Разработка методики геодезических наблюдений за осадками инженерных сооружений

Осадочные марки делятся на стенные, плитные и марки-конструкции.

Стенные марки устанавливаются на вертикальных гранях конструкций, плитные - на горизонтальных плоскостях, "марки-конструкции" - это детали сооружения, используемые в качестве марок.

Стенные осадочные марки по своему устройству и способу закрепления различаются трех типов:

• марки, закладываемые в железобетонные и бетонные конструкции, в наружные и внутренние кирпичные (блочные) стены и столбы, а также осадочные
• марки, устанавливаемые на стальные закладные полосы и на стальные колонны, изготавливаются по рис. 4, а (приложение 1).

В местах, где марки могут подвергаться нарушению и порче (у входов, в тесных проемах и т.д.), устанавливаются марки в виде костыля с полусферической головкой и предохранительным колпачком.

Плитные осадочные марки, расположенные на перекрытиях подземных сооружений, горизонтальных обрезах фундаментов и т.п., выполняются двух типов:

• марки в местах, подверженных механическим повреждениям (где возможно перемещение грузов по плите, фундаменту и пр.), делаются закрытыми;
• там, где повреждения маловероятны, марки могут состоять из одной заклепки диаметром 20 мм (без защитной коробки), заделываемой в плиту или фундамент на 100 мм с выходом головки наружу.

Примеры их конструктивного выполнения приведены на рис.2.

Обнаруженные при осмотре сооружения трещины, сколы, раскрытие швов и другие аналогичные дефекты, не подлежащие немедленному устранению, должны быть тщательно измерены и отмечены как на самом объекте, так и на соответствующих схемах. Все эти данные передаются затем эксплуатационникам для дальнейших наблюдений за состоянием сооружения.

В строительной практике наиболее распространенным (но несовершенным) способом наблюдения за трещинами является перекрытие их маяками. При продолжающемся расширении трещины маяк рвется и по ширине образовавшейся в нем щели можно судить об интенсивности раскрытия трещины под маяком. Однако уменьшение трещины может быть выявлено с трудом. Надлежащую сохранность самих маяков трудно гарантировать, и способ этот в настоящее время не может быть рекомендован.

 

а                               б

 

в                             г

Рисунок 6. Нивелирные марки стенные (а и б) и в фундаментных плитах (в и г): а - в каменных стенах; б - на стальных колоннах;в - с ввинчивающейся крышкой; г - с откидной крышкой;

1 - стальные уголки 30x5; 2 - каменная  стена; 3 - цементный раствор; 4 - стальная колонна; 5 - сварной шов; 6 - бетонная плита; 7 - стальная заклёпка; 8 - патрубок; 9 - ввинчиваемая крышка; 10 - съемная крышка

Установленные на зданиях и сооружениях осадочные марки нумеруются несмываемой краской, привязываются к осям колонн или выступам и углам стен и наносятся на план объекта, хранящийся с материалами по наблюдению за осадкой.

Все осадочные марки независимо от их типов окрашиваются масляной краской или другим антикоррозионным составом. Окраска возобновляется каждые два года.

 

ГЛАВА 9. СОСТАВ СОПУТСТВУЙЩИХ НАБЛЮДЕНИЙ

Положительные и отрицательные факторы оказывающие воздействия на район наблюдений: отсутствие залегания вблизи объектов грунтовых вод и поверхностных рек, в районе студгородка грунты I категории (скальные, обломочно –скальные мелкие), так же на объекты не воздействует вибрация передаваемая из внешней среды – все перечисленные выше причины снижают возникновение осадок.

Резкие сезонные колебание температурных режимов, оказывают воздействие на тела сооружения, но точные выводы сделать сложно, так как сооружение ощутимых деформаций не испытывает.

По итогам циклических наблюдений на основе анализа проводятся выявления основных факторов, определяющих характер осадков.

Высокоточными нивелирными работами выявляются величины и характер осадок сооружений и отдельных его частей. Чтобы определить причины вызывающие осадки, а также закономерности, в ходе работ необходимо иметь ряд дополнительных материалов:

• данные об инженерно-геологических и гидрогеологических условиях на объекте;
• сведения о физико-геологических процессах, результаты наблюдения за колебанием грунтовых вод, уровня рек, температуры воздуха, тела сооружения, его фундамента, температуры водоёмов;
• данные о метеорологических явлениях:
• если наблюдения ведутся за осадками с начала строительства, необходимы сведения о росте нагрузки на основание.

ГЛАВА 10. ПРОЕКТ УРАВНИВАНИЯ НИВЕЛИРНОЙ СЕТИ II КЛАССА

Основной целью проектируемых геодезических измерений является определение и их разностей.

Фактические ошибки и не должны превышать заданные заказчиком величины:

Из выше вычисленных фактических ошибок мы видим, что превышает величину заданную заказчиком, значит необходимо уменьшить длину полигона, разбить его на более мелкие и использовать более точный метод нивелирования. А входит в допуски в допуски заданные заказчиком.

Параметрический способ уравнивания

Сущность параметрического способа заключается в выборе независимых неизвестных параметров, функциями которых могут быть

Выбор необходимых неизвестных (параметров). Параметры должны быть независимыми. Чтобы обеспечить это условие, необходимо выбрать максимальное количество независимых условных уравнений. Это означает, что нельзя выразить одно уравнение как линейную комбинацию остальных.

Итак, число необходимых измерений « » равно разнице между числом измеренных величин « » и числом условных независимых уравнений где. Откуда следует .

Составление параметрических уравнений связи. Выразим все шесть уравненных значений измеренных величин через уравненные значения трех необходимых неизвестных

В нашем случае, параметрические уравнения связи  будут выражены следующим образом.

  (1)

Определение приближенных значений параметров. В качестве приближенных значений неизвестных и выберем их измеренные значения :

Составление параметрических уравнений поправок. Общий вид параметрических уравнений связи:

, или    (2)

Теперь выполним условие и получим:

(3)

Требование означает, чтобы сумма квадратов поправок была наименьшей по сравнению с суммой квадратов поправок, полученных любым другим путем.

В левой части ворожения (3) неизвестны только величины поэтому его можно написать в виде некоторых функций :

  (4)

Поскольку введенные необходимые неизвестные свелись к задаче на абсолютный экстремум, то необходимо составить определенную систему уравнений:

(5)

Из которых могут быть получены неизвестные .

Однако, если уравнения имеют нелинейный вид, то их решение практически невозможно. По этому для параметров находят приближенные значения   причем с такой точностью, чтобы привести функцию (2) к линейному виду путем разложения функции в ряд Тейлора, в котором можно пренебречь членами разложения второго и высшего порядков.

Представим неизвестные в виде:

    (6)

где - приближенное значение, -неизвестные поправки к ним.

Подставив эти значения в равенство (2) и получим:

  (7)

Разлагая функцию в ряд Тейлора получим:

  (8)

Где -сумма всех членов разложения, кроме линейных. Приближенное значения должны быть найдены таким образом, чтобы можно было пренебречь . Пренебрегая ею получаем:

  (9)

Введем обозначения:

;,,,,,; ;

В нашем случае, общий вид параметрического уравнения поправок:

      (10)

Составление нормальных уравнений. Система нормальных уравнений имеет общий вид:

(12)

Решение нормальных уравнений. При решении систем нормальных уравнений используем алгоритм решения Гаусса. В его основе лежит метод последовательного исключения неизвестных. Система обозначений, облегчающая решение нормальных уравнений:

• - столбцы коэффициентов нормальных уравнений;
• - столбец свободного члена;
• -строки коэффициентов нормальных уравнений;
• - строки коэффициентов элиминационных уравнений («элиминационный» происходит от латинского «elimino», означающего исключать)

Вычисление приближенных высот узловых пунктовследует определять с большей точностью, чтобы свободные члены поправок были как можно меньше. Приблежонную высоту каждого пункта вычисляют, как среднее весовое из всех ее значений полученных путем передачи весов с соседних пунктов с известными высотами, в том числе приблежонными.

 

Где Р – вес превышения;

- вес нивелирной линии между  пунктами ik.

Составление уравнений поправок

Пусть - измеренное превышение между двумя соседними узловыми пунктами ir; - поправка в это превышение (определяется из уравнения сети под условием ); - приблежонные высоты этих пунктов; - поправки из уравнивания к ним.

С учетом этого получаем:

Обозначим (это свободный член уравнения), и приведем уравнение поправок в окончательный вид .

Уравнения поправок составляют для всех линий, образующих нивелирную сеть. Число таких уравнений равно числу линий с измеренными превышениями.

 

Уравнение поправок:

 

ГЛАВА 11. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. СМЕТА НА ПРОЕКТНО-ИЗЫСКАТЕЛЬСКИЕ РАБОТЫ

Наименование объекта: ИрГТУ, корпуса: Б, В, Г, К.

Наименования изыскательской организации: ГеодезИзыскСтрой

Наименование организации-заказчика: ИрГТУ

№	Наименование видов работ	Объем работ	Ед. сметная расценка	Стоимость
	Подготовительные работы
1	Сбор и систематизация материалов проектирования	1,5	7410	11116
	Полевые работы
2	Изготовление и закладка грунтовых реперов и осадочных марок	3 177	89000 3000	267000 531000
3	Нивелирование II класса	3,015	60000	180900
	Итого			998900
	Камеральные работы
4	Обработка нивелирования	3,015	19,200	57888
5	Организация полевых работ		1%	9989
6	Ликвидация полевых работ		0,8%	7991,2
7	Транспортировка		16,25% от п.р.	162321,25
8	Полевое довольствие		250р/чел.дни	12500
9	Районный льготный коэффициент (0,72)			9000
10	Резерв на предусмотренные виды работ		3% от п.р.	29967
	Итого			289656,45
11	НДС		18% от суммы	231940,16
	Всего			1520496,61

 

Всего по смете: Один миллион пятьсот двадцать тысяч четыреста девяноста шесть рублей шестьдесят одна копеек.

Составитель сметы       Ликуха В.Ю.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключение хотелось бы сказать, в этом проекте по разработке методики нивелирования геодезических наблюдений за осадками инженерных сооружений необходимо было исследовать три здания ГРТ, общежитие №10, общежитие №8, находящихся в Иркутской области, городе Усть-Куте.

В ходе работы над проектом было запроектировано размещение 141 стенных и цокольных марок по зданиям, выполнено проектирование схемы нивелирных ходов, а также их преобразование методом эквивалентной замены описанной в Главе 6, выполнена оценка качества проекта схемы измерений.

По результатам проектирования предварительное значение mh=0.41 мм, по этому нивелирование будет выполнено по методике II класса. Методика проведения работ описана в Главе 7, согласно ГКИНИ (ГНТА)-03-010-02 Инструкции по нивелированию I, II, III и IV классов.

В заключении была составлена смета на проектно-изыскательские работы. Затраты на производство работ составляют Один миллион пятьсот двадцать тысяч четыреста девяноста шесть рублей шестьдесят одна копеек.

 

 

Список литературы

1 Карлсон  А. А. Измерение деформаций гидротехнических  сооружений. – М.,: Недра, 1984г

2 Левчук Г.П. Новак В.Е. Конусов В.Г..Прикладная геодезия: Основные методы и принципы инженерно-геодезических работ. Учебник для вузов.- М.: Недра 1981,с438

3 ГКИНИ (ГНТА)-03-010-02Инструкции  по нивелированию I, II, III и IV классов, Москва ЦНИИГАиК 2003г.

4 Пособие  к МГСН.2.07-01. Обследование и мониторинг при строительстве и реконструкции зданий и подземных сооружений. — М.: Москомархитектура, 2005;

5 Руководство  по наблюдениям за деформациями  оснований и фундаментов зданий  и сооружений. — НИИОСПС им. Н. М. Герсеванова, Госстрой СССР, 1975;

6 СП 11-104-97 Инженерно-геодезические  изыскания для строительства. Москва 1997

7 ГОСТ 24846-81. Грунты. Методы измерения деформаций  оснований зданий и сооружений.

8 СНиП 3.01.03-84 «Геодезические работы в строительстве».

9 СНиП 11-02-96 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения».

10 Климат  Иркутской области - http://www.pribaikal.ru/obl-square.html

11 Климат  Иркутской области - http://ru.wikipedia.org/wiki/усть-кутский

12 «Мониторинг  деформационных процессов строительных  и инженерных объектов»- http://www.geodinamika.ru/main/engineer/deformation-monitoring/

13 Наблюдения  за осадками сооружений - http://www.drillings.ru/osadkisooruzh