Введение 3
1 Осадки и деформации инженерных сооружений 4
1.1 Виды и причины деформаций основания и фундамента 4
1.2 Определение деформационных параметров 8
1.3 Типы геодезических знаков, применяемые при мониторинге
деформаций 9
1.4 Создание опорной и деформационной сети 13
1.5 Нормативные требования при наблюдениях за деформациями 14
2 Геодезические методы наблюдений за деформациями 16
2.1 Классические геодезические методы наблюдений за деформациями 16
2.2 Определение деформаций с применением современных технологий 20
2.3 Методы измерения кренов 23
3 Комплекс проектируемых работ при геодезическом мониторинге
колокольни Петропавловского собора 24
3.1 Объект, подлежащий наблюдению за деформацией 24
3.2 Инженерно-геологические условия 26
3.3 Создание опорной высотной геодезической сети 27
3.3.1 Обследование пунктов опорной сети и закладка деформационных знаков. 27
3.4 Наблюдения за осадками здания способом геометрического
нивелирования 31
3.4.1 Цифровой нивелир Trimble Dini 0.7 31
3.4.2 Геометрическое нивелирование 33
3.4.3 Опорная нивелирная сеть 34
3.4.4 Деформационная нивелирная сеть 35
3.5 Мониторинг деформаций методом полярных координат 38
3.6 Геодезический мониторинг с использованием РЭТ Trimble S8 41
Заключение 44
Список литературы 47
Приложение 1 49
Приложение 2 50
Приложение 3 52
Приложение 4
Под действием определенных техногенных и природных факторов любые здания и сооружения испытывают определенного рода деформации. Без своевременного вмешательства для их устранения, могут привести к очень неблагоприятным последствиям, к таким, как частичной или полной разрушение зданий.
При современных темпах строительства в городе Казань, в условиях динамично развивающегося городского хозяйства и роста техногенных воздействий на строительные объекты требуется непрерывный мониторинг со-стояния зданий и сооружений, которые подвержены комплексу неблагоприятных факторов. Особую актуальность геодезический мониторинг имеет для сооружений, представляющих историческую ценность.
Главной составляющей мониторинговых наблюдений за состоянием зданий и сооружений является прогнозирование поведения и состояния деформаций, с целью выполнения на основе полученных прогнозов мероприятий, направленных устранение причин деформации.
В данной дипломной работе объектом исследования является колокольня Петропавловского собора г. Казань. Колокольня располагается в историческом центре города Казань на улице Мусы Джалиля. Имеет статус памятника архитектуры совместно с Петропавловским собором. Сохранность данного комплекса имеет исключительный общественный резонанс, поскольку он находится в непосредственной близости от здания Института геологии и нефтегазовых технологий Казанского (Приволжского) Федерального Университета.
Целью данной работы является разработка проекта геодезического мониторинга колокольни Петропавловского собора.
Для достижения данной цели, нужно решить следующие задачи:
• Изучить нормативные документы по наблюдению за деформациями;
• выполнить обследование пунктов опорной сети и закладка де-формационных марок;
• выполнить эпоху наблюдений высот марок, находящихся на территории комплекса Петропавловского собора, методом геометрического нивелирования;
• выполнить измерения положения призмы, установленной на колокольне Петропавловского собора, с помощью РЭТ Trimble S8;
• изучить программные обеспечения Credo Нивелир, Trimble Busi-ness Centre и выполнить обработку измерений.
В процессе выполнения данной дипломной работы был разработан проект геодезического мониторинга колокольни Петропавловского собора (приложение 4). Изучены методы определения деформации, выполнен цикл наблюдений за осадками деформационных марок методом геометрического нивелирования.
Проанализированы действующие нормативные документы по наблюдению деформации сооружений. Изучили существующие методики мониторинга деформаций и разработали оптимальную программу наблюдений для колокольни Петропавловского собора. Был проведен мониторинг деформаций с использованием роботизированного тахеометра. Анализ выполнялся на основе данных об изменении координат оптической призмы по различным осям, установленной на церкви Петропавловского собора.
Геометрическое нивелирование проводилось в соответствии с требованиями «Инструкции по нивелированию I, II, III и IV классов» [12], с помощью цифрового нивелира Trimble Dini 0.7 в комплекте штрих кодовых реек LD23 (3м). Был проложен нивелирный ход, удовлетворяющий точности геометрического нивелирования II класса, протяженностью 1,102 км. Характеристики качества нивелирования сетей представлены в таблице 4 и 5. Так же на колокольне были закреплены новые деформационные репера и заложена нулевая эпоха для марок, не включенных в предыдущие циклы. Уравнивание нивелирных ходов производилось в программном комплексе Credo Нивелир.
На основе выполненной работы, можно сделать вывод, что деформации колокольни Петропавловского собора за прошедшие 2 года не существенны и не требуют экстренных мер по их устранению. Однако исходя из данных [15], техническое состояние фундаментов Колокольни характеризуется как аварийное, требующее проведения первоочередных противоаварийных мероприятий, а именно цементации фундаментов и контакта фундамент-грунт. Анализ данных, полученных из системы мониторинга с использованием роботизированного тахеометра показал, что изменения координат оптической призмы, установленной на колокольне Петропавловского собора, находятся в интервале до 10 мм в плане. Расхождения полученных из нивелирования высот осадочных марок в сравнении со значениями высот из предыдущих эпох наблюдений, выполненных в 2014,2015 и 2016 годах лежат в интервале от -1 до -4 мм. Данные осадки могут являться следствием многих причин, но основными факторами, могут быть постепенное уплотнение насыпных неоднородных грунтов, находящихся под комплексом Петропавловского собора, а также не¬благоприятное воздействие на сооружение линии метрополитена, проходящей под улицей Профсоюзной на расстоянии в несколько десятков метров.
В дальнейшем для изучения осадок и деформаций колокольни Петропавловского собора, можно выполнить гравиметрический мониторинг на при¬мере Башни Сююмбике высота которой 58 м. Проведение геофизического наблюдений в режиме мониторинг, исключает необходимость учета различных помех и позволяет фиксировать изменчивость физических полей, обусловленных активными геологическими процессами. На данном примере показано что мониторинг может осуществляться не только на открытых площадках, но и внутри зданий и сооружений, что позволяет изучать особенности активных геологических процессов, протекающих под архитектурными строениями и устанавливать их природу.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
