Вернуться в библиотекуАвторы: И. А. Митрошин, Ю. А. Ланкина
Описание: В данной статье описываются особенности наблюдения за деформациями зданий и сооружений из монолитного железобетона, а так же указывается актульность и важность данной темы.
Источник: Особенности наблюдения за деформациями зданий и сооружений из монолитного железобетона
В настоящее время проблема долговечности, эксплуатационной надежности и безопасности строительных объектов приобретает особое значение и становится одной из наиболее актуальных задач. Дефекты в конструкциях зданий, приводящие к преждевременному исчерпанию эксплуатационного ресурса и снижающие их долговечность, возникают на разных стадиях строительства и эксплуатации здания и сооружения.
Одной из наиболее вероятных причин возникновения дефектов в конструкциях являются различного рода деформации основания здания. При смещении фундамента от проектного положения изменяется характер работы всех элементов конструкции, что влечет за собой изменение конструктивной схемы и соответственно перенапряжение различных участков конструкции. Поэтому на стадии строительства здания важно контролировать вертикальные и горизонтальные деформации грунта, а также смещение элементов конструкций относительно вертикальной оси.
Особенную актуальность эта проблема приобретает при возведении многоэтажных зданий из монолитного железобетона. Для зданий такого типа особенно важно соблюдение требований по предельным деформациям грунта, отклонение от которых может привести к преждевременному разрушению конструкций. В связи с этим строительство такого рода зданий должно сопровождаться постоянным геодезическим контролем и мониторингом с применением высокоточного оборудования.
Измерение деформаций следует начинать в период выполнения работ нулевого цикла, т.е. после окончания бетонирования фундамента, и продолжать во время строительства по мере роста нагрузок, а также после сдачи здания в эксплуатацию до наступления стабилизации осадок. При обнаружении очага интенсивных осадок дальнейшее их измерение должно проводиться по специально разработанной программе в зависимости от влияния деформаций на прочность и устойчивость фундамента здания.
Измерения деформаций оснований фундаментов зданий и сооружений должны проводиться с целью:
• определения абсолютных и относительных величин деформаций и сравнения их с расчетными;
• выявления причин возникновения и степени опасности деформаций для нормальной эксплуатации здания; принятия своевременных мер по борьбе с возникающими деформациями или устранению их последствий;
• получения необходимых характеристик устойчивости оснований и фундаментов.
При проведении такого рода работ особенно важен правильный выбор точности и периодичности наблюдений. От этого зависит выбор методов и средств измерений. В нормативных документах требования к точности определения деформаций характеризуются средней квадратической погрешностью:
• 1 мм – для зданий и сооружений: уникальных; длительное время (более 50 лет) находящихся в эксплуатации; возводимых на скальных и полускальных грунтах;
• 3 мм – для зданий и сооружений, возводимых на песчаных, глинистых и других сжимаемых грунтах;
• 10 мм – для зданий и сооружений, возводимых на насыпных, просадочных, заторфованных и других сильно сжимаемых грунтах;
• 15 мм – для земляных сооружений.
Крены сооружений измеряются с точностью зависящей от высоты Н сооружения, и характеризуются величиной 0,0005Н.
Расчетным путем установить необходимую точность измерения деформаций достаточно сложно, однако для многих практических задач можно пользоваться формулой:
где mΦ - средняя квадратичная погрешность измерения деформации,
ΔΦ - величина деформации за промежуток времени между циклами измерений.
Выбор времени между циклами измерений зависит от вида сооружения, периода его работы, скорости изменения деформации и многих других факторов. Существенная роль в организации наблюдений за деформациями сооружений отводится геодезическим знакам. От правильного выбора конструкции и мест их размещения в значительной мере зависит качество результатов наблюдений. Применяемые для наблюдений геодезические знаки подразделяются на опорные, вспомогательные и деформационные. Опорные знаки служат исходной основой, относительно которой определяются смещения деформационных знаков. Деформационные знаки закрепляются непосредственно на исследуемом сооружении и, перемещаясь вместе с ним, характеризуют изменение его положения в пространстве.
Наблюдения за вертикальными перемещениями оснований фундаментов выполняют с помощью нивелиров одним из следующих методов или их комбинированием: геометрическим, тригонометрическим или гидростатическим нивелированием. Горизонтальные перемещения фундаментов зданий и сооружений измеряют следующими методами: створных наблюдений; отдельных направлений; триангуляции; фотограмметрии. Допускается применять методы трилатерации и полигонометрии. Крен фундамента (или здания, сооружения в целом) измеряют методами: проецирования; координирования; измерения углов или направлений; фотограмметрии; механическими способами с применением кренометров, прямых и обратных отвесов.
По результатам выполненных работ проводят анализ осадок и деформаций зданий, обычно графики представляют в виде, показанном на рис. 1а. Однако эти графики не обладают достаточной наглядностью, поскольку для изображения всего происходящего процесса по всем реперам таких графиков необходимо строить достаточно много. Для больше наглядности составляют графики в виде изолиний равных осадок (рис. 1б).
На основании наблюдений производится анализ процесса деформаций. Кроме того, полученные данные используются в качестве исходных данных для выявления причин возникновения и степени опасности деформаций для нормальной эксплуатации зданий и сооружений, а также принятия своевременных мер по борьбе с возникающими деформациями или устранения их последствий.