Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Точность и периодичность наблюдений.

От правильного выбора точности и периодичности наблюдений зависят методы и средства измерений, затраты на их производство и достоверность получаемых результатов.

Точность и периодичность измерений указываются в техническом задании на производство работ или в нормативных документах. В особых случаях эти требования могут быть получены путем специальных расчетов.

В нормативных документах требования к точности определения осадок или горизонтальных смещений характеризуются средней квадратической погрешностью:

1 мм — для зданий и сооружений, возводимых на скальных или полускальных грунтах;

3 мм — для зданий и сооружений, возводимых на песчаных, глинистых и других сжимаемых грунтах;

10 мм — для зданий и сооружений, возводимых на насыпных, просадочных и других сильно сжимаемых грунтах; 15 мм — для земляных сооружений.

Геотехнический мониторинг строящегося 48-этажного административного

Здания в г. Астане

Одной из важных проблем, связанных со строительством и безопасной эксплуатацией зданий повышенной этажности и высотных зданий, возведенных в последние годы в Республике Казахстан является отсутствие достоверной информации о величинах осадок фундаментов и кренов строящихся и введенных в эксплуатацию объектов, в том числе относящихся к категории ответственных.

Цель работы: проведение наблюдений и своевременное выявление отклонений, превышающих допустимые значения осадки фундамента и крена здания высотой более 75 м в соответствии с требованиями п.16 МСП 5.01-101-2003 [1], п. 14 МСП 5.01-102-2002 [2], п. 6.23 и Приложения 2.3 (Обязательное) МГСН 4.19-05 [3], разработка мероприятий по предупреждению и устранению возможных негативных последствий. Задачи исследований: геодезические наблюдения за деформациями основания, включающие измерение величин деформаций (осадки и крена фундамента) методами и средствами в соответствии с требованиями «Руководство по наблюдениям за деформациями оснований зданий и сооружений» [4], обеспечивающими надежность и достоверность полученных результатов и выводов, выдача заключения по результатам наблюдений о эксплуатационной надежности возводимого здания, рекомендаций о необходимости проведения натурных наблюдений в период его эксплуатации.

В январе 2010 г. с ТОО «Базис А» заключен договор на проведение геотехнического мониторинга строящегося 48-этажного офисного здания на Водно-Зеленом бульваре в г. Астане («Изумрудный квартал») высотой 187 м. С целью реализации мониторинга была разработана Программа проведения наблюдений, в которой отражены все необходимые сведения о проводимой работе. Наблюдения ведутся с момента возведения ростверка-плиты. Ростверк-плита здания выполнена на буронабивных сваях диаметром 600 мм с опиранием низа свай на элювиальный щебенисто-дресвяный грунт. В соответствии с [3] максимальная величина осадки здания составляет 22,5 см,

предельное значение крена 0,0001Н. Цикличность наблюдений на период возведения каркаса здания в соответствии с графиком проведения исследований (Приложение к договору) ведется по мере возрастания нагрузки, через каждые три этажа здания. Осадочные марки на плите перекрытия на отметке 0.000 выполнены из металлических пластин толщиной 8 мм размером 220х220 мм, с округлой реперной головкой в центре марки. Опорный репер, относительно которого ведутся наблюдения - буронабивная свая диаметром 600 мм длиной 17 м, опирающаяся на полускальный грунт. Схема устройства опорного репера обеспечивает I-й класс точности

проведения геодезических измерений (+/- 1 мм). Конструкция верхней части реперов обеспечивает их сохранность на период проведения работ, исключает осадки и влияние морозного пучения грунта на их положение относительно вертикали.

Рис.1 Схема замкнутого нивелирного хода при проведении измерений перемещений осадочных марок ОМ-1 – ОМ-4

При проведении измерений применяется высокоточный нивелир NA 2 фирмы Leica и 2-х метровая инварная рейка. При проведении работ по наблюдениям за деформациями основания здания в соответствии с п.3.3.2 [4] используется метод геометрического нивелирования, одним горизонтом, способом совмещения по замкнутому ходу.

Таблица 1. Результаты проведения геодезических измерений за

перемещениями осадочных марок на плите перекрытия на отметке 0,000

Дата	ОМ-1, м	ОМ-2, м	ОМ-3/1, м	ОМ-4, м	Средн. м
Исходное положение на 7.03.2010 г. (2-й цикл)	101,077	-	101,092	101,069	101,075
Положение осадочных марок на 19.09.2010 (3-й цикл)	101,077	ОМ-2/1, м	101,087	101,067	101,071
Положение осадочных марок на 16.10.2010 (4-й цикл)	101,076	101,0655	101,085	101,067	101,070
Положение осадочных марок на 14.11.2010 (5-й цикл)	101,074	101,0625	101,083	101,065	101,071
Положение осадочных марок на 12.12.2010 (6-й цикл)	101,0725	101,0600	101,0805	101,0635	101,069
Положение осадочных марок на 23.01.2011г (7-й цикл)	101,0725	101,0610	101,0810	101,0635	101,0695
Положение осадочных марок на 13.03.2011 (8-й цикл)	101,0725	101,0606	101,0812	101,0654	101,0769
Положение осадочных марок на 17.04.2011 (9-й цикл)	101,0690	101,0580	101,0785	101,0620	101,0689
Положение осадочных марок на 02.05.2011 (10-й цикл)	101,0685	101,0565	101,0770	101,0615	101,0659
Положение осадочных марок на 05.06.2011 (11-й цикл)	101,0665	101,1585(нач)	101,0750	101,0600	101,0900
Положение осадочных марок на 26.06.2011 (12-й цикл)	101,0655	101,1580	101,0725	101,0550	101,0878
Положение осадочных марок на 17.07.2011 (13-й цикл)	101,0655	Нет доступа	101,0715	101,0535	101,0635
Положение осадочных марок на 21.08.2011 (14-й цикл)	101,0650	Нет доступа	101,0710	101,0530	101,0630
Положение осадочных марок на 21.09.2011г (15-й цикл)	101,0650	101,1580	101,0710	101,0535	101,0869
Положение осадочных марок на 18.10.2011 (16-й цикл)	101,0640	Нет доступа	101,0705	101,0535	101,0627
Положение осадочных марок на 21.11.2011г (17-й цикл)	101,0640	Нет доступа	101,0710	101,0535	101,0628
Отклонение от исходного положения марок на 21.11.2011 (17-й заключительный цикл)	-13 мм	-	-21 мм	-15,5 мм	-16,5 мм

Способ полигонов профессора Попова В.В. (способ красных чисел).

Способ проф. В.В. Попова применяется для уравнивания как свободной, так и несвободной сети полигонов.
Для нивелирной сети этот способ является строгим, т.е. дает такие же результаты, что и метод наименьших квадратов. Применительно же к сети теодолитных полигонов он не является строгим, поскольку при этом способе производится раздельное уравнивание углов и приращений координат.
Покажем сущность способа проф. В.В. Попова на примерах уравнивания различных сетей полигонов.
Уравнивание нивелирной сети.
Рассмотрим сеть, состоящую из трех полигонов. На схематическом чертеже сети приводят все данные, необходимые для уравнивания, оценки точности и вычисления высот узловых точек — измеренные превышения hi, по каждому звену (ходу, связывающему две соседние узловые точки), длины звеньев Li — и число станций ni в каждом звене (стрелками показаны направления возрастания превышений) и отметка исходной марки.

Прежде всего, подсчитываем невязки в превышениях по каждому полигону, соответствующие обходу полигона по направлению часовой стрелки, и их наибольшие по абсолютной величине допустимые значения. Результаты этих вычислений записывают на том же чертеже.
Убедившись в допустимости невязок, переходят к уравниванию сети. Для этой цели строят новый схематический чертеж сети крупных размеров, на котором непосредственно производится вычисление поправок на звенья.

На этом чертеже примерно в центре каждого полигона строим рамочки, над которыми римскими цифрами пишут номера полигонов, а внутри рамочек записывают невязки. Затем вне каждого полигона у каждого его звена строим рамочки для записи поправок. Таким образом, у внешних звеньев сети будет по одной рамочке, а у внутренних — по две (по одной с каждой стороны звена).
Для каждого звена полигона вычисляем красные числа , (i — номер данного полигона, j — номер смежного с ним). Красным числом называется отношение числа станций в звене к числу станций во всем полигоне (или отношение длины звена к периметру полигона).

В первом полигоне невязку -54 мм распределяем следующим образом:

Находим сумму станций ко всем ходам:

73+40+49=162

Вычисляем красные числа:

= 0,45

= 0,25

= 0,30

Сумма красных чисел для каждого полигона должна быть равна единице:

0,45+0,25+0,30=1.
Полученные таким путем числа записываем красным цветом над соответствующими рамочками, расположенными вне полигона около его звеньев. Затем приступаем к распределению

невязок пропорционально красным числам соответствующих полигонов. Умножаем невязку первого полигона (I) на его красные числа:

-54х0,45=-24 -24+(-14)+(-16)=-54

-54х0,25=-14

-54х0,30=-16

Сумма полученных произведений равна распределяемой невязке (-24-14-16=-54). Они записываются в соответствующих данному полигону рамочках. Распределенную невязку подчеркиваем.
Переходим к полигону II. Здесь значение невязки изменится на величину поправки, перешедшей из полигона I (+38-14 =+24). Учтенную поправку подчеркиваем.

Находим сумму станций ко всем ходам:

40+60+39=139

Вычисляем красные числа:

= 0,29

= 0,43

= 0,28

Новую невязку распределяем пропорционально красным числам этого полигона (0,29; 0,43; 0,28) и полученные произведения,

-24х0,29=+7 7+10+7=+24

-24х0,43=+10

-24х0,28=+7

сумма которых равна распределяемой невязке, записываем во внешних к полигону рамочках под соответствующими красными числами. Распределенную невязку подчеркиваем.
В полигоне III будет новая невязка, равная сумме начальной невязки и поправок, перешедших из полигонов, I и II:+36-16+7=+27.
Находим сумму станций ко всем ходам:

49+39+61=149

Вычисляем красные числа:

= 0,33

= 0,26

= 0,41

Невязку распределяем пропорционально красным числам этого полигона (0,33; 0,26; 0,41).

-27х0,33=+9 9+7+11=+27

-24х0,26=+7

-27х0,41=+11

Закончив распределение невязок во всех полигонах, возвращаемся к полигону I. Здесь появится новая невязка, равная сумме поправок, перешедших из смежных полигонов.
Таким образом, закончив первый цикл распределения невязок, приступаем ко второму, затем к третьему и так далее до тех пор, пока все невязки полигонов станут равными нулю.

Во избежание повторного использования одной и той же величины в процессе распределения невязок каждое использованное значение необходимо сразу же подчеркнуть.
После того как все невязки будут распределены, подсчитываем суммы чисел во всех табличках у звеньев().
Правильность вычисления этих сумм контролируют по формулам:

Где сумма всех сумм чисел во внешних табличках i-го полигона, к примеру, для 1-го полигона: 29х0,45=-13,05; 29х0,25=-7,25; 29х0,30=-8,7

Расхождение при этом контроле не должно превышать 1,5 единицы последнего знака суммы.
Затем вычисляют поправки на звенья каждого полигона, считая направление звеньев совпадающим с направлением обхода полигона. Если i-й полигон по рассматриваемому звену не имеет смежного, то поправка на звено У, равна сумме чисел s,-внешней таблички этого звена с обратным знаком; если же по рассматриваемому звену полигон имеет смежный, то поправка на звено равна разности сумм чисел () внутренней и внешней табличек этого звена.
Иначе говоря, чтобы получить поправки на звенья, внешние суммы полигона переносят внутрь полигона с противоположным знаком и складывают с его внутренними суммами для тех же звеньев, считая внутреннюю сумму равной нулю, если звено является внешним.

Полученные поправки записывают в скобках около соответствующих звеньев. У внутренних звеньев сети поправки записывают по обе стороны звена.
В каждом полигоне сумма поправок на звенья должна быть равна невязке полигона с обратным знаком [например, для полигона I: +13 +20 +21 = +54 = -(-54)].

Табл.2

Номера точек	Измеренные превышения по звеньям	Поправки на звенья	Исправленные превышения	Высоты
М.4				126,387
-9,768	+13	-9,755
Реп.13	116,632
+15,327	+20	+15,347
Реп.12	131,979
-4,081	+1	-4,080
Реп.11	127,899
-1,496	-16	-1,512
М.4	126,387
	-18	+18

Литература:

1. МСП 5.01-101-2003. Проектирование и устройство свайных фундаментов, Астана, 2003 г.

2. МСП 5.01-102-2002. Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений.- Астана, 2002 г.

3. МГСН 4.19-05. Многофункциональные высотные здания и комплексы. Том II. – М., 2004 г.

4. «Руководство по наблюдениям за деформациями оснований зданий и сооружений». НИИ Оснований и подземных сооружений.- М., 1986 г.

5. Г.В. Багратуни и др. Справочник геодезиста. М., «Недра», 1975

6. Н.Г. Видуев, Вероятностно – статистический анализ погрешностей измерений. М., «Недра»,1969

7. В.М. Гусаров. Теория статистики. М., «Юнити» 1999

8. А.А. Игильманов и др. Инженерная геодезия. Астана, «Фолиант», 2008

9. Е.Б. Клюшин и др. Инженерная геодезия.

⇐ Предыдущая 12