ВОССТАНОВЛЕНИЕ ОПОРНЫХ РЕПЕРОВ НАБЛЮДАТЕЛЬНЫХ СТАНЦИЙ ПРИ ДЕФОРМАЦИОННОМ МОНИТОРИНГЕ

Полный текст

ВведениеДля определения величин смещений и деформаций несущих конструкций зда- ний и сооружений необходим геодезический мониторинг, который должен выполняться в соответствии с требованиями нормативной документации ГОСТ 24846-2012 [1] и СП22.13330.2011 [4]. В целях проведения геодезического мониторинга на зданиях и сооружениях устанавливают специальные геодезиче- ские знаки - деформационные марки. Величины смещений деформационных марок определяются относительно опорных геодезических знаков - реперов, которые должны располагаться вне зоны влияния нового строительства (подра- ботки) и геодезические координаты (пространственное положение) которых в течение длительного времени должны оставаться неизменными [2].Согласно ГОСТ 24846-2012 [1] и СП 11-104-97 [3] в качестве опорной геоде- зической сети при наблюдениях за деформациями зданий и сооружений должно использоваться не менее трех опорных реперов. В качестве опорных реперов мо- гут использоваться:грунтовые реперы, основания которых закладываются ниже глубины се- зонного промерзания или перемещения грунта;стенные реперы, устанавливаемые в цокольных частях, а также на несущих конструкциях зданий и сооружений, осадка фундаментов которых практически стабилизировалась. К ним относятся существующие стенные и грунтовые репе- ры государственной (городской) геодезической сети;набивные или забивные сваи на строительной площадке, верхним концом выступающие на поверхность, с соответствующим оформлением верхней части сваи.Опорная геодезическая сеть должна размещаться в стороне от проездов, под- земных коммуникаций, складских и других территорий, где возможны вибрации от движения транспорта; вне зоны влияния вновь строящихся зданий и соору- жений; в местах, где в течение всего периода наблюдений возможен удобный подход к реперам для установки геодезических инструментов.Предлагаемый методПри проведении мониторинга на строительных площадках в стесненных го- родских условиях, при интенсивном ведении строительных работ, при внесении изменений и дополнений в проект строительных работ зачастую возникают си- туации, когда опорные геодезические реперы оказываются либо уничтоженными, либо недоступными для геодезических измерений.В этом случае устанавливаются новые опорные реперы, координаты которых должны быть определены в уже существующей системе координат и высот. Для этого можно выполнить оценку устойчивости деформационных марок и выделить группу «устойчивых (жестких)» марок, координаты которых с большой долей вероятности не изменились по сравнению с последним (предыдущим) циклом геодезических измерений.Рассмотрим методику выявления таких деформационных марок на примере наблюдений за вертикальными перемещениями здания промышленного назна- чения. Конструкция: одно-, двухэтажное здание, конструктивная схема - кар- касная, рамно-связевая, каркас образован плоскими многопролетными двухэтаж- ными рамами, установленными с шагом 12 м. Фундаменты колонн мелкого заложения, столбчатые, отдельно стоящие, одноступенчатые. Наружные ограж- дающие конструкции - сэндвич-панели - опираются на монолитные железо- бетонные фундаментные балки.В процессе строительства здания в период 2012-2013 гг. проводился геодези- ческий мониторинг за осадками несущих конструкций здания. Для этого на при- легающей территории была заложена группа опорных реперов, на здании уста- новлены деформационные марки, проведено несколько циклов измерений, в результате которых были определены осадки марок [5].В декабре 2016 г., т.е. почти через 4 года после окончания строительства, воз- никла необходимость в продолжении работ по геодезическому мониторингу. При рекогносцировке было установлено, что в ходе работ по вертикальной планиров- ке земной поверхности и благоустройству прилегающей территории все опорные реперы были уничтожены.Для продолжения работ по мониторингу необходимо выявить «устойчивые» марки и относительно них определить координаты вновь установленных реперов в принятой системе координат и высот.Группа «устойчивых» марок должна удовлетворять следующим условиям: мар- ки должны располагаться в различных конструктивных частях здания, иметь ми- нимальные отличия в превышениях (разностях высот) между ними в предыдущем и текущем цикле измерений.Всего на здании установлено 17 деформационных марок, схема размещения которых представлена на рис. 1.Рис. 1. Схема размещения деформационных марок на здании [The locations of points on the building]Для выявления группы «устойчивых» марок необходимо составить матрицы превышений - разностей высот между всеми марками в предыдущем и текущем циклах измерений. Те марки, которые образуют максимальное число «устойчи- вых» превышений (величина которых изменилась в пределах принятой точности измерений), в текущем цикле можно принимать за «устойчивые» и относительно них вычислять высоты вновь установленных опорных реперов в принятой систе- ме высот.На рисунке 2 приведена матрица разностей превышений - результаты опре- деления разностей превышений между всеми деформационными марками в пре- дыдущем (март 2013 г.), и текущем (декабрь 2016 г.) циклах измерений.Рис. 2. Матрица разностей превышений [Matrix coordinate differences]Рис. 3. Группа «устойчивых» деформационных марок на здании [Group “resistant” strain point]Из полученных данных следует, что наиболее «устойчивыми» марками можно считать марки № 9, № 10, № 31, № 41, № 61, так как они образуют наибольшее количество «устойчивых» превышений с разностью в пределах принятой точно- сти измерений (рис. 3). Таким образом, можно считать, что высоты данных де- формационных марок за период между двумя циклами измерений, предыдущим и текущим, не изменились. Поэтому высоты данной группы «устойчивых» марок приняты в качестве исходных для вычисления высот вновь заложенных опорных реперов.ВыводыПри деформационном мониторинге необходимо иметь группу опорных репе- ров, относительно которых вычисляются смещения деформационных марок.При проведении мониторинга на строительных площадках в стесненных го- родских условиях, при интенсивном ведении строительных работ, при внесении изменений и дополнений в проект строительных работ опорные реперы могут быть уничтожены либо недоступны для геодезических измерений.В этом случае устанавливаются новые опорные реперы, координаты которых должны быть определены в уже существующей системе координат и высот.Для вычисления координат вновь установленных реперов можно использовать«устойчивые» марки - марки, координаты которых изменились в пределах при- нятой точности измерений.Для выявления группы «устойчивых» марок необходимо составить матрицы разностей координат между всеми марками в предыдущем и текущем циклах из- мерений. Те марки, которые образуют максимальное число «устойчивых» коор- динат (величина которых изменилась в пределах принятой точности измерений), в текущем цикле можно принимать за «устойчивые» и относительно них вычис- лять высоты вновь установленных опорных реперов в принятой системе высот.© Терешин А.А., Негурица Д.Л., Кирков А.Е., 2017

Об авторах

Александр Александрович Терешин

Инженерная академия Российский университет дружбы народов

Автор, ответственный за переписку.
Email: tereshin_aa@pfur.ru

кандидат технических наук, доцент департамента геологии, горного и нефтегазового дела

ул. Миклухо-Маклая, 6, Москва, Россия, 117198

Дмитрий Леонидович Негурица

Инженерная академия Российский университет дружбы народов

Email: neguritsa_dl@pfur.ru

кандидат технических наук, доцент, директор департамента геологии, горного и нефтегазового дела

ул. Миклухо-Маклая, 6, Москва, Россия, 117198

Алексей Евгеньевич Кирков

Инженерная академия Российский университет дружбы народов

Email: kirkov_ae@rudn.university

старший преподаватель департамента геологии, горного и нефтегазового дела

ул. Миклухо-Маклая, 6, Москва, Россия, 117198

Список литературы