VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Под геодезическим мониторингом понимается комплекс мероприятий, направленных на регулярное (постоянное) наблюдение технического состояния объектов, прилегающей застройки и территории, грунтовых масс, с целью упреждения негативных явлений, связанных с работами, влияющими на целостность и надежность наблюдаемых объектов [2].

Целью геодезического мониторинга является своевременное выявление критических величин деформаций, установление причин их возникновения, составление прогнозов развития деформаций, выработка и принятие мер с целью устранения неблагоприятных процессов [3].

Объектами геодезического мониторинга являются:

• Здания и сооружения промышленного и гражданского назначения

• Высотные и уникальные объекты

• Энергетические, гидротехнические, транспортные и другие сооружения

• Памятники архитектуры и градостроительства

Параметры, подлежащие мониторингу:

• Нагрузки на опорные конструкции здания или сооружения со стороны перекрытий, снеговая нагрузка

• Отклонение несущих конструкций от вертикали

• Осадка (подъём) одних частей здания или сооружения относительно других

• Раскрытие трещин и стыков на поверхности несущих конструкций, расхождение несущих конструкций

• Поперечные и продольные напряжения в стальных, железобетонных и монолитно-бетонных конструкциях

• Отклонение зданий или сооружений от вертикали и перемещение несущих конструкций

• Давление фундамента на грунт и грунта на фундамент

• Осадка и подъём здания или сооружения относительно грунта

• Сжатие опорных колонн

Показания к проведению геодезического мониторинга:

• Строительство и эксплуатация высотных и уникальных объектов, энергетических, гидротехнических, транспортных и других сооружений, памятников архитектуры и градостроительства

• Возведение зданий и сооружений на территориях существующей застройки

• Прокладка инженерных сетей и коммуникаций

• Изменения геологического или гидрологического режима

• Сезонные климатические изменения [1].

В процессе измерений деформаций определяются величины вертикальных смещений (осадок, просадок, подъёмов), горизонтальных смещений (сдвигов) и кренов.

Чтобы организовать геодезические наблюдения за вертикальными смещениями, в основание здания или сооружения по его периметру закладываются деформационные (осадочные) марки, по которым проводится высокоточное геометрическое нивелирование с использованием прецизионных цифровых нивелиров. Разностные значения высотных отметок осадочных марок, получаемые при каждом последующем цикле измерений, дают возможность анализировать абсолютные величины деформаций и скорости их изменений.

Геодезические измерения горизонтальных смещений проводятся преимущественно для объектов, расположенных в местах естественных уклонов (оползневые участки, склоны оврагов, берега рек и пр.).

Для выяснения полной картины состояния исследуемого объекта в одно и то же время с наблюдениями просадки его основания производится визуальный контроль (визуальное обследование) состояния стен и наружных поверхностей здания или сооружения. При визуальном осмотре фиксируются все имеющиеся трещины. На обнаруженных трещинах устанавливаются маяки, предназначенные для фиксации их дальнейшего развития. Визуальное обследование выполняется в те же периоды, что и измерения по осадочным маркам.

Для измерений горизонтальных смещений применяются геодезические высокоточные роботизированные станции.

По результатам наблюдений за деформациями зданий и сооружений составляется техническое заключение о состоянии и прогнозе развития выявленных деформаций, вырабатываются рекомендации по проведению соответствующих мероприятий, предупреждающих негативные последствия критических деформаций.

В целом мониторинг деформационных процессов зданий и сооружений предполагает выполнение следующих видов работ:

• сбор и обобщение данных по проводимому ранее мониторингу исследуемых объектов (если таковой имел место) и использование этих данных при общем анализе состояния объектов;

• создание исходного высотного обоснования (не менее чем из трёх реперов);

• нахождение исходных реперов в районе производства работ, обследование их состояния на возможность использования в качестве исходной основы;

• изготовление и закладка осадочных (деформационных) марок;

• плановая привязка осадочных марок;

• привязка исходных реперов к знакам существующей геодезической основы и приведение высотной исходной основы в единую систему высот с точностью, необходимой для обеспечения наблюдений за осадками фундаментов сооружения (нивелированием I класса);

• рекогносцировка мест установки инструмента для обеспечения измерений между реперами и осадочными марками с целью создания стандартной схемы измерений, повторяющейся в каждом цикле с минимальными изменениями;

• непосредственное выполнение измерений по реперам нивелированием I класса и осадочным маркам нивелированием II класса;

• контроль устойчивости исходных реперов;

• камеральная обработка выполненных измерений;

• подготовка и выпуск отчётной документации.

Одним из основных этапов организационной работы при измерении осадков фундаментов является размещение марок на здании или сооружении. От того, насколько правильно размещены марки, зависит полнота и чёткость измерений. Осадочные марки являются постоянными точками для установки на них реек во время проведения измерений. Любая конструкция марки должна обеспечивать возможность установки рейки серединой её пятки при повторном нивелировании строго на одну и ту же точку. Для этого необходимо чтобы марка имела сферическую или полусферическую головку и закладывалась с расчётом возможности установки на неё рейки в вертикальном положении. В местах, для которых такая возможность отсутствует, необходимо предусмотреть размещение осадочных марок с расчётом последующего использования подвесных реек. Размещение марок должно обеспечивать наиболее благоприятные условия для производства нивелирных работ. Все марки устанавливаются приблизительно на одном уровне, но не ниже 0,5 м от поверхности земли [4].

При выполнении точных инженерно-строительных работ требуются измерительные системы, обладающие оптимальным быстродействием, точностью и надежностью. Специальные модели с угловой точностью 2”, 1” и 0,5” в сочетании с высокоточным дальномером Trimble DR High Precision позволяет справиться с самыми сложными проектами. Тахеометр Trimble S8 вместе с полевым ПО Trimble Survey Controller, Trimble Access и новым ПО Trimble 4D Control с набором определенных приложений представляет собой подключаемое без затруднений законченное решение для специализированных задач. Trimble 4D Control позволяет управлять процессом мониторинга (как в реальном времени, так и с постобработкой) и быстро обнаружить критические структурные деформации. Для оптимизации отдельных производственных процессов можно воспользоваться специальными модулями программ Trimble Survey Controller или Access «Engineering», такими как «Тоннели», «Мониторинг», «Дороги» и др. (рис.1)

Конфигурация системы Рис. 1

Система мониторинга может быть построена как на базе только тахеометров или только GNSS-приемников, так и с совместным использованием оптического и спутникового оборудования. При этом сырые данные с приборов могут поступать в ПО Trimble 4D Control в собственном GKA формате или расширенном GNV в реальном времени или в постпроцессе из полевого ПО Trimble Survey Controller Engineering или Trimble Access Monitoring. А благодаря модулю «сбор данных» (поддерживает только тахеометры Trimble S8 с функцией FineLock, Long Range FineLock в режиме Autolock) также можно автоматизировать процесс съемкой. Конфигурация готовой системы зависит от требований конкретного проекта [5].

На сегодняшний день геодезический мониторинг актуален, в связи с тем, что тенденции строительства постоянно изменяются. Увеличение этажности, уменьшение площадей строительных площадок, уплотнение застроек мегаполисов, подземное строительство, увеличение плотности инженерных коммуникаций – все это увеличивает риски разрушений и обвалов, поэтому контроль над техническим состоянием построек с целью предупреждения аварийных ситуаций должен быть особенно жестким. При этом важно, чтобы геодезические процедуры были регулярными и позволяли реализовывать необходимые инженерные решения на основе широкой выборки.

По результатам мониторинга составляется техническое заключение, разрабатывается и реализуется план дальнейших мероприятий по ликвидации причин деформации либо их минимизации влияния на объект [6].

Список литературы:

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

2.[Электронный ресурс] http://soldata.com.ua/ru/geodezicheskij_monitoring/modul_ciklop.html

3. [Электронный ресурс] http://www.geofundament.ru/geodesymonit.pdf

4.[Электронный ресурс] http://www.geodinamika.ru/main/engineer/deformation-monitoring/

5.[Электронный ресурс] http://www.eftgroup.ru/work/geodesy-browse/geodesy-browse/

6.[Электронный ресурс] http://www.amic.ru/news/244240

Код для цитирования: Скопировать