Вестник Северо-Кавказского государственного технического университета 2011 №1 (26)

Подождите немного. Документ загружается.

Вестник Северо-Кавказского государственного технического университета. 2011. № 1 (26)

породы офитовая, мелкозернистая. Текстура массивная. Вторичные изменения выразились в

серитизации, хлоритизации и карбонатизации плагиоклаза, гидробиотитизации-хлоритизации

пироксена, лейкоксенизации ильменита и развитии по редким секущим прямолинейным

микротрещинам кальцита.

Сланец хлоритовый – пл. Достлукская, скв. 1. Интервал 5935 – 5940 м. Порода состоит в

основном из хлорита и подчиненного количества кварца, кальцита, реликтовых табличек

плагиоклаза, а также рудных и акцессорных минералов. Структура породы гранолепидобластовая,

обусловлена преобладанием таблитчатых чешуек хлорита по отношению к более или менее

изометричным зернам кварца, плагиоклаза и кальцита. Наличие расположенных под углом друг к

другу редких реликтовых таблитчатых зерен плагиоклаза позволяет определить реликтовую

структуру как бластоофитовую и породу как ортосланец. Текстура породы сланцеватая,

обусловлена развитием слюдистых минералов с предпочтительной взаимно-параллельной

ориентировкой в одном направлении.

Вторичные изменения выразились в интенсивном развитии по плагиоклазу серицита,

хлорита, кальцита; хлоритизации темноцветных, лейкоксенизации ильменита, развитии по редким

линзовидным прожилкам мелко-крупнокристаллического кальцита, сульфидов и развитии по

редким секущим микротрещинам тонкозернистого кальцита.

Песчаники средне- и мелкозернистые, разнозернистые сложены в основном угловатыми и

слабоокатанными зернами кварца, кислых плагиоклазов, калиевых полевых шпатов. Отмечаются

листочки мусковита, биотит частично переходящий в хлорит, циркон, эпидот, апатит, турмалин.

Наблюдаются обломки гранитных пород, состоящие из кварца, полевого шпата и слюд. Скопления

пирита и пелитоморфного углистого вещества присутствуют в виде небольших линз и прослоев.

Карбонат заполняет трещины и присутствует в виде линзовидных включений. Цемент пород

кварцево-слюдистый.

Сланцы достаточно однообразны по составу, преобладают серицитовые, серицитово-

кварцевые, карбонатно-серицитовые, серицитово-хлоритовые, хлоритовые, углисто-серицитовые и

другие. Структура сланцев микролепидобластовая, текстура сланцевая. Породы плотные, крепкие, в

матричной части непроницаемые (Кпр < 0,001 · 10

-3

мкм

), очень низкопористые (Кп = 1,2 – 3,0 %,

ср.~2,0 %), объемной плотностью 2,55 – 2,9 г/см

Из всех типов пород комплекса особое внимание привлекают кварцевые роговики как

породы-коллекторы трещинного типа. По генезису они относятся к контактово-метаморфическим

образованиям, связанным с внедрением интрузий в песчаные отложения карбона.

Роговики характеризуются светло-серой и голубовато-серой, реже темно-серой окраской,

жирным блеском, остроугольным изломом, гранобластовой, иногда порфировидной структурой,

массивной или плитчатой текстурой. Представлены они кристалликами кварца и листоватыми

минералами. По размерам зерен кварца среди роговиков выделяются разности с тонко- (0,05 –

0,1 мм), мелко- (0,1 – 0,25 мм), средне- (0,25 – 0,5 мм) и разнозернистой структурой.

Листоватые минералы в основном концентрируются слойками. Общее количество их

составляет 5 – 20 %, представлены они биотитом, мусковитом, серицитом и хлоритом.

Фильтрационно-емкостные свойства кварцевых роговиков обусловлены их трещиноватостью и

расширениями трещин.

Трещиноватость пород образовалась в процессе их поверхностного выветривания. Трещины

в основном горизонтальные, но отмечаются и вертикальные и диагональные, открытые и

заполненные кварцем или кальцитом. Раскрытость трещин от 0,015 – 0,1 до 0,5 мм. Густота трещин

чаще колеблется в пределах 50 – 200 1/м и достигает 850 – 1400 1/м в наиболее интенсивно

трещиноватых образцах

керна.

При низкой открытой пористости Кп~2,0 % вторичная пористость составляет в среднем 0,6 –

0,8 %. Проницаемость матрицы пород < 0,001 · 10

-3

мкм

, но проницаемость трещиноватых пород по

данным гидродинамических исследований скважин (скв. 18, 26, 29 пл. Юбилейная, Дагестан)

составляет (6,4 – 10,7) · 10

-3

мкм

(таблица 2).

Вестник Северо-Кавказского государственного технического университета. 2011. № 1 (26)

Таблица 2 – Физические параметры кварцевых роговиков, пл. Достлукская, скв. 1

Кп, % Кп, вт., % δ

, г/см

Кпр, 10

-3

мкм

С, %

1, 3 – 3, 2

2,1

0, 05 –1, 4

0, 56

2, 54 – 2, 62

2, 6

< 0,001

0–2,0

0, 2

3. Низкая степень метаморфизма присуща породам комплекса отложений среднего, верхнего

карбона и нижней перми, развитых в средней и северной части Предкавказья.

Среднекаменноугольные отложения представлены чередованием различных по составу

темно-серых сланцев, алевролитов и песчаников.

Сланцы в основном серицитово-кварцевые и серицитово-углистые. Песчаники и алевролиты

состоят из кварцевых полуокатанных и угловатых зерен, присутствуют плагиоклазы, мусковит и

хлорит. Цемент песчаников и алевролитов кремнисто-карбонатный, кремнистый, кремнисто-

серицитовый. Метаморфизм пород слабый. Даже отдельные малоустойчивые минеральные

компоненты почти не подвергались значительным изменениям.

Верхнекаменноугольные нижнепермские отложения представлены песчаниками,

алевролитами, сланцами, аргиллитами, мергелями и известняками. Песчаники серые и темно-серые

представлены зернами кварца угловатой и полуугловатой формы, плагиоклазами, обломками

кремнистых пород, филлитов, эффузивных пород, листочками мусковита. Породы значительно

пиритизированы. Цемент кремнисто-карбонатный и серицитовый базального типа.

Сланцы и аргиллиты представлены углисто-кремнисто-серицитовыми, серицитово-

карбонатными и другими разностями – это крепкие, плотные, однородные тонкослоистые породы

темно-серого, черного цвета с многочисленными зеркалами скольжения.

Для всех отложений комплекса (C

– P

) характерно значительное обогащение их

карбонатным материалом, который присутствует в виде отдельных пластов известняков или в виде

значительной по объему примеси к глинистым породам, или в виде примеси к материалу цементов

песчаников и алевролитов.

Известняки темно-серые, микрозернистые, с незначительным содержанием углистых

пиритизированных частичек и остатков перекристаллизованных острапод, фораминифер,

иглокожих и других плохо сохранившихся форм. Известняки светло-серые, почти белые,

мраморизованные, крупносреднезернистые, плотные, крепкие, однородные, интенсивно

трещиноватые.

Данные известняки представляют интерес как потенциальные коллекторы нефти и газа,

фильтрационно-емкостные возможности которых обусловливаются разнонаправленными

трещинами и пустотами расширения вдоль трещин.

В матричной части породы очень низкопористые и непроницаемые, но за счет

трещиноватости и пустот растворения вторичная пористость достигает 0,6 % (таблица 3).

Таблица 3 – Физические параметры мраморизованных известняков, пл. Достлукская, скв. 1

Кп, % Кп, вт., % δ

, г/см

Кпр, 10

-3

мкм

С, %

1, 1 2, 5

1, 6

−

0, 03 0,6

0,32

−

2, 66 2,68

2, 67

−

< 0,001

78 95

−

Остальные породы (сланцы, филлиты, песчаники, алевролиты, вулканогены) палеозойского

комплекса обладают слабыми коллекторскими свойствами [1].

Литература

1. Геология и нефтегазоносность Предкавказья / В. Е. Орел, Ю. В. Распопов, А. П. Скрипник и др. ; под ред.

академика МАМР, д-ра геолого-минералогических наук В. Е. Орла. – М. : ГЕОС, 2001. – 299 с.

2. Геология и нефтегазоносность фанерозоя Восточного Предкавказья : монография / М. А. Хасанов,

А. А. Шаипов, Ш. Ш. Заурбеков [и др

.]. – Грозный : ГГНИ ; Ставрополь : СевКавГТУ ; Сервисшкола, 2010. – 144 с.

References

1. Geology and oil-gas presence of Ciscaucasia / V. E. Orel, Yu. V. Raspopov, A. P. Skripnik and others ; edited by

academician, Dr. of Geology and Mineralogy V. E. Orel. – M. : GEOS, 2001. – 299 p.

2. Geology and oil-gas presence of eastern Ciscaucasia phanerozoic : monograph / M. A. Khasanov, A. A. Shaipov,

Sh. Sh. Zaurbekov and others. – Grozniy : GSOI ; Stavropol : NCSTU ; Serviceschool, 2010. – 144 p.

Вестник Северо-Кавказского государственного технического университета. 2011. № 1 (26)

УДК 528.48

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИОННОЙ ПОВЕРХНОСТИ, СОВПАДАЮЩЕЙ

С ПЕРЕКРЫТИЕМ ЦОКОЛЬНОГО ЭТАЖА

Гайрабеков И. Г.

ГОУ ВПО «Грозненский государственный нефтяной институт»

Обосновывается необходимость определения формы поверхности перекрытия цокольного этажа при

обследовании здания.

Предлагаются методика определения деформационных плоскостей, совпадающих с межэтажными

перекрытиями, а также методика преобразования винтовой поверхности цокольного этажа в наклонную плоскость и

преобразование поверхности цоколя, соответствующей прогибу (выгибу) в плоскость.

It is proved the necessity to define surface shape of ground floor overlapping during building examination.

The methods of strain surfaces definition which are concurrent with overlapping are offered as well as the methods of

ground floor screw surface transformation into ramp and plinth surface transformation corresponding to surface bend.

Ключевые слова: обследование здания, деформация поверхности перекрытие цокольного этажа.

Key words: building examination, surface deformation, ground floor overlapping.

Уровень эксплуатационной надежности сооружения характеризуется его техническим

состоянием. Выбор метода восстановления эксплуатационной надежности сооружения принимается

по результатам обследования его технического состояния.

С точки зрения геодезии эксплуатационная надежность оценивается по соответствию

реальных геометрических параметров проектным. Изменение геометрических параметров связано с

изменением напряженно-деформированного состояния строительных конструкций сооружения,

оценка которого выполняется путем осуществления комплекса контрольно-измерительных работ.

По результатам такого обследования оценивается техническое состояние сооружения, принимается

решение о необходимости восстановления эксплуатационной надежности сооружения и выборе

метода восстановления. Практика показывает, что наиболее прогрессивным методом

восстановления эксплуатационной надежности является метод подъема и выравнивания здания

гидросистемой.

Основной задачей при обследовании зданий является определение его деформационных

характеристик и, в частности, определение деформационной поверхности здания, отнесенной к

перекрытию цоколя, частным случаем которой является плоскость.

Методика определения деформационной поверхности сводится к следующему. При

обследовании здания выполняют нивелирование заданных горизонтальных сечений с шагом, как

правило, соответствующим межосевым расстояниям (с шагом несущих строительных конструкций).

При этом назначают не менее трех заданных сечений. К ним могут быть отнесены:

идентифицированный пояс кирпичной кладки, нижний (верхний) торец стеновой панели одного и

того же этажа, архитектурные пояса, выполненные кладкой стены, верхние поверхности

фундаментных блоков и т. д. К дополнительным поясам могут быть отнесены полы первого этажа

(потолок цоколя), оконные проемы (верхняя или нижняя грань), другие архитектурные и

строительные элементы здания, проектное расположение которых известно. Данные элементы

отнесены к дополнительным потому, что они могут быть в процессе обследования зданий

недоступны для контроля. Следует заметить лишь только то, что нивелирование всех заданных

сечений выполняется в единой системе высот (рис. 1).

Так же при контроле выполняют определение частных кренов стен здания по заданным

вертикальным сечениям. Как правило, заданные сечения стремятся совместить с контролируемыми

точками, включенными в нивелирные работы. В случае невозможности совмещения названных

сечений и точек при выполнении полевых работ эту процедуру осуществляют аналитическим

путем, выполняя интерполирование по значениям соседних точек.

Обработка результатов измерений осуществляется следующим образом: первоначально

определяются условные отметки поверхности, совпадающей с перекрытием цоколя. Для этого по

всем точкам нивелирования заданных горизонтальных сечений, приведенных к одноименным

вертикальным сечениям, вычисляют средние значения:

Вестник Северо-Кавказского государственного технического университета. 2011. № 1 (26)

11 1

12 h

H H ...H

H ср ,

22 2

12 h

HH...H

H ср ,

∑

где i – номер вертикального сечения; j – номер горизонтального сечения.

Рисунок 1 – Схема расположения сечений

Определяем отклонения от полученных средних значений по каждому сечению

jjj

iii

HHср,

∆

=−

при этом должно соблюдаться следующее условие:

∆

≤

Все значения

∆

не удовлетворяющие данному неравенству, отбраковываются, после чего

вновь вычисляют

H ср

, и контролируют разности

∆

В результате выполненных операций имеем N точек, расположенных на контролируемом

здании, с известными условными отметками

Определение деформационной плоскости может

быть осуществлено на основе регрессионного анализа имеющейся совокупности исследуемых

точек. Для этого определим уравнение регрессии плоскости нижеследующего вида:

z = k

где k

, k

– угловые коэффициенты плоскости, по сути поперечный и продольный уклоны

плоскости – I

x и

; b

– коэффициент параллельного переноса плоскости. Коэффициенты k

, k

определим из решения уравнений

(

)

(

)

(

)

(

)

()()

()

()()()

;

021

Nbykxkz

ybykyxkyz

xbyxkxkxz

iii

iiiiii

ioiiiii

++=

∑∑∑

∑∑∑∑

∑

В матричной форме приведенная система уравнений имеет вид:

L = AK.

Вектор коэффициентов определится согласно выражению

K = A

-1

Определение уклонений ∆, характеризующих ошибки исследуемых точек от оптимальной

плоскости, осуществляется согласно формуле:

Вестник Северо-Кавказского государственного технического университета. 2011. № 1 (26)

12 0

kx k y b

∆

+−+

В случае необходимости определения продольных кренов здания или его частей, нахождение

параметра, характеризующего его продольный крен, сводится к определению линейной регрессии

по заданному направлению:

20ii

zkyb.

На практике встречаются случаи, когда деформационную плоскость невозможно

преобразовать в горизонтальную. В таких случаях необходимо сначала преобразовать

деформационную поверхность в наклонную плоскость, а затем в горизонтальную. Такой метод

применяется при восстановлении пластичных и жесткопластичных сооружений, имеющих

деформации как пространственной, так и внутренней геометрии, т. е. фактическая деформационная

поверхность которых имеет достаточно сложную форму (может быть отнесена к поверхности

второго порядка). При использовании данного метода необходимы большие материальные

затраты, так как при его реализации каждый домкрат должен работать независимо. Из

всевозможных видов деформационных поверхностей зданий и сооружений на практике чаще всего

встречаются винт, прогиб (выгиб). Рассмотрим каждый из этих случаев.

Преобразование винтовой поверхности в наклонную плоскость (рис. 2), для которой

выполняются условия

12 12yy yxx x

II;III,

===

осуществляется следующим образом. Если для здания известны продольные и поперечные уклоны

и I

) поверхности, совпадающей с перекрытием цоколя, то определение наклонной плоскости

производится согласно зависимости

xI,

∆

(1)

где

y х

∆

∆=

(2)

Рисунок 2 – Преобразование винтовой плоскости в горизонтальную

Подставив (2) в (1), получим

zI.

∆

′

Преобразование наклонной плоскости в горизонтальную возможно согласно равенству

ix iy

zxIyI.

′

Тогда определение формы деформационной поверхности возможно с помощью следующей

зависимости: Z = z' + z", т. е.

iyixi x

Iy Ix I.

∆

=++

Приведенное выражение описывает форму деформационной поверхности, соответствующей

винтовой поверхности.

Вестник Северо-Кавказского государственного технического университета. 2011. № 1 (26)

В результате исследований уставлено:

12ij

Py ,Z Py .==

Рисунок 3 – Преобразование деформационной поверхности, соответствующей прогибу

(выгибу)

Воспользуемся принципом наименьших квадратов, т. е.

U(z Py) min.=− =

(3)

Продифференцируем выражение (3):

(

)

(

)

,02

=−−=

iii

yPyz

откуда для совокупности N точек имеем

Pz/y.=

∑

(4)

Поскольку

()

P −=∆

()

1121

PPy P P Py,

∆

=+ =+ −

⎛⎞

⎜⎟

⎝⎠

(5)

подставляя из (4) значения Р в формулу (5), получим зависимость, выражающую преобразование

деформационной поверхности:

yb y

⎡

⎤

⎛⎞

=+−

⎢

⎥

⎜⎟

⎝⎠

⎢

⎥

⎣

⎦

∑

∑∑

где x и y координаты текущей точки; b – ширина здания.

Таким образом, на стадии обследования здания определяют тип деформации и совокупность

условных отметок по горизонтальному сечению, приведенному к перекрытию цоколя. Затем

аппроксимируют названную совокупность точек поверхностью, определенной в результате анализа

деформационных характеристик здания.

Литература

1. Пимшин, Ю. И. Техническая экспертиза зданий / Ю. И. Пимшин, И. Г. Гайрабеков // Изв. вузов. Северо-

Кавказский регион. Технические науки. 2006. Прил. № 16. С.153 – 162.

2. Руководство по наблюдению за деформациями оснований и фундаментов зданий и сооружений. – М. :

Стройиздат, 1975. – 160 с.

References

1. Pimshin, Yu. I. Technical examination of buildings / Yu. I. Pimshin, I. G. Gairabekov // News of HEI. North

Caucasus region. Technical sciences. 2006. Appen. № 16. P.153 – 162.

2. Instructions on observation of buildings and structures foundation deformations. – M. : Stroyizdat, 1975. – 160 p.

Вестник Северо-Кавказского государственного технического университета. 2011. № 1 (26)

УДК 528.48

ОСОБЕННОСТИ УЧЕТА СВЕРХНОРМАТИВНЫХ НЕРАВНОМЕРНЫХ КРЕНОВ

КОНСТРУКЦИЙ ПРИ ПОДЪЕМЕ И ВЫРАВНИВАНИИ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ

Гайрабеков И. Г. *, Пимшин Ю. И. **

* ГОУ ВПО «Грозненский государственный нефтяной институт»,

** ГОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет»

Приведена методика определения пространственной геометрии здания с одновременным использованием двух

электронных тахеометров, обосновывается необходимость учета значений кренов первого уровня при подъеме и

выравнивании здания.

The technique of building spatial geometry definition with simultaneous use of two electronic tachometer was curried

out, the necessity to take into account values of first level tilts at lifting and building alignment was proved in this paper.

Ключевые слова: подъем и выравнивание здания, крен ребра сооружения, электронный тахеометр,

отражатель, деформированное состояние здания, точка наблюдения, координаты.

Keywords: lifting and building alignment, construction edge tilt, electronic tachometer, reflector, deformed building

condition, point of observation, coordinates.

Наиболее передовым методом инженерной защиты зданий, применение которого регламентировано

нормативными документами (СНиП), является способ подъема и выравнивания зданий дистанционно

управляемой гидравлической системой с плоскими домкратами. С использованием такой технологии за

последние 15 лет проведено выравнивание десятков зданий и сооружений в России, Казахстане, Грузии, на

Украине и в Польше. Ранее использованные традиционные методы

геодезического сопровождения подъема

и выравнивания здания, которые не могут в достаточной степени контролировать изменяющуюся

геометрию поднимаемого и выравниваемого высотного здания, в результате чего возможно появление

очагов сверхнормативных напряжений в конструкциях здания и, как следствие, их разрушение.

Современный уровень техники позволяет разработать и реализовать геодезические

технологии измерений, основанные на электронных средствах

измерений и микропроцессорных

системах [1]. Использование современных электронных геодезических средств измерений позволяет

определять полную пространственную геометрию сооружения и ее динамику. Для решения такой

задачи определяют координаты точек, находящихся на несущих конструкциях сооружения, полах,

лестничных площадках и других доступных для наблюдения местах. По полученным координатам

вычисляют крены как самого здания в целом, так

и колонн, если здание каркасного типа, стен,

ребер и т. д. Определяют прямолинейность и вертикальность несущих элементов конструкций,

ребер, стен, углы их скручивания и т. п. [2].

Методика определения координат точек здания с помощью электронного тахеометра

заключается в следующем. По периметру здания на заданном горизонте устанавливаются в марках

специальной конструкции отражатели.

Частота расположения марок и число горизонтов зависит от

размеров и конструктивных особенностей сооружения, а также от его технического состояния на

момент наблюдений (рис. 1). При установке отражателей на стенах сооружения следует их

располагать как по вертикали, так и по горизонтали.

Измерения можно производить как непосредственно со штатива, так и со стационарных

опорных

пунктов. В первом случае перед зданием закрепляют одну или несколько станций

наблюдения, число которых зависит от протяженности здания. Закрепление точек стояния можно

выполнять с помощью костылей, дюбелей и т. д. Над закрепленными точками на штативе

устанавливается электронный тахеометр. Центрирование над точкой осуществляется с помощью

оптического центрира с точностью, не превышающей 1

мм. Во втором случае перед зданием в

удобных для наблюдения местах устанавливают стационарные бетонные или металлические столбы

специальной конструкции, на которых закреплены центры. Число этих пунктов наблюдения также

зависит от параметров здания и условий прямой видимости. На эти стационарные пункты и

устанавливаются непосредственно приборы. Такие пункты удобно использовать при длительной

эксплуатации

. Точки, с которых выполняются измерения, включаются в геодезическую основу. Все

измерения необходимо производить в единой системе координат, причем для удобства наиболее

целесообразно наблюдения выполнять в системе координат самого здания.

Вестник Северо-Кавказского государственного технического университета. 2011. № 1 (26)

6 5

2 1

- отражатели; 2 - номера рядов по вертикали и горизонтали; - направления

Рисунок 1 – Схема расположения точек наблюдения

После того как отцентрировали тахеометр над точкой, выполняют измерения. Для этого

ориентируют зрительную трубу на какую-либо точку, на горизонтальном круге устанавливают

отсчет, равный нулю. Затем наводят на отражатели и определяют координаты точек визирования в

условной системе координат, т. е. в системе координат тахеометра. После

этого, используя

координаты крайних точек плоскости стены, вычисляют угол разворота системы относительно

сооружения. Затем разворачивают полученную систему координат на соответствующий угол и

получают новую систему координат, одна из осей которых оказывается параллельной направлению

данной плоскости. Таким образом, за исходную принимается система координат

недеформированного, то есть проектного сооружения. Полученную систему координат назовем

системой координат самого сооружения. После этого попеременно наводят зрительную трубу

тахеометра на соответствующие отражатели и определяют координаты соответствующих точек,

составляющих плоскость стены. Если здание имеет значительную протяженность, и с одной

станции выполнить измерения не представляется возможным, то тахеометр переставляют на

следующую станцию и производят измерения координат последующих точек плоскости. При

этом

измерения можно производить уже в полученной системе координат самого сооружения.

Аналогичным образом выполняют измерения и противоположной стороны сооружения,

причем предварительно наводят зрительную трубу на ту же ориентирную точку, что и на первой

станции. Затем по координатам крайних точек противоположной стены считают угол разворота

полученной системы координат и в дальнейшем работают

уже в системе координат самого

сооружения. В результате получают координаты всех точек соответствующих плоскостей стен, по

которым вычисляют необходимые параметры, характеризующие техническое состояние

сооружения.

В случае использования двух тахеометров отражатели на противоположной стороне также

должны располагаться в соответствующих плоскостях. Этим достигается однозначность

определения координат, а также можно вычислить уклонения по

соответствующим направлениям

по каждому сечению.

При использовании двух электронных тахеометров предлагается следующая технология

контроля. В горизонтальной системе координат XYZ определены две станции А и В,

Вестник Северо-Кавказского государственного технического университета. 2011. № 1 (26)

расположенные с двух диаметрально противоположных сторон здания (рис. 2). На наружных

плоскостях здания крепятся отражатели 1 – 8. На станциях А, В устанавливают электронные

тахеометры. По базовым точкам М

и М

, задающим систему координат XYZ, определяют

координаты приборов. Затем тахеометрами находят координаты x

, y

, z

соответствующих точек, на

которых устанавливаются отражатели.

Рисунок 2 – Схема наблюдений точек с помощью электронных тахеометров: – условное

обозначение точки стояния инструмента; 1, 2, 3, … – номера отражателей

По разности координат, определенным до и в процессе выравнивания, вычисляют

продольные и поперечные относительные крены вертикальных и горизонтальных ребер

сооружения, относительные углы закручивания ребер и плоскостей стен, углы кручения сооружения

и его частей, горизонтальный сдвиг

объекта, относительное удлинение продольных размеров стен.

Вышеперечисленная информация позволяет оценить процесс выравнивания, в частности, судить о

вертикальности основных несущих конструкций сооружения и, кроме того, судить о степени

деформированности сооружения и о зонах напряжений, возникающих в строительных

конструкциях. Как следствие этого в процессе подъема локализуются и устраняются зоны

сверхнормативных напряжений, что

делает возможным выполнять выравнивание сооружений без

дополнительных деформаций и разломов.

Наибольшую информативность о процессе выравнивания, безусловно, несут относительные

продольные и поперечные крены вертикальных ребер, которые вычисляются для каждой

фиксированной точки по формулам:

()

(

)

()()()

[]

2/1

222

jijiji

jjii

zzyyxx

xxxx

−+−+−

−−−

;

()

(

)

()()()

[]

2/1

222

jijiji

jjii

zzyyxx

yyyy

−+−+−

−−−

где

i, j – номера точек, образующих ребро сооружения;

−

jijiji

zyx

координаты соответствующих точек, определяемые до выравнивания;

−

jijiji

zyx

,,,

координаты соответствующих точек, определяемые в процессе выравнивания.

Крены ребер позволяют определить пространственную ориентацию частей сооружения в

целом. Однако крены ребер здания могут иметь разные значения на разных уровнях.

Вестник Северо-Кавказского государственного технического университета. 2011. № 1 (26)

При определении деформированного состояния зданий многоэтажных зданий с

использованием электронных средств геодезических измерений нами выявлено явление релакса-

ции – нависания верней части здания, в том числе и для зданий, относящихся к категории жестких.

Таким образом, в данном случае релаксация является одной из характеристик наклона здания.

Процесс релаксации невозможно описать некой обобщенной характеристикой

крена здания –

продольного или поперечного, рекомендуемыми нормативными документами. Для полной

характеристики деформаций (отклонения) тела здания от отвесной линии необходимо определять

крены ребер здания и крены по направлению отдельных вертикальных сечений на разных уровнях.

На основании результатов определения кренов и других геометрических характеристик

проектируются мероприятия по восстановлению эксплуатационной надежности зданий, в

том

числе и по проектированию подъема и выравнивания зданий гидросистемой.

Рассмотрим встречающийся на практике случай для высотных сооружений, когда имеет

место явление релаксации. Если крены ребер здания имеют разные значения на разных уровнях

(рис. 3), при составлении проекта подъема и выравнивания здания возникает задача – что считать

креном здания, точнее, какую величину

крена считать практически значимым, тем самым

определить, на какую величину крена нужно произвести выравнивание здания, получившего

неравномерные осадки (рис. 3).

Рисунок 3 – Схема здания, получившего односторонний крен

Если считать креном направление отрезка 0 – 4, то, проведя выравнивание здания на эту

величину, получим следующую схему здания (рис. 4).

В таком случае получается, что мы наклоняем здание в противоположную от направления

первоначального крена сторону.

В результате вместо устранения сверхнормативных кренов мы получаем сверхнормативные

крены в противоположном

направлении, что может привести к разрушению здания из-за

аккумуляции напряжений в отдельных ее частях.

Рисунок 4 – Схема выровненного здания на величину крена 0 – 4