Аттестационная работа (ВАР/ВКР) на тему Геодезический мониторинг, наблюдение за деформацией инженерных сооружений

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 3
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ГЕОДЕЗИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА 5
1.1 Виды и причины деформаций 5
1.2 Цель и задачи наблюдений за деформациями 7
1.3 Нормативные требования к составу и точности геодезических работ по наблюдению за деформациями зданий и сооружений 10
1.4 Методы наблюдений за деформациями зданий и сооружений 12
1.5 Организация наблюдений за деформациями 17
2 ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ МОНИТОРИНГЕ ДЕФОРМАЦИЙ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ 19
2.1 Анализ геодезических методов для наблюдения за кренами 19
2.2 Анализ применяемого геодезического оборудования для мониторинга кренов сооружений 25
3 РАЗРАБОТКА ПРОЕКТА ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТ ПО ПРОВЕДЕНИЮ НАБЛЮДЕНИЙ ЗА КРЕНАМИ ДЫМОВОЙ ТРУБЫ ТЕЦ-27 28
3.1 Общие сведения об объекте 30
3.2 Топографо–геодезическая изученность района 34
3.3 Состав работ 37
3.4 Анализ существующей опорной сети и ее сгущение 38
3.5. Обоснование методики и периодичности работ 45
3.6. Обработка результатов и составление отчета 51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 55

Введение:

Строительство и последующая эксплуатация различных высотных зданий и сооружений, а также крупных промышленных комплексов сопряжена с риском развития деформаций и осадок подстилающих грунтов, что в свою очередь вызывает осадки и деформации расположенных на них сооружений.
В связи с этим, для надежной и безопасной работы промышленных комплексов производят наблюдения за их деформациями.
В геодезии под термином деформация понимают изменение положения объекта относительно его первоначального состояния.
Для получения сведений о состоянии зданий и сооружений ведется геодезический мониторинг, который заключается в проведении периодических наблюдений за горизонтальными и вертикальными деформациями и креном зданий и сооружений начиная с этапа строительства и до достижения стабилизации деформаций (при их наличии).
За такими сооружениями как дымовые трубы наблюдения ведутся постоянно.
Деформации определяют для оценки устойчивости сооружения, проверки правильности проектных расчетов, выявления причин и закономерностей для прогнозирования деформаций и принятия мер, обеспечивающих нормальное эксплуатационное состояние сооружения и его безопасную работ.
Для выполнения наблюдений составляют специальный проект, который содержит; техническое задание на производство работ; общие сведения о сооружении, природных условиях, схему опорных пунктов и марок, методику наблюдений и их обработки, расчет точности измерений; календарный план (график) наблюдений; состав исполнителей, объем работы и смету.
Для каждого объекта, в отношении которого проводится геодезический мониторинг, выбирается программа, методика и точность наблюдений, которые определяются конструктивными особенностями и классом ответственности здания или сооружения.
Таким образом, обоснование методов и точности проведения наблюдений за деформациями сооружений является актуальным.
Целью данной аттестационной работы является изучение задач, анализ и совершенствование методов наблюдений за деформациями, применяемых для геодезического мониторинга на примере кренов дымовой трубы ТЕЦ №27.
Для достижения цели в работе поставлены следующие задачи:
— проанализировать современное состояние вопроса по производству геодезического мониторинга деформаций сооружений;
— анализ применяемых методов и оборудования для мониторинга деформаций инженерных сооружений;
— обосновать методику и средства геодезического мониторинга для наблюдений за объектом исследования;
Объект исследования — дымовая труба ТЕЦ №27.
Предмет исследования –методика геодезического мониторинга кренов дымовой трубы ТЕЦ№27.
Методы исследования: геодезические измерения, анализ точности геодезических наблюдений, сравнение.
Структура работы: работа изложена на 65 страницах, включает введение, три главы, заключение, список использованных источников из 36 наименований.

Заключение:

Настоящая аттестационная работа посвящена изучению вопросу организации геодезических натурных наблюдений за деформациями сооружений и выполнена на примере наблюдения за кренами дымовой трубы ТЭЦ-27.
Деформации зданий и сооружений возникают под действием определенных природных факторов, геологических явлений, технологических факторов, поэтому любой строящийся объект испытывает эти воздействия и деформируется.
Проектирование и строительство должно осуществляться таким образом, чтобы свести эти деформации к величинам, не нарушающим эксплуатацию зданий и сооружений. Поскольку при проектировании строительства все факторы сложно учесть практически, то для проверки совершенствования и проверки ожидаемых деформаций, а так же при применении новых технологий при строительстве в сложных условиях (грунты, сейсмические районы, подземные сооружения: крепостные сооружения, метро), необходимо проводить геодезические натурные наблюдения за деформациями в процессе строительства и эксплуатации сооружения. Это позволяет по результатам наблюдений определить величины деформации, динамику их распределения в пространстве.
Анализ результатов наблюдений позволяет совершенствовать технические процессы в строительстве, своевременно устранять последствия возникновения деформации, совершенствовать методы предрасчета деформации и получать дополнительные детальные сведения о геологическом строении массивов, на которых возводится сооружение.
В данной ВКР проанализированы условия месторасположения ТЭЦ-27, запроектирована опорная геодезическая сеть путем построения ее спутниковым методом, что значительно повышает точность работ, а также рассмотрены все вопросы создания сети и наблюдения за деформациями зданий и сооружений уникальных объектов, каковым является ТЭЦ-27.
При рекогносцировке промышленной площадки ТЭЦ-27 обнаружены и осмотрены существующие геодезические пункты: три грунтовых репера IV класса и два пункта триангуляции III класса. Все пункты имеют удовлетворительное состояние.
Поскольку в соответствие с нормативными документами наблюдения за вертикальными деформациями уникальных сооружений, а такими являются сооружения ТЭЦ-27, должны проводиться с точностью 1 мм от глубинных реперов, количество которых должно быть не менее трех, а также с учетом необходимости проведения наблюдений за горизонтальными деформациями этих сооружений, в данной работе запроектированы четыре опорных геодезических пункта в виде закладки глубинных реперов. Планово-высотная привязка глубинных реперов предусмотрена спутниковым методом от пунктов триангуляции III класса.
Для обеспечения высокой точности работ по планово-высотной привязке глубинных реперов предлагается выполнить эти работы с помощью спутниковой системы методом «Статика» с продолжительностью наблюдения 40-60 мин. Число наблюдаемых спутников должно быть на каждом пункте – 6, фактор PDOP – меньше 2. Работы предусматривается производить двумя комплектами приемников Leica Viva GS08.
Для проведения работ по наблюдениям за кренами методом горизонтальных углов запроектирован ход полигонометрии 1 разряда от глубинных реперов Гр2 и Гр4 из 10 пунктов.
Для запроектированного хода выполнен предрасчет точности, который показал, что СКП измерений длин линий в ходах после уравнивания составит 0,001 м, СКП измерения углов — 5, 2, 2 соответственно для ходов 1, 2 и 3; СКП отметок пунктов в слабом месте хода – 0,001 м, что свидетельствует о том, что запроектированные ходы отвечают требуемой точности.
Наблюдения за деформациями предусматривается производить электронным тахеометром SET 230R. Исходя из требуемой точности наблюдений (1 мм) длина визирного луча должна находиться в пределах 17-20 м.
Поскольку предусматривается проводить наблюдения за деформациями сооружений, заложенных более 30 лет назад, то их периодичность должна составлять– один раз в пять лет. На период строительства четвертого энергоблока, периодичность наблюдений за существующими сооружениями должна составлять 2 раза в месяц.
Обработку результатов измерений предусматривается производить в программном комплексе CREDO_DAT.

Фрагмент текста работы:

1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ГЕОДЕЗИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА

1.1 Виды и причины деформаций

Вследствие конструктивных особенностей, природных условий и деятельности человека сооружения в целом и их отдельные элементы испытывают различного вида деформации.
Деформация – изменение формы и размеров объекта (или части объекта) под действием внешних сил относительно первоначального состояния.
Различают несколько видов деформаций, которые делят на две большие группы – горизонтальные и вертикальные.
Деформации зданий и сооружений, происходящие в горизонтальной плоскости подразделяются на несколько видом (рис. 1.1).

Горизонтальные деформации
↓ ↓ ↓ ↓
горизонтальное смещение сдвиг перекос прогиб, выгиб

Рисунок 1.1 – Виды горизонтальных деформаций зданий и сооружений

Чаще всего горизонтальные деформации характерны для вытянутых по форме сооружений, а также для гидротехнических сооружений.
Вертикальные деформации так же, как и горизонтальные, подразделяются на несколько видом (рис. 1.2).

Вертикальные деформации
↓ ↓ ↓ ↓
осадки оседания просадки набухания, усадки

Рисунок 1.2 – Классификация вертикальных деформаций
Осадки, как правило, возникают в результате пригрузки грунтов весом здания или сооружения. Другими причинами являются карст, оползни, изменение гидродинамических характеристик подземных вод, а также воздействие различных антропогенных процессов [1]. В случаях, когда деформации развиваются быстро, их называют просадками.
При условии, когда осадки развиваются неравномерно, то в зданиях и сооружениях проявляются прогибы и выгибы [2]. Эти виды деформаций чаще проявляются на протяженных сооружениях. Для зданий неравномерные осадки приводят к перекосу, но вертикальность остается. Среди причин неравномерных осадок называют наличие карстовых и иных пустот в основании зданий и сооружений, строительство на разных типах грунтов имеющих неодинаковую сжимаемость.
Также неодинаковая сжимаемость грунтов приводит к развитию таких горизонтальных деформаций, как прогиб, перекос, сдвиг, смещение.
Высотные здания и сооружения (многоэтажные дома, дымовые трубы, мачты антенн, градирни и пр.) в результате различных природных (воздействие воды и ветра, карст, оползни, размыв грунта и пр.) и техногенных воздействий (сейсмическая активность, взрыв, работа тяжелых механизмов и пр.)приводят к развитию опасных деформаций – кренов. Крен сопряжен с отклонением здания или сооружения от вертикали.
Такие деформации, как усадки и набухание происходят при намокании грунтов.