1. Геодезический контроль является важнейшей частью системы управления технической эксплуатацией предприятия. Ему присущи разнообразие объектов контроля и, соответственно, контролируемых параметров как по номенклатуре, так и по значению и допускам; большое число методов и средств контроля; большие затраты на контроль.

В то же время, несмотря на разнообразие видов объектов промышленных предприятий, им присущи и общие подходы к проектированию и производству геодезического контроля по отдельным видам геометрических параметров. Контроль отдельных видов геометрических параметров или их совокупности зависит, в первую очередь, от конкретных задач, которые преследуются в процессе эксплуатации инженерного объекта, и вида контролируемых параметров, присущих данному объекту.

Так, в начальной стадии эксплуатации инженерных объектов, испытывающих проектные вертикальные статические нагрузки, основными геометрическими параметрами являются осадки фундаментов и их оснований и происходящие вследствие них деформации конструкций, а для сооружений, испытывающих еще и значительные горизонтальные нагрузки, – горизонтальные перемещения и происходящие вследствие них деформации конструкций. Это связано с тем, что другие нагрузки и воздействия (негрунтовые – силовые, температурные, влажностные и др.), как показывает опыт эксплуатации, проявляются значительно позже. Поэтому, как правило, наибольший объем геодезических работ в начальной стадии эксплуатации инженерных объектов приходится именно на контроль осадок объектов и их оснований.

В процессе длительной эксплуатации инженерных объектов на техническое состояние объекта значительное влияние оказывают не только деформации, связанные с грунтовыми условиями, но и повреждения конструкций от силовых воздействий, приводящие к трещинам, разрывам, потери устойчивости, расшатыванию соединений; повреждения от механических воздействий, приводящие к прогибам, вмятинам, искривлениям, истираниям; повреждения от физических воздействий, приводящие к короблению и трещинам при низких и высоких температурах; повреждениям от химических воздействий, приводящие к коррозии металла и разрушению бетона. Поэтому в этот период особое значение имеют геодезические работы по контролю множества геометрических параметров, характеризующих техническое состояние надфундаментных конструкций объекта. Эти работы производятся, как правило, методами плановых и высотных исполнительных съемок конструкций, позволяющих выявлять не только деформации отдельных строительных элементов, но и сооружения в целом. Однако наибольшие нагрузки в процессе эксплуатации предприятий несет основное оборудование. Контроль некоторых геометрических параметров крупногабаритного оборудования осуществляют с применением геодезических методов и средств измерений.

В процессе капитальных ремонтов оборудования геодезистам приходится проверять прямолинейность, соосность и расположение узлов оборудования, где наряду с геодезической измерительной техникой, часто применяют методы и средства контроля геометрических параметров, используемые в машиностроении для аналогичных целей.

Изменения во времени геометрических параметров в процессе эксплуатации приводят не только к деформациям сооружения и технологического оборудования, но и к деформациям средств технического оснащения сооружений – кранов, подъемников, лифтов, затворов и т. п., а также взаимосвязанных с их работой конструкций – подкрановых путей, направляющих элементов. Контроль геометрических параметров средств технического оснащения сооружений и их конструктивных элементов – один из распространенных видов геодезических работ, который имеет свои особенности. Наиболее частыми и специфическими работами являются работы по съемке подкрановых путей мостовых кранов тяжелого и среднего режимов работы.

Для промышленных сооружений и оборудования с высоким центром тяжести (дымовые трубы, мачты, башни, высотные плотины, градирни и др.) основным параметром, характеризующим их совместную с основанием деформацию, является крен. Контроль крена высотного объекта является также специфической задачей геодезических работ. При этом для отдельных сооружений необходимо не только определять развитие крена во времени, но и контролировать крены отдельных его частей. Для контроля крена сооружений применяют отличные от других видов деформаций схемы, методы и средства измерений.

Таким образом, в геодезическом производстве, в зависимости от вида геометрических параметров объектов промышленных предприятий, наблюдаются существенные различия в построении схем, методов и средств контроля.

2 Общая технологическая схема контроля осадок сооружений и их оснований

Контроль осадок и деформаций оснований и сооружений (в устаревшей технической литературе вместо термина «контроль» применяется устаревший термин «наблюдение») в процессе их проектирования, строительства и эксплуатации является одним из основных видов инженерно-геодезических работ.

При проектировании сооружений проектировщик производит расчет величин будущих ожидаемых осадок фундаментов; геодезист проектной организации составляет проект производства геодезических работ, составной частью которого является программа контроля осадок и деформаций.

В процессе строительства объектов геодезисты строительной организации осуществляют проект в натуре и поставляют результаты контроля заказчику объекта.

В процессе эксплуатации сооружений дирекция предприятия организует сама или нанимает специализированную организацию, которая продолжает осуществлять контроль деформаций до конца жизни объекта.

Результаты этого контроля анализируются службами эксплуатирующей организации и проектного института. На основе анализа результатов контроля деформаций и обследования конструкций решаются вопросы оценки технического состояния оснований и сооружений, намечаются и проводятся необходимые ремонтные работы.

Технология геодезического контроля осадок сооружений и их оснований состоит из трех основных процессов:

1) проектирования технологии контроля, включающего разработку схем размещения геодезической контрольно-измерительной аппаратуры (КИА), схем нивелирования, расчет точности нивелирования, назначение методов и средств измерений осадок и деформаций; разработку методов обработки результатов измерений и форм отчетной документации по контролю осадок;

2) проведения контроля деформаций на объекте, включающего изготовление и установку геодезической КИА; подготовку персонала, приборов, приспособлений; разработку правил техники безопасности при проведении контроля, выполнение измерений;

3) обработки и анализа результатов измерений, включающих проверку и обработку первичной документации; уравнивание; вычисление осадок и деформации; интерпретацию результатов; заполнение паспорта контроля или составление технического отчета.

3. Точность и периодичность наблюдений

От правильного выбора точности и периодичности наблюдений зависят методы и средства измерений, затраты на их производство и достоверность получаемых результатов. Точность и периодичность измерений указываются в техническом задании на производство работ или в нормативных документах. В особых случаях эти требования могут быть получены путем

специальных расчетов.

В нормативных документах требования к точности определения осадок или горизонтальных смещений характеризуются средней квадратической погрешностью: 1 мм — для зданий и сооружений, возводимых на скальных

или полускальных грунтах; 3 мм — для зданий и сооружений, возводимых на песчаных, глинистых и других сжимаемых грунтах; 10 мм — для зданий и сооружений, возводимых на насыпных, просадочных и других сильно сжимаемых грунтах; 15 мм — для земляных сооружений.

На оползневых участках осадки измеряются со средней квадратической погрешностью 30 мм, а горизонтальные смещения — 10 мм.

Крены дымовых труб, мачт, высоких башен измеряются с точностью, зависящей от высоты Н сооружения и характеризуемой величиной 0,0005H.

Установить необходимую точность измерения деформаций расчетным путем довольно сложно, однако для многих практических задач можно пользоваться формулой

тф < 0,2ΔФ, где mф — средняя квадратическая погрешность измерения деформации; ΔФ — величина деформации за промежуток времени между циклами измерений.

Выбор времени между циклами измерений зависит от вида сооружения, периода его работы, скорости изменения деформации и других факторов. В среднем в строительный период систематические наблюдения выполняют один-два раза в квартал, в период эксплуатации — один-два раза в год. При срочных наблюдениях их выполняют до и после появления фактора, резко изменяющего обычный ход деформации. Периодичность наблюдений за осадками. Наблюдения за осадками строящихся ответственных сооружений начинают сразу же после начала возведения фундаментов. Если первый цикл наблюдений будет проведен с запозданием, то последующие наблюдения будут в значительной степени обесценены в связи с невыявленной частью уже происшедшей осадки.

Частота измерений зависит от развития осадки сооружения во времени. Этот процесс получил название затухания осадки, или консолидации.

Как показывают наблюдения, продолжительность осадки зданий и сооружений зависит от типа строения, литологического состава и физического состояния горных пород, слагающих основания сооружений, и может колебаться в широких пределах. Большая часть осадок завершается в строительный период, но иногда осадки растягиваются на годы и десятилетия.

Быстро завершаются осадки у скальных пород, где они сводятся к практически упругим деформациям и закрытию трещин. Сравнительно недолго продолжаются осадки на песчаных основаниях. Консолидация же глинистых грунтов обычно растягивается на многие месяцы и годы