Изучение деформаций сооружений
Изучение деформаций сооружений, вызываемых осадками и горизонтальными смещениями, обычно осуществляют геодезическими методами. Степень деформации характеризуется величиной и скоростью процесса. Иногда характер деформаций влияет на нормальный режим функционирования сооружения. В этом случае при проектировании, строительстве и эксплуатации сооружений, особо чувствительных к деформациям, необходим учет деформаций, которые по своей величине могут быть несущественны для устойчивости строительных конструкций, но важны для технологического процесса. Примером этого могут служить ускорители заряженных частиц, для которых важны не отдельные величины деформаций несущих конструкций, а их функциональное возмущающее влияние на работу ускорителя. Поэтому резко возрастают требования к стабильности грунтов, лежащих в основании фундаментов подобных сооружений.
Особое внимание уделяется изучению деформаций сооружений высотного типа, которые по конструктивным признакам подразделяются на высотные сооружения ступенчатого, коробчатого и башенного типа - высотные здания, высотные жилые дома, телевизионные башни, дымовые трубы, градирни ТЭЦ, радиорелейные мачты и т. д. Для всех этих высотных сооружений характерно сосредоточение огромной нагрузки на основание и фундаменты, составляющей иногда несколько десятков тысяч тонн и вызывающей осадку сооружения. Неравномерность осадки приводит к нарушению вертикальности (крену), прогибам отдельных элементов сооружения и трещинам. Эти деформации, присущие всем типам высотных сооружений, возрастают с ростом нагрузки в строительный период и постепенно, по мере уплотнения грунтов, стабилизируются в период эксплуатации.
Кроме того, сооружения башенного и ступенчатого типа испытывают так называемые динамические деформации (изгибы и колебательные движения), обусловленные воздействием температурных факторов и переменной ветровой нагрузки.
Для этих крупных инженерных сооружений наблюдения за деформациями являются обязательными в течение всего эксплуатационного периода. К таким сооружениям также относятся плотины, здания ГЭС, водоотводящие комплексы, шлюзы, причалы для судов, судоподъемники и др. Наиболее крупными из них являются плотины гидроэлектростанций, которые подвержены деформациям под действием собственной массы сооружения, давления воды и льда, удара волн, температурных влияний и других факторов. На основании расчетов не может быть точно оценено их влияние на устойчивость сооружения, и поэтому должны выполняться периодические натурные измерения осадок и горизонтальных смещений, которые определяются относительно опорных пунктов, расположенных вне зоны возможных деформаций.
Осадки сооружений (смещения в вертикальной плоскости), как правило, определяют с помощью повторного высокоточного нивелирования. Для наблюдений за сдвигами (горизонтальными смещениями) обычно применяют створный метод, а динамические деформации и крен верхней части сооружений башенного типа могут быть определены различными способами, наиболее распространенными из которых являются способ координат, способ угловых трехстворных наблюдений и вертикального проектирования. С развитием науки и техники все большее распространение находят методы и средства автоматизации наблюдений за деформациями сооружений.
Створные измерения
Под створными понимают геодезические измерения, выполняемые с целью определения незначительных отклонений промежуточных точек от прямой, проходящей через два крайних (исходных) пункта, называемых опорными. Створные измерения применяют при изучении деформаций сооружений, а также для установки технологического оборудования в проектное положение. При этом относительно опорных точек в натуре разбивают и закрепляют монтажные оси, которые могут совпадать с рабочими осями устанавливаемого технологического оборудования или быть параллельными им.
Приборы для измерения осадок и сдвигов сооружений
Деформация сооружения по высоте чаще всего проявляется в виде неравномерной осадки разных его частей. Для измерения осадок сооружений используются следующие методы: 1) геометрическое нивелирование, 2) гидростатическое нивелирование, 3) тригонометрическое нивелирование, 4) микронивелирование. Наиболее распространенным методом изучения осадок является геометрическое нивелирование, так как оно обеспечивает высокую точность и достаточную оперативность измерений.
Определение крена сооружений и динамических деформаций
Для определения крена сооружений в основном применяются приборы вертикального проектирования как оптические, так и лазерные. Оптические приборы не обеспечивают дистанционный съем информации, поэтому при долговременных наблюдениях за осадками сооружений целесообразно использовать лазерные приборы вертикального проектирования.
