Осадки или деформаций зданий и сооружений могут возникать по различным причинам природного или техногенного характера. Это могут быть изменение уровня грунтовых вод, оползневые процессы на склонах или интенсивное строительство. Очень важно чтобы эти деформации не превышали допустимых значений, влияющих на безопасность эксплуатации сооружений. Задачей геодезического мониторинга отслеживание величин деформаций и определение динамики деформационного процесса. Это позволяет принимать решения по усилению или укреплению конструкций задолго до того момента когда процесс разрушения зданий приобретет необратимый характерный.
Для мониторинга деформаций компания Elipsgeo и Sanush (Санюш) использует различные методики и оборудование. Выбор методики зависит от особенности объекта и геомеханического прогноза ожидаемых деформаций. В ходе такого прогноза определяется с какой скоростью будут развиваться деформации и в какой временной промежуток.
Как правило, наибольший объем деформационного мониторинга выполняется способом геометрического нивелирования коротким визирным лучом. Это классический метод мониторинга осадок. Он отличается высокой точностью получаемых данных, простотой работ и не требует дорогостоящих решений. Нивелирование ведется по специальным деформационным маркам, между которыми с высокой точностью определяется превышение. Таким образом прикладывается классический нивелирных ход от исходных реперов, расположенных вне зоны деформации, к объекту мониторинга. Данная методика отличается большой информативность: можно понять величины относительных деформаций и общее оседание сооружения сооружение в целом.
Существенным минусом является неэстетичный внешний вид деформационных марок, низкая скорость работ и невозможность автоматизации. Данный способ мы рекомендуем использовать при деформациях низкой интенсивности, требующий высокой точности.
Следующий по популярности метод мониторинга деформаций: тригонометрическое нивелирование. В связи с появлением на рынке недорогих дешевых роботизированных электронных тахеометров этот метод завоевывает все большую популярность. Скорость даже обычного тригонометрического нивелирования значительно выше, чем геометрического. Отсутствует необходимость закладки неэстетичных знаков: можно просто наклеивать марки-катафоты. Возможна автоматизация работ с периодичностью наблюдений недоступной для обычного геометрического нивелирования. Так стационарно закрепленный роботизированный тахеометр может проводить деформационный мониторинг каждый час. Спустя небольшое время программы автоматической обработки дадут Вам наглядную картину деформация. Минусом данной методики является существенная цена. Частично она компенсируется отсутствием затрат заработную плату геодезических бригад и высокой скоростью наблюдений. Еще одним минусом является невозможность охватить с помощью одного прибора большую площадь деформационного мониторинга. Стоит отметить, что электронные тахеометры могут определять не только высотные, но и плановые деформации. Таким образом, можно наблюдать крены и сдвиги.
При больших размерах объекта мониторинга целесообразно применение ГНСС-оборудования. Такими объектами деформационного мониторинга могут быть гидроэлектростанции, высотные здания, тектонические разломы литосферных плит. Мониторинг на таких объектах может вестись как периодическими наблюдениями, так и в автоматизированном режиме, когда спутниковые приемники установлены стационарно. Подобные решения позволяют единожды установив спутниковое оборудование, постоянно на регулярной основе получать все необходимые данные о деформациях с данного сооружения каждые 5 или 10 секунд. Это недостижимая скорость для всех вышеприведенных способов деформационного мониторинга. В современной практике геодезических работ набирают широкую популярность инклинометрические наблюдения.
Инклинометры по своей конструкции полностью повторяют электронные уровни установленные в современных геодезических приборах. Главное – это большая точность и возможностью автоматического вывода деформации. Инклинометры можно устанавливать в местах недоступных для приема спутниковых сигналов и обычных измерений: внутри конструкций. Имея модель деформации сооружения и инклинометры, расположенные в характерных точках здания можно получать величины деформаций в режиме реального времени. Сами инклинометры достаточно просты и не требуют сложного обслуживания.
Еще одним интересным подходом к мониторингу деформаций является применение системы видеоизмерений. Она представляет собой камеру закрепленную на жесткой основе сфокусированную на бесконечность и подсвеченные визирное цели, находящиеся в поле зрения оборудования. Ведется непрерывная съемка деформационных марок, а специальная программа пересчитывает координаты экрана монитора в геодезические. С помощью данной системы периодичность цикла наблюдения составляет сотые доли секунд.
К чему приведет процесс игнорирования наблюдений.
К сожалению, не на всех необходимых объектах ведется деформационный мониторинг, позволяющий принимать своевременные решения. Сами деформации носят как обратимый так и необратимый характер. График деформаций похож на график квадратичной функции: длительное время небольшие увеличения скорости и величин деформации, затем мгновенный лавинообразный рост. Игнорирование деформационного мониторинга не позволяет отследить мельчайшие перемещения и их динамику, до наступления лавинообразного роста величин деформаций. Таким образом, «неожиданно» возможно разрушение домов, сдвиг рельсового полотна, оседанием промышленных площадок, нарушением герметичности крупных нефтеналивных резервуаров. Из-за своевременно принятых решений, такие деформации могут привести к необратимым последствиям.