УПП2КУРС / 2 семесир / геодезия / матералы и всячинв / Lektsia_2-02_-_Deformatsii
.pdfЛекция №2.
Наблюдения за деформациями инженерных сооружений.
2.1 Деформации сооружений
Сооружение может смещаться со своего первоначального положения и изменять форму под действием различных причин (естественных и искусственных):
-веса сооружения,
-изменения температуры,
-напора воды и ветра,
-сейсмических явлений,
-механических нагрузок.
Смещение сооружения разделяют на составляющие — в плане и по высоте. Смещение в горизонтальной плоскости называют сдвигом, а в вертикальной — осадкой.
Деформация сооружения может проявляться в виде прогибов,
перекосов, кручения, крена сооружения, образования трещин на теле сооружения.
2.1 Деформации сооружений
Возможные смещения сооружения предусматриваются в процессе проектирования, когда ведутся расчеты устойчивости и прочности сооружения. При этом строят прогнозы о возможных величинах смещений. Точность прогнозов зависит от корректности определения величин нагрузок на сооружение и изученности свойств грунтов под его основанием.
Расчеты прочности сооружения и способности выдерживать предполагаемые нагрузки ведутся приближенно, так как точные расчеты невозможны из-за сложности самого процесса действия различных сил на сооружение.
Невозможно определить с необходимой точностью и поведение грунтов под сооружением. Поэтому ведутся наблюдения в натуре за состоянием сооружения с момента его закладки до полной стабилизации при эксплуатации.
2.1 Деформации сооружений
Наблюдения за сооружением ведутся для подтверждения проектных прогнозов о его прочности и устойчивости или своевременного выявления невыполнения этих прогнозов. В последнем случае принимают меры для укрепления прочности сооружения или указывают срок перехода сооружения в аварийное состояние.
Наблюдения за сооружением ведутся систематически, иногда в течение нескольких лет, и сопровождаются измерениями величин смещений и деформаций сооружения.
Наблюдения и измерения проводят на всех гидротехнических сооружениях (плотины, гидроэлектростанции, шлюзы, портовые сооружения, мосты и др.), на элеваторах, крупных промышленных и гражданских зданиях и сооружениях и т. п.
2.1 Деформации сооружений
Наблюдения за смещением сооружений ведут преимущественно геодезическими методами с применением высокоточных инструментов с пунктов специально создаваемой для этого геодезической сети. На сооружении устанавливают контрольные знаки, за положением которых и ведут наблюдения.
Наблюдения за смещением сооружения выполняются по особой программе для каждого сооружения. Разработка такой программы на крупных сооружениях — сложная научно-техническая задача, к решению которой привлекаются автор проекта сооружения, геодезисты, конструкторы, геологи.
В программе наблюдений устанавливаются методы и сроки (циклы) наблюдений, места расстановки контрольных знаков, типы и точность необходимых геодезических инструментов и приборов, предвычисления ожидаемых ошибок измерений, способы обработки результатов измерений и т. п.
2.2 Закрепление наблюдаемых знаков
Опорные знаки служат опорной основой, относительно которой определяются смещения деформационных знаков. Закрепляются они с расчетом на устойчивость и длительную сохранность.
Размещают вне зоны возможных деформаций, но поближе к сооружению. Их число должно быть не менее трех, чтобы обеспечить взаимный контроль за устойчивостью.
Вспомогательные знаки являются связующими в схеме измерений и используются для передачи координат и высот от опорных знаков к деформационным.
Деформационные знаки закрепляются непосредственно на исследуемом сооружении и, перемещаясь вместе с ним, характеризуют изменение его положения в пространстве.
Расположение знаков на сооружении зависит от многих факторов: от цели проведения работ, вида деформации, конструкции сооружения в целом и его отдельных элементов, инженерно - геологических условий и др.
2.2 Закрепление наблюдаемых знаков
Деформационной маркой может служить обрезок угловой стали, заделываемой на наружной поверхности кирпичного или бетонного сооружения (рис. а) либо привариваемой к металлической поверхности, например стальной колонны (рис. б).
На горизонтальной поверхности, в частности плит фундаментов, устанавливают марки иной конструкции (рис. в)
Опорные знаки устанавливают за пределами деформационной области.
2.2 Закрепление наблюдаемых знаков
Деформационные знаки для определения горизонтальных смещений гражданских и промышленных зданий размещаются по периметру, но не реже, чем через 15 - 20 м по углам и по обе стороны осадочных швов.
На плотинах гидроузлов знаки устанавливают в галереях и по гребню (верх плотины) не менее двух марок на секцию. На подпорных стенках, причальных сооружениях и т.п. размещают не менее двух марок на каждые 30 м.
Высотные реперы на гражданских и промышленных зданиях располагают по углам, по периметру через 10 - 15 м по обе стороны деформационных швов, на колоннах, в местах примыкания продольных и поперечных стен. На причальных и подпорных стенках реперы располагают через 15 - 20 м.
На дымовых трубах, доменных печах, различных башнях и т.п. устанавливают несколько ярусов деформационных знаков.
2.3 Определение сдвига
В зависимости от формы и размеров сооружения и природных условий для определения горизонтальных смещений применяются способы:
-створных наблюдений,
-триангуляции,
-отдельных направлений.
Линейная величина смещения определяется с ошибкой, не превышающей:
± 1,5 |
мм — на скальных грунтах, |
± 3,0 |
мм — на сжимаемых грунтах |
± 7,0 |
мм — на сильно сжимаемых грунтах * |
* Руководство по геодезическим методам измерения горизонтальных смещений.
2.3.1 Способ створных наблюдений
Сущность способа створных наблюдений состоит в измерении смещения контрольной точки М, находящейся на сооружении, со створа линии АВ, закрепленной на концах неподвижными знаками за пределами сооружения. Способ применяют для наблюдений за смещениями прямолинейных плотин и сооружений, причем линия АВ проходит по оси сооружения или параллельно ей.