Для определения вертикальных перемещений используются геодезические и негеодезические способы. Геодезические способы
позволяют определять абсолютные и относительные величины осадок. Негеодезические способы основаны на использовании различных устройств и приборов, устанавливаемых непосредственно на сооружении и или внутри него (отвесов, клинометров, деформометров и т.п.), с помощью которых определяются только относительные осадки.
Для определения вертикальных перемещений применяют следующие геодезические методы и их комбинации:
- геометрическое нивелирование короткими лучами (до 25 м);
- тригонометрическое нивелирование короткими лучами (до 100 м);
- гидростатическое нивелирование;
- фотограмметрии.
Для определения горизонтальных перемещений применяют следующие методы и их комбинации:
- створный;
- отдельных направлений, засечек;
- триангуляции, трилатерации;
- комбинированный;
- полигонометрии;
- фотограмметрии.
Для определения крена применяют следующие методы:
- визирования (с применением теодолитов);
- координирования;
- углов или направлений;
- нивелирования;
- фотограмметрии;
- механические способы с применением клинометров и отвесов.
Для наблюдений за положением сооружений (сдвигами и осадками) создаются специальные плановые и высотные сети. Каждая из них содержит:
- опорную сеть из нескольких пунктов, закрепленных особо устойчивыми знаками за пределами сооружения, вне зоны влияния опасных природных и техноприродных процессов;
- деформационную сеть, закрепленную знаками на сооружении. Относительно опорной сети через определенные промежутки времени (циклы) определяют координаты и высоты пунктов деформационной сети, разности которых характеризуют горизонтальные и вертикальные перемещения данного сооружения.
По точности определения горизонтальных и вертикальных перемещений плановые и высотные сети подразделяются на четыре класса (I, II, III, IV). Точность измерения перемещений сооружений зависит от степени сжимаемости грунта, на которые опирается сооружение, характеристики сооружения, чувствительности конструкций сооружения к неравномерным осадкам и приводится в табл.
Точность измерения перемещений сооружения
|
Класс точности |
Средняя квадрі погрешность нэме |
ітнческая рения, мм |
Характеристика грунта или сооружения |
Модуль деформации грунта Е, гПа |
|
|
сдвигов |
осадки |
крена |
|||
|
1 |
2 |
1 |
Скальный, слабосжимаемый грунт. Уникальные сооружения, находящиеся в эксплуатации более 50 лет |
Е ? 2.04 |
|
|
II |
5 |
2 |
- |
Песчаные, глинистые и другие среднесжимаемые грунты |
0.76 <Е< 2.04 |
|
III |
10 |
5 |
- |
Насыпные, про сад очные и другие сильно сжимаемые грунты |
?<0.76 |
|
IV |
15 |
10 |
- |
Земляные насыпи |
- |
|
- |
- |
- |
0.0001Я |
Высотные сооружения высотой Н |
- |
|
- |
- |
- |
0.0005И |
Башни, трубы, мачты |
- |
Периодичность наблюдений за деформациями зависит от различных факторов: от свойств грунта, типа сооружения, ожидаемой (расчетной) величины деформации, графика строительно-монтажных работ, продолжительности и специфики эксплуатации сооружения, внешних условий, в которых находится сооружение.
Основная часть деформаций (50-85%) приходится на строительный период. Практически в строительный период наблюдения выполняются 1-2 раза в квартал, в период эксплуатации 1-2 раза в год. Выполняют также так называемые срочные наблюдения между циклами до и после появления фактора, резко изменяющего обычный ход деформации. К таким факторам относятся: резкое изменение нагрузки на грунт, уровня грунтовых вод, температуры внешней среды; производство подземных работ; возведение вблизи новых сооружений; надстройка и капитальный ремонт зданий и др.
Периодичность наблюдений за осадками сооружений в строительный период определяется по признаку роста нагрузок на основание. Первый цикл измерений осадок производится после возведения фундаментов до приложения горизонтальной нагрузки к сооружению (например, до заполнения пазух котлована грунтом). Число циклов измерений осадок после нулевого цикла должно быть не менее четырех (при 25, 50, 75 и 100% нагрузки на основание).
После достижения полного веса сооружения периодичность наблюдений за осадкой изменяется в зависимости от вида грунта, на который опирается сооружение: на связных грунтах (глины, суглинки, илы) через 3-4 месяца; на несвязных грунтах (пески) через 5-6 месяцев; на просадочных грунтах - до трех месяцев.
Наблюдения за осадкой продолжаются до полной стабилизации основания сооружения, т.е. до тех пор, пока изменение осадки сооружения в последних трех циклах наблюдений будет равна нулю (в пределах точности наблюдений).