В связи с тем, что в России строится большое количество зданий как промышленных, так и жилых, то необходимо максимально обезопасить нахождение людей в этих помещениях. С учетом того, что любое здание подвержено деформациям и повреждениям необходимо контролировать возможные нарушения состояния зданий и сооружений. Если в результате эксплуатации здания или сооружения появляются деформации несущих конструкций, фундаментов и земной поверхности, то является обязательным осуществление постоянного контроля за развитием деформаций путем проведения инструментальных наблюдений, оценки величин этих деформаций и прогноза развития деформации во времени, своевременной разработки мероприятий по защите здания и сооружения. Режимные наблюдения нацелены на решение прогнозных задач, на то, чтобы получить возможность предвидеть и прогнозировать тенденцию и масштаб развития тех или иных процессов и явлений.
В данной работе моей задачей является научиться:
- разрабатывать проекты наблюдательных станций за деформациями здания или сооружения;
- выбирать методику геодезических наблюдений и проводить оценку точности результатов наблюдений;
- выполнять оценку технического состояния здания или сооружения;
- рассчитывать величины вертикальных и горизонтальных деформаций фундамента здания или сооружения.
- разрабатывать мероприятия по защите зданий и сооружений от деформационных процессов.
При этом необходимо использовать различную техническую, нормативную и справочную литературу.
1. Анализ состояния разрушений зданий и сооружений на территории РФ за последние 10 лет
На данный момент в мире происходит процесс урбанизации, при котором увеличиваются объёмы строительства, что приводит к росту техногенных нагрузок на строительные объекты. Довольно часто такие процессы приводят к обрушению зданий и сооружений.
Обрушение здания — это чрезвычайная ситуация, возникающая по причине ошибок, допущенных при проектировании здания, а также вследствие природной или техногенной чрезвычайной ситуации.
За последнее время обрушения зданий на территории Российской Федерации участились. Ниже представлены лишь некоторые из них, однако такие случаи многочисленны (см.табл.1).
[1]
Таблица 1. Анализ обрушений зданий и сооружений на территории России за последние 10 лет.
|
Местоположение здания |
Дата |
Пострадавшие |
|
г. Москва |
17 апреля 2012 года |
1 погибший, 10 раненых |
|
г. Струнино, Владимирская обл. |
17 мая 2011 года |
2 погибших |
|
пр-т. Ленина, г. Ярославль |
30 января 2011 года |
1 погибший |
|
г. Санкт-Петербург |
1 сентября 2010 года |
— |
|
г. Астрахань |
22 июля 2009 года |
5 погибших, 12 раненых |
|
г. Тырныауз, Кабардино-Балкария |
6 января 2007 года |
2 раненых |
|
ул. Железнодорожная, г. Выборг |
9 октября 2006 года |
7 погибших, 19 раненых |
Разрушение зданий, сооружений и инженерных сетей обуславливается следующими причинами:
— воздействием природных факторов, приводящих к старению и коррозии материалов конструкций и снижению их физико-механических характеристик;
— стихийными бедствиями, вызывающим разрушение;
— проектно-производственными дефектами сооружений и технических систем;
— воздействием технологических процессов на материалы и конструкции;
— нарушением правил эксплуатации сооружений и технических систем;
Безопасность состояния зданий и сооружений на территории Российской Федерации в настоящее время регулируется техническим регламентом от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений». [9].
Объектом технического регулирования в настоящем Федеральном законе являются здания и сооружения любого назначения (в том числе входящие в их состав сети инженерно-технического обеспечения и системы инженерно-технического обеспечения), а также связанные со зданиями и с сооружениями процессы проектирования (включая изыскания), строительства, монтажа, наладки, эксплуатации и утилизации (сноса).
Основными нормативными документами, регулирующими строительство и мониторинг зданий и сооружений являются: Федеральный закон от 21. 07. 1997 N 116-ФЗ (ред. от 13. 07. 2015) «О промышленной безопасности опасных производственных объектов»; ГОСТ 24846-2012 Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений; СНиП-3.01.03-84 «Геодезические работы в строительстве», СНиП-1-4-80 «Техника безопасности в
2. Мониторинг зданий и сооружений
.1 Общие сведения
В соответствии с Федеральным законом РФ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» необходимо постоянно осуществлять мониторинг за техническим состоянием зданий и сооружений на опасных производственных объектах. Если же в результате эксплуатации зданий и сооружений появляются деформации, то необходимо осуществлять постоянный контроль за развитием таких деформаций. На основании этого контроля оценивают качество основания под сооружения или своевременно разрабатывают и проводят инженерно — технические мероприятия по предупреждению и устранению опасных для конструкций деформаций. [10]
2.2 Физико-географическая характеристика района проведения работ по наблюдению за осадками 2-этажного здания
Село Веселое находится в Красногвардейском районе Белгородской области. Координаты <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D1%84%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B5_%D0%BA%D0%BE%D0%BE%D1%80%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D0%B0%D1%82%D1%8B>: 50°37’48» с.ш., 38°8’49» в.д. <https://tools.wmflabs.org/geohack/geohack.php?language=ru&pagename=%D0%92%D0%B0%D0%BB%D1%83%D0%B9%D0%BA%D0%B8¶ms=50_11_00_N_38_07_00_E_type:city(35800)_region:RU_scale:100000> Площадь <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BB%D0%BE%D1%89%D0%B0%D0%B4%D1%8C>: 17.6 кмІ <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B2%D0%B0%D0%B4%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BA%D0%B8%D0%BB%D0%BE%D0%BC%D0%B5%D1%82%D1%80>.
Рис. 1. Географическое положение с. Весёлое
Климат района умеренно-континентальный. По данным Белгородского областного центра гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды среднегодовая минимальная температура воздуха наиболее холодного месяца (январь) составляет — 10.8 ºС. Абсолютный минимум температуры воздуха наиболее холодного месяца (январь) составляет — 37 ºС. Средняя максимальная температура воздуха наиболее жаркого месяца (июль) составляет +26.5 ºС. Абсолютный максимум температуры воздуха наиболее жаркого месяца (июль) составляет +41 ºС. Среднегодовая температура воздуха составляет +6.6 ºС. Продолжительность периода с положительными температурами воздуха 241 день в году. Среднегодовое количество атмосферных осадков составляет 602 мм. Устойчивый снеговой покров появляется в декабре месяце и достигает максимума в феврале — 25 см. Глубина промерзания грунтов составляет 110 см. Преобладающие зимой ветры — юго-западных направлений, летом — северо-восточных.
В регионе повсеместно встречаются отложения, представленные породами юрской <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AE%D1%80%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%BE%D0%B4> и меловой <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B9_%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%BE%D0%B4> систем. К юрским отложениям принадлежат тёмно — серые глины, пески, песчаники и углистые прожилки. Образования меловой системы делятся на два отдела, из которых нижний — это пески, прослойки глин и алевритов, а верхний отдел — писчий мел <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B8%D1%81%D1%87%D0%B8%D0%B9_%D0%BC%D0%B5%D0%BB>.
Село Веселое лежит на типичных чернозёмах <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A7%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B7%D1%91%D0%BC%D1%8B>, пойменно-луговых <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BB%D0%BB%D1%8E%D0%B2%D0%B8%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%BF%D0%BE%D1%87%D0%B2%D1%8B> и серых лесных <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B5%D1%80%D1%8B%D0%B5_%D0%BB%D0%B5%D1%81%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%BF%D0%BE%D1%87%D0%B2%D1%8B> почвах. В границах Красногвардейского района также есть выщелоченные, обыкновенные и карбонатно-меловые чернозёмы. Территория подвержена эрозии <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D1%80%D0%BE%D0%B7%D0%B8%D1%8F_(%D0%B3%D0%B5%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%8F)> почв, как следствие, сокращается мощность гумусового горизонта, значит, и плодородие.
Наличие опасных природных и техногенных процессов, влияющих на формирование рельефа, не определено.
Рельеф участка ровный, спокойный, без признаков опасных инженерно — геологических процессов.
В пределах села протекает река Сосна, которая является притоком реки Тихая Сосна. Площадь водосборного бассейна реки Тихая Сосна — 4350 км², а ее длина 161км.
Эти реки, как и другие в Белгородской области, относятся к типу рек с преимущественно снеговым питанием. Они отличаются медленным течением, малыми уклонами, хорошо разработанными долинами с широкими поймами и надпойменными террасами.
2.3 Характеристика здания
Основные характеристики здания:
— Функциональное назначение — торговый центр;
— Общая площадь здания — 9399,95 м2 ;
— Количество этажей -2;
— Высота здания 6 м;
— Здание крупнопанельное.
Характеристика несущего остова здания:
— Тип несущего остова — стеновой (бескаркасный);
— Конструктивная система — с поперечными несущими стенами;
— Основные элементы несущего остова: поперечные стены, продольные диафрагмы жесткости, фундаменты, панели перекрытий и покрытие;
— Продольные наружные стены самонесущие выполнены однослойными из легкого бетона толщиной 400 мм;
— Внутренние стены толщиной 160 мм выполнены с проемами;
— Фундамент — ленточный из монолитного железобетона и бетонных блоков.
2.4 Наблюдательные станции
Для изучения процесса деформации и получения данных о нем производят инструментальные наблюдения за деформациями фундаментов зданий и сооружений и земной поверхностью.
На земной поверхности наблюдательная станция закладывается при появлении деформации следующих объектов:
— промышленных зданий;
— линии железнодорожных и транспортных сооружений;
— инженерных сооружений;
— технологического оборудования;
— санитарно-технических сетей;
— водных объектов;
— действующих карьеров, склонов гор, на которых могут возникать оползни;
Так как на наблюдательных станциях определяют величину деформаций здания и сооружения, их фундаментов и земной поверхности, то в зданиях и сооружениях, а также их фундаментах устанавливают стенные реперы, замерные марки, датчики или другие замерные устройства, а на земной поверхности вблизи объектов закладывают линии грунтовых реперов.
Для выполнения измерений II, III и IV классов точности разрабатываются конструкции грунтовых реперов, которые закладывают ниже глубины сезонного промерзания грунта. Грунтовые реперы могут быть металлическими и железобетонными, а устанавливают их в скважинах, котлованах или путем забивки. Число исходных грунтовых реперов должно быть не менее трех.
Грунтовые реперы должны располагаться в стороне от проездов, подземных коммуникаций, вне зоны распространения давления от исследуемых сооружений, вне пределов влияния осадочных явлений оползневых склонов, подземных выработок, карстовых образований, на расстоянии, исключающем влияние вибрации от транспортных средств, машин и механизмов. Реперы рекомендуется располагать в газонах или скверах.
Стенные марки закладывают в фундаментах или цоколях ниже слоя гидроизоляции по всему периметру здания через равные интервалы от 4-10 м. На каждой стороне здания должно быть заложено не менее трёх стенных марок. Расстояние между марками в каркасном здании должно соответствовать шагу основных колон. [8]
Наблюдение на станции заключается в нивелировании стенных и грунтовых реперов. Измерение горизонтального расстояния между ними, и наблюдений за деформациями зданий путем визуального осмотра.
В зданиях и сооружениях устанавливают комплекс датчиков, приборов и приспособлений, с помощью которых проводят наблюдения за напряжениями и деформациями в конструкциях здания. В таких случаях наблюдение обычно выполняют с привлечением специализированных организаций.
При появлении в стенах, колонах и других частях зданий и промышленных сооружений трещин, устанавливают маяки для наблюдений за изменениями размеров трещин. Ширину и длину трещин, а также дату записывают в журнал.
При появлении первых признаков деформации здания, необходимо провести дополнительные наблюдения по реперам наблюдательной станции, и зафиксировать, все видимые проявления деформации здания не зависимо от ранее намеченной программы наблюдений. [3]
2.5 Закладка реперов наблюдательной станции
Для определения состояния нежилого двухэтажного дома и проведения мониторинга за вертикальными и горизонтальными деформациями составляется схема наблюдательных станций (рис.2).
В проекте предварительно была заложена профильная линия IV-V, проведенная перпендикулярно подземной выработке. Центральный репер на профильной линии располагается над центром оси подземной выработки. От центрального репера по обе стороны через каждые 5 метров находятся по 4 рабочих репера. Через 50 метров от рабочих, по обе стороны закладываются опорные репера, а через 50 метров от опорных грунтовые репера.
Также для наблюдения за осадками здания заложен куст из 3 грунтовых реперов и осадочные марки на здании в количестве 26 штук, которые расположены через каждые 10 м. [4]
Рис.2. Схема наблюдения за деформациями здания в с. Веселое.
2.6 Типы и способы закладки реперов для наблюдательных станций
Грунтовые реперы в области сезонного промерзания грунтов, как правило, закладывают в пробуренные скважины, диаметр которых составляет 50 см. Вид грунтового репера, используемого в данной работе представлен на рис. 3.
Рис. 3. Грунтовый репер. Тип 160
В области сезонного промерзания грунтов высота бетонного якоря 35 см. Верхняя грань бетонной плиты (якоря) репера нивелирования I, II, III и IV классов должна находиться ниже глубины промерзания грунта на 30 см независимо от диаметра скважины. У всех реперов марка должна находиться на 50 см ниже поверхности земли. Так как на данном участке глубина промерзания составляет 110 см, то грунтовый репер необходимо установить на глубину 175 см.
На наблюдательных станциях в качестве опорных и рабочих реперов при глубине промерзания грунта до 1,5 м применяют реперы, заложенные в скважинах или котлованах (рис. 4, а, б).
Корпус репера (3) изготовляют из отрезков прутковой, буровой, арматурной стали диаметром 30 мм или из толстостенных металлических труб. Длина репера рассчитываются с учетом размеров, приведенных на рис. 4, а. К нижней части корпуса приваривают крестовину (4), а на верхнем торце высверливают на глубину 3 мм цилиндрическое глухое отверстие диаметром 2 мм — центр (1).
На трубчатых корпусах предварительно сваркой закрепляют головку репера. Нижнюю часть скважины (5) заполняют бетоном на высоту 300 мм, затем выше засыпают сыпучий материал (2).
Рис. 4. Типы опорных реперов: a — в скважине; б — в котловане
В данной работе на наблюдательных станциях в качестве опорных и рабочих реперов были применены реперы, заложенные в скважинах. Длина репера составила 1900 мм.
Стенные реперы (марки) необходимо закладывать в фундаментах по всему периметру здания. В стены искусственных сооружений, зданий и вертикальную поверхность скалы закладывают стенные реперы типа 143 (рис. 6).
Марки устанавливают приблизительно на одном уровне. Располагают их на углах здания или сооружения, у осадочного шва по обе стороны, в местах примыкания поперечных и продольных стен. Для промышленных сооружений и каркасных жилых и общественных зданий марки устанавливаются на несущих колоннах по периметру здания и внутри него. Марки размещают по поперечным и продольным осям не менее трех в каждом направлении.
Для жилых и общественных бескаркасных зданий с несущими кирпичными стенами и ленточным фундаментом марки размещаются по периметру через 10 — 16 м. При ширине здания более 15 м марки устанавливаются на поперечных стенах в местах пересечения их с продольной осью. Марки служат для установки на них нивелирных реек во время производства работ.
При изготовлении стенного репера и марок на знаках отливают начальные буквы названия организации, выполнявшей нивелирование, и номер репера. Стенной репер закладывают на линиях нивелирования III и IV классов. [5].
В данной работе было заложено 26 стенных марок, через каждые 10 метров.
Рис. 5. Стенной репер нивелирования III и IV классов. Тип 143
2.7 Точность и периодичность наблюдений
Для установки класса точности измерений необходимо знать расчетные величины перемещений или назначить класс точности, исходя из характеристик грунтов оснований или возраста самого сооружения.
Методы и средства измерения, достоверность полученных результатов напрямую зависят от правильного выбора точности и периодичности наблюдений.
Точность и периодичность измерений указываются в техническом задании на производство работ с учетом требований, нормативной документации. В особых случаях эти требования могут быть получены путем специальных расчетов.
В нормативных документах требования к точности определения осадок или горизонтальных смещений характеризуется среднеквадратической ошибкой:
мм — для зданий и сооружений, возводимых на скальных или полускальных грунтах;
мм — на песчаных, глинистых и других сильно сжимаемых грунтах;
мм — на насыпных просадочных и других сильно сжимаемых грунтов;
мм — для земляных сооружений. [6]
Установить необходимую точность измерений деформации расчетным путем довольно сложно. Однако для многих практических задач, можно использовать формулу:
,
где mф — среднеквадратическая ошибка измерения деформаций;
DФ — величина деформации за промежуток времени между циклами измерений.
На основании определенной по табл.2 допустимой погрешности устанавливается класс точности измерения вертикальных и горизонтальных перемещений фундаментов зданий и сооружений в соответствии с табл. 3
Таблица 2. Допускаемая погрешность измерения перемещений (в период
Таблица 3. Допустимая погрешность перемещений
I — для уникальных зданий и сооружений, длительное время (более 50 лет) находящихся в эксплуатации, а также для сооружений, возводимых на скальных и полускальных грунтах;
II — для зданий и сооружений, возводимых на песчаных, глинистых и других сжимаемых грунтах;
III — для зданий и сооружений, возводимых на насыпных, просадоч- ных, заторфованных и других сильно сжимаемых грунтах;
IV — для земляных сооружений.
Определим класс нивелирования для нашей схемы измерения.
Рис. 6. Схема измерений.
Здание находится на песчаных грунтах. Расчетная величина вертикальных и горизонтальных перемещений, предусмотренная проектом составляет 175 мм. Следовательно, допустимая погрешность перемещения на песчаных грунтов составляет 5 мм. По таблице 2 определяем класс точности — в данном случае это III класс. Далее по формуле определим допустимую среднюю квадратическую ошибку измерения высоты слабой марки хода. Самой слабой точкой нивелирного хода является наиболее удаленная от исходных реперов. Так как нивелирование на станциях выполняется с одинаковой точностью, то при незначительном влиянии систематических ошибок можно записать
, где n- число станций в ходе, — допускаемая погрешность измерения перемещений.
Определяем количество станций по схеме n = 20 и рассчитываем среднюю квадратическую ошибку измерения превышения на станции нивелирного хода.
Далее определим, какой класс нивелирования позволяет допускать такую ошибку.
Таблица 4. Классы нивелирования
|
Класс нивелирования |
Длины плеч, м |
Число линий |
Число ходов |
Допустимая невязка |
Средняя квадратическая ошибка превышения на станции |
||||
|
I |
50 |
4 |
2 |
30,32 мм |
65 |
2 |
2 |
50,42 мм |
|
|
III |
75 |
2 |
2 |
100,92 мм |
|||||
|
IV |
100 |
1 |
1 |
203,0 мм |
|||||
|
Техническое |
125 |
1 |
1 |
508,3 мм |
Из таблицы 4 видно, что для выполнения требований технического задания геометрическое нивелирование по приведенной схеме необходимо производить нивелированием III класса.
.8 Наблюдения за осадками сооружений и методика нивелирования III класса
Наблюдения за осадками сооружений выполняют способами геометрического нивелирования.
Нивелирование III класса производят в прямом и обратном направлениях «способом средней нити» или «способом совмещения».
Порядок наблюдений на станции следующий:
отсчет по черной стороне (основной шкале) задней рейки;
отсчет по черной стороне (основной шкале) передней рейки;
отсчет по красной стороне (дополнительной шкале) передней рейки;
отсчет по красной стороне (дополнительной шкале) задней рейки.
Нормальная длина луча визирования — 80 м. Расстояния от нивелира до реек измеряют тонким тросом, просмоленной бечевой или дальномером; неравенство расстояний на станции допускают не более 2 м, а их накопление по секции — не более 5 м.
Высота луча визирования над подстилающей поверхностью должна быть не менее 0,3 м.
Рейки устанавливают по уровню на костыли или башмаки. В местах установки башмаков предварительно снимают дерн. На участках с рыхлым или заболоченным грунтом рейки устанавливают на забитые деревянные колья с вбитыми в их торцы гвоздями с полусферическими головками.
На каждой станции выполняют контроль наблюдений. Сравнивают значения превышения, полученные по основной и дополнительной шкалам. Расхождения между превышениями и разность высот реек, вычисленная и полученная из исследований, не должны быть более 1,5 мм.
После выполнения нивелирования по секции сравнивают между собой значения превышения, полученные из прямого и обратного ходов; расхождение между этими значениями не должно превышать 10.
Полученные результаты тщательно обрабатывают: оценивают фактическую точность и сравнивают ее с заданной, уравнивают, вычисляют отметки, а по разности их в циклах — осадки, строят графики осадок и т.д.
2.9 Основные источники погрешностей геометрического нивелирования
При геометрическом нивелировании из середины превышение h определяется по формуле:
h = a — b, (8)
где a, b — отсчеты по передней и задней рейкам.
Если ma иmb — среднеквадратические погрешности взглядов aи b соответственно, по передней и задней рейкам, то погрешность превышения mh определяется из выражения:
. (9)
Основными погрешностями, влияющими на погрешность взгляда mвзгл по рейке являются:
— Среднеквадратическая погрешность установки визирной оси трубы в горизонтальное положение mв.о., определяемая из соотношения:
где mур — среднеквадратическая погрешность установки пузырька уровня в нульпункт; S — расстояние от нивелира до рейки, мм.
Согласно исследованиям, mур = 0,1τ, где τ — цена деления уровня.
При увеличении зрительной трубы ν = 30х среднеквадратическая погрешность отсчета будет равна:
— Допустимая случайная погрешность в положении дециметровых делений рейки ∆дел = ±1 мм, mдел = ±0,5 мм.
Погрешность превышения на основании выражения (10) будет равна (погрешность превышения на одной стоянке).
Среднеквадратическая погрешность превышения получена применительно к нивелированию III класса.
Среднеквадратическая погрешность превышения при геометрическом нивелировании хода определяется по формуле
где mn — среднеквадратическая погрешность нивелирного хода;
mh — среднеквадратическая погрешность превышения;
n — количество стоянок в нивелирном ходе. [7]
При геометрическом нивелировании III класса максимальное расстояние от нивелира до реек составляет 80 м. На 451.16 м нивелирного хода будет приходится 20 стоянок.
Следовательно, среднеквадратическая погрешность геометрического хода нивелирования III класса длиной 451.16 м определяется из следующего выражения:
В нашем случае при длине хода в 451.16 м допустимая погрешность превышения составит ± 16.64 мм.
Согласно инструкции по нивелированию [12], III класс нивелирования дает точность мм. При длине хода в 451.16 м допустимая погрешность превышения составит ± 6.72 мм.
Таким образом, применение нивелира с увеличением зрительной трубы равной ν=30х и ценой деления пузырька уровня τ=20″ позволит обеспечить точность геометрического нивелирования III класса.
3. Обработка результатов измерений
Вычисление превышений и отметок реперов проводят в журнале нивелирования. Отметки реперов после обработки каждой серии наблюдений заносят в ведомость оседания реперов (Приложение 1).
По значениям оседаний можно вычислить наклоны по формуле:
где ηn — вертикальное сдвижение переднего репера;
ηn -1 — вертикальное сдвижение заднего репера;
d — горизонтальная длина интервала между реперами (от начального наблюдения).
Кривизна вычисляется по формуле:
k=(in — in -1 )/dср ,
где in — наклон последующего интервала;
in -1 — наклон предыдущего интервала;
dср =(dn +dn -1 )/2 — полусумма горизонтальных длин последующею и предыдущего интервалов (из начального наблюдения).
ε=(dn — dn -1 )/d,
гдеd, dn , dn -1 , — горизонтальные длины интервалов соответственно, из начального, предыдущего и последующего (данного) наблюдений.
Далее по полученным данным строят графики:
— график относительных горизонтальных деформаций (стенных марок);
— график оседаний стенных марок;
— графики наклонов;
— график кривизны;
На построенных графиках оценивают техническое состояние зданий и сооружений по величинам предельных деформаций, приведенных в СНиП 2.02.01-83.
Для многоэтажного бескаркасного здания с несущими стенами из крупных панелей предельные деформации не должны превышать: наклон i= 0,0016; оседание η = 100 мм. Предельные и относительные горизонтальные деформации не должны превышать ε =2*10-3 , кривизна k= 0,4*10-3 м-1 .
4. Разработка мероприятий, обеспечивающих безопасную эксплуатацию здания
Безопасность здания или сооружения в процессе эксплуатации должна обеспечиваться посредством технического обслуживания, периодических осмотров и контрольных проверок и (или) мониторинга состояния основания, строительных конструкций и систем инженерно-технического обеспечения, а также посредством текущих ремонтов здания или сооружения.
Параметры и другие характеристики строительных конструкций и систем инженерно-технического обеспечения в процессе эксплуатации здания или сооружения должны соответствовать требованиям проектной документации. Указанное соответствие должно поддерживаться посредством технического обслуживания и подтверждаться в ходе периодических осмотров и контрольных проверок и (или) мониторинга состояния основания, строительных конструкций и систем инженерно-технического обеспечения, проводимых в соответствии с законодательством Российской Федерации.
Эксплуатация зданий и сооружений должна быть организована таким образом, чтобы обеспечивалось соответствие зданий и сооружений требованиям энергетической эффективности зданий и сооружений и требованиям оснащенности зданий и сооружений приборами учета используемых энергетических ресурсов в течение всего срока эксплуатации зданий и сооружений.
разрушение здание нивелирование сооружение
Заключение
В данной курсовой работе была поставлена цель научиться выполнять мониторинг за деформациями зданий и сооружений.
Для достижения поставленной цели был выполнен ряд задач:
— разработать проекты наблюдательных станций за деформациями здания или сооружения;
— выбрать методику геодезических наблюдений и провести оценку точности результатов наблюдений;
— выполнить оценку технического состояния здания или сооружения;
— рассчитать величины вертикальных и горизонтальных деформаций фундамента здания или сооружения.
— разработать мероприятия по защите зданий и сооружений от деформационных процессов.
При этом была использована различная техническая, нормативная и справочная литература.
В ходе выполнения работы были изучены конструкции и способы закладки грунтовых, опорных и рабочих реперов, а также стенных марок. Расчетным путем установлена необходимая точность измерений деформаций. Была рассмотрена методика нивелирования III класса. Была рассчитана СКП превышения при геометрическом нивелировании хода. После чего проводилась обработка результатов измерений. Вычислены оседания реперов, наклоны, кривизна и горизонтальные деформации интервалов между реперами.
В результате проделанной работы обнаружено, что при проведении подземной выработки в ее месте возникли критические деформации, которые в будущем могут привести к обрушению здания.
Список используемой литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kursovaya/geotehnicheskiy-monitoring-zdaniy-i-soorujeniy/
1. Случаи обрушения домов в России в 2006-2012 годах. [Электронный ресурс]. URL: http://ria.ru/spravka/20120417/628116652.html ;
. Гарькин И.Н. Анализ причин обрушений промышленных зданий // Технические науки: проблемы и перспективы: материалы междунар. науч. конф. (г. Санкт-Петербург, март 2011 г.).
СПб.: Реноме, 2011. С. 27-29.
. Авакян В.В. Прикладная геодезия: Геодезическое обеспечение строительного производства / В.В. Авакян.-2-е изд., испр. — М.: Вузовская книга, 2012. — 256 с.:
. Мониторинг зданий и сооружений: методические указания к выполнению курсовой работы и расчетно-графических заданий / сост.: Б.А. Храмцов, Е.В. Климова, А.А. Ростовцева, А.М. Юрьев. — Белгород: Изд-во БГТУ, 2006. — 32 с.
. Правила закладки центров и реперов на пунктах геодезической и нивелирной сетей. М.: Картгеоцентр — Геодезиздат, 1993 — 104 с.
. ГОСТ 24846-81. Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений. Основные положения.;
. ГКИНП 03-010-02. Инструкция по нивелированию I, II, III, IV классов.
. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений.
. №384-ФЗ. Технический регламент о безопасности зданий и сооружений;
.ГОСТ 31937- 2011. Обследование зданий и сооружений
Приложение 1
Ведомость вертикальных деформаций по профильной линии IV-V
Ведомость горизонтальных деформаций по профильной линии IV-V
