31. Геодезические работы при эксплуатации зданий и сооружений

Общие сведения о деформациях зданий и сооружений. Под воздействием окружающей среды и нагрузок от эксплуатации оборудования, а также от других причин с течением времени здания могут изменять свое положение, как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости. Такие изменения в ряде случаев могут приводить к перекосам, прогибам, трещинам и кренам конструкций. Если эти изменения не будут во время обнаружены и устранены, то здание или сооружение может разрушиться. В этой связи за положением зданий и сооружений в процессе эксплуатации необходимо вести натурные наблюдения с проведением необходимых геодезических измерений. Кроме наблюдений за состоянием строительных конструкций, в ряде случаев необходимо наблюдение за положением технологического оборудования в процессе его эксплуатации. Смещение здания, сооружения или оборудования в вертикальной плоскости называется осадкой, а соответствующее горизонтальное смещение – сдвигом. При равномерных осадках все точки здания или сооружения перемещаются в вертикальном направлении на одну и ту же величину, что не существенно влияет на их прочность и устойчивость. В тех случаях, когда свойства грунта под фундаментом здания сильно зависят от координаты, или нагрузка на грунт по координатам фундамента сильно изменяется, осадка может иметь неравномерный характер, что приводит к заметным деформациям здания, появлению трещин или разломов. Наблюдения за деформациями зданий и сооружений необходимо проводить в первые годы эксплуатации и до их стабилизации. При этом необходимо установить периодический цикл наблюдений. В течение этого цикла наблюдения надлежит выполнять через равные промежутки времени в зависимости от скорости осадок. При снижении скорости осадок интервал между повторными наблюдениями может быть увеличен.

Размещение реперов и марок для наблюдений за осадками. Для наблюдений за осадками зданий необходимо иметь систему определенных точек, закрепленных специальными постоянными нивелирными знаками. Эти точки являются фундаментальными глубинными реперами, закладываемыми в стороне от сооружения, где их сохранность и неизменность геометрического положения в системе геодезических координат не вызывают сомнений в течение длительного времени. В районе наблюдений за осадками зданий должны быть установлены не менее трех глубинных реперов с учетом возможного обеспечения контроля их высотного положения с одной постановки нивелира. Глубинные фундаментальные реперы для наблюдений особо ответственных сооружений устанавливаются при измерении осадок нивелированием 1 класса. При измерении осадок нивелированием II и III классов можно использовать реперы, расположенные в грунте ниже уровня его промерзания. Наиболее распространенными типами грунтовых реперов являются трубчатые реперы, или забитые в грунт сваи. Верхняя часть трубчатого репера или сваи должна иметь сферическую головку. Кроме грунтовых реперов для наблюдений за осадками зданий необходимы так называемые контрольные осадочные марки, которые закладываются в стены сооружения и перемещаются вместе с ними. По наблюдениям за положением марок можно определить численные значения величины осадки сооружения или его отдельных частей. От правильности размещения и количества осадочных марок, заложенных в тело сооружения будет зависеть достоверность определения величин осадок. При этом необходимо учитывать удобство для наблюдения марок. Размещение марок на сооружении проводится с учетом конструкции фундамента, нагрузки на отдельные части основания, а также с учетом свойств грунта. Желательно устанавливать осадочные марки примерно на одном уровне в местах, где ожидаются наибольшие осадки. Для жилых и общественных бескаркасных зданий с кирпичными стенами и ленточным фундаментом марки размещаются по периметру через 10÷15 метров. Для промышленных сооружений и каркасных жилых и общественных зданий марки размещаются на несущих колоннах по продольным и поперечным осям не менее трех в каждом направлении. Для бескаркасных крупнопанельных зданий со сборными фундаментами марки устанавливаются по периметру через 6÷8 метров. Для сооружений со свайными фундаментами марки размещаются через 10÷15 м по продольным и поперечным осям сооружения. На доменных печах, дымовых трубах устанавливается не менее 4 марок по периметру. Для гидротехнических сооружений, разделенных на секции, устанавливают не менее трех марок на каждую секцию, а при ширине секции более 15 м – не менее четырех марок. Осадочные марки бывают различных видов. Простейшая марка представляет собой стальной уголок длиной 15 см при закладке в каменную стену и 5 см при креплении марки к стальной конструкции. Более сложная марка имеет сферическую поверхность и при закладке в стену должна выступать на 3-4 см для удобства установки рейки. В земляные сооружения типа плотин, дамб закладываются марки, представляющие собой штанги, верхний конец которых имеет головку, а нижний – башмак в виде диска с арматурными шипами. Марка устанавливается в защитную трубу, заполненную на 0,5 бетоном, в который вдавливается башмак. Сверху марка закрывается крышкой. Марки закладывают на разную глубину и по результатам их нивелирования определяют деформации земляного сооружения