CC BY
166
УДК 528.48
ГЕОДЕЗИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ СТРОИТЕЛЬСТВА ЖИЛОГО ВЫСОТНОГО ЗДАНИЯ
Георгий Афанасьевич Уставич
Сибирская государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, доктор технических наук, профессор кафедры инженерной геодезии и маркшейдерского дела, e-mail: ystavich@mail.ru
Сергей Владимирович Середович
Сибирская государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, кандидат технических наук, директор Института геодезии и менеджмента СГУГиТ, e-mail: dir.inst.gm@ssga.ru
Валерий Геннадьевич Сальников
Сибирская государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, кандидат технических наук, зав. кафедрой инженерной геодезии и маркшейдерского дела, e-mail: salnikov@ssga.ru
Виктор Александрович Скрипников
Сибирская государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, кандидат технических наук, доцент кафедры инженерной геодезии и маркшейдерского дела, тел. (382)343-29-55, e-mail: v.a.skripnikov@ssga.ru
В данной статье приводится метод деформационного мониторинга строящегося жилого 17-этажного дома. Для реализации данного метода использовался тахеометр Leica FlexLine TS06 ultra arctic (2//) и цифровой высокоточный нивелир Trimble Dini 12 с штрих-кодовой ин-варной рейкой.
Ключевые слова: тахеометр, геодезический мониторинг, крен, осадка, фундаментная плита, ППГР.
GEODETIC MONITORING OF CONSTRUCTION OF THE RESIDENTIAL HIGH-RISE BUILDING
Georgy A. Ustavitch
Siberian State University of Geosystems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., D. Sc., Prof., Department of Engineering Geodesy and Information Systems, e-mail: ystavich@mail.ru
Sergey V. Seredovich
Siberian State University of Geosystems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Ph. D., director, Institute of Geodesy and Management, e-mail: dir.inst.gm@ssga.ru
Valery G. Salnikov
Siberian State University of Geosystems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Ph. D., head of the Department of Engineering Geodesy and Mine Surveying, e-mail: salnikov@ssga.ru
Victor A. Skripnikov
Siberian State University of Geosystems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Ph. D. Assoc. Prof., Department of Engineering Geodesy and Mine Surveying, tel. (382)343-29-55, e-mail: v.a.skripnikov@ssga.ru
The technique of deformation monitoring for the 17-storeyed building under construction is considered. To this end total station Leica FlexLine TS06 ultra arctic (2//) and precise level Trimble Dini 12 with barcode invar level were used.
Key words: total station, deformation monitoring, tilt, settling, foundation plate.
Мониторинг является одним из важнейших инструментов обеспечения надежности и безопасности высотных и уникальных зданий и сооружений в период их строительства и эксплуатации [8, 9, 11-13]. Значительный объем инструментального мониторинга в период строительства и эксплуатации выполняется геодезическими методами. При строительстве сложных и крупных объектов, а также высотных зданий разрабатывается проект производства геодезических работ (ППГР).
Технологии и методики геодезического мониторинга разрабатываются в составе ППГР в разделе "Геодезический мониторинг" на основании технического задания (рис. 1) [7, 14]. В разделе ППГР "Геодезический мониторинг" в рабочей программе приводят сведения о наличии пунктов геодезической сети, описание мест закладки исходной геодезической основы с обоснованием выбора типа репера (исходного пункта), конструкцию и места расположения деформационных марок, расчет точности измерения деформации, методы измерений и применяемые приборы, порядок обработки результатов измерений.
ГЕОДЕЗИЧЕСКИЙ МОНИГОРИЖ"
_iz_
Измерения (наблюдения)
_<2_
Предварительная обработка результатов
измерений __
Математическая
обработка результатов __
Определение деформаций
_iz_
Составление технического отчета
Рис. 1. Технологическая схема основного цикла геодезического мониторинга
Рассмотрим методику проведения геодезического мониторинга, на примере строящегося 17 этажного жилого дома. Строящийся монолитный жилой дом с железобетонным каркасом. Наружные стены кирпичные с утеплением и штукатурным фасадом. Фундамент состоит из монолитной железобетонной плиты, толщиной 2 м, без свайного основания.
В своде правил СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений» [6], предельные деформации основания фундаментов объектов нового строительства для производственных и гражданских одноэтажных и многоэтажных зданий с полным железобетонным каркасом составляет:
- относительная разность осадок (As/L, таблица Д.1) равна 0,003;
- максимальная или средняя осадка не должна превышать 15 см.
В рассматриваемом зданий первый цикл наблюдений был выполнен не сразу после установки фундаментной плиты, как это требуется нормативными документами [3, 5, 6], а через два года после начала его возведения.
Измерения выполнялись высокоточным цифровым нивелиром Trimble Dini 12, с комплектом инварных штрих-кодовых реек, по программе геометрического нивелирования II класса, согласно п.3.7 [4, 10]. Перед началом работ за 45 минут штатив и нивелир были вынесены на улицу, для того чтобы инструменты приняли температуру окружающей среды. Данное условие необходимо соблюдать при отрицательных температурах.
Нивелирный ход был проложен по всем доступным осадочным маркам. Осадочные марки установлены в несущих монолитных колоннах каркаса. При внешнем осмотре осадочных марок, которыми являются болты с размерами 150 мм в длину, диаметром 10 мм и шестигранной шляпкой (рис. 2). Таким образом, на участке строительства было найдено 15 шт. осадочных марок из 21 шт. Остальные оказались недоступными или уничтоженными.
Рис. 2. Внешний вид осадочных марок
В результате нивелирования получился замкнутый нивелирный ход по осадочным маркам. Допустимая невязка вычислялась по формуле (1)
fдоп = ±0,50 ^п,
(1)
где п - число штативов.
Нивелирный ход уравнивался по методу проф. Попова. Затем по уравненным превышениям высчитывались высоты осадочных марок. После этого составлялся каталог отметок осадочных марок и схема допустимых величин осадки (рис. 3).
Рис. 3. Допустимые величины осадки за период строительства
от 100 мм до 150 мм
По этим данным была создана трехмерная модель (рис. 4), на которой наглядно показана неравномерность осадки фундаментной плиты. Сравнивая результаты цикла измерений с данными исполнительной съёмки фундаментной плиты, можно с уверенностью сказать, что плита получила значительные осадки. Из-за большого интервала времени измерений (два года) не представляется возможным дать заключение о динамики развития осадки фундамента.
Рис. 4. Трехмерная модель фундаментной плиты
Поскольку развитие осадки фундаментной плиты происходило в течение длительного времени в период строительства, то необходимо было проверить влияние осадки фундамента на вертикальность несущих колонн. Для этого было выполнено измерение вертикальности несущих колонн. Методика определения вертикальности состояла в следующем. Как известно, современные тахеометры имеют функцию измерения горизонтального проложения. Тахеометр устанавливался в непосредственной близости от колонны монолитного каркаса (на расстоянии примерно 30 - 40 м). Место установки прибора выбиралась с таким расчетом, чтобы была возможность выполнить измерения горизонтального проложения по верхнему и нижнему этажу монолитного каркаса с одной станции в плоскости, перпендикулярной оси ряда измеряемой колонны [1, 2]. С целью ослабления ошибки за неперпендикулярность, отклонение от перпендикулярности не должно превышать 400 - 500 мм, было выбрано 6 станций стояния, с которых была видимость сразу всех 17 этажей. После чего выполнялась поэтажная съемка несущих колонн монолитного каркаса. Выявленные отклонения представлены на рис. 5.
Из рис. 5 следует, что часть несущий колонн имею выгиб в сторону зафиксированной неравномерной осадки, что является следствием ненадлежащего контроля влияния осадки фундаментной плиты на вертикальность возводимых конструкций со стороны строительной организации.
Данные отклонения являются предельными и в дальнейшем могут привести к нарушениям при монтаже оборудования (лифтов).
Все данные замечания явились следствием отсутствия единого регламента, технологии и методики геодезического мониторинга, которые необходимо было разработать в составе ППГР в разделе "Геодезический мониторинг" и применить на всех этапах строительно-монтажных работ в период возведения здания.
В связи с этим, предлагаем разработать и подготовить нормативный документ по научно-техническому сопровождению и мониторингу строящихся высотных и уникальных зданий и сооружений для утверждения в качестве стандарта, применяемого саморегулируемыми организациями в области строительства.
00
17 КУ СТР
17 ГГ СТР
>1 17 этот
19 1ь этат
15 этот
14 этат
Д 7ь? 13 этат
А УьЗ 1с этот
3 ж2 И эта:»:
15ь 10 этот
|:7 14 эта:»:
1зз 13 этот
у 13 эта!:
/97 11 эта:»:
|ьь 9 этат
/70 8 этат
/ъэ 7 этат
( 3 этат
/51 5 этат
/ 4 этат
/\В 3 этат
3 эта:):
17 этот 1ь это:»:
3 9 этат
1 3 эта')'
3 7 этат
3 Ь этат
13 Ь этат
Гъ 4 эта')'
3 эта')'
14 3 эта:):
(-) мм I'))')
17 этаж
16 этаж
15 этаж
14 этаж
V 13 этаж
4 12 этаж
н 11 этаж
ь > 1и этаж
И У этаж
3 8 этаж
с| 7 этаж
ь 1 6 этаж
а! Ь этаж
9 л 4 этаж
|13 этаж
/16 этаж
и 1 этаж П
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Уставич Г. А., Сальников В. Г., Рябова Н. М. Геодезический контроль геометрических параметров укрупненных элементов градирни с металлическим каркасом // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2015. XI Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 13-25 апреля 2015 г.). -Новосибирск : СГУГиТ, 2015. Т. 1. - С. 8-14.
2. Создание геодезической основы для строительства объектов энергетики / Г. А. Уставич, Г. Г. Китаев, А. В. Никонов, В. Г. Сальников // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. -2013. - № 4/С. - С. 8-13.
3. СП 70.13330.2012 Несущие и ограждающие конструкции Актуализированная редакция СНиП 3.03.01-87. [Текст]. - М., 2013. - 90 с.
4. Инструкция по нивелированию I, II, Ш и IV классов [Текст]. ГКИНП (ГНТА)-03-010-03.
5. СП 126.13330.2012 Геодезические работы в строительстве [Текст]. Актуализированная редакция СНиП 3.01.03-84.
6. СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений [Текст] СНиП 2.02.01-83* актуализированная редакция. Москва 2011.
7. Кроличенко О. В. Методика наблюдений за деформациями инженерных сооружений специального назначения // Геодезия и аэрофотосъемка. - № 6. - 2014.- С. 27-29.
8. Деформационный маниторинг сухой вентиляторной градирни прямоугольной формы каркасом / Г. А. Уставич, П. П. Сальникова, В. Г. Сальников, Н. М. Рябова // Интерэкспо ГЕ0-Сибирь-2015. XI Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 13-25 апреля 2015 г.). -Новосибирск : СГУГиТ, 2015. Т. 1. - С. 20-25.
9. Сальников В. Г. Технология геодезиченских работ при строительстве фундамента турбоагрегата мощностью 420 МВт // Интерэкспо ГЕ0-Сибирь-2015. XI Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 13-25 апреля 2015 г.). - Новосибирск : СГУГиТ, 2015. Т. 1. -С. 46-50.
10. Уставич Г. А., Ямбаев Х. К. Методика проведения внеочередной поверки системы «цифровой нивелир + штрих-кодовая рейка» // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. -2013. - № 6.- С. 8-13.
11. Моисеев А. Г. Технологическая схема разбивочных работ при строительстве высотных сооружений // Интерэкспо ГЕ0-Сибирь-2014. Х Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 8-18 апреля 2014 г.). - Новосибирск : СГГА, 2014. Т. 1. - С. 46-50.
12. Шоломицкий А. А., Лагутина Е. К., Соболева Е. Л. Проект геодезических работ при мониторинге зданий и сооружений аквапарка // Интерэкспо ГЕ0-Сибирь-2016. XII Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 18-22 апреля 2016 г.). - Новосибирск : СГУГиТ, 2016. Т. 1. - С. 31-36.
13. Сальников В. Г. Геодезические работы при возведении градирен большой высоты // Интерэкспо ГЕ0-Сибирь-2012. VIII Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 3 т. (Новосибирск, 10-20 апреля 2012 г.). - Новосибирск : СГГА, 2012. Т. 1. - С. 72-76.
14.Кроличенко В. Ф. Методика наблюдений за деформациями инженерных сооружений с применением гидростатического нивелира с базой измерениядлиной 3 км // Геодезия и картография. - 2016. - №5. - С. 7-10.
© Г. А. Уставич, С. В. Середович, В. Г. Сальников, В. А. Скрипников, 2017
