Визначення крену висотних будівель за результатами спостережень за опадами фундаментів
Повернутися в бібліотеку
Опис: У статті наводиться методика визначення крену висотних будівель за величиною переміщення марок, що встановлюються на фундаментної плити і дається оцінка точності визначення крену будівлі за результатами спостереження за опадами фундаментних марок.
Абстракт. У статті наводиться методика визначення крену висотних будівель за величиною переміщення марок, що встановлюються на фундаментної плити і дається оцінка точності визначення крену будівлі за результатами спостереження за опадами фундаментних марок.
Abstract. In article the technique of definition of a list of high-rise buildings on size of moving of the marks established on a base plate is resulted and the estimation of accuracy of definition of a list of a building by results of supervision over deposits of base marks is given.
Ключові слова: осаду фундаменту, крен будівлі, точність визначення, застосування методики
1. Точність вимірювань вертикаль них переміщень ростверку-плити і крену надземної частини будівлі;
3. Визначення середньої опади і нерівномірності осад фундаменту;
4. Визначення крену будівлі;
5. Застосування пропонованої методики.
1. Точність вимірювань вертикаль них переміщень
ростверку-плити і крену надземної частини будівлі
Прийнята в кожному конкретному випадку точність вимірювання вертикальних переміщень і крену будівлі залежить від ряду умов, основні з яких: прогнозована розрахунками величина деформації, складність інженерно-геологічних умов, величини навантажень на підставу.
Відповідно до вимог нормативних документів при розрахунковій величині осідання будинку в межах від 50 до 250 мм при зведенні будівель на стискується грунтах допускається середньоквадратичне відхилення при визначенні переміщень не повинно перевищувати +/- 2 мм, допустима похибка також не повинна перевищувати +/- 2 мм .
Зазначені величини похибок відповідають II класу точності спостережень за деформаціями основ будівель і споруд.
Точність вимірювання крену по з ГОСТ 24846 для житлових і цивільних будівель 0,0001Н, що відповідає +/- 20 мм.
При проведенні робіт із спостережень за деформаціями основи будівлі відповідно до п.3.3.2 ГОСТ 24846 передбачається використовувати метод геометричного нівелювання, одним горизонтом, способом поєднання по замкнутому ходу.
При використанні методу геометричного нівелювання відповідно для забезпечення заданої точності необхідне дотримання умов:
# 149; технічні характеристики геодезичних приладів повинні забезпечувати необхідну точність;
# 149; необхідне застосування рейок з инварной смугою (одне або двосторонньої);
# 149; число станцій незамкнутого ходу (від репера до першої осадової марки має бути не більше 3-х);
# 149; довжина візирного променя не більше 20 м;
# 149; нерівність плечей (відстаней від нівеліра до рейок) не більше 0,4 м;
# 149; накопичення нерівностей плечей в замкнутому ході не більше 2,0 м;
# 149; допускається невязка в замкнутому ході (n - число станцій) +/- 0,5√n. мм.
Передача відміток з репера на осадові марки передбачається замкнутим нівелірних ходом від грунтового репера.
Необхідна точність вимірювання деформацій, надійність одержуваних результатів забезпечується використанням наявного в розпорядженні виконавця прецизійного автоматичного нівелір Leica NA2 має точність вимірювань на 1 км подвійного ходу 0.7 / 0.3 мм, збільшення оптики 32х.
3. Визначення середньої опади і нерівномірності осад фундаменту
Виконання програми геотехнічної моніторингу для висотних будівель. що включає вимір абсолютних величин переміщень фундаментної плити (ростверку) і крену будівлі забезпечується:
# 149; застосуванням високоточних інструментів з необхідною точністю вимірювання переміщень осадових марок від вихідної реперною системи;
# 149; жорсткою конструктивною схемою будівлі (практично не деформуються ростверк-плита, при якій абсолютні величини переміщень осадових марок фундаментної плити визначають положення її нормалі в тривимірній системі координат на позначці верхи церкви і можливість обчислення абсолютних і відносних величин переміщень як в процесі будівництва, так і експлуатації будівлі) ;
# 149; систематичним контролем стійкості контрольного репера з використанням місцевої геодезичної мережі.
Обробка даних, отриманих за допомогою тахеометра проводиться відповідно до методики обробки результатів геометричного нівелювання по замкнутому ходу.
Для отримання величин деформацій (вертикальних переміщень, відносної нерівномірності осад плити-ростверку), крену будівлі пропонується наступна методика.
Вихідні (початкові) позначки марок після їх установки на поверхні плити-ростверку до початку зведення каркаса будівлі:
OM-1 → Н1,0
ОМ-2 → Н2,0
ОМ-3 → Н3,0
ОМ-4 → Н4,0
Позначимо позначки осадових марок (ОМ), отриманих за результатами вимірювань в поточному циклі:
ОМ-1 → Н1i
ОМ-2 → Н2i
ОМ-3 → Н3i
ОМ-4 → Н4i
Абсолютна величина вертикального переміщення марок по відношенню до їх початкового стану:
ОМ-1: S1i = H1i - H1,0
ОМ-2: S2i = H2i - H2,0
ОМ-3: S3i = H3i - H3,0
ОМ-4: S4i = H4i - H4,0
Середня величина опади ростверку-плити від початку спостережень:
Si = (S1i + S2i + S3i + S4i) / 4
Де: ΣHм0 / 4 - початкова відмітка умовної площині верху плити в початковому положенні (до початку спостережень, що враховує фактичну різницю в початкових відмітках осадових марок).
ΣHмi / 4 - то-же, в даному циклі спостережень.
Відносна нерівномірність опади фундаменту у напрямку Х (цифрові осі на плані будівлі), у напрямку У (літерні осі):
де: LI - відстань між осадовими марками.
4. Визначення крену будівлі
З огляду на, що монолітний залізобетонний ростверк є практично абсолютно жорстким тілом, має місце жорстке з'єднання ростверку з надземною частиною будівлі, по зміні положення ростверку в просторі, визначається відхилення (крен) його нормалі від начального4 положення на позначці верхи церкви. На наведеній нижче схемі показано, що відносна нерівномірність осад ростверку збігається з величиною крену його нормалі, тобто крену будівлі. Зсув точки прикладання нормалі до площини плити при його переміщенні незначна і їм можна знехтувати (на схемі величини опади країв плити показані умовно, у багато разів більше фактичного).
Для визначення крену будівлі за величиною нерівномірного осідання ростверку необхідно обчислити різницю величини осад по маркам, розташованим по діагоналях і розділити на відстань між цими марками:
i = δS / L
Оцінимо вплив точності визначення вертикальних переміщень осадових марок на точність визначення крену будівлі.
Точність вертикальних переміщень прийнята (для II класу) +/- 2 мм, при якій точність визначення відносної нерівномірності осад ростверку по діагоналі фундаментної плити при відстані між осадовими марками, наприклад 60000 мм:
δ = 4 мм / 60000 мм = 0,0000666
При відстані від верху фундаментної плити до верху перекриття останнього поверху 200 м похибка у визначенні переміщення складе:
що перевищує необхідну точність вимірювання крену будівлі 0,0001Н = 20 мм
Напрямок та величина крену будівлі визначається шляхом додавання векторів переміщень, визначених за марками, розташованим по діагоналях прямокутника.
5. Застосування пропонованої методики
Наведена вище методика застосовується при обробці результатів спостережень за деформаціями 45-ти поверхового будівлі, що будується в м Астані.
З огляду на конструктивні особливості будівлі, що зводиться - значну просторову жорсткість як ростверку, так і надземної частини будівлі з можливих типів осадових марок, призначених для визначення вертикальних переміщень фундаментів як найбільш надійні обрані марки, що встановлюються на фундаменті.
Марки виконуються з металевих пластин товщиною 6-8 мм розміром 220x220 мм, з круглою головкою. Надалі, перед початком виконання робіт по влаштуванню конструкцій підлоги передбачається на пластину встановити (приварити) металеву захисну трубу висотою до рівня чистої підлоги з відкривається захисною кришкою.
Установка марок на вертикальній площині будівлі для визначення крену не передбачено, так як метод проектування для висотних будівель не забезпечить необхідної точності.
Запропонована методика визначення крену будівлі за результатами спостережень за осадовими плитними марками приведена нижче.
Вихідна реперна система - буронабивні палі d600 мм з опертям низу паль на щебенево малосжімаемим грунт. Кількість глибинних реперів на території комплексу 3 шт, що дає можливість виконувати перевірку стійкості реперною системи. Конструкція верхньої частини реперів забезпечує їх збереження на період проведення робіт, виключає опади і вплив морозного пученія грунту на їх положення щодо вертикалі.
Репера розташовані за межами зони впливу напружено-деформованого стану основи будівлі, що зводиться. Даних вимірювань за встановленими маркам досить для визначення просторового положення ростверку-плити і нерівномірності його осад.
За схемою пристрою реперна система при наявності в основі репера малосжімаемим щебеністих грунтів забезпечує II клас точності проведення вимірювань (+/- 2 мм).
1. ГОСТ 24846-81 Грунти. Методи вимірювання деформацій основ будинків і споруд. -М. 1982 р