Классификация и методика нивелирования для измерения деформаций оснований зданий и сооружений по своим характеристикам близки к государственному нивелированию. Это связано с основной целью наблюдений - определением параметра "абсолютная осадка" фундамента, в то время как контроль параметров, характеризующих деформации взаимосвязанных конструкций объектов, находится на втором плане. Поэтому, из-за точности измерений превышений на станции, длин визирных лучей и их неравенства и других характеристик, данный вид нивелирования не получил широкого распространения для контроля технического состояния конструкций сооружений и оборудования промышленных предприятий.

Классификация и методика геометрического нивелирования специальных классов разработаны для контроля осадок и деформаций сооружений и оборудования промышленных предприятий. Точность измерений превышений на станциях, а также все другие основные характеристики нивелирования позволяют контролировать наиболее распространенные виды деформаций сооружений и оборудования многочисленных промышленных предприятий. При этом измерения во всех классах нивелирования выполняются нивелирами и рейками одной точности, что создает удобство и возможность быстрого выполнения работ при большом количестве марок на объектах предприятия и разной точности измерений превышений в ступенях.

Методы гидростатического и гидродинамического нивелирования являются менее распространенными при изучении осадок сооружений и оснований, чем метод геометрического нивелирования, но для ряда объектов и условий контроля являются предпочтительными. Наибольшее применение они находят благодаря своим достоинствам:

обращение с оборудованием и производство измерений не требуют высокой квалификации исполнителей;

возможность определения осадок точек, доступ к которым затруднен и в некоторых случаях вообще отсутствует;

при использовании гидростатических стационарных систем время и трудозатраты на непосредственное измерение осадок значительно меньше, чем при геометрическом нивелировании;

возможность автоматизации процессов измерений;

в благоприятных условиях точность гидростатического нивелирования может быть более высокой, чем при геометрическом нивелировании.

В то же время гидростатические приборы и системы имеют и ряд серьезных недостатков, не позволяющих использовать их широко в практике контроля деформаций многих объектов промышленных предприятий. К ним относятся:

колебание температуры, которое приводит к изменению плотности жидкости, а следовательно, и высот столбов жидкости, что не позволяет применять повсеместно гидростатический метод в производственных цехах, особенно это проявляется в системах с перераспределением жидкости;

влияние вибрационных нагрузок от работающего оборудования на точность отсчитывания, что не позволяет применять этот метод на сооружениях и оборудовании со значительными динамическими нагрузками;

малый диапазон измеряемых превышений, что затрудняет работы по установке КИА и использование метода при больших осадках и деформациях;

большие затраты на установку, проверку и обслуживание автоматизированных систем контроля, что делает выгодным его использование только при непрерывном контроле или периодическом контроле с высокой частотой замеров;

отсутствие общепринятых классов и методик гидростатического, гидродинамического нивелирования и приборов с перераспределением жидкости, что затрудняет метрологическое обеспечение геодезических работ на контролируемых объектах.

Исходя из перечисленных выше преимуществ и недостатков, переносные приборы гидростатического нивелирования целесообразно применять при измерении осадок объектов с летучим или периодическим контролем, где требуются точности измерения превышений выше, чем это может обеспечить геометрическое нивелирование, при этом отсутствуют большие перепады температуры окружающей среды и действуют незначительные вибрационные нагрузки, а измерения приходится производить в стесненных для других методов условиях.

Стационарные гидростатические и гидродинамические системы целесообразно применять при измерении осадок объектов с непрерывным или частым периодическим контролем и требуемой высокой точностью измерений. При этом температурные и вибрационные нагрузки на систему должны быть незначительными. Автоматизированные стационарные системы, дополнительно к сказанному, целесообразно создавать и при контроле деформаций сооружений на разных уровнях и в разных помещениях, что позволит значительно ускорить и удешевить съем информации.

Метод тригонометрического нивелирования для контроля осадок применяется значительно реже по сравнению с методами геометрического и гидростатического нивелирования. Это связано с относительно низкой точностью измерений превышений и значительными затратами, связанными с точными измерениями не только вертикальных углов, но и линий. Однако, в настоящее время, в связи с созданием высокоточных электронных тахеометров, роль его значительно возрастает. Свое место он находит там, где методы геометрического и гидростатического нивелирования неприемлемы по причине значительных перепадов высот или недоступности КИА - определение осадок арочных плотин, земляных плотин и насыпей, глубоких котлованов. Особенно хорошие результаты можно получить при контроле объектов, где одновременно необходимо контролировать как вертикальные, так и горизонтальные перемещения - оползания откосов земляных плотин, бортов водохранилищ и др.

1.8 Проектирование методов обработки результатов измерений и документация контроля

Документация, отражающая результаты геодезического контроля осадок, может проектироваться в виде акта, заключения или технического отчета. Эта документация должна содержать материалы первичной и вторичной обработки информации по контролю осадок.

Как правило, при проектировании видов первичной документации по обработке результатов измерений осадок необходимо определить перечень обязательных отчетных документов, характеризующих полноту и качество самих геодезических измерений. Перечень таких документов подбирают в зависимости от категории объекта, проектируемых методов и средств измерений, наличия программного обеспечения вычислительных и оформительских работ у контролеров.

Типовой набор документов по обработке результатов измерений осадок включает:

оформленные и проверенные полевые журналы или электронные носители первичной информации;

результаты исследований нивелира и реек с актом метрологической аттестации;

схемы размещения геодезической КИА со схемой нивелирования;

материалы уравнивания нивелирования с оценкой точности результатов измерений и сравнительной характеристикой расчетной и фактически полученной точности;

результаты оценки неподвижности исходных реперов;

ведомость отметок и осадок марок.

При проектировании видов вторичной документации, отражающей результаты геодезического контроля, следует также учитывать как категорию объекта контроля, так и требования проектировщиков и эксплуатационников к качеству и содержанию материалов, отображающих реальную картину происходящих с сооружением и основанием процессов и явлений. Как правило, в проектах по контролю осадок объектов промышленных предприятий указывают следующие основные документы:

ведомости или таблицы фактически полученных и допускаемых величин контролируемых геометрических параметров как отдельных конструкций, так и объектов в целом - средних осадок объектов, относительных разностей осадок рам, прогибов, наклонов и т.п.; по ним путем простого сравнения устанавливают степень соответствия полученных осадок и деформаций установленным нормам;

графики развития осадок фундаментов конструкций объектов во времени, по которым судят о степени развития процесса деформации каждого контролируемого элемента объекта во времени;

графики линий равных осадок фундаментов объектов, по которым наглядно определяют места воронок оседания частей сооружения и основания и тем самым уточняют места поиска причин возникновения осадок;

развернутые графики осадок фундаментов объектов, на которых наглядно изображают деформации рам каркасов зданий, вследствие неравномерных осадок фундаментов;

материалы прогнозирования деформаций по данным геодезических измерений (в случаях больших отклонений от проектных величин).

Документация, отражающая результаты геодезического контроля, заканчивается анализом осадок и деформаций объектов и выводами.

Таблица 2.1

Исходные данные к составлению проекта

Таблица 2.2

Исходные данные к составлению проекта (объекты, признаки и условия эксплуатации)

Вариант 3. Главный корпус приборостроительного завода

Тип фундаментов: столбчатые, отдельностоящие.

Заключение

Главный корпус приборостроительного завода - серийное (типовое) здание основного производственного назначения, каркасного типа из сборных железобетонных конструкций, испытывающих незначительные нагрузки и воздействия внутренней среды, основание - слежавшиеся пески на всю сжимаемую толщу

А) Учитывая заданные характеристики объекта и условия его эксплуатации, а также в соответствии с классификацией категорий контроля объектов, назначаем четвертую категорию контроля объекта. Назначая периодический метод контроля по временной характеристике, учитываем условия эксплуатации и другие качественные признаки объекта. По заданным параметрам здания можно назначить проведение выборочного контроля, но ввиду отсутствия информации о проведении какого либо контроля назначаем сплошной метод контроля по объемной характеристике и активный метода контроля по управляющему воздействию. Данные вносим в таблицу.

Б) Показатели точности и достоверности категорий геодезического контроля выбираем по четвертой категории контроля, т.е. с_n=0.50. Производим расчет коэффициента точности при активном контроле, предельных ошибок и средних квадратических ошибок измерений и вносим в таблицу.

В) Составляем проект размещения исходных опорных реперов (т.к. генплан и план расположения существующих подземных коммуникаций не были предоставлены, то выбираем места закладки реперов произвольно, но не более чем в 200-300м от контролируемого объекта и друг от друга. Эскиз глубинного репера см. прил.3.

Г) Составляем проект размещения осадочных марок. Учитывая, что здание каркасного типа, а фундаменты под колонны каркаса здания столбчатые (отдельностоящие), осадочные марки закладываем на всех несущих колоннах на отметке +0,6м от уровня пола. Эскиз осадочной марки см. прил.4 тип "а".

Д) В соответствии с методом геометрического нивелирования проектируем:

1. локальную сеть высотного обоснования (ходы первой ступени);

2. локальную сеть и ходы для контроля деформаций здания (основные и вспомогательные ходы второй ступени);

3. ход связи между ступенями.

План здания с проектом принятых решений по размещению геодезической КИА и построению нивелирных ходов см. прил.2.

Е) Производим расчет точности нивелирования (см. прил.5) и назначаем классы нивелирования.

Согласно расчету точности по формулам, получены следующие СКП измерения превышений: в первой ступени - 1.85 мм, во второй ступени - 0.34 мм, в ходе связи - 3.02 мм.

На основании полученных погрешностей и характеристик нивелирования назначаем следующие классы нивелирования:

в первой ступени - ГН-050; или III класс государственного нивелирования,; или III разряд (для гидросооружений; или III класс (по измерению деформаций оснований);

во второй ступени - ГН-025; или II класс государственного нивелирования; или II разряд (для гидросооружений; или II класс (по измерению деформаций оснований;

в ходе связи между ступенями - ГН-050, или III класс государственного нивелирования; или III разряд (для гидросооружений; или III класс (по измерению деформаций оснований.

Выбор средств измерений производится по классу нивелирования. Для этого воспользуемся нормативными документами.

Ж) Проектируем метод обработки результатов измерений и документации контроля.

Первичная документация по обработке результатов измерений осадок:

Типовой набор документов по обработке результатов измерений осадок:

оформленные и проверенные полевые журналы или электронные носители первичной информации;

результаты исследований нивелира и реек с актом метрологической аттестации;

схемы размещения геодезической КИА со схемой нивелирования;

материалы уравнивания нивелирования с оценкой точности результатов измерений и сравнительной характеристикой расчетной и фактически полученной точности;

результаты оценки неподвижности исходных реперов;

ведомость отметок и осадок марок.

Вторичная документация по обработке результатов измерений осадок:

ведомости или таблицы фактически полученных и допускаемых величин контролируемых геометрических параметров как отдельных конструкций, так и объектов в целом - средних осадок объектов, относительных разностей осадок рам, прогибов, наклонов и т.п.;

графики развития осадок фундаментов конструкций объектов во времени;

графики линий равных осадок фундаментов объектов;

развернутые графики осадок фундаментов объектов;

материалы прогнозирования деформаций по данным геодезических измерений (в случаях больших отклонений от проектных величин).

Документация, отражающая результаты геодезического контроля, должна заканчиваться анализом осадок и деформаций объектов и выводами.

Список литературы

Таблица 2.3

Проектирование процессов ГК осадок колонн каркаса здания (деревообрабатывающий цех автозавода). Назначение объектов, параметров и допусков на них, методов и категорий контроля, точность и средства измерений.

Приложение - Б

Схемы нивелирных ходов.

Главный корпус приборостроительного завода.

Примечание: марки устанавливают на отм. +0,6 м от уровня чистого пола.

Масштаб 1: 1 000 (в одном сантиметре плана - 10 метров на местности)

Приложение В

Эскиз глубинного репера

Приложение Г

Эскизы осадочных марок

Приложение Д

Расчет точности измерения параметров и точности нивелирования.

Минимальное число интервалов слежения:

Т.е. n-число циклов измерений =4.

Коэффициент точности при активном контроле:

Задано: с_n=0,50, S_i=180мм, i=0,002

Предельная ошибка измерения параметра "абсолютная осадка здания"

а СКП составит

m_{г (а)} =m_Si=д_Si/3=30.0/3=10.0мм

Предельная ошибка измерения параметра "относительная разность осадок"

а СКП составит

m_{г (а)} =m_i=д_i/3=3.3*10^-4/3=1.1*10^-4

Расчет точности нивелирования.

1. Точность нивелирования первой ступени:

m _{(hcp) cm (1) -} средняя квадратическая погрешность измерения превышения на одну станцию нивелирования в первой ступени; д_{г (1)} = д_{г (а)} = д_Si - предельная погрешность измерения параметра "абсолютная осадка здания"

где

где k₁=n_1.2+n_2.3=4+3=7 и k₂= n_1.3=6 - число станций между репером № 1, к которому привязана вторая ступень, и наиболее удаленным от него по схеме ходов репером № 3.

2. Точность нивелирования второй ступени:

m _{(hcp) cm (2) -} СКП измерения превышения на одну станцию нивелирования в сети второй ступени; д_{г (2)} = д_{г (а)} = д_{i -} предельная погрешность определения относительной разности осадок взаимосвязанных конструкций объекта при активном контроле; l_прод =6м - расстояние между осями колонн здания;

l _{попереч} =18м - наименьшее расстояние между рядами колонн здания; k_2прод=2 (согласно схеме ходов, число станций нивелирования, соединяющих две взаимосвязанные колонны ряда вдоль здания); k_{2попереч}=16 (согласно схеме ходов, число станций нивелирования, соединяющих две взаимосвязанные колонны пролета цеха).

вдоль здания

поперек здания

3. Точность нивелирования в ходах связи:

m _{(hcp) 1,2} - СКП измерения превышения на одну станцию нивелирования в ходе связи между первой и второй ступенями; m _{(hcp) cm (2) -} СКП измерения превышения на одну станцию нивелирования, установленная расчетом для второй ступени; k'₂ = 16 (число станций нивелирования от марки (марки привязки второй ступени к первой) до наиболее удаленной от нее по схеме ходов марки); k_1.2 = 20 (число станций нивелирования в ходе связи между первой и второй ступенями).

Приложение Е

Реферат

Блажко М.И. Геодезический контроль (ГК) осадок зданий и сооружений промышленного предприятия.

Место выполнения - кафедра инженерной геодезии и информационных систем СГГА.

2010г., ___ с., 13 табл., 5 рис., 6 прил., 9 источников.

ГЕОДЕЗИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ, ОСАДКА, ДЕФОРМАЦИЯ, ТОЧНОСТЬ, НИВЕЛИРОВАНИЕ, СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ, ДОКУМЕНТАЦИЯ

I. В работе представлена технология производства геодезического контроля осадок фундаментов зданий и сооружений промышленного предприятия. Выполнена разработка проекта ГК осадок фундаментов колонн каркаса дробильного корпуса обогатительной фабрики.

Запроектированы схема размещения геодезической контрольно-измерительной аппаратуры (КИА) и схема нивелирных ходов. Рассчитана точность измерения превышений в ходах нивелирования и выбраны средства измерений.

Размещено на Allbest.ru