Основные типы геодезических знаков и их размещение

Существенная роль в организации наблюдений за деформациями сооружений отводится геодезическим знакам. От правильного выбора конструкции и мест их размещения в значительной мере зависит качество результатов наблюдений.

Применяемые для наблюдений геодезические знаки различают по назначению. Это опорные, вспомогательные и деформационные знаки. Знаки также делятся на плановые и высотные.

Опорные знаки служат опорной основой, относительно которой определяются смещения деформационных знаков. Закрепляются они с расчетом на устойчивость и длительную сохранность.

Вспомогательные знаки являются связующими в схеме измерений и используются для передачи координат от опорных знаков к деформационным.

Деформационные знаки закрепляются непосредственно на исследуемом сооружении и, перемещаясь вместе с ним, характеризуют изменение его положения в пространстве.

Для плановых опорных знаков широко применяют трубчатые конструкции. Основной деталью знака является стальная труба диаметром от 100 до 300 мм, заглубляемая и бетонируемая в грунте не менее чем на 1 м ниже верхней границы твердых коренных пород. Верхний конец трубы заканчивается фланцем, к которому крепится головка знака. Вокруг основной трубы сооружается защитная труба. Пространство между основной и защитной трубами в нижней части заполняется битумом, а в верхней – легким теплоизоляционным материалом. Знак закрывается крышкой. Конструкция головки знака может быть разной и зависит от применяемых для наблюдений приборов.

Для опорных высотных реперов также характерно применение трубчатых конструкций. В то же время для учета изменения длины репера вследствие изменения температуры используют две трубы из разного материала, например стальную и дюралюминиевую. Репер подобной конструкции называется биметаллическим (рис. 1).

Рис.1. Биметаллический репер

Репер в основном состоит из дюралюминиевой трубы (1), помещенной в основную стальную трубу (2). Обе трубы помещаются в защитную трубу (3), крепятся к общему башмаку (4) и бетонируются в твердых породах. Дюралюминиевая труба оборудуется базовой поверхностью, а остальная – кронштейном для отсчетного приспособления (5) (обычно часового индикатора). На стальную трубу навинчивается головка (6) для установки рейки. Защитная труба бетонируется в смотровом колодце (7) и крышкой (8).

Для изучения деформаций промышленных и гражданских зданий в качестве опорных применяют свайные знаки и реперы с поперечным сечением 180 – 250 мм.

Деформационные знаки, применяемые для наблюдений за горизонтальными смещениями, - это в основном визирные цели, закрепляемые или непосредственно на конструкциях, или на кронштейнах. В полу сооружений – это металлические пластины с перекрестием.

Для большинства осадочных реперов характерно наличие сферической головки, на которую подвешивается или устанавливается нивелирная рейка (рис. 2). На сооружении могут закрепляться постоянные нивелирные шкалы. В этом случае отпадает необходимость в использовании реек.

Рис.2. Осадочные реперы: а – в стене; б – в полу

От правильности размещения и числа знаков во многом зависят качество, полнота и достоверность выявленных деформаций.

Опорные знаки необходимо размещать вне зоны возможных деформаций, но поближе к сооружению. Их число должно быть не менее трех, чтобы обеспечить взаимный контроль за устойчивостью.

Расположение деформационных знаков на сооружении зависит от многих факторов: от цели проведения работ, вида деформации, конструкции сооружения в целом и его отдельных элементов, инженерно – геологических условий и др.

Деформационные знаки для определения горизонтальных смещений гражданских и промышленных зданий размещаются по периметру, но не реже, чем через 15 – 20 м по углам и по обе стороны осадочных швов. На плотинах гидроузлов знаки устанавливают в галереях и по гребню (верх плотины) не менее двух марок на секцию. На подпорных стенках, причальных сооружениях и т.п. размещают не менее двух марок на каждые 30 м.

Высотные реперы на гражданских и промышленных зданиях располагают по углам, по периметру через 10 – 15 м по обе стороны деформационных швов, на колоннах, в местах примыкания продольных и поперечных стен. На причальных и подпорных стенках реперы располагают через 15 – 20 м.

На дымовых трубах, доменных печах, различных башнях и т.п. устанавливают несколько ярусов деформационных знаков.