Наблюдение за деформацией фундамента

Руководство по наблюдениям за деформациями оснований и фундаментов зданий и сооружений

Купить бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку «Купить» и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО «ЦНТИ Нормоконтроль»

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

• Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
• Курьерская доставка (7 дней)
• Самовывоз из московского офиса
• Почта РФ

Настоящее Руководство является пособием при проектировании наблюдений за деформациями оснований и фундаментов зданий и сооружений.

Оглавление

1. Общие положения

2. Составление рабочей программы

3. Измерение вертикальных перемещений оснований и фундаментов зданий и сооружений

4. Особенности измерения осадок фундаментов зданий и сооружений, основанных на насыпных, просадочных, заторфованных, вечномерзлых, засоленных, набухающих грунтах

5. Особенности наблюдений за осадками фундаментов на тепловых электростанциях

6. Измерение сдвигов фундаментов зданий и сооружений

7. Измерение кренов сооружений

8. Наблюдения за трещинами

9. Особенности наблюдений за оползнями

10. Техника безопасности при выполнении работ по измерению деформаций оснований, фундаментов зданий и сооружений

Дата введения	01.01.2021
Добавлен в базу	01.09.2013
Актуализация	01.01.2021

Этот документ находится в:

• Раздел Экология
  • Раздел 93 ГРАЖДАНСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО
    • Раздел 93.020 Земляные работы. Выемка грунта. Сооружение фундаментов. Подземные работы
      • Раздел 93.020.45 Фундаменты

Организации:

Разработан	Фундаментпроект
Разработан	НИИОСП им. Герсеванова Госстроя России
Издан	Стройиздат	1975 г.

Чтобы бесплатно скачать этот документ в формате PDF, поддержите наш сайт и нажмите кнопку:

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОСНОВАНИЙ
И ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ ИМ. Н.М. ГЕРСЕВАНОВА
ГОССТРОЯ СССР

РУКОВОДСТВО
ПО НАБЛЮДЕНИЯМ
ЗА ДЕФОРМАЦИЯМИ
ОСНОВАНИЙ
И ФУНДАМЕНТОВ
ЗДАНИЙ
И СООРУЖЕНИЙ

Настоящее Руководство является пособием при проведении наблюдений за деформациями оснований и фундаментов зданий и сооружений.

В нем приводятся рекомендации по размещению, конструкциям и установке знаков, выбору методики измерений и способов обработки результатов.

В приложениях даны описания принадлежностей и приспособлений, применяемых при измерениях, а также формы заполнения журналов и ведомостей при наблюдениях различными методами.

Руководство рекомендуется в качестве практического пособия инженерно-техническим работникам, занимающимся наблюдениями за деформациями оснований и фундаментов.

Редактор — инж. Е.М. Перепонова.

Для современного строительства характерны резко выраженный количественный и качественный рост, широкое внедрение новых конструкций и материалов. Как правило, при этом сооружения обладают повышенной чувствительностью к деформации грунтового основания. Поэтому требования к надежности способов фиксирования вертикальных и горизонтальных перемещений, наклонов и других деформаций оснований фундаментов сооружений в настоящее время значительно возросли.

Работы по такого рода измерениям проводятся в основном с применением методов геодезии. По некоторым их видам имеются общеобязательные инструкции и наставления. Однако специфика измерений деформаций оснований фундаментов предъявляет ряд дополнительных требований, отличных от технических требований на общегосударственные геодезические работы.

НИИ оснований и подземных сооружений Госстроя СССР еще в 30-е годы начал проводить наблюдения за осадкой фундаментов зданий и сооружений. На основе ценного экспериментального материала институт разработал целесообразные методы измерения этих осадок. В НИИ оснований впервые была разработана методика измерения осадок фундаментов геометрическим нивелированием короткими лучами, созданы основные конструкции исходных реперов и осадочных марок. В 1955 г., обобщая многолетний опыт, НИИОСП выпустил в свет «Указания по наблюдению за осадками фундаментов зданий и сооружений» У-127-55. В 1966 г. НИИОСП Госстроя СССР и ГПИ Фундаментпроект разработали «Руководство по наблюдению за деформациями фундаментов зданий и сооружений». За последние годы НИИ оснований Госстроя СССР получил от многочисленных организаций письма с пожеланиями и предложениями по усовершенствованию и дополнению этого Руководства. Появилось несколько рецензий с конкретными предложениями включить в новое издание Руководства метод фотограмметрии, гидростатики и тригонометрического нивелирования, которые получили распространение в последнее время. Поэтому настоящее Руководство дополнено рекомендациями по применению этих методов.

При составлении Руководства был использован опыт всех подразделений НИИ оснований и подземных сооружений Госстроя СССР, а также других организаций, ведущих наблюдения за деформациями оснований фундаментов зданий и сооружений: ГПИ Фундаментпроекта, Гидропроекта, УралТИСИЗа, Мосгоргеотреста, Главленинградстроя, Гипроречтранса, Теплоэлектропроекта, Оргэнергостроя и др.

Ценные замечания по переработке Руководства 1967 г. были сделаны доцентом Куйбышевского инженерно-строительного института И.Ф. Болговым, профессором М.И. Горбуновым-Посадовым, канд. техн. наук Д.Е. Польшиным, канд. техн. наук В.В. Михеевым, профессором К.Е. Егоровым, д-ром техн. наук Е.А. Сорочаном, канд. техн. наук М.Г. Ефремовым, канд. техн. наук Н.Я. Рудницким, канд. техн. наук О.В. Китайкиной, а также были получены замечания и предложения из Варшавского политехнического института.

Руководство составлено ст. научным сотрудником НИИОСП Е.М. Перепоновой (лаборатория естественных оснований и конструкций фундаментов, заведующий лабораторией д-р техн. наук Е.А. Сорочан).

В составлении приложений и оформлении материала принимали участие инженеры лаборатории Н.М. Богданов и В.Н. Мухатов. Раздел «Особенности наблюдений за оползнями» составлен гл. специалистом ГПИ Фундаментпроект Ф.Ф. Солдатенковым.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящее Руководство является пособием по организации и проведению наблюдений за деформациями оснований и фундаментов (осадки, подъемы, сдвиги, крены и т.д.) зданий и сооружений.

1.2. Наблюдения за деформациями оснований и фундаментов проводятся в соответствии с требованиями главы СНиП II-15-74 «Основания зданий и сооружений. Нормы проектирования».

Примечание. Руководство не охватывает специфики измерений, выполненных на уникальных объектах особого назначения, крупных гидротехнических сооружениях и сооружениях, построенных на подрабатываемых горными выработками территориях.

1.3. Здания и сооружения или их отдельные части, за деформациями оснований и фундаментов которых должны быть организованы наблюдения, выбираются и назначаются проектной организацией по согласованию с организациями, осуществляющими строительство и эксплуатацию.

1.4. Результаты наблюдений показывают, в какой мере проектные решения оснований и фундаментов обеспечивают надежность и эксплуатационную пригодность сооружений, а также дают возможность строителям и эксплуатационникам своевременно принимать необходимые меры по борьбе с возникающими деформациями или устранению последствий таких деформаций. Результаты наблюдений должны рассматриваться вместе с имеющимися данными по геологии и гидрогеологии участка, а также материалами полевых и лабораторных исследований грунтов.

1.5. Наблюдения за деформациями оснований и фундаментов строящихся зданий и сооружений должны производиться с начала их строительства и в первые годы эксплуатации до достижения стабилизации деформаций.

Наблюдения за деформациями оснований и фундаментов зданий и сооружений, находящихся в эксплуатации, проводят в случае появления трещин, раскрытий швов, а также резкого изменения условий работы сооружений.

1.6. В Руководстве рассматриваются методы измерения в натуре следующих деформаций оснований и фундаментов зданий и сооружений: вертикальные перемещения, горизонтальные перемещения и крены.

Вертикальные перемещения подразделяются на:

осадки, происходящие в результате действия нагрузок от фундаментов;

просадки, происходящие в результате уплотнения: а) просадочного грунта при замачивании; б) рыхлых песчаных грунтов при сотрясениях; в) мерзлых грунтов при оттаивании; г) усадки грунта при уменьшении влажности;

подъемы, происходящие в результате:

а) набухания некоторых видов грунтов при изменении влажности или воздействия ряда химических веществ;

б) промерзания и пучения грунтов.

Вертикальные перемещения в натуре могут определяться одним из следующих методов или в случае необходимости их комбинациями:

Вертикальные перемещения, измеренные от неподвижных реперов, — абсолютные вертикальные перемещения (осадки, подъемы). Вертикальные перемещения, измеренные относительно какой-либо точки сооружения, — относительные вертикальные перемещения (осадки, подъемы).

Горизонтальные перемещения (сдвиги) фундамента или сооружения в целом, происходящие под действием горизонтальных сил или при исчерпании несущей способности основания и других факторов.

Горизонтальные перемещения в натуре могут определяться одним из следующих методов или при необходимости их комбинациями:

отдельных направлений, засечек;

Горизонтальные перемещения, определенные от опорных знаков вне сооружения, — абсолютные горизонтальные перемещения. Горизонтальные перемещения, определенные относительно точки сооружения, — относительные горизонтальные перемещения.

Крен фундамента — деформация, происшедшая в результате неравномерной осадки, просадки, подъема и др. В натуре этот вид деформации измеряется одним из следующих методов, а при необходимости их комбинациями:

визирования (с применением теодолитов);

измерением углов или направлений;

механическими способами с применением клинометров и отвесов;

1.7. В Руководстве приняты следующие наименования геодезических знаков, образующих измерительную сеть при наблюдении за деформациями оснований и фундаментов различного типа сооружений:

репер — знак, высотное положение которого является практически неизменным на все время наблюдений за деформациями оснований и фундаментов зданий и сооружений;

марка — знак, жестко укрепленный на конструкции здания (на фундаменте, колонне, стене), меняющий свое положение вследствие осадки, подъема, крена или сдвига фундамента;

опорный знак — знак, практически неподвижный в горизонтальной плоскости. Относительно опорного знака определяются сдвиги и крены зданий и сооружений;

ориентирный знак — знак, который служит для обеспечения исходного ориентирного направления при измерении сдвигов или кренов сооружений.

1.8. Измерения деформаций оснований фундаментов зданий и сооружений проводятся следующими этапами.

Составление рабочей программы, в которой излагаются цели и задачи измерений, намечается размещение геодезических знаков, разрабатывается календарный план измерений и выбирается метод измерений;

организация измерений включает проектирование, изготовление и установку геодезических знаков, которые выполняются в зависимости от метода измерения, инженерно-геологических условий, экономической целесообразности, имеющихся в наличии материалов;

непосредственные измерения, проводящиеся по выбранной заранее методике, согласно календарному плану строительства;

обработка результатов измерения включает поверку полевых журналов, вычисление величин деформаций, оценку точности проведенных полевых работ, составление ведомостей по каждому циклу измерений, графическое оформление;

составление отчета по результатам измерений.

2. СОСТАВЛЕНИЕ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ

2.1. Рабочая программа на выполнение работ по наблюдению деформаций оснований и фундаментов зданий и сооружений разрабатывается проектной организацией совместно с организацией, производящей работу, и утверждается до начала производства работ.

2.2. Перед составлением рабочей программы выполняется рекогносцировка на месте. Цель рекогносцировки — осмотреть котлован и зафиксировать его состояние. При наличии фундамента произвести визуальный его осмотр и фотографирование. Кроме того, выбрать окончательно места расположения геодезических знаков (марок и реперов), установить цикличность проведения работ по измерению деформаций, согласовав ее с графиком выполнения строительных работ. Наметить примерную схему измерительной сети.

Для сооружений, находящихся в эксплуатации, необходимо: собрать сведения о состоянии конструкций, наличии и характере трещин; наметить расположение и конструкцию маяков; выяснить по возможности причины появления деформаций, собрать сведения о ранее проведенных работах по измерению деформаций.

2.3. В результате рекогносцировки должны быть составлены следующие документы:

1. Краткая характеристика площадки.

2. Описание состояния котлована и фундаментов сооружения с фотографиями.

3. График выполнения основных этапов строительных работ.

4. Описание мест закладки геодезических знаков, обоснование их выбора.

5. Примерная схема измерительной сети (нивелирование, триангуляция створа и т.п.).

6. Наличие трещин и места закладки маяков в эксплуатируемых сооружениях.

7. Данные о ранее проведенных работах по наблюдению за деформируемостью оснований фундаментов сооружения с отметками знаков и планом их расположения.

2.4. Рабочая программа состоит из краткой пояснительной записки, к которой прикладываются календарный план работ, смета на производство работ, особые условия.

В пояснительной записке указываются:

цели и задачи наблюдений;

инженерно-геологические условия площадки;

сведения о наличии пунктов государственной геодезической сети, а также знаков, установленных для строительных целей;

количество проектируемых знаков для измерения деформаций по их видам;

сведения о ранее выполненных работах по измерению деформаций и связь их с последующими работами;

инструменты и способы измерений;

порядок обработки результатов измерений;

составление отчета по результатам измерений.

В рабочей программе определяется ответственность проектной организации за проект размещения аппаратуры; строительной организации за установку, сохранность и доступность аппаратуры, закладываемой в сооружения; службы геодезии за непосредственные измерения и первичную обработку результатов измерений; научно-исследовательской и проектной организаций за составление научно-технических отчетов.

2.5. Прикладываемый к рабочей программе календарный план должен отражать периодичность проведения циклов измерений.

2.6. Первый цикл измерений осадок проводится сразу же после возведения фундаментов.

Первый цикл измерений сдвигов проводится до приложения горизонтальной нагрузки к сооружению (до засыпки пазух котлована грунтом, до заполнения водохранилища и т.п.).

Сроки проведения последующих циклов измерений устанавливаются проектной или научно-исследовательской организацией в зависимости от инженерно-геологических условий, величины ожидаемых деформаций, степени стабилизации и т.д.

2.7. Количество циклов измерений осадок фундаментов за период достижения полной нагрузки от здания или сооружения на основание должно быть не менее четырех (при 25, 50, 75, 100 % всего давления). В эксплуатационный период проводится не менее трех циклов измерений. Сроки циклов измерения осадок в эксплуатационный период назначаются в зависимости от состояния сооружения, скорости протекания осадок и инженерно-геологических условий. Измерения осадок фундаментов рекомендуется продолжать по окончании строительства в течение 5 — 10 лет для глинистых грунтов основания, не обладающих особыми свойствами (просадка, набухание и т.д.), и 2 — 3 лет для песчаных грунтов; ежегодное количество циклов зависит от скорости осадок.

2.8. При проведении наблюдений за общей деформацией зданий и сооружений (осадкой, подъемом, креном и сдвигом) циклы измерений каждого вида деформаций в эксплуатационный период должны совпадать по времени или проходить непрерывно один за другим.

2.9. Наблюдения за осадками и деформациями фундаментов прекращают, если в течение трех циклов измерений величина их колеблется в пределах заданной точности измерений.

2.10. Измерения возобновляются в случае появления трещин в несущих конструкциях сооружений, а также в случае резкого изменения условий работы (увеличение нагрузок, значительный приток воды и т.п.). Цикличность измерений назначается проектной организацией по согласованию с организацией, выполняющей работы, учитывающей состояние конструкции сооружения, его значимость, причины возникновения деформаций и т.д.

3. ИЗМЕРЕНИЕ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

3.1. Измерение вертикальных перемещений (осадок, просадок, подъемов) оснований и фундаментов может выполняться геометрическим, тригонометрическим, гидростатическим нивелированием, фотограмметрическим способом.

3.2. Геометрическое нивелирование заключается в определении превышения одной точки над другой при помощи горизонтального луча визирования и отвесно установленных в этих точках реек.

3.3. Тригонометрическое нивелирование состоит в определении превышения одной точки над другой путем измерения угла наклона визирного луча и расстояния от инструмента до точек визирования.

3.4. Гидростатическое нивелирование заключается в определении превышения одной точки над другой с использованием основного закона сообщающихся сосудов и находящейся в них жидкости. Поверхность жидкости в сообщающихся сосудах образует горизонтальную плоскость.

3.5. Фотограмметрический способ заключается в периодическом фотографировании фототеодолитом точек сооружения и обработке фотопластин на стереокомпараторе (для определения осадок по оси z).

3.6. Измерения вертикальных перемещений (осадок, подъемов и т.д.) делятся на три класса. Требуемая точность определяет выбор класса измерения и соответствующего метода проведения работ. Точность измерения осадок, подъемов характеризуется средней квадратической ошибкой, полученной из двух циклов измерения:

Точность измерения вертикальных перемещений предписывается техническим заданием, составляемым проектно-изыскательской или научно-исследовательской организацией, исходя из принятых в проекте расчетов величины осадок.

3.7. I классом измеряют осадки оснований и фундаментов зданий и сооружений, построенных на скальных и полускальных грунтах, а также уникальных сооружений.

II классом измеряют осадки и подъемы любых зданий и сооружений, построенных на сжимаемых грунтах.

III классом измеряют осадки и просадки любых зданий и сооружений, построенных на насыпных, просадочных, заторфованных и других сильносжимаемых грунтах.

3.8. В каждом отдельном случае класс измерения выбирается в зависимости от предварительно рассчитанной в проекте величины ожидаемой осадки за весь период существования здания или сооружения. Применение того или иного метода измерения может корректироваться в процессе проведения первых трех циклов измерения и выяснения скорости протекания осадок оснований и фундаментов данного сооружения.

Предварительный расчет измерения осадок фундаментов сооружений приведен в табл. 1, где дано условное разделение грунтов в основании на песчаные и глинистые в зависимости от расчетной величины осадки, полученной из проекта и вычислены средние квадратические ошибки осадки.

Расчетная величина осадки, мм

Средняя квадратическая ошибка измерений осадки в одном цикле, мм, для периода

РАЗМЕЩЕНИЕ, КОНСТРУКЦИЯ И УСТАНОВКА ИСХОДНЫХ РЕПЕРОВ

3.9. Перед началом работ по измерению осадок фундаментов устанавливаются исходные геодезические знаки — реперы:

глубинный — фундаментальный геодезический знак, закладываемый в практически несжимаемые грунты;

грунтовый — геодезический знак, закладываемый ниже глубины промерзания грунта;

стенной — геодезический знак, заложенный в стене здания или сооружения, осадку фундамента которых можно считать практически закончившейся.

3.10. Реперы глубинные могут быть металлические, биметаллические, биструнные (рис. 1, приложение 1). Глубина заложения глубинных реперов от 2 до 100 м и более. Основание глубинного репера доводится до скального или практически несжимаемого грунта. Устанавливаются глубинные реперы в основном в скважинах. Репер, установленный на поверхностном выходе скальных пород, при соответствующем оформлении головки и колодца, может использоваться как глубинный.

3.11. Грунтовые реперы могут быть металлическими, железобетонными. Грунтовые реперы устанавливаются в котлованах, скважинах или путем забивки (при использовании свай).

При наличии на строительной площадке набивных или любого вида забивных свай возможно их использование в качестве репера, однако необходимо соответствующее оформление верхней части (колодец, крышки и т.д.).

Рис. 1. Глубинный репер с гибкой реперной штангой

1 — шток; 2 — сальник; 3 — инварная проволока; 4 — защитная труба; 5 — труба-люк; 6 — груз; 7 — шкаловая марка; 8 — рычаг; 9 — окно

Рис. 2. Удаление грунтового репера от сооружения

1 — репер; 2 — эпюра давления в грунтах от фундамента; 3 — изобары в долях давления Р; 4 — граница сжимаемой толщи; 5 — эпюра распределения природного давления; 6 — плоскость, проведенная от грани фундамента; 7 — ширина ленточного фундамента

Реперы глубинные размещают возможно ближе к сооружению, допускается установка их в самом сооружении. В этом случае для обеспечения устойчивости глубина их заложения должна быть ниже границы сжимаемой толщи грунтов под сооружением и с основанием в практически несжимаемых грунтах. Грунтовые и стенные реперы размещают вне зоны распространения давления от сооружения. Минимальное удаление грунтового репера от сооружения показано на рис. 2.

Практически удаление репера от сооружения для промышленного и гражданского строительства 50 — 100 м, для гидротехнического строительства 100 — 300 м.

3.12. Реперы должны размещаться:

вне проездов, складских территорий, оползневых склонов, свежих насыпей, торфяных болот, подземных выработок и карстовых образований;

на расстоянии, исключающем влияние вибрации от работающих в зданиях или сооружениях машин (молотов, шаровых мельниц и т.п.);

в местах, где возможен в течение всего срока наблюдений беспрепятственный и удобный подход к реперам с рейкой.

Реперы рекомендуется располагать в газонах, скверах, в местах, где отсутствуют подземные коммуникации.

3.13. Реперы глубинные (приложение 1) устанавливаются при измерении осадок нивелированием I класса. Количество глубинных реперов должно быть не менее двух. При наблюдении за осадками фундаментов особо ответственных сооружений количество глубинных реперов должно быть не менее трех для одного сооружения. Для развития нивелирной сети устанавливают грунтовые и стенные реперы. Количество реперов должно обеспечивать необходимую точность измерения.

3.14. При измерении осадок нивелированием II и III классов допускается использование только грунтовых реперов (рис. 3), а также реперов, заложенных в стенах зданий и сооружений. Количество грунтовых реперов должно быть не менее трех, стенных — не менее четырех.

3.15. При закладке в зданиях стенных реперов необходимо руководствоваться следующим:

здания должны быть построены за несколько лет до закладки знаков в местах, не подверженных оползню и выпучиванию;

при осмотре зданий необходимо убедиться в отсутствии видимых деформаций стен;

не рекомендуется закладывать стенные реперы в сооружениях, расположенных среди железнодорожных путей, а также размещать в цехах и т.д.;

не допускается производить закладку стенных реперов в сооружениях, предназначенных к сносу или капитальному ремонту.

3.16. Закладка глубинных реперов практически может выполняться в любое время года. Пользование реперами допускается не ранее 10 дней после окончания работ по их устройству. Закладку грунтовых и стенных реперов рекомендуется производить в весенне-летний период. При установке грунтовых реперов в зимний период котлованным способом должны быть предусмотрены меры по обеспечению сохранности основания от промораживания.

Рис. 3. Грунтовые реперы

а — трубчатый: 1 — реперная головка Æ 2 — 4 см; 2 — реперная труба, Æ 7 — 8 см; 3 — защитная труба, Æ 12 — 15 см; 4 — хомут для удержания защитной трубы; 5 — анкерный лист; 6 — бетонная подушка; 7 — крышка; 8 — кирпичный или бетонный (сборный) колодец; 9 — люк с крышкой; 10 — шлак; 11 — бетонная подготовка

б — свайный (устанавливается забивкой или котлованным способом ниже глубины промерзания на 1 — 2 м): 1 — реперная головка, Æ 2 — 4 см; 2 — свая; 3 — толь или рубероид при установке в котловане или битумная обмазка при забивке; 4 — кирпичный или бетонный (сборный) колодец; 5 — люк с крышкой; 6 — шлак; 7 — бетонная подготовка при установке в котлован

3.17. В каждом цикле измерений при проведении работ по наблюдению за осадками фундаментов сооружений необходимо контролировать устойчивость исходных реперов. Систематические изменения превышений между реперами от цикла к циклу наблюдений, появление невязок ходов преимущественно с одним знаком свидетельствует об изменении высотного положения исходных реперов.

3.18. Для характеристики устойчивости исходных реперов в простых нивелирных ходах при наблюдении за осадкой одиночных зданий или сооружений и установке не более трех реперов критерий неподвижности их М в мм может определяться из формулы:

где п — количество станций;

m_с.п — средняя квадратическая ошибка превышения на одной станции для I класса ±0,15 мм, для II класса ±0,5 мм, для III класса ±1 мм.

3.19. В случае большого количества реперов на строительной площадке сложной нивелирной сети существует несколько методов оценки устойчивости. В приложении 2 приведен пример анализа устойчивости реперов нивелирной сети способом корреляционного анализа.

3.20. Проект устройства репера и его конструкция должны согласовываться со всеми службами, имеющими в данном районе подземное хозяйство (кабельные сети, водопровод, канализация), а также с проектной и строительной организацией. Согласование сопровождается схемой расположения репера с привязкой его не менее чем к трем пунктам конструктивными чертежами, а также краткой характеристикой грунтового напластования.

3.21. После установки репера на него передаются отметки от ближайших точек геодезической высотной сети.

В случае дальнего расположения точек геодезической сети отметки могут быть переданы с существующих на объекте строительства реперов. Возможна условная система высот.

3.22. Если реперу угрожает опасность быть разрушенным или изменить свое положение и эту опасность нельзя устранить соответствующими мерами (например, укрепить), следует, не трогая этот репер, установить новый на другом, тщательно выбранном месте, и путем нивелирования связать со старым. Новому реперу присваивается новый номер.

3.23. На каждом репере должны быть четко обозначены организация, дата установки и порядковый номер, который не должен повторяться.

3.24. Установленные реперы должны быть сданы на сохранение по актам строительной или эксплуатационной организациям. Акты составляются в трех экземплярах, каждый из них скрепляют подписями представителей организаций. Акты сдаются на хранение в технические архивы.

РАЗМЕЩЕНИЕ, КОНСТРУКЦИЯ И УСТАНОВКА МАРОК

3.25. Размещение марок на здании или сооружении является одним из основных этапов организационной работы при измерении осадок фундаментов. От правильности размещения марок зависят полнота и четкость выявления осадок фундаментов зданий или сооружений. Места установки марок должна намечать организация, выполняющая измерения по согласованию с проектной и строительной организацией.

Размещение марок должно обеспечивать наиболее благоприятные условия производства нивелирных работ.

На рис. 4 и 5 приведены примеры размещения нивелирных марок, устанавливаемых в стенах, на колоннах и фундаментах разного рода сооружений.

3.26. 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. Расстояние между марками зависит от инженерно-геологических условий, конструкции фундаментов, ожидаемой величины осадки и ее неравномерности, а также от цели, с которой проводятся измерения осадок.

3.27. 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.

Рис. 4. Схемы размещения марок на зданиях и сооружениях

а — бумагоделательный комбинат; б — теплоэлектростанция; в — гидросооружение

3.28. 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.

а — жилой пятиэтажный дом из крупных панелей серии 1-464; б — административное здание повышенной этажности; в — жилой дом повышенной этажности из крупных панелей и блоков

3.29. Для бескаркасных крупнопанельных жилых и общественных зданий со сборными фундаментами марки устанавливаются по периметру и осям зданий через 6 — 8 м приблизительно через двойной шаг панелей.

3.30. Для зданий, имеющих свайные фундаменты, марки размещают не более чем через 15 м по продольным и поперечным осям сооружения.

3.31. Для многоэтажных производственных зданий и промышленных сооружений, имеющих сплошную фундаментную плиту, марки следует размещать по разбивочным поперечным и продольным осям плиты и ее периметру из расчета 1 марка на 100 м 2 площади.

3.32. На сооружениях типа дымовых труб, доменных печей, силосных башен, элеваторов и др. устанавливается не менее 4 марок по периметру.

3.33. Для гидротехнических сооружений, разделенных на секции, необходимо устанавливать не менее трех марок на каждую секцию, при ширине секций более 15 м — не менее 4 марок. Также рекомендуется устанавливать несколько ярусов марок (на гребне сооружения и в нижней галерее) по периметру верхнего и нижнего бьефов.

3.34. Для причальных и подпорных стен марки устанавливаются по периметру через 15 — 20 м.

3.35. В случае пристройки вновь возводимого здания к существующему место примыкания рассматривают как осадочный шов и марки устанавливают по обе его стороны.

На старом здании можно ограничиться установкой марок на расстоянии 15 — 25 м от места примыкания нового здания.

3.36. Места расположения марок обозначают условными знаками на плане фундаментов здания или сооружения, выполненном в масштабе 1:100 — 1:500. Каждой марке присваивают номер.

3.37. Если в процессе измерения выявляется, что марка уничтожена, то немедленно устанавливается новая марка в радиусе не более 3 м от уничтоженной и на нее передается отметка. Новой марке присваивают тот же номер с добавлением литера «Н».

3.38. Марки служат для установки на них нивелирных реек во время производства работ, поэтому любая конструкция марки должна обеспечивать однозначность установки на ней рейки во все циклы наблюдений, т.е. марка должна иметь строго фиксированную точку.

3.39. В зависимости от места установки нивелирные марки подразделяются на стенные, плитные, цокольные и т.д. (см. приложение 3а).

3.40. После установки марки должны быть привязаны с погрешностью не более 10 см к разбивочным осям, оконным или дверным проемам, выступам, углам зданий и т.д.

ИЗМЕРЕНИЕ ОСАДОК ГЕОМЕТРИЧЕСКИМ НИВЕЛИРОВАНИЕМ I КЛАССА

3.41. Измерение осадок геометрическим нивелированием I класса производится двойным горизонтом в прямом и обратном направлении, способом совмещения, высокоточными нивелирами типа H1 * и самоустанавливающимися типа Ni-002 фирмы «К. Цейсс», ГДР. Измерения в каждом цикле выполняются по однотипной схеме нивелирования, возможно простыми ходами из одного — двух полигонов.

* В соответствии с классификацией ГОСТ 10528-63 «Нивелиры, Типы. Основные параметры и технические требования».

3.42. Полевые и лабораторные исследования и поверки выполняются для каждого нивелира по получении его с завода, после ремонта, сопровождающегося разборкой инструмента, а также по мере необходимости. Лабораторные поверки и исследования выполняются в соответствии с «Инструкцией по нивелированию I, II, III, IV классов», М., «Недра», 1974. В приложении 4 приведены основные полевые поверки нивелиров. Нивелиры и рейки, употребляемые для измерения осадок, не должны использоваться для других работ.

Рис. 6. Инварная штриховая рейка

а — изображение рейхи в поле зрения трубы нивелира Ni-002; б — рейка с подпорками для установки

3.43. При измерении осадок фундаментов нивелированием I класса должны применяться штриховые рейки с инварной полосой (рис. 6), на которой нанесены две шкалы, смещенные одна относительно другой на 2,5 мм. Длина реек от 0,1 до 3 м. Штрихи на рейках должны иметь толщину 1 мм, расстояние между осями штрихов 5 мм. На рейке должен иметься круглый уровень с ценой деления 10 — 12‘ на 2 мм.

Ошибки метровых интервалов шкал и всей шкалы реек не должны превышать ±0,15 мм. Натяжение инварной полосы должно равняться 20 кгс.

3.44. Перед началом работ необходимо убедиться в отсутствии прогибов реек, в четкости нанесения делений и надписей, исправности уровней.

При работе с рейкой следует соблюдать следующие условия:

пятка рейки должна быть абсолютно чистой;

реечник должен устанавливать рейку на высшую точку марки по сигналу наблюдателя легко, без ударов;

рейка при помощи уровня становится вертикально, для ее удерживания применяются подпорки (рис. 6,б), не допускается перемещение рейки на точке во время отсчитывания. Для уменьшения величины ошибки из-за неправильной установки рейки на марках рекомендуется применять подпятники, у которых центр оградительного кольца лежит на оси рейки;

при работе в темных помещениях на рейку надевается осветительная рамка (приложение 5);

ставя рейку на марку, реечник называет ее номер. Без сигнала наблюдателя рейка не снимается;

во время перерывов следует оберегать рейку от ударов, сотрясений, прислонять ребром к стене. По окончании работ хранить рейку в сухом помещении в специальном ящике. На одном объекте в разные циклы измерений рекомендуется использовать одну и ту же рейку.

3.45. Последовательность наблюдений на станции принимается следующая:

установка штатива; штатив нивелира должен устанавливаться на станциях без перекосов и напряжений; две ноги штатива располагаются вдоль линии нивелирования, а третья — попеременно, то справа, то слева; все три ноги штатива должны находиться в одинаковых условиях;

установка цилиндрического уровня; отклонение от контакта не более двух делений уровня;

отсчитывание по рейке выполняется по одной из следующих программ:

первый горизонт инструмента

второй горизонт инструмента

где З_о — отсчет по основной шкале задней рейки; З_д — отсчет по дополнительной шкале задней рейки; П_о — отсчет по основной шкале передней рейки; П_д — отсчет по дополнительной шкале передней рейки.

При нивелировании одной рейкой в помещениях и при установке инструмента на жесткое основание применяется вторая программа.

3.46. Нивелирный ход по маркам начинают с репера и кончают на нем же или на другом репере. В каждом цикле измерений число станций в замкнутом ходе должно обеспечивать необходимую точность получения величины осадки. При незамкнутом ходе допускается не более одной установки инструмента.

3.47. Длина визирного луча не должна превышать 25 м, высота визирного луча над поверхностью земли или предмета должна быть не менее 0,8 м. В отдельных случаях при работе в подвальных помещениях и длине визирного луча не более 15 м допускается выполнять измерения при высоте визирного луча 0,5 м.

3.48. Наблюдения должны выполняться только при вполне благоприятных условиях видимости и при достаточно отчетливых и спокойных изображениях штрихов реек.

3.49. При выполнении работ в зимний период за 45 мин до начала наблюдений инструмент выносится на улицу для принятия нужной температуры. Передачу отметки на марки, расположенные внутри сооружения, рекомендуется выполнять через оконные проемы, отверстия в полах и стенах (диаметром не менее 0,5 м). Не рекомендуется устанавливать инструмент на границе между теплым и холодным воздухом. При переходе в помещения с большими разницами температур рекомендуется устанавливать марки с двух сторон фундаментов.

3.50. Не рекомендуется вести наблюдения:

в периоды, близкие к восходу и заходу солнца (начинать наблюдения можно примерно через полчаса после восхода солнца и заканчивать их примерно за час до захода солнца);

при колебаниях изображений, затрудняющих точное наведение биссектора на штрих рейки;

при сильном и порывистом ветре;

при сильных и скачкообразных колебаниях температуры воздуха.

Во время нивелирования инструмент должен быть тщательно защищен от солнечных лучей: на станции при помощи зонта, при переносе с одной станции на другую при помощи просторного чехла из плотной материи.

3.51. Неравенство расстояний от нивелира до реек не должно превышать 0,4 м. Накопление неравенств на замкнутый ход допускается не более двух метров. Расстояние измеряют дальномером или тонким стальным тросом. Допускается откладывание равных расстояний с помощью шпагатов.

3.52. Передача отметки с реперов на марки производится в начале цикла измерений. Если период наблюдений одного цикла превышает 10 дней, передача повторяется.

3.53. В качестве переходных точек используются башмаки, забиваемые в грунт, асфальт, деревянные столбы (приложение 5). К башмакам предъявляется требование абсолютной устойчивости. При перерыве в работе необходимо сделать привязку к марке.

3.54. На каждой станции надлежит выполнять контроль наблюдений. Этот контроль заключается в следующем:

подсчитывают разность основной и дополнительной шкал каждой рейки, которая должна находиться в пределах двух делений барабана (0,1 мм) (см. приложение 6). При большем расхождении наблюдения на станции повторяются;

подсчитывают удвоенные превышения по наблюдениям основной и дополнительных шкал задней и передней реек. Расхождение в удвоенных превышениях по основным и дополнительным шкалам должно быть не более четырех делений барабана (0,2 мм). При больших расхождениях наблюдения необходимо повторить;

вычисляют превышение; расхождение в превышениях при двух горизонтах допускается не более 0,2 — 0,3 мм;

после выполнения замкнутого хода вычисляют его невязку. Она не должна превышать допустимую невязку f’_h вычисляемую по формуле

где п — число станций в нивелирном ходе.

3.55. При использовании самоустанавливающихся нивелиров типа Ni-002 фирмы «К. Цейсс», ГДР, процесс работы упрощается. Не требуется защиты нивелира от солнечных лучей, не проводятся измерения расстояний от нивелира до марок, упрощается горизонтирование визирной оси инструмента. Производительность работы по измерениям осадок повышается приблизительно на 30 % с сохранением требуемой высокой точности. Поверки такого типа нивелиров см. в приложении 4.

ИЗМЕРЕНИЕ ОСАДОК ГЕОМЕТРИЧЕСКИМ НИВЕЛИРОВАНИЕМ II КЛАССА

3.56. Измерение осадок геометрическим нивелированием II класса производят нивелирами типа H1 и Н2 с плоскопараллельной пластинкой и контактным уровнем, а также самоустанавливающимися нивелирами типа KONi-007 «К. Цейсс», ГДР. Нивелирование производят одним горизонтом в прямом и обратном направлениях способом совмещения.

Полевые и лабораторные исследования и поверки выполняются для каждого нивелира по получении его с завода, после ремонта, сопровождающегося разборкой инструмента, а также по мере необходимости. Лабораторные поверки и исследования выполняются в соответствии с требованиями «Инструкции по нивелированию I, II, III, IV классов». «Недра», М., 1974, утвержденной ГУГК при Совете Министров СССР.

Основные полевые поверки нивелиров приведены в приложении 4.

3.57. При измерении осадок нивелированием II класса должны применяться штриховые рейки с инварной полосой. Допускается использование инварных реек с одной шкалой и толщиной штриха 2 мм. К рейкам предъявляются требования п. 3.44. Длина реек может быть любой — от 0,1 до 3 м.

3.58. Последовательность наблюдений на станции при работе способом совмещения нивелирами типа H1 и Н2 следует проводить в соответствии с п. 3.45.

3.59. Нивелирный ход начинают с репера и кончают на нем же или на другом репере. Количество станций в висячем ходе допускается не более 2. Число станций в замкнутом ходе должно обеспечивать необходимую точность получения величины осадки.

3.60. Длина визирного луча не должна превышать 30 м, в отдельных случаях при вытянутых ходах с применением штриховых реек, имеющих толщину штриха 2 мм, допускается увеличение длины визирного луча до 40 м. Высота визирного луча должна быть не менее 0,5 м над поверхностью земли.

3.61. Неравенство расстояний от нивелира до реек не должно превышать 1 м. Накопление неравенства на замкнутый ход не должно превышать 3 — 4 м.

3.62. Наблюдения должны выполняться при благоприятных условиях видимости и с соблюдением требований п.п. 3.49, 3.50.

3.63. В качестве переходных точек используются башмаки (см. п. 3.53).

3.64. На каждой станции осуществляется полевой контроль наблюдений. Этот контроль заключается в следующем:

подсчитывают разность основной и дополнительных шкал реек; она должна отличаться от постоянного числа не более чем на 3 деления барабана (0,15 мм). При большем расхождении наблюдения на станции повторяются;

подсчитывают удвоенные превышения по наблюдениям основной и дополнительных шкал задней и передней реек. Расхождение в удвоенных превышениях по основной и дополнительной шкалам должно быть не более 6 делений барабана (0,3 мм). При больших расхождениях наблюдения необходимо повторить;

3.65. После выполнения замкнутого хода вычисляется его невязка. Она не должна превышать допустимой невязки f»_h, вычисленной по формуле

где п — число станций в нивелирном ходе.

3.66. При использовании самоустанавливающихся нивелиров типа KONi-007 «К. Цейсc», ГДР, процесс работы упрощается. Не требуется защиты нивелира от солнечных лучей, не проводятся измерения расстояний от нивелира до реек, упрощается горизонтирование визирной оси инструмента. Поверки такого типа нивелиров приведены в приложении 4.

ИЗМЕРЕНИЕ ОСАДОК ГЕОМЕТРИЧЕСКИМ НИВЕЛИРОВАНИЕМ III КЛАССА

3.67. Измерение осадок геометрическим нивелированием III класса производят нивелирами Н3. Могут быть использованы самоустанавливающиеся нивелиры типа KONi-007, «К. Цейсc», ГДР.

Нивелирование проводят одним горизонтом в прямом или в прямом и обратном направлениях в зависимости от применяемого инструмента и наличия типов реек. Основные полевые поверки приведены в приложении 4.

3.68. При измерении осадок нивелированием III класса применяются следующие типы реек:

шашечные двухсторонние длиной 2 — 3 м с сантиметровыми делениями. Отсчеты по красной и черной сторонам рейки должны различаться не менее чем на 100 мм;

штриховые рейки длиной от 0,5 до 3 м односторонние с двумя шкалами или двухсторонние с наименьшим делением в 0,5 см;

может использоваться подвесная рейка длиной от 0,5 до 1,2 м с такими же делениями и шкалами, как у основных реек. Нуль подвесной рейки должен совмещаться с центром отверстия для штифта, на котором подвешивается рейка. К рейкам предъявляются требования, изложенные в п. 3.44.

3.69. Последовательность наблюдений на станции в случае работы способом совмещения принимается такая же, как указано в п. 3.45.

Отсчитывание по трем нитям рейки выполняется по программе З_ч, П_ч, П_к, З_к, где З_ч, З_к — отсчет по трем нитям черной и красной сторон задней рейки; П_ч, П_к — отсчет по трем нитям черной и красной сторон передней рейки.

При выполнении отсчетов по средней нити последовательность наблюдений следующая:

установка и приведение инструмента в рабочее положение;

отсчитывание по средней нити выполняется по программе З_ч, П_ч, П_к, З_к.

3.70. Наблюдения должны выполняться при благоприятных условиях видимости с соблюдением правил п.п. 3.48 — 3.50. Нивелирование начинают с репера и кончают на нем же или на другом репере. Количество станций в замкнутом ходе должно обеспечивать необходимую точность получения осадки. Количество висячих станций допускается не более пяти.

3.71. Длина визирного луча должна быть не более 40 м. Высота визирного луча должна быть не менее 0,3 м над поверхностью земли.

Неравенство расстояний от инструмента до реек не должно превышать 2 м, а накопление их в ходе — 5 м.

3.72. В качестве переходных точек используются башмаки (см. п. 3.53). Допускается использование в качестве переходных точек деревянных кольев с забитым гвоздем, на который устанавливается пятка рейки, металлических костылей, забитых в деревянный столб под углом не менее 30°, и т.д.

3.73. На каждой станции надлежит выполнять контроль наблюдений. Этот контроль заключается в следующем:

при подсчитывании средних превышений из наблюдений по красной и черной сторонам реек расхождение между ними не должно превышать 2 мм;

при использовании инварных штриховых реек и нивелиров типа H1, H2 разность превышений по основной и дополнительной шкалам не должна превышать 1,5 мм;

при отсчитывании по трем нитям сравнивают отсчет по средней нити с полусуммой отсчетов по крайним нитям. Расхождение не должно превышать 3 мм.

3.74. Невязка в замкнутом ходе не должна превышать допустимую f»_h, определяемую по формуле

где п — число станций в нивелирном ходе.

При прокладывании прямого и обратного хода допустимое расхождение между превышениями подсчитывается по той же формуле.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

3.75. По окончании полевых измерений вычисляют во вторую руку превышения между марками и реперами и составляют схему нивелирных ходов, на которую выписывают вычисленные превышения, полученные и допустимые невязки. Округление производят до следующих величин, приведенных в табл. 2.

3.76. После проверки журналов и составления схем ходов нивелирования составляют ведомость превышений и вычисленных отметок марок.

Среднюю квадратическую ошибку осадки m_s из двух циклов определяют по формуле:

где m₁ и m₂ — средние квадратические ошибки отметки марки хода, наиболее удаленной от репера в первом и втором циклах наблюдений; в случае простых одиночных ходов их определяют по формуле

где m_c — средняя квадратическая ошибка одной станции для данного класса;

n — количество станций до наиболее удаленной марки хода.

В случае большого количества ходов или полигонов оценку точности производят до и после уравновешивания. Целесообразно при уравнивании применять приближенный метод полигонов проф. В.В. Попова или более строгий метод наименьших квадратов. Сеть уравнивается как свободная.

В приложении 7 приведены примеры уравновешивания нивелирных сетей.

Невязки, не превышающие 1 мм в одиночных полигонах, распределяют равномерно по всем превышениям. Форма ведомости отметок и осадок приведена в табл. 3.

3.77. Осадки фундамента под каждой маркой вычисляют как разность между отметкой этой марки, полученной в последнем цикле измерений, и отметкой, полученной в первом цикле измерений.

Величину осадки также можно получить методом, предложенным польским проф. Лаззарини, который заключается в совместном уравнивании двух циклов измерений методом наименьших квадратов, что позволяет получить непосредственно величины осадок как неизвестные с их средними ошибками.

Дата начала наблюдений (первого цикла)

Отметка в последнем цикле в мм

при давлении в кгс/см 2

Примечание. Измерения осадок выполнялись нивелированием I класса.

3.78. Пользуясь ведомостью осадок, составляют чертеж распределения осадок в плане. Для этого на плане фундаментов здания под номером каждой марки пишут величину ее осадки в миллиметрах.

При значительной неравномерности осадок рекомендуется наносить на чертеже расположения марок изолинии равных осадок, например для 0, 10 и 20 мм и т.д.

3.79. На основании данных наблюдений вычисляются: средняя осадка, относительные значения прогиба (выгиба), неравномерности осадок соседних фундаментов и крен.

Среднюю осадку S_cp в мм, отнесенную к площади фундамента, вычисляют по формуле

F₁, F₂, . F_n — площадь подошвы фундаментов, отнесенных к соответствующим маркам.

Допускается среднюю осадку вычислять по формуле

где [S] — сумма осадок всех марок на сооружении;

Одновременно со средней осадкой S_cp указывают наибольшую и наименьшую осадки на всей площади плана фундаментов, принятой к осреднению.

Относительный прогиб (выгиб) f вычисляют по формуле (9) из данных осадок трех смежных марок, расположенных на осях сооружения или вдоль характерных линий плана и отстоящих друг от друга приблизительно на одинаковых расстояниях:

где S₁ и S₃ — осадки крайних марок рассматриваемого участка прямой линии, мм;

S₂ — осадка средней марки, мм;

L — расстояние между крайними марками, мм.

Относительный прогиб (выгиб), как правило, вычисляют для продольной оси здания, а также для поперечных сечений у торца здания в средней его части, причем обязательно следует указывать направление прогиба (значение f выпуклостью вниз — положительное, выпуклостью вверх — отрицательное).

Относительная неравномерность осадок двух соседних марок определяется разностью их осадок, отнесенной к расстоянию между ними.

Для марок, установленных на концах осей сооружений, вычисляется относительный крен К

где S_a и S_b — осадки крайних марок по оси сооружений, мм;

L — расстояние между этими марками, мм.

Относительный крен вычисляют для продольной оси здания, а также для поперечных сечений у торцов и в средней части, причем обязательно указывают направления крена (север, восток, юг, запад).

3.80. На основании ведомости осадок составляют ведомости среднемесячных и среднегодовых скоростей осадок V, вычисляемых по формуле

где S_к — средняя осадка сооружения в конце периода;

S_н — то же, в начале периода;

t — период наблюдений.

Рис. 7. Отчетная карточка по объекту

3.81. По окончании обработки результатов измерений для каждого объекта составляют отчетную карточку, на которую наносят геологию, план фундаментов, развертку осадок по осям и осадку марок во времени (рис. 7).

3.82. По этим материалам в первый цикл измерений составляется пояснительная записка с описанием методики измерений, полученных данных и оценкой точности с приложением ведомостей отметок марок. После проведения второго цикла измерений составляется научно-технический отчет, в который включаются:

цели и задачи измерений;

характеристика грунтов, залегающих в основании сооружения, с приложением инженерно-геологического разреза скважин и физико-механическими свойствами грунтов;

конструктивные особенности сооружения и его фундаментов с приложением планов и разрезов фундаментов;

подробное описание методики работ, обработки полевых материалов, оценки точности;

результаты работ с приложением данных, перечисленных в п.п. 3.78 — 3.81.

ИЗМЕРЕНИЕ ОСАДОК ФУНДАМЕНТОВ МЕТОДОМ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО НИВЕЛИРОВАНИЯ

3.83. Гидростатическое нивелирование для определения осадок фундаментов сооружений может быть эффективно использовано в стесненных условиях подвальных помещений, где не могут быть обеспечены условия хорошей видимости наблюдаемых точек, отсутствует удобное место для установки прибора и работы наблюдателя, затруднена работа громоздкостью реек, штативов и т.д. Гидростатическое нивелирование может быть с успехом применено при измерении осадок фундаментов турбогенераторов, бумагоделательных машин, стендов для натяжения арматуры при изготовлении напряженного железобетона и т.д. Для наблюдений за осадками фундаментов технологического оборудования уникальных сооружений типа ускорителей, где невозможно пребывание человека из-за радиационной опасности, целесообразно использование стационарных гидростатических систем с дистанционным управлением. В ряде случаев гидростатическое нивелирование может оказаться единственным техническим средством для наблюдения за осадками.

3.84. Гидростатическое нивелирование заключается в определении разности высот точек инженерного сооружения путем использования основного закона гидростатики — в сообщающихся сосудах свободная поверхность жидкости всегда находится на одинаковом уровне, независимо от поперечного сечения сосуда и массы жидкости. По разности высот столбов жидкости в сообщающихся сосудах находят разность высот точек, на которых установлены сосуды.

3.85. Измерения осадок фундаментов методом гидростатического нивелирования могут быть выполнены двумя видами гидростатических приборов:

переносным шланговым нивелиром;

стационарной гидростатической системой.

3.86. Переносные шланговые нивелиры бывают двух основных типов:

а) с фиксацией положения поверхности жидкости по поплавку. Погрешность отсчета ±0,1 мм. К таким нивелирам относятся нивелиры НШТ-1, НШТ-2 и др.;

б) с фиксацией положения поверхности жидкости острием микрометренного винта, точность отсчета от 0,02 мм до 2 — 3 микрон (при использовании электрических контактов). К таким приборам относятся нивелиры Терцаги, Мартина, Мейсера и др.

3.87. Переносные шланговые нивелиры в основном состоят из двух одинаковых водомерных стаканов-пьезометров, соединенных гибким резиновым или пластмассовым шлангом разной длины. Водомерные стаканы представляют собой стеклянные цилиндры длиной от 50 до 200 мм, диаметром от 20 до 50 мм, заключенные в металлические оправы. В нижней части оправ имеются патрубки с кранами для присоединения к шлангу, а в верхней — отверстие для заливки жидкости и соединения полости цилиндра с воздушной средой, перекрываемое либо краном, либо ручным или автоматическим клапаном. В приложении 8 приведены описания основных типов переносных гидростатических нивелиров.

3.88. Измерения осадок переносным гидростатическим нивелиром можно проводить двумя способами:

с перестановкой водомерных стаканов;

без перестановки водомерных стаканов.

При способе измерений осадок с перестановкой водомерных стаканов последовательность наблюдений на станции следующая:

закрепление водомерных стаканов на марках;

приведение инструмента с помощью уровней в горизонтальное положение;

фиксирование по отсчетным приспособлениям положения уровня воды на обеих марках;

перестановка водомерных стаканов;

приведение в горизонтальное положение;

повторное фиксирование по отсчетным приспособлениям положения уровня воды на обеих марках.

Превышение h между марками будет равно:

где а₁ и а’₁ — отсчеты по первому водомерному стакану, установленному на 1-й и 2-й марках;

а₂ и а’₂ — отсчеты по второму водомерному стакану, установленному на 1-й и 2-й марках.

Для ускорения работы можно брать отсчеты один раз без перестановки водомерных стаканов. Для этого перед началом работы надо определить разность высот сообщающихся сосудов, которая для данной пары водомерных стаканов является постоянной величиной К.

Для определения К достаточно взять отсчеты при двух положениях водомерных стаканов и вычислить по формуле

Зная К, можно вычислять превышения без перестановки водомерных стаканов на одной станции по формуле: h = K — (а₂ — a₁).

3.89. Перед началом работы гидростатическим нивелиром нужно проверить, как заполняет вода шланги. Воздушные пузыри и пробки в системе гидростатического нивелира не допускаются. Вода в системе должна быть кипяченой или дистиллированной. Не допускаются перегибы шлангов и провисание.

При приложении нивелирного хода гидростатическим нивелированием водомерные стаканы инструментов устанавливаются или навешиваются на марки или штативы.

Нивелирные ходы (с применением штативов) удобнее прокладывать нивелирами с поплавками, так как эти нивелиры могут измерять большие превышения, чем нивелиры с микрометренным винтом.

3.90. При установке водомерных стаканов на марки и проведении высокоточного гидростатического нивелирования в конструкции сооружений закладываются специальные закладные детали (марки) для того или иного гидростатического нивелира в соответствии с имеющимся в приборе приспособлением для установки.

3.91. При применении переносных гидростатических нивелиров точность получения величины осадки зависит от двух типов ошибок: инструментальных и внешней среды.

Инструментальные ошибки состоят в основном из ошибок установки водомерных стаканов на марки нивелируемых точек; ошибок хода винта отсчетного приспособления; ошибок за температурные деформации отдельных узлов головки гидростатического нивелира; ошибок за счет капиллярных сил смачивания конца штока.

Ошибки внешней среды состоят в основном из ошибок, вызванных: тепловым расширением жидкости в сосудах гидростатического нивелира; изменением давления в помещении нивелирования; изменением плотности жидкости за счет локального распределения пузырьков воздуха; нарушением плоскостности поверхности уровня жидкости воздушными пузырьками; испарением воды в сосудах прибора и ошибок, вызванных загрязнением жидкости в гидростатических приборах.

3.92. Для измерений осадок фундаментов гидростатическим нивелированием с большой точностью (средней квадратической ошибкой осадки ±0,1 — 0,3 мм) необходимо: а) герметизировать гидростатическую систему; б) не допускать наличия в системе воздушных пробок; в) соединительные шланги должны находиться приблизительно (до 2 см) в горизонтальной плоскости; г) учитывать с помощью температурных датчиков изменение температуры в головках системы с целью введения поправок в положение уровня жидкости.

Наиболее удобный период наблюдений, когда гидростатическая система или полностью охлаждена, или нагрев ее достиг уровня с незначительным изменением температуры во времени.

3.93. По опытным данным, в закрытых помещениях, где сохраняется постоянство температуры, гидростатическое нивелирование при тщательной работе и высоком классе обработки нивелируемой марки может обеспечить ошибку осадки из двух циклов до 20 мкм.

Для уменьшения влияния температуры возможно соединять водомерные стаканы сложным двойным шлангом. Внутри воздушного шланга большого диаметра проходит жидкостный шланг малого диаметра. Воздушный шланг служит термозащитным средством. Для равномерного распределения воздушных промежутков между шлангами помещена диафрагма с отверстиями для свободного прохода воздуха.

3.94. Стационарная гидростатическая система может состоять из большого количества водомерных стаканов-пьезометров, жестко укрепленных на фундаментах или конструкциях сооружения. Эти системы удобнее для использования, так как всегда готовы для наблюдения; большее число наблюдательных точек обеспечивает большую полноту материалов, причем обслуживать всю систему может один человек.

3.95. По различию в методике измерений абсолютных или относительных осадок стационарные системы можно разделить на два типа: с привязкой к неподвижному исходному реперу и без привязки к реперу.

По конструкции стационарные гидростатические системы можно разбить на замкнутые и разомкнутые или висячие.

3.96. Для заполнения системы водой могут быть рекомендованы два способа:

а) приготавливают бачок с запасом жидкости, по меньшей мере, втрое превышающим заполняемый объем шланга, и поднимают его возможно выше от пола. Один конец шланга опускают в жидкость и всасыванием пускают ее в шланг. Следя за тем, чтобы в шланг не засасывался воздух, пропускают жидкость по шлангу до тех пор, пока она не станет вытекать из него непрерывной струей без пузырьков воздуха, затем закрывают выходные и входные отверстия пробками;

б) изгибают конец шланга в форме буквы U, с величиной петли 0,3 — 0,4 м и, плотно вставив в отверстие воронку, заполняют петли жидкостью. Затем, медленно увеличивая размеры петли и следя за тем, чтобы воронка находилась ниже верхней точки перегиба шланга, а уровень жидкости — в широкой части воронки, непрерывно льют в воронку жидкость до заполнения всего шланга. После заполнения концы шланга закрывают пробками.

3.97. Перед устройством стационарной гидростатической системы составляют проект размещения водомерных стаканов-пьезометров, разводки шлангов и установки напорного резервуара с учетом удобного доступа и требований сохранности. Проект согласовывается со строительной организацией или службой эксплуатации.

Напорный резервуар с водой устанавливают на прочной подставке или фундаменте, не имеющем осадок, в стороне от гидростатической системы. При наблюдениях за сооружениями удлиненной формы напорные резервуары лучше размещать с двух сторон сооружения и гидростатическую систему делать замкнутой. Водомерные стаканы целесообразно защищать смотровыми ящиками, открываемыми во время наблюдений. Наполнение системы водой производится через два — три месяца. Воду для удобства наблюдения желательно подкрашивать.

3.98. Точность гидростатического нивелирования с помощью стационарно установленной системы зависит как от факторов, перечисленных в п. 3.91, так и от конструкции системы, качества жидкости, методики измерений. В приложении 8 приведено описание гидростатической системы с автоматическим съемом информации. Эта система была разработана для высокоточных измерений осадок сооружений Ереванского ускорителя и с успехом может применяться на разного рода сооружениях. Точность получения осадки фундаментов с применением такой системы составляет несколько десятков микрометров.

3.99. Не рекомендуется проводить измерения осадок методом гидростатического нивелирования на сооружениях, испытывающих динамические нагрузки.

ИЗМЕРЕНИЕ ОСАДОК ФУНДАМЕНТОВ МЕТОДОМ ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКОГО НИВЕЛИРОВАНИЯ

3.100. Измерение осадок методом тригонометрического нивелирования может выполняться на сооружениях, построенных в условиях крутопадающих склонов, в оврагах, на больших насыпях, естественных холмах, при передаче отметок в глубокие котлованы.

3.101. При измерении осадок эксплуатирующихся сооружений тригонометрическим нивелированием может осуществляться передача отметок в глубокие подвалы.

3.102. Тригонометрическое нивелирование заключается в определении превышения одной точки над другой измерением угла наклона визирного луча и расстояния от инструмента до точек визирования.

3.103. Для измерения осадок методом тригонометрического нивелирования рекомендуется использовать теодолиты средней и высокой точности типа ОТ-02, ТБ-1, Theo-010 и Т-2, снабженные цилиндрическим контактным уровнем и оптическим микрометром. Полевые поверки такого типа теодолитов приведены в приложении 4.

3.104. Тригонометрическое нивелирование выполняется короткими лучами (до 100 м) с применением реек, на которых закреплены визирные цели, также возможно применение вешек с подпятниками и круглым уровнем. На вешках укрепляются две визирные цели, отстоящие друг от друга на 1 — 2 м. Перед проведением работ величину вертикального базиса на рейке и на вешке рекомендуется прочно закрепить и прокомпарировать его длину.

3.105. Вертикальный угол или зенитное расстояние для теодолитов типа ТБ-1 определяется по формуле

для теодолитов типа ОТ-02:

где КЛ — отсчет по микрометру вертикального круга при круге лево;

КП — отсчет по микрометру вертикального круга при круге право.

После контрольных вычислений места зенита MZ и зенитных расстояний Z отдельно для каждого измерения и визирной цели вычисляются значения превышений между горизонтальной осью вращения трубы теодолита и осью визируемого штриха на рейке или вешке. Это превышение вычисляется по формуле

где D — горизонтальное проложение, вычисляемое по формуле

b — расстояние между визирными целями или вертикальный базис;

Z_1,2 — зенитные расстояния или вертикальные углы двух точек на рейке.

3.106. Отметка каждой марки вычисляется по формуле:

Осадка S в разных циклах может быть вычислена как разность отметок двух циклов; в случае равноточных измерений, выполненных по однотипной схеме, осадка может быть вычислена как разность превышений соответствующих циклов.

3.107. Для повышения точности тригонометрического нивелирования рекомендуется устанавливать знаки, закрепляющие точки стояния инструмента. Эти знаки могут быть выполнены из металла в виде трубы с отверстием для прикрепления теодолита (рис. 8), забитой сваи с простейшим центрировочным устройством. Кроме того, могут быть использованы окружающие сооружения, устойчивость которых не вызывает сомнения. С применением всех предосторожностей можно получить точность определения осадки в двух циклах измерения, равной II классу геометрического нивелирования.

Рис. 8. Опорный знак (металлическая труба для установки теодолита)

1 — подставка; 2 — отверстие для закрепления теодолита; 3 — бетонный башмак

3.108. При измерении больших величин осадок сооружений, построенных или строящихся в условиях пересеченной местности и основанных на насыпных или просадочных грунтах, подверженных замачиванию, метод тригонометрического нивелирования может быть выполнен по упрощенной методике. Измерения могут выполняться на штативе, закладка постоянных точек для установки инструмента в виде столбов или труб не обязательна. Однако рекомендуется проводить измерения из середины, что освобождает величину получаемого превышения от влияния кривизны Земли и рефракции. Имеется возможность использования тахеометров и таблиц для вычисления превышений. Расстояния могут быть измерены дальномером. Исключается применение вертикального базиса на рейках и вешках. Точность получения величины осадки из двух циклов составит при таком методе ±10 мм — 15 мм. Этот способ применим для фиксирования больших величин осадок, просадок, оползневых явлений, величина которых более 100 мм.

4. ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ОСАДОК ФУНДАМЕНТОВ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ, ОСНОВАННЫХ НА НАСЫПНЫХ, ПРОСАДОЧНЫХ, ЗАТОРФОВАННЫХ, ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ, ЗАСОЛЕННЫХ, НАБУХАЮЩИХ ГРУНТАХ

4.1. При организации измерений осадок фундаментов сооружений, построенных на насыпных грунтах, необходимую точность и соответственно применяемый метод рекомендуется рассматривать в зависимости от:

способа укладки, однородности состава и сложения, вида исходного материала, степени уплотнения насыпи.

4.2. Для сооружений, фундаменты которых основываются или основаны на планомерно возведенных насыпях, характеризующихся однородностью состава, и в которых процесс уплотнения закончился, измерения осадок могут выполняться обычными методами геометрического нивелирования I или II класса (см. главу 3), в зависимости от значимости сооружения и поставленных целей данных наблюдений.

4.3. Для сооружений, фундаменты которых возведены на отвалах грунта и отходах производств, бытовых отбросах, в которых процесс уплотнения продолжается, измерения осадок могут выполняться нивелированием III класса. При расположении сооружений на косогорах рекомендуется применять комбинирование методов тригонометрического и геометрического нивелирования. В качестве исходных знаков могут использоваться свайные реперы, заанкеренные или забитые в коренные породы ниже насыпной толщи на 3,1 — 1,5 м, защищенные колодцами и предохраненные от смерзания с окружающим грунтом. Не рекомендуется использование стенных реперов, установленных в расположенных поблизости зданиях, так как эти здания также могут иметь осадки.

4.4. На вновь построенных или строящихся сооружениях, фундаменты которых основаны на неуплотненных насыпях, измерения осадок выполняются с учащенной цикличностью: в строительный период не менее 5 — 6 раз, в эксплуатационный период в зависимости от развития осадок и значимости сооружения не менее 4 — 5 раз до снижения скорости осадки в 3 — 5 мм в год. Затем цикличность может быть уменьшена до 2 раз в год до полного затухания осадок.

При изменении гидрогеологических условий в основании сооружений и появления деформаций в верхних конструкциях измерения возобновляются с цикличностью 1 раз в месяц, при необходимости и более учащенно.

4.5. При производстве работ по геометрическому нивелированию необходимо использовать специальные подкладки под ножки штатива (см. приложение 5).

В качестве временных переходных точек рекомендуется использовать штыри, забитые в стены сооружений. При отсутствии сооружений на строительных площадках в качестве переходных башмаков забивается арматурный стержень длиной 1 — 1,5 м. Длина арматурного стержня увеличивается в случае, если после забивки обнаружена неполная устойчивость башмака.

4.6. Для сооружений, длительное время находящихся в эксплуатации (памятники архитектуры, соборы, башни и т.д.) и построенных на свалках грунта, характеризующихся большой плотностью, но содержащих органические включения, наблюдения за осадкой рекомендуется организовывать как геометрическим нивелированием I класса, так и методом гидростатического нивелирования с установкой в подвальных помещениях стационарных гидростатических систем с дистанционным съемом информации (см. приложение 8). Для получения абсолютной величины осадки в этом случае рекомендуется применять комбинацию методов геометрического нивелирования I класса и гидростатического нивелирования.

4.7. При измерении осадок фундаментов сооружений, основанных на просадочных грунтах и расположенных вдали от объектов, несущих воду, измерение осадок ведется обычными способами и методами, описанными в главе 3.

4.8. При измерении осадок фундаментов сооружений, основанных на просадочных грунтах и имеющих мокрые процессы (бумагоделательные комбинаты и др.), а также в случаях проведения опытных работ по замачиванию основания, измерения просадок возможно выполнять методом геометрического нивелирования III класса. Однако осадочные марки размещаются на сооружениях более учащенно в зависимости от значимости сооружения и величины деформаций.

4.9. При залегании просадочных грунтов под частью сооружения измерения осадок фундаментов организуются для всего сооружения по I классу геометрического нивелирования. Для фиксации осадок фундаментов под машины (бумагоделательные, турбоагрегаты и др.) возможно применение гидростатического нивелирования.

4.10. При установке исходных реперов в районе залегания просадочных грунтов репер должен прорезать всю толщу этих грунтов, а нижний конец репера должен заделываться в кровле подстилающего слоя на глубину не менее 1 м в песчаных и 2 — 3 м в глинистых подстилающих грунтах. При значительной толщине слоя просадочных грунтов допускается нижний конец репера заделывать на глубину 5 — 6 м, а репер должен располагаться на расстоянии не менее тройной толщины слоя просадочного грунта от сооружений, несущих воду (водопровод, канализация и т.п.).

4.11. Пазухи котлованов при устройстве защитных колодцев у реперов засыпают местным грунтом с плотным и послойным трамбованием. Для исключения застоя воды возле крышек реперов, верхнюю часть колодцев поднимают на 0,5 м выше планировочной отметки, а вокруг устраивают кольцевые отмостки (с уклоном 1:4) из асфальта, бетона, кирпича или на подготовке из уплотненного грунта, засеянного травой.

4.12. Для установления центра развития посадок и набуханий грунта от собственного веса и нагрузки сооружений в зоне вероятных источников замачивания устанавливаются поверхностные марки. Марки представляют собой отрезки арматуры Æ 15 — 20 мм, длиной 50 — 70 см, забиваемые в приямки ниже поверхности земли на 5 — 10 см и защищаемые от повреждений деревянными коробами, заглубленными на 20 см; короба должны иметь откидные крышки.

4.13. Поверхностные марки размещаются через каждые 2 — 3 м по поперечникам, располагаемым через 5 — 10 м, и нивелируются по III классу геометрического нивелирования.

4.14. При измерении осадок фундаментов сооружений, основанных на набухающих грунтах и расположенных вдали от объектов, несущих воду, измерения осадок ведутся обычными способами и методами, описанными в главе 3.

4.15. При измерении осадок и подъемов фундаментов, основанных на набухающих грунтах, глубину закладки исходных глубинных и грунтовых реперов выбирают на 1 — 2 м ниже подошвы их залегания. При значительной толщине набухающего слоя глубина репера должна быть отнесена к отметке, где природное давление превышает давление набухания (практически порядка 3 кгс/см 2 ).

4.16. При наблюдениях за осадками фундаментов сооружений, основанных на засоленных грунтах, рекомендуется применение геометрического нивелирования I класса с установкой глубинных реперов. Не рекомендуется использовать в качестве исходных реперов знаки, установленные в окружающих сооружениях. Методика измерения, установка реперов и марок должны быть рассчитаны на длительный период наблюдений.

4.17. Цикличность проведения работ по измерению осадок сооружений, основанных на засоленных грунтах, замедленная. В строительный период допускается выполнять измерения при 0, 50, 100 % нагрузки; в эксплуатационный период в зависимости от развития скорости осадок — 2 — 3 раза в год. При появлении резких деформаций в конструкциях учащается цикличность выполнения измерений и соответственно устанавливается дополнительное количество марок.

4.18. При измерении осадок фундаментов, основанных на заторфованных грунтах, рекомендуется применение геометрического нивелирования II, III классов, а также гидростатического нивелирования с использованием обычных гидронивелиров ЭНИМС завода «Калибр». Однако для установки гидронивелиров должны быть заложены в стены сооружения подвесные крюки или специальные площадки. Лучше гидростатическое нивелирование организовывать в свободных подвальных помещениях.

4.19. В качестве исходных реперов рекомендуется применять разной длины забивные сваи с забивкой до плотных малодеформируемых грунтов (при наличии свай на строительных площадках) и соответствующим обычным оформлением верха знака (колодец, крышка и т.д.).

4.20. В случае необходимости (размещение сооружения в пересеченной местности) допускается применение тригонометрического нивелирования.

4.21. При измерении осадок фундаментов сооружений, основанных на вечномерзлых грунтах, учитывается принцип использования вечномерзлых грунтов в качестве оснований сооружений; первый принцип — грунты основания используются в мерзлом состоянии в течение всего периода эксплуатации здания или сооружения; второй принцип — грунты основания используются в оттаивающем и оттаявшем состоянии.

4.22. При возведении фундаментов с использованием в качестве основания вечномерзлых грунтов по первому принципу применяется обычная методика измерения осадок по II классу нивелирования, однако при установке осадочных марок на сооружениях с повышенным тепловыделением и открытыми подпольями рекомендуется установка шкаловых марок (см. приложение 3), а также марок для установки подвесных реек.

4.23. При возведении фундаментов с использованием в качестве основания вечномерзлых грунтов по второму принципу возможно применение нивелирования II и III классов.

4.24. В качестве исходных реперов могут быть использованы сваи: забивные, которые рекомендуется применять при пластично-мерзлых глинистых грунтах без крупнообломочных включений, погружаемые в пробуренные скважины, диаметр которых превышает наибольший размер поперечного сечения сваи, с заполнением скважин грунтовым раствором, и которые рекомендуется применять при наличии твердомерзлых грунтов и пластично-мерзлых с содержанием крупнообломочных включений.

4.25. В районах с вечномерзлыми грунтами реперы устанавливают близ сооружений на 2 — 3 м ниже расчетной глубины чаши оттаивания под сооружением и не менее тройной толщи слоя сезонного оттаивания, если реперы устанавливают за пределами чаши оттаивания, в стороне от сооружения.

4.26. При закладке исходных реперов в вечномерзлые грунты глубину их установки h_м можно определить по формуле

где G — масса знака;

q — масса грунта, лежащего на его уступах, кг;

Т — силы пучения;

u_а — периметр сечения знака в зоне заанкеривания, см;

R_сд — нормативное сопротивление мерзлых грунтов сдвигу по боковой поверхности смерзания, кгс/см 2 , для i-го слоя принимается по табл. 5 СНиП II-Б.6-66.

Силы пучения Т определяются по формуле

где r н — нормативное значение касательных сил пучения, кгс/см 2 , r н = 0,8 кгс/см 2 для районов с температурой грунта -3 °С и выше и r н = 0,6 кгс/см 2 для районов с температурой грунтов ниже -3 °С на глубине 10 м;

F — площадь боковой поверхности части знака, находящегося в пределах сезонномерзлого слоя, см 2 ;

n — коэффициент перегрузки сил пучения, равный 1,2 для сливающейся мерзлоты (когда деятельный слой смерзается с верхней границей мерзлоты) и 1,4 для не сливающейся мерзлоты.

5. ОСОБЕННОСТИ НАБЛЮДЕНИЙ ЗА ОСАДКАМИ ФУНДАМЕНТОВ НА ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ

5.1. Наблюдения за осадками фундаментов основного оборудования, производственных зданий, гидротехнических сооружений теплоэлектростанций проводятся по проекту организации наблюдений за осадками фундаментов в соответствии с действующими «Правилами технической эксплуатации ТЭЦ». «Энергия», 1968.

5.2. Проект организации наблюдений за осадками фундаментов разрабатывается при проектировании зданий и сооружений электростанций в соответствии с «Указаниями по строительному проектированию тепловых электростанций» (СН 372-67, Стройиздат, 1968).

5.3. Организация, производящая работу по наблюдениям за осадками, совместно с организацией, проектирующей сооружение, составляет рабочую программу на производство работ по измерению деформаций фундаментов зданий и сооружений.

5.4. Материалы наблюдений должны своевременно анализироваться специалистами из строительной, проектной организаций и служб ТЭЦ в процессе строительства и эксплуатации для выявления причин и принятия мер по своевременному устранению обнаруженных недопустимых деформаций.

5.5. Инструментальные наблюдения за осадками фундаментов строящихся зданий и сооружений необходимо начинать в период выполнения строительных работ нулевого цикла, сразу же после возведения фундаментов. Цикличность измерений устанавливается проектной организацией в зависимости от величины ожидаемых деформаций.

5.6. Наблюдения за осадками фундаментов зданий и сооружений в период эксплуатации должны производиться в первые два года эксплуатации не менее 2 раз в год, в дальнейшем, при стабилизации осадок фундаментов, — один раз в 5 лет.

При обнаружении очага интенсивных осадок фундаментов дальнейшее измерение осадок производится по специально разработанной программе в зависимости от влияния деформации на прочность и устойчивость зданий и сооружений, а также на допустимость осадки с учетом характера технологического процесса.

5.7. Наблюдения за деформацией фундамента турбоагрегата должны быть начаты в процессе его возведения до монтажа турбоагрегата, а затем выполняться в следующей последовательности:

два раза в процессе монтажа турбоагрегата;

до и после гидроиспытаний вакуумной системы;

перед пусковыми операциями на турбоагрегате на «холодном» фундаменте;

в процессе эксплуатации через 1 — 3 мес. в зависимости от наличия деформации и скорости осадок.

5.8. Размещение осадочных марок и глубинных реперов на зданиях и сооружениях ТЭЦ аналогично общим правилам размещения осадочных марок (см. п.п. 3.25 — 3.40).

Осадочные марки должны быть также размещены на фундаментах основного оборудования (турбин, котлов, шаровых мельниц, питательных насосов, трансформаторов).

На фундаментах котлов устанавливается не менее 6 — 8 марок, на фундаментах турбин не менее б при мощности турбоагрегатов до 200 мВт и не менее 12 марок — на фундаментах турбоагрегатов более 200 мВт (по одному горизонту).

5.9. В проектах фундаментов турбоагрегатов должны предусматриваться осадочные марки на трех горизонтах: по верху нижней плиты, на отметке +0,6 м и на верхней плите.

Марки по верху нижней плиты используются только в период строительства фундаментов турбоагрегата. В период эксплуатации из этих марок используются только доступные для нивелирования.

Марки на отметке +0,6 м устанавливаются на наружных гранях стоек фундамента; взаимное смещение в плане марок, расположенных на верхней плите и на отметке 0,6 м, не должно превышать 1 м.

Для головных образцов турбоагрегатов должны предусматриваться марки дополнительно у корпусов подшипников на уровне горизонтального разъема цилиндров.

Расстояние между марками должно измеряться с точностью до 1 см.

5.10. Наблюдения за осадками фундаментов производятся методом высокоточного геометрического нивелирования короткими лучами, обеспечивающим определение осадок с точностью ±1 мм.

Нивелирование проводится прецизионными нивелирами с плоскопараллельной пластинкой типа H1 и Н2 по инварным штриховым рейкам.

В местах вибраций на ТЭЦ не рекомендуется применение нивелиров с самоустанавливающейся линией визирования.

5.11. Для уменьшения неблагоприятного влияния специфических условий работы оборудования ТЭЦ на инструмент должны соблюдаться следующие правила.

При вибрациях должны применяться подкладки под ножки штатива с войлочной и резиновой прокладкой или виброгаситель, закрепляемый на трубе нивелира.

При нивелировании фундаментов машин, вызывающих колебания штрихов рейки, необходимо устанавливать биссектор трубы нивелира на ось симметрии амплитуды колебаний.

При визировании через конвективные потоки необходимо уменьшить длину визирного луча.

Схему сети следует выбирать такой, чтобы расстояния от визирного луча до потока были наибольшими. Чем больше разность температур конвективного потока и окружающей среды, тем сильнее должна быть освещена рейка.

Если разность температур более 20°, то целесообразно применять рейку черного или синего цвета с толщиной штриха до 2 мм.

5.12. Для более достоверного определения неравномерности осадок в поперечном разрезе главного корпуса необходимо продольные основные ходы машинного и котельного отделений при наличии проходов связывать между собой поперечными ходами.

Передача отметок при входе в котельное и машинное отделения (для исключения значительных случайных и систематических ошибок) должна повторяться несколько раз в разных условиях, причем инструмент каждый раз должен принять температуру окружающей среды. Для более точной передачи отметок при входе в главный корпус необходимо устанавливать на одной и той же колонне две марки: одну — вне помещения, а дублирующую — внутри помещения.

5.13. Передача отметок на верх фундаментов турбоагрегатов 200 и 300 мВт производится один раз в начале наблюдений при помощи нивелира и стальной рулетки. Для передачи отметок на верх и учета тепловых деформаций фундаментов турбоагрегатов 500, 800 мВт и более должны быть установлены инварные стержни-отвесы с отметки 0,6 до 10,6 м на колоннах главного корпуса.

5.14. Обработка результатов измерений проводится аналогично общим правилам (п.п. 3.75 — 3.82).

5.15. По измерениям осадок нижней плиты фундамента турбоагрегата определяется деформация только нижней плиты фундамента, а по измерению осадок на отметке обслуживания определяется совместная деформация фундамента вследствие осадок нижней плиты и тепловых воздействий турбоагрегата, вспомогательного оборудования и трубопроводов.

За межремонтный период турбоагрегата стрела прогиба нижней плиты фундамента не должна превышать 1:10000 ее длины.

За линию, от которой ведется определение прогиба фундамента турбоагрегата, должно быть принято положение фундамента, которое было перед пуском турбоагрегата в эксплуатацию после монтажа или после капитального ремонта.

5.16. В техническом отчете по измерениям осадок кроме данных, описанных в п.п. 3.78 — 3.81 Руководства, должно быть дано определение степени опасности неравномерных осадок и их влияния на деформации конструкций и работу оборудования с установлением допустимых величин.

6. ИЗМЕРЕНИЕ СДВИГОВ ФУНДАМЕНТОВ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

6.1. Измерение сдвигов фундаментов зданий и сооружений выполняется методами:

отдельных направлений, засечек;

триангуляции и трилатерации;

6.2. Организация, проектирующая сооружение, совместно с организацией, производящей измерения, составляют рабочую программу (п.п. 2.1 — 2.10), устанавливают цикличность и определяют необходимую и достаточную точность получения сдвигов, в зависимости от типа сооружения, грунтов в основании, а также целей и задач наблюдений.

6.3. Организация, производящая измерения, выбирает тот или иной метод наблюдений за сдвигами, проводит предварительный расчет точности получения величины смещения для дальнейшего уточнения методики проведения работ и обеспечения фиксации процесса сдвига.

РАЗМЕЩЕНИЕ, КОНСТРУКЦИЯ И УСТАНОВКА ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ЗНАКОВ

6.4. Размещение геодезических знаков на местности и наблюдаемом сооружении намечается проектной организацией, службой эксплуатации с представителем организации, выполняющей измерения деформаций.

Для строящихся сооружений проектная организация включает запроектированные знаки в проект сооружения.

Из нескольких вариантов размещения знаков следует принимать наиболее благоприятный для исключения ошибок от внешних условий и обеспечивающий надежную устойчивость знаков.

6.5. Исходные (опорные и ориентирные) знаки должны закладываться в стороне от обочин проездов, вне складских территорий и оползневых склонов, в местах, где возможен в течение всего срока наблюдений беспрепятственный и удобный подход к знаку с инструментами.

Как исключение, на территории порта, где пожарные проезды представляют единственную полосу, свободную от грузов, геодезические знаки (скрытого типа) можно устанавливать на обочинах проездов.

Схемы размещения геодезических знаков представлены на рис. 9, 13, 14, 17, 18.

6.6. Опорные знаки могут быть выступающими над землей и скрытыми (приложение 9). Репер, установленный для измерения осадок и имеющий на реперной головке специальную насечку в виде креста или керна, также может служить опорным знаком.

В особых случаях для поднятия знака над поверхностью земли допускается установка опорных знаков на крышах разного рода сооружений. К зданиям и сооружениям предъявляются требования п. 3.15.

6.7. В верхней части опорного знака в виде столба, выступающего над землей или устроенного на здании или сооружении, для установки инструмента должно быть центрировочное устройство (приложение 9).

6.8. Опорные знаки в виде столбов устанавливаются котлованным способом. Скрытые опорные знаки устанавливаются котлованным способом в случае, если уровень грунтовых вод ниже 3 м от поверхности земли. При уровне грунтовых вод менее 3 м опорные знаки устанавливаются бурением и имеют трубчатую конструкцию. Установка скрытых опорных знаков проводится только для случаев, когда по эксплуатационным требованиям выступающие знаки устанавливать запрещено. При использовании скрытых опорных знаков измерения отягощаются дополнительными ошибками центрирования.

6.9. Опорные знаки должны иметь защитное устройство (защитные трубы, доски, толь, сальники) для обеспечения их неподвижности.

6.10. Наблюдения за устойчивостью опорных знаков должны обеспечиваться установкой контрольных опорных знаков. Конструкция и метод установки их может быть таким же, как и основных опорных знаков. Количество контрольных опорных знаков для каждого основного опорного знака должно быть не менее 3.

6.11. Ориентирные знаки могут устанавливаться и иметь конструкцию, аналогичную опорным знакам. В качестве ориентирных знаков могут также быть использованы пункты триангуляции I и II классов, удобные для визирования точки зданий и сооружений (шпили колоколен, церквей, радиомачт, телевышек и т.п.).

6.12. Марки для определения сдвигов сооружений устанавливаются на внутренних и наружных частях сооружений по возможности ближе к основанию.

6.13. На гражданских зданиях марки для определения сдвигов устанавливаются по периметру, не реже чем через 20 м, по углам, по обе стороны осадочных швов. В местах, где горизонтальная нагрузка имеет наибольшую величину, марки устанавливаются не более чем через 10 — 15 м.

6.14. На промышленных зданиях при измерении сдвигов отдельно стоящих фундаментов марки устанавливаются не менее трех на каждый фундамент. Для ленточных фундаментов частота установки марок должна составлять 15 — 20 м.

6.15. На гидротехнических сооружениях, разделенных на секции, марки устанавливаются не менее двух на каждую секцию. При ширине секции более 20 м на секции устанавливают не менее 4 марок. На сооружениях, имеющих протяженность более 20 м (подпорных стенках, причальных сооружениях и т.п.), марки устанавливают не менее двух на 30 м.

6.16. Конструкции марок, устанавливаемых для измерения сдвигов, представлены в приложении 10. Установка их выполняется бетонированием в специально оставленные штрабы на фундаменте или сооружении.

6.17. В качестве дополнительных принадлежностей к маркам используются визирные цели (приложение 10).

6.18. Ширина изображения на визирных целях в зависимости от расстояния рассчитывается по формуле

где u — угловая величина биссектора, с;

L — расстояние от инструмента до наблюдаемого знака, мм;

Длина изображения должна быть равной 3b.

МЕТОД СТВОРНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СДВИГОВ СООРУЖЕНИЙ

6.19. Метод створных наблюдений при измерении сдвигов применяется в случае неподвижности концевых знаков створа. Метод створа для разного рода сооружений представлен на рис. 9.

6.20. При измерении сдвигов методом створных наблюдений могут использоваться любой конструкции теодолиты с накладными цилиндрическими уровнями, а также специальные инструменты (алиниометр, инженерный инструмент конструкции Белицина, лазеры и т.д.).

6.21. Применяемые инструменты до начала наблюдений должны быть исследованы, а материалы исследований надлежащим образом обработаны и оформлены. Поверки и исследования выполняются по соответствующим инструкциям.

6.22. Для наблюдений створным методом в натуре устанавливается визирный створ, закрепленный неподвижными опорными знаками на его концах. Длина линии визирования не должна превышать 500 м. При большей длине створ разбивается на полустворы и четверть-створы.

Рис. 9. Метод створа для разного рода сооружений

а — стенд для натяжения арматуры; б — гражданское здание, построенное на косогоре; в — гидротехническое сооружение; 1 — железобетонный фундамент; 2 — металлический устой; 3 — арматура для натяжения

6.23. Величина сдвига определяется как разность отклонений марки от линии створа в двух циклах измерений

где q₁ — отклонение от створа в первом цикле измерений;

q₂ — отклонение от створа во втором цикле измерений.

6.24. Отклонения от створа могут определяться с применением: подвижной визирной цели; неподвижной визирной цели; струн.

6.25. Порядок наблюдений створным методом с использованием подвижной визирной цели следующий:

а) установка инструмента на опорном знаке, расположенном на одном из концов створа; ориентирование трубы по створу;

б) трехкратное отсчитывание при одном круге по неподвижной визирной цели и вычисление среднего отсчета на всех марках, начиная с дальней, от пункта стояния инструмента. Эти действия составляют первый полуприем;

в) переведение трубы через зенит и повторение подпункта «б», начиная с ближней к инструменту марки, — второй полуприем;

г) вычисление среднего отсчета из полуприемов.

Последующие приемы аналогичны первому. По окончании всех приемов на одном опорном знаке створа инструмент переставляется на другой опорный знак и наблюдения повторяются.

6.26. Расхождение между отдельными полуприемами при наблюдениях по подвижной визирной цели не должно превышать 1 мм. Расхождение между отдельными приемами не должно превышать 0,5 мм.

6.27. После окончания каждого приема проверяется неподвижность инструмента. При обнаружении смещения инструмента наблюдения повторяются.

Примечание. В случае применения подвижных визирных целей для каждой из них перед началом работы необходимо определить место нуля — МО (отсчет по шкале цели, когда вертикальная ось цели совпадает с вертикальной осью марки). Для этого в 20 — 40 м от пункта устанавливают инструмент и наводят его точно на неподвижную визирную цель. Затем снимают неподвижную и на ее место устанавливают подвижную визирную цель. Подвижную визирную цель вводят в биссектор трубы и записывают отсчет по шкале цели. Таких отсчетов делают пять при каждом круге инструмента. За МО принимают среднее из десяти отсчетов.

6.28. При применении в створном методе неподвижных визирных целей и измерении малых углов оптическим или окулярным микрометром наблюдения выполняются в следующем порядке:

а) измерение расстояний от пункта стояния инструмента до каждой марки на сооружении. Точность измерения порядка 1/2000; расстояния измеряются один раз в первом цикле;

б) измерение малых углов в прямом и обратном направлении количеством приемов, приведенном в табл. 4.

Источник