Геодезические работы при эксплуатации зданий и сооружений

 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

по дисциплине

Геодезия 

Геодезические работы при эксплуатации зданий и  сооружений 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ 

    Курсовая  работа с.23, 1 рис., 4 табл., 5 источников.

    ДИФОРМАЦИЯ, ОСАДКИ, ГОРИЗОНТАЛЬНОЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЕ, КРЕНЫ  И ТРЕЩЕНЫ, РЕПЕРЫ И МАРКИ.

Объектом исследования являются геодезические работы, при  эксплуатации зданий и сооружений.

    Цель  работы – рассмотреть геодезические  работы при эксплуатации сооружений.

Рассмотрены вопросы:

1. Общие сведения о деформациях зданий и сооружений
2. Размещение реперов и марок для наблюдений за осадками
3. Методы определения осадок зданий и сооружений
4. Методы определения горизонтальных перемещений зданий и сооружений
5. Наблюдение за кренами и трещинами зданий и сооружений

 

 

Содержание

Введение……………………………………………………………………….......4 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Введение

В процессе эксплуатации здания и сооружения подвергаются износу. В результате для многих объектов обязательно необходим  контроль

 Инженерная (или прикладная) геодезия — одно из основных направлений современной геодезии и применяется во время строительства самых различных сооружений, а также при монтажных и ремонтных работах. Инженерная геодезия разрабатывает методику геодезических измерений для изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации инженерных сооружений, выверки конструкций, наблюдений за деформациями. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Общие сведения о деформациях  зданий и сооружений

 

1. Виды  деформаций здания.

 

     Прогиб  и выгиб — зданий возникает в протяженных зданиях и сооружениях, не обладающих большей жесткостью. В случае развития прогиба наиболее опасная зона растяжения находится в нижней части здания или сооружения, при выгибе — наоборот, в верхней части сооружения (рис.1 , а, б)

Рис. 1. Схема прогиба (а) и выгиба (б) сооружения.

Относительный прогиб или выгиб (ƒ/L) здания или  сооружения оценивается отношением стрелы прогиба или выгиба к длине  прогнувшейся части здания и кривизной  изгибаемого участка и определяется по формуле (по пособию к СНиП, 1986; СНиП 2.02.01—83):

где S1 и S3 — осадки в краях фундамента; S2 — наибольшая или наименьшая осадка фундамента;                L — длина фундамента.

     Крен (наклон) — поворот фундамента относительно горизонтальной оси, проявляющийся при несимметричной загрузке основания. Наибольшую опасность данный вид деформации представляет для высоких сооружений (дымовых труб, узких зданий повышенной этажности, многоэтажный дом, башня и др.) характерен для жестких сооружений (рис. 2)

Рис. 2. Крен сооружения.

Крен рассматривается  как разность абсолютных осадок двух точек фундаментов отнесенных к  расстоянию между ними и определяется по формуле:

где S1 и S2 — осадки крайних точек сплошного  фундамента или двух фундаментов;                                         L — длина фундамента.

     Перекос — возникает при неравномерных осадках, приходящихся на небольшой участок длинного сооружения (рис. 3)

                                

           Рис. 3. Перекос сооружения                                     Рис. 4. Схема горизонтального перемещения      

     Горизонтальное  смещение — возникает в фундаментах, в стенах подвалов или в подпорных стенках, при действии на основания горизонтальных нагрузок (рис. 4) 
 

2. Размещение  реперов и марок  для наблюдений за осадками

 

   С целью  предупреждения и прекращения опасного развития деформаций сооружений по причине деформации их оснований и фундаментов, за техническим состоянием и осадкой фундаментов должны вестись регулярные наблюдения.

Основными видами наблюдений являются:

• визуальные, которые заключаются в наружном осмотре наземных конструкций (1-2 раза в месяц).
• геодезические наблюдения за осадкой фундаментов, с точностью нивелирования третьего разряда.

 Геодезические  наблюдения состоят в периодическом  измерении высотных положений  нивелировочных марок по отношению реперов и в сопоставлении результатов измерений, проводимых в различные периоды времени. Эти работы выполняются в соответствии с указаниями по наблюдению за осадками фундаментов зданий и сооружений. В качестве геодезических знаков, применяемых для измерения осадок и деформаций сооружений методом нивелирования, служат марки и репера.

     Марка — геодезический знак, неподвижно закрепленный на конструкции здания (на фундаменте, стене, колонне), который меняет свое высотное положение вследствие осадки фундамента.

     Репер — геодезический знак, высотное положение которого является практически неизменным на все время измерения осадок.

     Установка марки в кирпичной стене производится следующим образом. В кирпичной  кладке выбивается гнездо на глубину 120 - 150 мм, которое промывается водой и сразу же заполняется цементным раствором; в раствор втапливается стальной уголок ребром вверх под углом 60° к плоскости стены. Полки уголка расклиниваются кирпичным щебнем, втапливаемым в раствор, а поверхность стены в месте установки марки затирается раствором. На открытой части марки, которая окрашивается масляной краской, проставляют ее порядковый номер. При установке марок на стальных колоннах один конец срезается под углом 60° к ребру и приваривается к стволу колонны. При установке марок на железобетонных колоннах вскрывается рабочая арматура и к ней приваривается уголок так же, как и к стальной колонне, после этого защитный слой бетона восстанавливается. При бетонировании сваи в верхний конец ее вставляется стальной анкер с приваренной к нему реперной головкой, которая служит для постановки на нее пяты нивелирной рейки. Марки и репера должны предохраняться от каких бы то ни было нарушений их первоначального положения и от повреждений.

     Наблюдения  за осадками проводятся в следующей последовательности: составляется программа необходимых работ; намечается размещение и нумерация марок на здании и реперов на площадке завода; составляется календарный план нивелирования; производятся нивелировочные работы в соответствии с календарным планом; производится обработка результатов нивелирования с определением размеров деформаций оснований, фундаментов и описанием состояния наземных конструкций здания.

При обработке  результатов нивелирования составляется ведомость отметок марок по определенной форме.

     Для наблюдений за осадкой фундаментов  зданий каркасной системы марки  устанавливаются на колоннах каркаса  по периметру здания и внутри его; расстояние между марками определяется программой наблюдений. У зданий с  несущими кирпичными стенами марки следует размещать по периметру через 15—20 м с обязательной установкой их на углах зданий, в местах примыкания поперечных стен к продольным, у осадочных швов (с каждой стороны шва). При ширине здания более 15 м марки надлежит устанавливать и на продольной внутренней стене и в лестничных клетках.

Репера на площадках  завода должны быть размещены так, чтобы  каждый из них:

• мог служить исходной точкой для наблюдения за осадкой нескольких зданий и находился возможно ближе к маркам (на расстоянии 20 - 100 м)
• находился вне зоны динамических воздействий, вне проездов, складских территорий и оползневых склонов, а также вне той части основания, которая под влиянием давления фундаментов здания может изменить высотное положение репера.

Приближенно число  реперов на одно здание можно определить по формуле:  

N=1,5F,

где F —  площадь здания или сооружения,  в га. 

     На  крупных заводах для наблюдения за осадкой отдельных зданий необходимо иметь не менее двух постоянных реперов, остальные могут быть временными. В качестве временных реперов могут быть использованы рельсы или трубы, забитые в грунт, уголки или штыри, закрепленные в стенах зданий. При каждом нивелировании отметки временных реперов сверяются с отметкой постоянного репера. В период строительства измерение осадок увязывается с окончанием определенных этапов работ (кладка цоколя, монтаж колонн, кладка стен по этажам и т. д.). По результатам измерений строится график роста осадки во времени с учетом возрастания давления на грунт под подошвой фундамента.

После завершения строительства объекта в течение первых двух лет его эксплуатации измерение осадки рекомендуется производить 2—3 раза в год, а в дальнейшем при нормальной эксплуатации — 1 раз в год. 
 
 
 
 
 
 

3. Методы  определения осадок зданий и сооружений

 

Измерения деформаций зданий и сооружений зданий можно определять:  

• Геометрическим нивелированием
• Тригонометрическим нивелированием
• Гидростатическим нивелированием
• Барометрическим нивелированием
• Микронивелированием
• Фотограмметрическим способом

 

   Наибольшее  распространение на практике получил способ геометрического нивелирования, путем периодического высокоточного нивелирования осадочных марок. В качестве опорных знаков (высотной основы) служат глубинные реперы. Их закладывают в коренных породах в количестве не менее трех, для того, чтобы в дальнейшем можно было контролировать стабильность их положения по постоянству превышений между ними во времени. 

     Геометрическое  нивелирование — наиболее распространенный способ Его выполняют с помощью нивелира, задающего горизонтальную линию визирования. Сущность геометрического нивелирования (рис. 5) заключается в следующем. Нивелир устанавливают горизонтально и по рейкам с делениями, стоящими на точках A и B, определяют превышение h как разность между отрезками а и b: h = а - b.

Рис. 5. Схема  нивелирования. 

     Тригонометрическое  нивелирование (рис. 6)

выполняют теодолитами  — приборами, позволяющими измерять вертикальные углы. Если с точки А на точку В или с точки В на точку С измерить углы наклона v и определить горизонтальные проложения d то превышения между этими точками можно определить по формуле: 
 

где i — высота теодолита над точкой; v — высота наведения при измерении угла наклона;                               f — поправка за кривизну Земли, выбираемая из специальных таблиц.