Разработка методики геодезических наблюдений за осадками инженерных сооружений

Применения в различных частях схемы различных классов нивелирования, одну для обеспечения , другую для обеспечения .

Оценка качества проекта схемы измерений. Нахождение слабой точки сети:

 

Марка 12.

Гр.р. №3

Марка 30.

 

 

Вывод: марка 30 является самой слабой точкой в сети. =15,56.

Определение предельной погрешности превышения , что позволит выбрать методику нивелирования:

  

Для обеспечения такой точности необходимо выполнить нивелирование II класса.

Вычисление допустимого значения обратного веса:

Вывод: значение обратного веса по секциям 6, 5 не удовлетворяет допускам, и их необходимо пронивелировать I классом. Вычисление допустимого периметра :

Вычисление периметров:

Вывод: оба периметра не вошли в допустимые значения. Необходимо разбить полигон на более меньшее полигоны, увеличить количество секций.

ГЛАВА 7. ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДИКИ НИВЕЛИРОВАНИЯ

Нивелирование II класса производят в прямом и обратном направлениях по костылям или кольям. Наблюдения на станции выполняют способом "совмещения".

Нивелирование II класса выполняют нивелирами с плоскопараллельной пластинкой, контактным уровнем или компенсатором, которые удовлетворяют следующим требованиям.

 

 

Таблица 4

Характеристика нивелира Н-05
СКП на 1 км двойного хода, мм, не более	0,4
СКП измерения превышения на станции в мм, не более	0,2
Увеличения зрительной трубы, крат	42
Диаметр входного зрачка, мм.	50
Наименьшее расстояние визирования, м.	2,2
Коэффициент нитяного дальномера	100+1
Габаритные размеры нивелира, мм, не более	400х160х220
Масса, кг, не более:	6

При нивелировании II класса применяют нивелиры Н-05, Ni-002, Ni-004, Ni-007 или им равноценные по точности приборы и штриховые инварные рейки.

Ошибки метровых интервалов шкал и всей шкалы инварной рейки при нивелировании II класса допускают до 0,20 мм, при нивелировании в горных районах - до 0,10 мм.

Для привязки к стенным маркам применяют подвесную рейку с такими же шкалами, как и на основных рейках. Нуль на подвесной рейке должен быть совмещен с центром отверстия для штифта, на который подвешивают рейку к стенной марке.

8.4 При нивелировании в прямом  направлении (прямой ход) порядок  наблюдений на станции следующий, таблица .

Таблица 5

№	Нечетная станция	Четная станция
1	Отсчет по основной шкале задней рейки	Отсчет по основной шкале передней рейки
2	Отсчет по основной шкале передней рейки	Отсчет по основной шкале задней рейки
3	Отсчет по дополнительной шкале передней рейки	Отсчет по дополнительной шкале задней рейки
4	Отсчет по дополнительной шкале задней рейки	Отсчет по дополнительной шкале передней рейки

При нивелировании в обратном направлении (обратный ход) наблюдения на нечетных станциях начинают с передней рейки, а на четных - с задней.

В прямом и обратном направлениях нивелирование выполняют, как правило, по одной и той же трассе и по переходным точкам одного и того же типа; число станций в секции делают четным и одинаковым.

На время перехода наблюдателя на следующую станцию переднюю рейку снимают с костыля.

При перемене направления нивелирования рейки меняют местами.

Нормальная длина луча визирования - 65 м. Если увеличение зрительной трубы не менее 44  и условия для наблюдений благоприятны, разрешается увеличить длину луча до 75 м.

Не разрешается выполнять наблюдения:

• при колебаниях изображений, затрудняющих точное наведение биссектора на штрих рейки, и "плавающих" изображениях;
• сильном и порывистом ветре;
• сильных и скачкообразных колебаниях температуры воздуха и аномально быстрых односторонних ее изменениях.

Нивелир устанавливают в тени на штатив за 45 мин до начала наблюдений для принятия им температуры воздуха.

Во время наблюдений на станции нивелир тщательно защищают от солнечных лучей зонтом с белой подкладкой, а при переноске с одной станции на другую - просторным чехлом из плотной белой материи.

Расстояния от места установки нивелира до реек измеряют тонким стальным тросом или стальной лентой (рулеткой). Использовать для этого дальномер нивелира запрещается.

Неравенство расстояний от нивелира до реек на станции допускают не более 1 м. Накопление этих неравенств по секции разрешается не более 2 м.

Костыли забивают в плотный грунт. При нивелировании по полотну железной дороги не разрешается забивать костыли в балласт. Если грунт на бровке или между путями рыхлый или засыпан щебнем и шлаком, то допускается забивать специальные костыли в шпалы.

При нивелировании по каменистому или очень плотному, а также мерзлому грунту, целесообразно использовать костыли длиной 15-20 см и толщиной до 3 см, по мягкому и влажному грунту - деревянные колья с гвоздями в торцах или костыли длиной 40-70 см (рис.25). При нивелировании в обратном направлении колья подбивают.

Контроль нивелирования по секции между смежными реперами и по участку между фундаментальными реперами заключается в следующем.

1 После выполнения нивелирования  по секциям в прямом и обратном  направлениях сравнивают между  собой два значения превышения: расхождение между этими значениями не должно быть более 5 мм √L, если среднее число станций на 1 км хода меньше 15 (первый случай) и 6 мм √L - когда среднее число станций на 1 км хода больше 15, а также при нивелировании в труднопроходимом районе (второй случай).

Если расхождение получилось больше допустимого, то нивелирование по секции повторяют в одном из направлений.

Явно неудовлетворительное значение превышения исключают. Оставшиеся два значения принимают в обработку, если они не расходятся между собой больше указанных допусков и получены из нивелирования в противоположных направлениях.

2. После выполнения нивелирования по участку между фундаментальными реперами сравнивают значения превышения, получившиеся из нивелирования в прямом и обратном направлениях. Нормальное расхождение между этими значениями не должно быть больше 5 мм √L для первого случая и 6 мм √L - для второго.

Рабочие допуски.

Под основными допусками понимаются величины каких-либо ошибок (ничтожных), влияние которых можно исключить при оценки точности единичного превышения:

Где К- коэффициент обеспеченности точности.

Коэффициент выбирают исходя из заданной обеспеченности учитывающей технологические требования, предъявляемые к точности конечных результатов геодезических измерений на данном объекте. Величина К тем больше, чем выше требования к точности и чем чувствительнее исследуемое сооружение к деформации.

Приняв =0,02 или 2%; К=5,0; =0,098; А= 0,294.

Эти величины являются основными допусками, при сравнении с которыми определяется значимость отдельных погрешностей составляющих ошибку единого превышения.

Рабочие допуски на отдельные разности и их функции удобно представить в зависимости от заданных и или от предвычисленной и качества схемы ходов.

ГЛАВА 8. ВЫБОР КОНСТРУКЦИИ ГЛУБИННЫХ РЕПЕРОВ И ОСАДОЧНЫХ МАРОК

Измерения деформаций и осадок фундаментов зданий и сооружений производятся относительно исходных глубинных или грунтовых реперов.

Существенная роль в организации наблюдений за деформациями сооружений отводится геодезическим знакам. От правильного выбора конструкции и мест их размещения в значительной мере зависит качество результатов наблюдений.

Применяемые для наблюдений геодезические знаки различают по назначению. Это опорные, вспомогательные и деформационные знаки. Знаки также делятся на: плановые и высотные.

Опорные знаки служат исходной основой, относительно которой определяются смещения деформационных знаков. Закрепляются они с расчетом на устойчивость и длительную сохранность.

Вспомогательные знаки являются связующими в схеме измерений и используются для передачи координат от опорных знаков к деформационным.

Деформационные знаки закрепляются непосредственно на исследуемом сооружении и, перемещаясь вместе с ним, характеризуют изменение его положения в пространстве.

Для плановых опорных знаков широко применяют трубчатые конструкции. Основной деталью знака является стальная труба диаметром от 100 до 300 мм, заглубляемая и бетонируемая в грунте не менее чем на 1 м ниже верхней границы твердых коренных пород. Верхний конец трубы заканчивается фланцем, к которому крепится головка знака. Вокруг основной трубы сооружается защитная труба. Пространство между основной и защитной трубами в нижней части заполняется битумом, а в верхней - легким теплоизоляционным материалом. Знак закрывается крышкой. Конструкция головки знака может быть разной и зависит от применяемых для наблюдений приборов.

Для опорных высотных реперов также характерно применение трубчатых конструкций. В то же время для учета изменения длины репера вследствие изменения температуры используют две трубы из разного материала, например стальную и дюралюминиевую. Репер подобной конструкции называется биметаллическим (рисунок 4).

Репер в основном состоит из дюралюминиевой трубы 1, помещенной в основную стальную трубу 2. Обе трубы помещаются в защитную трубу 3, крепятся к общему башмаку 4 и бетонируются в твердых породах. Дюралюминиевая труба оборудуется базовой поверхностью, а стальная - кронштейном для отсчетного приспособления 5 (обычно часового индикатора). На стальную трубу навинчивается головка 6 для установки рейки. Защитная труба бетонируется в смотровом колодце 7 с крышкой 8.

Для изучения деформаций промышленных и гражданских зданий в качестве опорных применяют свайные знаки и реперы с поперечным сечением 180 - 250 мм.

349

  
Рисунок 5. Биметаллический репер

Число реперов должно быть не менее трех.

Реперы должны размещаться:

• в стороне от проездов, подземных коммуникаций, складских и других территорий, где возможно разрушение или изменение положения репера;
• вне зоны распространения давления от здания или сооружения;
• вне пределов влияния осадочных явлений, оползневых склонов, нестабилизированных насыпей, торфяных болот, подземных выработок, карстовых образований и других неблагоприятных инженерно-геологических и гидрогеологических условий;
• на расстоянии от здания (сооружения) не менее тройной толщины слоя просадочного грунта;
• на расстоянии, исключающем влияние вибрации от транспортных средств, машин, механизмов;
• в местах, где в течение всего периода наблюдений возможен беспрепятственный и удобный подход к реперам для установки геодезических инструментов.

Конкретное расположение и конструкцию реперов должны определять проектная организация.

Исходные реперы должны закладываться не позднее чем за 2 мес. до начала наблюдений за осадкой фундаментов. После установки реперов на них должна быть передана высотная отметка от ближайших пунктов государственной нивелирной сети или от знаков местного геодезического обоснования, служивших исходными для разбивочных работ при строительстве.

Осадочные деформационные марки

Осадочными марками называются геодезические знаки, укрепляемые на фундаментах, колоннах, стенах, перекрытиях и т.п., меняющие свое высотное положение вследствие осадки фундамента здания (сооружения).

Осадочные марки служат для установки или подвески нивелирных реек и определения отметок одних и тех же конструкций в каждом цикле измерения осадок.