2.3. Геодезические измерения деформаций зданий и его частей
В ходе строительства и после построения зданий, особенно высотных и уникальных, возникает необходимость наблюдения за их устойчивость в плане и по высоте.
Основания, строительные конструкции деформируются в результате увеличения давления воздвигаемого здания, а также внешних и внутренних факторов: колебания грунтовых вод, напора ветра, температурных сезонных явлений, динамических действий на грунты.
Изменение в пространственном положении здания называется деформацией.
Виды деформаций:
осадка – перемещение здания вниз;
подъем – выпучивание сооружения вверх;
смещение (сдвиг) – горизонтальное перемещение сооружения в сторону;
крен – отклонение строительной конструкции от проектного отвесного положения.
Цель геодезических наблюдений за деформациями зданий, сооружений – получить величины, характеризующие осадку, подъем, смещение, крен, чтобы своевременно принять меры по их прекращению.
Геодезические наблюдения ведутся с пунктов (точек). специально создаваемой на строительной площадке геодезической сети. Эти пункты, называемые опорными, располагают на устойчивых грунтах, гарантирующих им неподвижность. На исследуемых зданиях создают не менее трех пунктов. Их координаты определяют после установки и проверяют в начале цикла наблюдения.
Закрепление опорных пунктов производят железобетонными монолитами – рис. 42.
Рис. 42. Закрепление опорных пунктов
Точки наблюдения намечают в углах зданий, на стыках капитальных стен и закрепляют осадочными марками – рис. 43.
Рис. 43. Осадочная марка
Для измерения деформации сооружения применяют следующие основные способы:
геометрическое нивелирование;
тригонометрическое нивелирование;
створный способ наблюдений;
триангуляционный способ.
Измерение осадок геометрическим нивелированием
Определение осадок здания проводят геодезической службой строительных организаций инструментально с точностью ±1мм.
Обычные наблюдения за осадками производится по методике, которая составляется в разделе ППГР. Для измерения осадок здания в местах конструкций с наибольшим весовым напряжением закладываются осадочные марки (желательно на одной высоте по фасаду здания), а по периметру здания не менее двух опорных точек (реперов).
Периодичность наблюдений зависит от последовательности возрастания нагрузки, скорости осадок, сезонности изменений условий.
Первый цикл наблюдений производят в начале строительства, когда давление на грунт незначительное. Последующие циклы наблюдений выполняют тогда, когда вес сооружения достигает 25, 50, 75 и 100%. При строительстве крупнопанельных зданий производят измерения осадок после закладки фундамента, монтажа второго или четвертого этажа, монтажа коробки здания и перед сдачей объекта в эксплуатацию.
Промежутки между циклами наблюдений уменьшают при возрастании скорости осадок, появлении трещин, кренов. Наблюдения за осадками прекращают, только тогда, когда скорости осадки не превышают 1 – 2 мм. в год.
Схема расположения осадочных марок, опорных знаков и последовательность нивелирования показана на рис. 44.
Рис. 44. Схема размещения осадочных марок, опорных знаков и станций нивелирования: а – по фасаду здания; б – в плане.
Перед измерениями производится проверка реперов высотной основы. Их высота должна быть практически неизменной.
Нивелирование осадок сооружения будет успешным, если при организации работ будут соблюдены следующие требования:
Нивелирование точек должно выполняться замкнутыми ходами при двух горизонтах нивелира;
Способ нивелирования – из середины;
Длина визирного луча от 3 до 25 м.;
В процессе нивелирования нужно соблюдать равенство плеч в пределах ± 10 см.;
Высота визирного луча не менее 30 см. от поверхности земли.
Нивелирование проводить с помощью одной рейки.
При повторном нивелировании нивелир следует устанавливать на одних и тех же точках, соблюдая направления ходов при одном и том же количестве станций.
Предельная невязка при проложении двух ходов не должна превышать 1 мм.
Для изучения осадок производят сравнение отметок осадочных марок между циклами и составляют график осадок нивелированных марок.