Задачи наблюдений и организация работ

Деформации инженерных сооружений, их частей, а также земной поверхности с расположенными на ней сооружениями в период производства строительных работ и в период эксплуатации могут привести к нарушению работы строительных конструкций, к перенапряжениям в них и, как показывает практика, даже разрушениям не только эксплуатируемых, но и строящихся зданий.

Натурные наблюдения за деформациями инженерных сооружений и земной поверхности позволяют решить целый ряд основных задач на различных этапах возведения и существования инженерного сооружения.

Во-первых, результаты исследований деформаций зданий, построенных на разных грунтах, в различных природных условиях позволяют вносить коррективы в методику строительных работ и расчетов прочности конструкций.

Во-вторых, аналогичные наблюдения в период строительства зданий позволяют оперативно вмешаться в технологию строительства, выполнить анализ прогнозных и фактических деформаций.

В-третьих, стационарные наблюдения за объектами, на которые постоянно воздействуют внешние нагрузки (гидротехнические объекты, элеваторы и др.), позволяют оперативно оценивать напряженно-деформированное состояние в целом сооружения и отдельных его конструкций с целью принятия возможных мер по снижению уровня негативного воздействия на состояние сооружения.

Кроме того, необходимость в проведении наблюдений за деформациями обычно возникает при реконструкциях сооружений. В процессе реконструкции зачастую режим нагрузок изменяется, что приводит и к изменению режима работы несущих элементов здания.

Таким образом, основной целью измерения деформаций земной поверхности и инженерных сооружений, находящихся на земной поверхности и в недрах, является следующее [6]:

а) определение абсолютных и относительных величин деформаций и сравнения их с расчетными и допустимыми значениями;

б) выявление причин возникновения и степени опасности деформаций для нормальной эксплуатации объекта;

в) принятия своевременных мер по борьбе с возникающими деформациями или устранению их последствий;

г) уточнения расчетных данных физико-механических свойств грунтов;

д) уточнения методов расчета и установления допустимых предельных величин деформаций для различных типов зданий, сооружений и коммуникаций;

е) установления эффективности применяемых профилакти-ческих и защитных мер;

ж) уточнения закономерностей процесса сдвижения горных пород и зависимостей его параметров от основных влияющих факторов.

Наблюдения за деформациями строительных конструкций ведут в период строительства и часто в период эксплуатации до достижения уровня стабилизации деформаций. В период строительства геодезические наблюдения обеспечивает заказчик строительства, он же и оплачивает эти работы. В период эксплуатации заказчиком инженерно-геодезических работ является предприятие, организация, либо частное лицо, в ведении которого находится данный объект. Наблюдения за деформациями специальных и уникальных сооружений, исторических архитектурных памятников организуют проектные и научно-исследовательские организации, и оплачиваются указанные работы в большинстве случаев из государственного бюджета.

Работы по наблюдениям за деформациями сооружений организуются по примерно одинаковой схеме для любых исследуемых объектов:

- разработка технического задания;

- рекогносцировка объекта с целью обозначения мест закладки исходных геодезических знаков, деформационных точек на объекте и мест установки оборудования для наблюдений;

- составление проектных схем измерений и оценка их качественных характеристик;

- разработка конструкций геодезических знаков;

- установка геодезических знаков на наблюдаемом объекте (устройство наблюдательной станции);

- разработка методики и программы работ;

- производство наблюдений;

- обработка результатов наблюдений с оценкой фактической точности измерения деформаций.

Техническое задание выпускается и утверждается заказчиком работ. Однако оно обязательно согласовывается с исполнителем работ, который определяет обоснованность затребованной заказчиком точности измерения деформаций, количества наблюдений, сроки и вид представления информации и др. Техническое задание может быть откорректировано или изменено только по совместному решению заказчика и исполнителя работ.

В процессе рекогносцировки определяются места установки геодезических деформационных знаков, а также исходных (опорных) геодезических знаков, места расположения станций при измерениях (места установки прибора для наблюдений), намечаются схемы высотных или плановых ходов с учетом фактических условий работ и др.

По результатам рекогносцировки и на основе топографического плана масштаба 1:500 (или крупнее), на который наносят все геодезические знаки, составляют предварительную схему (плановых или высотных) ходов и выполняют оценку качественных характеристик измерения деформаций. Если поставленные техническим заданием требования точности измерения деформаций будут реализованы данной схемой ходов, то она принимается за исходную. В противном случае схему ходов перерабатывают, видоизменяют, увеличивают количество геометрических связей, решают вопросы о необходимом увеличении числа измерений в схеме и на станциях.

В зависимости от места расположения геодезических деформационных знаков на объекте разрабатывают конструкции знаков, которые учитывают возможности используемого оборудования и приборов для наблюдений за деформациями. Изготовленные или стандартные геодезические знаки устанавливают на выбранных точках объекта. Параллельно с подготовительными работами ведется составление программы и методики работ, что является обязанностью непосредственного исполнителя работ. Программа работ составляется на основе технического задания с учетом особенностей объекта, выявленных дополнительно в процессе проведения рекогносцировки. Составление программы работ по проведению наблюдений за деформациями толщи горных пород и расположенными над ней объектами производится обязательно с участием специалистов-геомехаников. Одной из основных частей программы работ является раздел, в котором дается обоснование точности измерения деформаций, что служит основой для разработки методики работ. Кроме этого, программа работ включает в себя рекомендации по использованию необходимых геодезических приборов и оборудования, по математической обработке результатов геодезических измерений, интерпретации данных, периодичности наблюдений и др. В методике работ отражены требования к производству измерений в полевых условиях, т.е. указаны основные действия исполнителя, в результате выполнения которых измерения будут выполнены (как единичные, так и в их группе) качественно с обеспечением затребованной точности измерений. Выполнение требований методики работ определяется на станциях непосредственно при полевых измерениях и при выполнении камеральных работ в процессе обработки всей группы результатов измерений.