает способ геометрического нивелирования (см. гл. 9). В первую очередь достоинства этого способа заключаются в возможности определения вертикальных перемещений с высокой точностью на сравнительно больших расстояниях между точками. Так, например, при расстояниях между точками 5 – 20 м возможно обеспечение точности измерения перемещений до 0,05 – 0,10 мм, при расстояниях до 1 км измерение вертикальных перемещений можно выполнить с точностью 0,5 – 1,0 мм.

349

Из других преимуществ данного способа следует отметить быстроту измерений, возможность поведения работ в стесненных условиях, при наличии помех, использование в работе стандартного оборудования, а также использование большого опыта проведения подобных измерений. Для высокоточного нивелирования используют нивелиры типа Н 05 с микрометром в комплекте с инварными рейками, для точного – нивелиры типа Н1 и Н2 с инварными рейками, для работ сравнительно меньшей точности – нивелиры типа Н2 (без микрометра), Н3 с рейками соответствующего класса (цельные нескладные с делениями 5 и 10 мм).

Тригонометрическое нивелирование используют в тех случаях, когда наблюдаемая точка находится на большой высоте и в случаях, когда по какимлибо причинам невозможно выполнить работы способом геометрического нивелирования (высокие здания, башни, наличие непреодолимых препятствий, в горных выработках большой высоты для установленных в кровле реперов и др.). Высокая точность при тригонометрическом нивелировании достигается при коротких лучах визирования (до 100 м) и при использовании высокоточных (Т1) и точных (Т2) теодолитов. Расстояния до точки от станции определяют стальными рулетками, обеспечивающими точность 1:20000

– 1:30000 (3 – 5 мм на 100 м). Для тригонометрического нивелирования оборудуется специальная станция, на которой предусмотрено принудительное центрирование теодолита. Указанное нивелирование может выполняться как по непосредственному наблюдению рабочего репера, так и с использованием подвесной или постановочной нивелирной рейки, по шкале которой берут отсчет вместе со значением отсчета по вертикальному кругу теодолита. Наибольшая точность обеспечивается при тригонометрическом нивелировании из середины, поскольку в этом способе практически исключается погрешность из-за влияния кривизны Земли и рефракции атмосферы.

Гидронивелирование (гидростатическое, гидродинамическое) практически обеспечивает такую же точность, которая достигается и при геометрическом нивелировании. Однако расстояния между наблюдаемыми точками сравнительно небольшие, что ограничивается длиной шланга между колбами гидронивелира. Преимуществом данного способа может считаться возможность оборудования стационарной станции наблюдений, что во многих случаях является весьма важным. Тем более, что сравнительно просто обеспечивается и автоматизация регистрации измерительной информации с дистанционным управлением процессом измерений. Отсчеты положения уровня жидкости получают не визуально, а по регистрации контакта жидкости с иглой измерительной системы. Точность измерений обеспечивается в пределах 0,1 – 0,2 мм.

В системах гидростатического нивелирования рабочая жидкость находится в поле свободной силы тяжести, т.е. устанавливается на одном уровне во всех колбах. В системе гидродинамического нивелирования жидкость перемещается в сосудах под действием поршневого устройства. Поршневое устройство нагнетает жидкость в систему. Жидкость, перемещаясь, достигает контактной иглы, закрепленной в колбе. Устанавливается зависимость между

350