В процессе строительства либо эксплуатации здания и сооружения, включая их отдельные элементы, они могут претерпевать те или иные смещения и деформации. В числе основных причин – давление фундаментов на грунт основания, возникающее в связи с увеличением массы возводимого объекта, побуждающее сжиматься грунтовый массив. В результате, возникающая осадка фундаментов приводит к вертикальному смещению всего сооружения. По окончании строительства наблюдается постепенное затухание осадка, который, не исключено, что возобновится. Причин для этого может быть несколько. К примеру, при протечках водопровода или канализации из-под фундаментов часто происходит вымывание частиц грунта. Смещению могут поспособствовать и динамические воздействия на грунт во время использования тяжелой техники, забивки свай, и пр. Обычно развитие осадка фундаментов происходит неравномерно ввиду неоднородного строения грунтов основания, имеющих различную как водонасыщенность, так и сжимаемость. Давление фундаментов на основание также зачастую бывает неодинаковым. Неравномерную осадку может вызвать извлечение в непосредственной близости полезных ископаемых, обрушившиеся горные породы, заполняющие подземные выработки.
Некоторые пористые грунты, а конкретно – их естественная структура, способны нарушаться неравномерным образом под воздействием их сильного увлажнения, происходящего под фундаментами строящихся объектов. На этом фоне гарантирована просадка здания или сооружения, которая может быть непродолжительной во времени, но существенной по величине. Прочие виды осадочных деформаций, таких как перекос, перегиб, кручение и крен всего объекта либо его отдельных элементов предопределяют неравномерные осадка и просадка. При боковом смещении сооружения причиной становится боковое давление грунтовых масс, вода, оползни.
Причиной неравномерного изменения длины объекта являются изменения температуры и усадка бетона. Во избежание этой проблемы к протяженным сооружениям применяют разрезку температурно-усадочными швами, тогда как наземные стальные трубопроводы горячего водоснабжения в свою очередь подвергаются оборудованию П-образными вставками-компенсаторами.
Деформацию и образование трещин в железобетонных конструкциях могут вызвать неравномерные вертикальные и горизонтальные смещения, которые при превышении допустимых пределов значительно снизят прочность объекта и в результате разломов его конструкция разрушится.
Для того, чтобы своевременно выявить общие смещения и деформации зданий и сооружений потребуется наблюдение за осадками и кренами с помощью геодезических методов. В их процессе используются различное профессиональное оборудование: сканеры, нивелиры, теодолиты, электронные тахеометры и пр. Определить локальные деформации помогут щелемеры и маяки.
Для геодезического мониторинга общих смещений и деформаций строительных объектов потребуется:
С целью определить вертикальные смещения здания в его стенах либо фундаменте ставятся геодезические знаки – осадочные реперы или марки, с последующим их периодическим нивелированием. Нахождение высотной отметки для каждого знака позволяет по ее изменениям вычислить вертикальное перемещение.
Для определения осадков потребуется применение следующих методов:
- Исполнять предписания ведомственных и проектных организаций с целью осуществления геодезического контроля (постоянного или временного) осадки, крена и деформаций зданий и сооружений, находящихся в статусе большого народнохозяйственного значения, в ходе их возведения и эксплуатации. Как правило, к ним относятся различные электростанции, уникальные объекты строительства, телевизионные башни и многое другое.
- Выявлять степени опасности деформаций зданий и сооружений, введенных в эксплуатацию. Их развитие может произойти как на фоне нарушений несущей способности грунтового основания, так и в результате оползневых подвижек грунтов или неравномерной их просадки.
- Произвести экспериментальную проверку методов расчетов осадки и устойчивости объектов.
-
- геометрическое нивелирование осадочных марок высокоточными нивелирами способом из середины при коротких лучах визирования до 10-25 м;
- тригонометрическое нивелирование осадочных знаков высокоточным теодолитом или электронным тахеометром;
- гидростатическое нивелирование осадочных знаков переносными гидронивелирами или посредством стационарной системы гидронивелира;
- фототеодолитная съемка объекта и деформационных знаков на нем;
- сканерная съемка объекта и его деформационных знаков.
-