19.7. Наблюдения за кренами, трещинами и оползнями
Крен — вид деформации, свойственный сооружениям башенного типа. Появление крена может быть вызвано как неравномерностью осадки сооружения, так и изгибом и наклоном верхней его части из-за одностороннего температурного нагрева и ветрового давления. В связи с этим полную информацию о кренах и изгибах можно получить лишь по результатам совместных наблюдений за положением фундамента и корпуса башенного сооружения. В зависимости от вида и высоты сооружения, технических требований и условий наблюдений для определения крена применяют различные способы.
Наиболее просто крен определяется с помощью отвеса или прибора вертикального проектирования (оптического или лазерного). Этот способ применяется в основном при возведении башенных сооружений, когда можно встать над его центром.
В сложных условиях, особенно для сооружений большой высоты, для определения крена применяют способы вертикального проектирования, координат, углов и др.
Так, в способе вертикального проектирования с двух точек I и II (рис. 19.7), расположенных на взаимно перпендикулярных осях сооружения и на удалении от него в полторы-две высоты, с помощью теодолита проектируют определяемую верхнюю точку на некоторую плоскость в основании сооружения (цоколь, рейку, палетку и т. п.). Зная расстояние S от теодолита до сооружения и затем d - до его центра О, из наблюдений в нескольких циклах, используя отсчеты b и Ь1 можно вычислить составляющие крена и его направление.
Рис. 19.7. Схема наблюдений за креном башенного сооружения способом вертикального проектирования.
В способе координат вокруг сооружения на расстоянии, равном полутора-двум его высотам, прокладывают замкнутый полигонометрический ход и вычисляют в условной системе координаты его пунктов. С этих пунктов через определенные промежутки времени прямой засечкой определяют координаты точек на сооружении. По разностям координат в двух циклах наблюдений находят составляющие крена по осям координат, полную величину крена и его направление.
Способ горизонтальных углов применяют, если основание сооружения закрыто для наблюдений. При этом способе с опорных пунктов, расположенных на взаимно перпендикулярных осях, периодически измеряют углы между направлением на определяемую верхнюю точку и опорным направлением. По величине изменения наблюдаемых углов и горизонтальному проложению до наблюдаемой точки находят составляющие крена по осям и полную величину крена.
Для определения величины крена по результатам нивелирования осадочных марок их должно быть не менее трех на фундаменте или цокольной части сооружения. С этой же целью применяют различного вида клинометры, представляющие собой накладные высокоточные уровни с ценой деления до 5”.
Наблюдения за трещинами обычно проводят в плоскости конструкций, на которых они появляются.
для выявления трещин применяют специальные маяки, которые представляют собой плитки из гипса, алебастра и т. п. Маяк крепится к конструкции поперек трещины в наиболее широком ее месте. Если через некоторое время трещина появляется на маяке, то это указывает на активное развитие деформации.
В простейшем случае ширину трещины измеряют линейкой. Применяют также специальные приборы: деформометры, щелемеры, измерительные скобы.
Наблюдения за оползнями выполняют различными геодезическими методами. В зависимости от вида и активности оползня, направления и скорости его перемещения эти методы подразделяют на четыре группы:
- осевые (одномерные), когда смещения фиксированных на оползне точек определяют по отношению к заданной линии или оси;
- плановые (двумерные), когда смещения оползневых точек наблюдают по двум координатам в горизонтальной плоскости;
- высотные — для определения только вертикальных смещений;
- пространственные (трехмерные), когда находят полное смещение точек в пространстве по трем координатам.
Осевые методы применяют в тех случаях, когда направление движения оползня известно. К числу осевых относят:
- метод расстояний (рис. 19.8, а), заключающийся в измерении расстояний по прямой линии между знаками, установленными вдоль движения оползня;
Рис. 19.8. Схемы наблюдений за оползнями.
- метод створов (рис. 19.8, б), оборудованных в направлении, перпендикулярном движению оползня;
- лучевой метод (рис. 19.8, в), заключающийся в определении смещения оползневой точки по изменению направления визирного луча с исходного знака на оползневой.
К плановым относятся методы прямых, обратных, линейных засечек, полигонометрии, комбинированный метод, сочетающий измерение направлений, углов, расстояний и отклонений от створов.
Высотные смещения оползневых точек находят в основном методами геометрического и тригонометрического нивелирования.
для определения пространственного смещения оползневых точек применяют фототеодолитную съемку.
Смещения оползневых точек вычисляют по отношению к опорным знакам, располагаемым вне оползневого участка. Число знаков, в том числе и оползневых, определяется из соображений обеспечения качественной схемы измерений и выявления всех характеристик происходящего процесса.
Наблюдения за оползнями проводятся не реже одного раза в год. Периодичность корректируется в зависимости от колебания скорости движения оползня: она должна увеличиваться в периоды активизации и уменьшаться в период угасания.