АННОТАЦИЯ
Целью работы было ознакомиться с особенностями проведения геодезического мониторинга большепролетных зданий и сооружений. Рассмотреть реализацию методов проведения мониторинга обозначенных зданий и сооружений. В представленной работе выполнен анализ точности геодезических измерений при мониторинге большепролетных зданий и сооружений. Материал был взят из научной литературы, использовались методики геодезических измерений при определении деформации сооружений. В ходе исследования был произведен сравнительный анализ наиболее точных и эффективных способов геодезического мониторинга и сделан вывод о возможности наиболее широкого применения спутниковых технологий при определении деформаций сооружений.
ВВЕДЕНИЕ
Геодезический мониторинг зданий и сооружений представляет собой комплекс работ, осуществляемый в процессе строительства или эксплуатации объектов с целью наблюдения за деформациями. Исследования направлены на выявление величин деформаций, а также установку причин их появления. В нормативных актах СНИП, СП и ГОСТ предусмотрены осадки, крены и различные деформации зданий, которые допустимы в процессе их возведения. Проведение данного вида геодезических работ является обязательным и регламентируется нормативными документами. Это позволяет своевременно определить причины образовавшихся отклонений и проанализировать создаваемую ими опасность, разработать специальные мероприятия, позволяющие избежать влияния негативных процессов и сэкономить средства на ликвидации их последствий.
Масштабное строительство в крупных городах сопровождается постоянным ростом сложности возводимых объектов и условий, в которых осуществляется их строительство. Большую часть нового строительства составляют технически сложные, уникальные объекты – высотные здания, сооружения с большепролетными конструкциями, связанные в основном с массовым пребыванием в них людей. Практика эксплуатации сооружений, имеющих необычную конструкцию объектов, показала, что уже сразу после сдачи в эксплуатацию выявляются недостатки. Сегодня наиболее эффективным способом прогнозирования и предупреждения аварийных ситуаций является мониторинг их технического состояния, который ведется в постоянном режиме на стадиях строительства: перед началом строительства (мониторинг массива грунта и котлована), на начальном этапе строительства, в процессе возведения надземной части здания и в течение пяти лет после ввода объекта в эксплуатацию.
Очень важно знать с какой периодичностью нужно проводить измерения. Для это вводится такое понятие как циклы мониторинга:
Рассмотрим некоторые способы геодезического мониторинга.
Перспективными геодезическими средствами, используемыми для решения задачи пространственно-координатного мониторинга, являются приборы GPS-позиционирования, которые на современном этапе позволяют определять пространственные координаты точек с точностью до 1 см, что для высотных сооружений с возможными горизонтальными перемещениями порядка нескольких десятков сантиметров представляет довольно высокую точность.
Исключение ошибок при измерениях производится при дифференциальном способе наблюдений — DGPS (Differential GPS). Измерения выполняются двумя приемниками: один устанавливается в определяемой точке, а другой располагается на базовой станции с известными координатами. В режиме DGPS измеряют не абсолютные координаты первого приемника, а его положение относительно базового. При дифференциальном режиме съемки точность фазовых измерений достигает миллиметровой точности. Наилучшие показатели имеют фазовые двухчастотные приемники. Например, Timble 5700, представленный на рис.1 и точностные характеристики которого изложены в таблице 2.
Глобальная спутниковая навигация изменяет традиционную технологию геодезических работ. Одним из важных аспектов GPS по сравнению с обычными методами съемки является получение трех координат точки. Трехмерное положение точек получают с помощью засечек с искусственных спутников Земли. По сравнению с электронным тахеометром она имеет следующие преимущества:
- непрерывность измерений, что возможно и в реальном масштабе времени, и с постобработкой;
- полная автоматизация измерений и обработки результатов;
- исключается необходимость располагать пункты с условием обеспечения взаимной видимости между ними;
- полевые работы могут выполняться аппаратурой, не требующей от персонала высокой квалификации;
- измерения можно производить при любых погодных условиях;
- время наблюдений на пункте, как правило, не превышает одного—двух часов;
- одновременная видимость нескольких спутников позволяет исключать основные источники погрешностей в спутниковых наблюдениях.
Рис.1 Trimble 5700
Но при спутниковом методе не на каждой конструкции имеется возможность установить GPS-приемник, улавливающий сигналы.
Рассмотрим способ геодезического мониторинга с помощью современных электронных тахеометров. Для периодического контроля пространственного положения объектов используются электронные тахеометры, отвечающие заданным требованиям к точности измерения деформаций сооружений. Для представленные такими производителями как Trimble Navigation и Leica Geosystem. Безотражательны тахеометры позволяют с высокой точностью производить съемку недоступных для установки отражательных призм точек на фасадах зданиях. Роботизированные измерения осуществляются с помощью технологии Robotic, при этом управление прибором и сбор данных измерений осуществляются дистанционно по радиомодему. Роботизированные системы эффективно используются для слежения за деформациями объектов, съемки движущихся объектов и т.д.
Для проведения мониторинга уникальных сооружений с помощью электронных тахеометров необходимо на стадии инженерных изысканий создавать более плотную геодезическую сеть, обеспечивающую необходимую точность результатов геодезических измерений. Строительство дополнительных геодезических пунктов вокруг сооружения приведет к удорожанию данного способа.
На основании выше изложенного можно сделать следующее предположение:
если на стадии проектирования уникальных сооружений предусмотреть строительство специальных площадок на крыше сооружения, которые будут служить маркировочными марками для определения деформаций с помощью GPS- приемников, то можно избежать затрат на строительстве дополнительных геодезических пунктов для обеспечения мониторинга большепролетных сооружений традиционными методами. Использование GPS- приемников на крышах сооружений позволит производить геодезический мониторинг в сложных погодных условиях на городских территориях с высотной застройкой.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
- ГОСТ Р 54119-2010 Глобальные навигационные спутниковые системы.
- ГОСТ Р 51774-2001 Тахеометры электронные. Общие технические условия.
- Методика геодезического мониторинга технического состояния высотных и уникальных зданий и сооружений (МДС 13- 22.2009).
- Марфенко С.В. «Геодезические работы по наблюдению за деформациями сооружений», Москва, МИИГАиК, 2004 г.