Разработка методики геодезических наблюдений за осадками инженерных сооружений

     Вычисление  допустимого значения обратного  веса: 

       

     Доп p ≤ 4,73 ≤ 4,93 

     Вывод: значения обратного веса по секциям 1, 5, 10, 11 не удовлетворяют допускам. Их рекомендуется пронивелировать I классом.

     Вычисления  допустимого периметра [p]: 

       

     Доп p ≤ 9,46 ≤ 18,26 

     Вычисление  периметров :

     I    p2+p3=5.62

     II  p2+p4=5.62

     III  p7+p8=3.77

     IV  p8+p9=3.96

     V  p1+p3+p5+p6+p9+p10+p11=52.0

     Вывод: все периметры вошли в допуск. 
 
 

7. Обоснование методики нивелирования

Нивелирование II класса производят в прямом и обратном направлениях по костылям или кольям. Наблюдения на станции выполняют способом "совмещения". Нивелирование II класса выполняют нивелирами с плоскопараллельной пластинкой, контактным уровнем или компенсатором. Изображение концов пузырька контактного уровня должно быть передано в поле зрения трубы. При нивелировании II класса применяют нивелиры Н-05, Ni-002, Ni-004, Ni-007 или им равноценные по точности приборы и штриховые инварные рейки. По указанию Роскартографии могут применяться другие типы нивелиров, прошедшие сертификацию на соответствие требованиям настоящей инструкции. Ошибки метровых интервалов шкал и всей шкалы инварной рейки при нивелировании II класса допускают до 0,20 мм, при нивелировании в горных районах - до 0,10 мм. Для привязки к стенным маркам применяют подвесную рейку с такими же шкалами, как и на основных рейках. Нуль на подвесной рейке должен быть совмещен с центром отверстия для штифта, на который подвешивают рейку к стенной марке. При нивелировании в прямом направлении (прямой ход) порядок наблюдений на станции следующий.

Нечетная станция  

1. Отсчет по основной шкале задней рейки  
2. Отсчет по основной шкале передней рейки  
3. Отсчет по дополнительной шкале передней рейки  
4. Отсчет по дополнительной шкале задней рейки

Четная станция  

1. Отсчет по основной шкале передней рейки  
2. Отсчет по основной шкале задней рейки  
3. Отсчет по дополнительной шкале задней рейки  
4. Отсчет по дополнительной шкале передней рейки

При нивелировании  в обратном направлении (обратный ход) наблюдения на нечетных станциях начинают с передней рейки, а на четных - с задней. В прямом и обратном направлениях нивелирование выполняют, как правило, по одной и той же трассе и по переходным точкам одного и того же типа; число станций в секции делают четным и одинаковым. На время перехода наблюдателя на следующую станцию переднюю рейку снимают с костыля. При перемене направления нивелирования рейки меняют местами. По каждой секции нивелирование в прямом и обратном направлениях выполняют, как правило, в разные половины дня. С меньшей строгостью это требование соблюдают осенью, а также в пасмурную длительную погоду. Нивелирование выполняют участками в 25-30 км по схеме "восьмерка". В отдельных случаях длина участка может быть увеличена или уменьшена. Нормальная длина луча визирования - 65 м. Если увеличение зрительной трубы не менее 44  и условия для наблюдений благоприятны, разрешается увеличить длину луча до 75 м. При работе нивелиром Ni-007 максимальная длина луча визирования - 50 м. Высота луча визирования над подстилающей поверхностью должна быть не менее 0,5 м. В отдельных случаях при длине луча визирования до 30 м разрешается выполнять наблюдения при высоте луча визирования более 0,3 м. В средних и южных широтах наблюдения выполняют в утренние и послеполуденные периоды, причем начинают их примерно через полчаса после восхода солнца и заканчивают приблизительно за 30 мин до захода.

Не разрешается  выполнять наблюдения:

• при колебаниях изображений, затрудняющих точное наведение биссектора на штрих рейки, и "плавающих" изображениях;
• сильном и порывистом ветре;
• сильных и скачкообразных колебаниях температуры воздуха и аномально быстрых односторонних ее изменениях.

Нивелир устанавливают в тени на штатив за 45 мин до начала наблюдений для принятия им температуры воздуха.

Во время  наблюдений на станции нивелир тщательно защищают от солнечных лучей зонтом с белой подкладкой, а при переноске с одной станции на другую - просторным чехлом из плотной белой материи. Через каждые две станции термометром-пращом измеряют температуру воздуха на высоте нивелира. Расстояния от места установки нивелира до реек измеряют тонким стальным тросом или стальной лентой (рулеткой). Использовать для этого дальномер нивелира запрещается. Неравенство расстояний от нивелира до реек на станции допускают не более 1 м. Накопление этих неравенств по секции разрешается не более 2 м. Костыли забивают в плотный грунт. При нивелировании по полотну железной дороги не разрешается забивать костыли в балласт. Если грунт на бровке или между путями рыхлый или засыпан щебнем и шлаком, то допускается забивать специальные костыли в шпалы. При нивелировании по каменистому или очень плотному, а также мерзлому грунту, целесообразно использовать костыли длиной 15-20 см и толщиной до 3 см, по мягкому и влажному грунту - деревянные колья с гвоздями в торцах или костыли длиной 40-70 см. При нивелировании в обратном направлении колья подбивают. Рейки устанавливают на костыле в отвесном положении по уровню и удерживают подпорками. При перерывах в работе наблюдения, как правило, заканчивают на постоянном репере. Разрешается также заканчивать наблюдения на трех костылях (две станции), забитых в дно ям глубиной до 0,3 м. Нивелирование на обеих станциях выполняют по обычной программе, а затем костыли покрывают травой и засыпают землей. После перерыва повторяют нивелирование на последней станции, а в случае необходимости - и на предпоследней. Из сравнения результатов нивелирования до и после перерыва устанавливают, какой костыль сохранил свое первоначальное положение, и от него продолжают нивелирование дальше. Костыли считают сохранившими свое первоначальное положение, если полученные до и после перерыва значения превышения на станции различаются не более чем на 1 мм (20 делений барабана). В подсчет превышений по секции включают наблюдения, выполненные в лучших условиях (по усмотрению исполнителя). При большем различии нивелирование по секции выполняют заново, начиная от постоянного репера. Последовательность наблюдений на станции нивелирами с уровнем следующая.

1 Направляют  трубу в сторону той рейки,  которая на данной станции  наблюдается первой, и тщательно приводят пузырьки установочных уровней (уровня) на середину.

2 Наводят  трубу на основную шкалу той  рейки, которая должна наблюдаться  первой. Барабан нивелира ставят  на отсчет 50. Вращением элевационного  винта приближенно совмещают изображения концов пузырька уровня; делают дальномерные отсчеты по верхней и нижней нитям.

3 Вращением  элевационного винта точно совмещают  изображения концов пузырька  уровня; вращением барабана точно  наводят биссектор на ближайший  штрих основной шкалы; делают отсчеты по рейке и барабану (до целых делений его шкалы).

4 Наводят  трубу на основную шкалу второй  рейки; выполняют все действия, указанные в п.2 и 3.

5 Наводят  трубу наводящим винтом на  дополнительную шкалу второй  рейки; смещают уровень поворотом  элевационного винта на четверть оборота; вращением элевационного винта снова точно совмещают концов пузырька уровня* и выполняют остальные действия, перечисленные в п.3.

6 Наводят  трубу на дополнительную шкалу  первой рейки и действуют согласно  п.3.

Отсчет  по рейке начинают после полного успокоения пузырька цилиндрического уровня и не ранее чем через полминуты после установки рейки на костыле.

Результаты  наблюдений на станции записывают в  журнал установленной формы или  вводят в запоминающее устройство регистратора. При привязке к реперам в журнале отмечают, в каком состоянии находится внешнее оформление репера и указывают виды работ, выполненные по его восстановлению. Кроме того, при привязке снимают оттиски с номеров марок. При работе нивелиром с компенсатором отсчеты по рейке и отсчетному барабану (микрометру) делают сразу же после наведения трубы на рейку, которая должна наблюдаться первой, и приведения пузырька установочного уровня на середину. Перед отсчетом необходимо убедиться, что компенсатор находится в рабочем состоянии. На каждой станции подсчитывают значения превышения по наблюдениям основных и дополнительных шкал реек. Расхождения между превышениями и разность высот нулей реек, вычисленная и полученная из исследований, не должна быть более 0,7 мм (14 делений барабана). Если расхождение получилось более допустимого, то все наблюдения на станции переделывают, предварительно изменив положение нивелира по высоте не менее чем на 3 см.

Контроль  нивелирования по секции между смежными реперами и по участку между фундаментальными реперами заключается в следующем. После выполнения нивелирования по секциям в прямом и обратном направлениях сравнивают между собой два значения превышения; расхождение между этими значениями не должно быть более 5 мм √L, если среднее число станций на 1 км хода меньше 15 (первый случай) и 6 мм √L - когда среднее число станций на 1 км хода больше 15, а также при нивелировании в труднопроходимом районе (второй случай). Если расхождение получилось больше допустимого, то нивелирование по секции повторяют в одном из направлений. Явно неудовлетворительное значение превышения исключают. Оставшиеся два значения принимают в обработку, если они не расходятся между собой больше указанных допусков и получены из нивелирования в противоположных направлениях. В обработку включают все три значения превышения тогда, когда первоначальные не расходятся между собой более чем на 8 мм √L для первого случая и 10 мм √L - для второго случая, а повторное значение не отличается от каждого из первоначальных более чем на 6 мм √L. При окончательной обработке сначала осредняют значения превышения из ходов одного направления, а затем - из ходов прямого и обратного направлений. Если первоначальные и повторные значения превышения не удовлетворяют перечисленным требованиям, то первоначальные исключают и выполняют еще одно повторное нивелирование в противоположном направлении. После выполнения нивелирования по участку между фундаментальными реперами сравнивают значения превышения, получившиеся из нивелирования в прямом и обратном направлениях. Нормальное расхождение между этими значениями не должно быть больше 5 мм √L для первого случая и 6 мм √L - для второго. По мере завершения нивелирования по секциям и участкам регулярно составляют ведомость превышений установленной формы. Поправки в превышения по секциям за среднюю длину метра комплекта реек вводят по результатам эталонирования реек на компараторе МК-1.

8. Выбор конструкции  глубинных реперов  и осадочных марок 

     Глубинные репера и осадочные марки предназначены  для измерения осадок фундаментов зданий.

     Осадочные марки в зависимости от места  установки подразделяются на стенные  и поверхностные.

     Осадочные марки стараются устанавливать  примерно на одном уровне, располагая их по углам зданий, в местах, где  ожидаются наибольшие осадки: на стыках соседних блоков, по сторонам усадочных и температурных швов, вокруг зон с менее благоприятными геологическими условиями. Осадочные марки должны располагаться так, чтобы можно было выявить деформации всего сооружения и отдельных его элементов.

     При нивелировании II-го класса следует  использовать следующие виды грунтовых  реперов и осадочных марок.

     

     Рис. 6

     Трубчатый грунтовый репер (рис, 6) имеет сферический оголовок 1, который крепится к реперной трубе 2 диаметром 50—80 мм.

     Реперная  труба помещается в защитную трубу 3 диаметром 100—120 мм, чем обеспечивается ее изоляция от верхнего, менее стабильного слоя породы. При монтаже реперная и защитная трубы опускаются в скважину, причем защитная труба подвешивается на хомуте 4 над забоем, заполненным бетоном, на расстоянии 20—30 см. Низ защитной трубы имеет сальник 5, верх—крышку 8 Оголовок репера помещается в колодец 7» заполненный теплоизолятором 6, например Рис. 6 трубчатый шлаковатой. грунтовый репер

     На  рис. 7 показана марка, на которую нивелирные рейки могут ставиться и подвешиваться. 

     

     Рис. 7 

     На бетонный цоколь закладываем цокольные марки (рис. 7), представляющие собой заклепку, изготовленную из нержавеющего металла. Диаметр головки 5—15 мм, стержень длиной 30—60 мм в основании раздвоенный.

 9. Состав сопутствующих наблюдений 

     Положительные и отрицательные факторы оказывающие воздействия на район наблюдений: отсутствие залегания вблизи объектов грунтовых вод и поверхностных рек, в районе студгородка грунты I категории (скальные, обломочно –скальные мелкие), так же на объекты не воздействует вибрация передаваемая из внешней среды – все перечисленные выше причины снижают возникновение осадок.

     Резкие сезонные колебание температурных режимов, оказывают воздействие на тела сооружения, но точные выводы сделать сложно, так как сооружение ощутимых деформаций не испытывает.