Способы измерений горизонтальных перемещений

Горизонтальные перемещения объектов определяют из сравнения плоских прямоугольных координат точек сооружения между циклами измерений. Процесс подготовки к наблюдению за плановыми перемещениями зданий или сооружений заключается:

  • - в установлении надежных и стабильных в плановом и высотном положении опорных знаков, обычно снабженных центровочными приспособлениями;
  • - в закреплении на наблюдаемом объекте деформационных марок;
  • - в разработке методов контроля стабильности опорных знаков, обычно в виде программы наблюдений;
  • - в разработке (выборе) методов наблюдений за деформационными марками, обеспечивающих необходимую точность определения их координат.

Горизонтальные перемещения фундаментов зданий и сооружений могут быть определены одним из следующих способов:

  • - створных наблюдений;
  • - створных засечек и отдельных направлений (углов);
  • - координатными способами;
  • - фотограмметрическим способом;
  • - лазерным сканированием.

Кроме того, для определения планового смещения объектов могут применяться различные сочетания указанных способов или их модификации. Некоторые из указанных способов могут применяться только лишь для определенных классов точности измерений. Так, способ фотограмметрии применим только для II-IV классов точности измерений.

Плановые опорные пункты располагают вне сооружения, по возможности в устойчивых грунтах, в стороне от проездов с удобными подходами. Закрытые знаки закладывают в горные породы и в обжитых районах заподлицо с земной поверхностью. При наблюдении с таких знаков прибор устанавливают на штативе и центрируют с помощью оптического центрира. Открытые опорные знаки выступают над поверхностью земли на высоту, удобную для производства работ. В таких случаях прибор устанавливают на центровочное устройство знака.

Конструктивно плановые знаки устраиваются в разнообразном исполнении, а их положение определяют современными методами.

Деформационные (контролируемые) знаки закрепляются на элементах конструкций сооружений по возможности как можно ближе к основанию не реже 20 м, по углам, по обе стороны осадочных (температурных) швов, в местах максимальных горизонтальных нагрузок. Места установки деформационных марок должны быть согласованы с проектной организацией (заказчиком).

Конструктивно деформационные знаки достаточно разнообразны и зависят от принятого способа измерений. Так, например, если наблюдения предполагается производить засечками или отдельных направлений (углов), то деформационную марку проще всего выполнить в виде окрашенной геометрической фигуры. Если в качестве измерительного прибора используется электронный тахеометр, то в качестве марки используются светоотражающие пленки - марки, наклеиваемые на конструктивные элементы.

Визирные цели могут быть подвижными и неподвижными. Неподвижные визирные цели используются при оптическом или элек- трооптическом измерении угловых и линейных величин по окулярному или оптическому микрометру, а также при наблюдении опорных и ориентирных пунктов.

Подвижные визирные цели используются для непосредственного измерения отклонений деформационных знаков от линии створа. Они имеют приспособления для принудительного центрирования и могут перемещаться перпендикулярно плоскости створа. Эти перемещения и являются объектом измерений.

Способ створных наблюдений применяют при измерении горизонтальных перемещений вытянутых прямолинейных объектов или отдельных его частей. Суть способа заключается в том, что обеспечив устойчивость концевых опорных знаков створа, измеряют отклонения деформационных марок от заданного створа различными известными методами. Например, отклонение положения марок от створа может быть измерено непосредственно, для этого створ на местности задается лазерным лучом либо натянутой струной.

Если створ задается лазерным лучом, то роль подвижной визирной цели выполняет приемник света с отчетным устройством.

В случае, если створ задается визирной осью теодолита, то измерение отклонения от створа производят визированием на подвижные точки при двух положениях круга в прямом и обратном направлениях. Тогда отклонения от створа могут быть вычислены

где р - число секунд в радиане; s - расстояние от пункта стояния до деформационной марки, которое проще всего измерить электронным тахеометром. Число приемов измерений расстояний и горизонтальных углов рассчитывается из условия точности измерения перемещений.

Метод отдельных направлений применяется для измерения горизонтальных перемещений строительных объектов при невозможности закрепить створ или обеспечить устойчивость концевых опорных знаков створа.

Для реализации данного способа необходимо закрепить за пределами зоны деформаций ряд опорных знаков и неподвижные опорные знаки (марки). Величина горизонтального перемещения деформационной марки определяется с каждого опорного знака по расстоянию от опорного знака до марки и по изменению направления между ориентирным знаком и деформационной маркой в двух циклах измерений по формуле:

Марки обычно выполняют из светоотражающих пленок, а измерения осуществляют электронным тахеометром. Точность и количество приемов измерения горизонтальных направлений следует предварительно рассчитать исходя из точности определения сдвига сооружения.

Величину и направление горизонтального перемещения каждой марки можно также определить и графическим методом.

Координатный способ применяют для измерения горизонтальных перемещений объектов, расположенных в горной или сильно пересеченной местности, а также при невозможности обеспечить устойчивость концевых опорных знаков створа. Величина и направление перемещения деформационной марки определяют по изменению координат за промежуток времени между циклами измерений. Система координат может быть принята условной, а координатные оси развернуты перпендикулярно или параллельно осям сооружения.

Линейно-угловые построения для координатных определений могут быть представлены в виде специальных сетей триангуляции и трилатерации, угловых и линейных засечек, ходов полигонометрии, сетей из вытянутых треугольников с измеренными сторонами и высотами. Во многих случаях применяют комбинированные линейноугловые построения, сочетающие трилатерацию и триангуляцию. В таких построениях обычно принято измерять все углы и все или часть сторон. Точность измерения угловых и линейных величин определяется на основе расчетов, исходя из требований точности определения величины смещений.

В расчетах используются формулы для оценки точности определения смещений по осям в принятой системе координат X и Y.

Где ju - средняя квадратическая ошибка веса (ошибка измерения угла или направления); Qx и Qv - обратные веса определения координат

наблюдаемых точек соответственно по осям X и Y.

Выбор способа геодезического построения зависит от формы сооружения, требуемой точности и условий измерений, организационных и других факторов.

Линейно-угловые построения могут быть одноступенчатыми и двухступенчатыми. В первом случае в единую систему включают исходные пункты, которые принимаются за неподвижные, и деформационные марки. Во втором случае сначала создают опорную сеть, состоящую из опорных и вспомогательных знаков.

Способ полярных координат, угловой или линейной засечки применяют в качестве второй ступени геодезических построений для определения смещения недоступных точек сооружения.

Для определения смещений оснований сооружений относительно его верхней части применяют прямые и обратные (поплавковые) отвесы. В теле сооружения отвесы в вертикальных шахтах или в специально заложенных трубах. В прямом отвесе вертикальную ось задают проволокой диаметром 0,8-1,2 мм подвешенную сверху, натяжение создается грузом в 20-30 кг. На нижних ярусах положение проволоки определяют координатомером. В обратном отвесе вертикальную проволоку реализуют поплавковым устройством в верхней его части. Снизу проволока закрепляется при помощи якоря. Поплавок выполняется в виде полого тора, плавающего в круговом сосуде с жидкостью. Поплавок натягивает проволоку в отвесном положении. При взаимном смещении подошвы объекта и верха, перемещается осевая точка плавающей системы, а ее положение определяется микроскопом координатного столика.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >