Главная
Новости
Ремонт
Каркасный дом
Несущие конструкции
Металлические конструкции
Прочность дорог
Дорожные материалы
Стальные конструкции
Воздухоопорные сооружения
Грунтовые основания




14.12.2017


14.12.2017


14.12.2017


14.12.2017


14.12.2017


13.12.2017


13.12.2017


13.12.2017


13.12.2017


13.12.2017





Яндекс.Метрика
         » » Наблюдения за зданиями и сооружениями

Наблюдения за зданиями и сооружениями

28.11.2015

Наблюдения устанавливают: за наиболее ответственными зданиями и сооружениями (элеваторами, резервуарами, зданиями ГЭС, мостами, трубами, башенными сооружениями, высотными зданиями, бетонными плотинами и др.); при строительстве в сложных инженерно-геологических условиях (на слабых глинистых водонасыщенных, просадочных грунтах II типа, набухающих грунтах, свалках, склонах, в сейсмических районах, на вечномёрзлых грунтах и др.); при проверке методов расчёта новых конструкций или типов сооружений; в научно-исследовательских целях; при появлении недопустимых деформаций и трещин. Необходимость организации и проведения наблюдений устанавливают проектировщики. Работу выполняют вузы, проектные и научно-исследовательские учреждения.
Бетонные и железобетонные плотины. Практически за всеми плотинами гидротехнических сооружений устанавливают наблюдения. Для наблюдения за работой бетонных плотин электростанций используют современные приборы и оборудование. Основной объём исследований относится к строительному периоду, когда работа плотин практически не поддаётся расчёту из-за вероятностного характера воздействия многих факторов, к периоду наполнения водохранилища и первым годом эксплуатации. В проекте определяют состав наблюдений и исследований, наименование и количество приборов и оборудования, места их установки, порядок снятия отсчётов, стоимость работ. Максимальный процент выхода из строя приборов происходит после установки, при бетонировании и в первый год работы. Основными причинами этого являются: дефекты заводского изготовления; несовершенство конструкции и системы контроля изготовления, повреждения при установке, бетонировании, потеря маркировки кабеля при прокладке.
Рассмотрим пример организации наблюдений за Красноярской ГЭС на реке Енисей. Плотина гидравлического типа высотой 124 м, расчётным напором 93 м, длиной по гребню 1150 м, с наклонной (1:0,8) передней гранью. Температурно-деформационными швами плотина разрезана на секции длиной по 15 м. В нижней части швов устроены полости для снижения фильтрационного противодавления. Профиль плотины разрезан цементированными швами на семь столбов шириной по 11,5 м. Для изготовления плотины применяли бетон марок 200, 250 и 300. Общий расход бетона 4390 тыс. м3. Коэффициент запаса устойчивости на сдвиг при tgφ=0,7 и С=0,3 МПа равен 1,4. Напряжения в основании напорной грани 0,1...0,2 МПа. Минимальная температура воздуха -53 °С, максимальная +38 °С. Основание сложено гранитным массивом с зоной интенсивного выветривания до 6 м. Временное сопротивление на сжатие образцов пород находилось в пределах (85...160) МПа. В ходе работ выполнен комплекс работ по регулированию температурного режима бетонирования: охлаждение бетонной смеси на заводах, применение трубного охлаждения в блоках, контроль времени охлаждения блоков, уход за бетоном и др. Заложение водохранилища начато в апреле 1967 г., проектный напор достигнут в августе 1970 г.
Наблюдения проводили ВНИИГ, Ленинградское отделение Гидропроекта, дирекция ГЭС. Состав и состояние средств измерения приведены в табл. 6.1.
Кроме того, определялась прочность бетона в образцах и кернах. Наполнение водохранилища вызвало осадку основания под верхней гранью 32 мм. Воронка оседания распространилась до 2 км в нижний бьеф. Разница в осадках под напорной и низовой гранями составляла 3...4мм. Цикличные сезонные перемещения гребня плотины под воздействием гидростатического давления, изменений температуры, воздуха и воды составляли 17...30 мм. Вертикальные деформации скального основания распространились на глубину до 50 м.
В период строительства и эксплуатации происходит изменение инженерно-геологических свойств массива. При производстве работ происходит разгрузка основания, а затем нагрузка от веса плотины и воды; уплотнение цементацией; изменение термонапряжённого состояния массива, гидрогеологического и фильтрационного режимов.
Наблюдения за зданиями и сооружениями

При определённых сочетаниях напора, размеров и характеристик скального основания возможно появление в основании областей растягивающих напряжений (областей разупрочнения). Знакопеременный температурный режим приводит к сезонному раскрытию межблочных и межстолбчатых швов. Размах температурных напряжений достигает 6 МПа. Температурные напряжения и деформации суммируются с их величинами от внешних сил.
Наиболее напряжённые зоны плотин и оснований выявляются заранее при испытании моделей в масштабе 1:40...1:100. Основными приборами являются телетензометры. Принцип их действия заключается в преобразовании измеряемой величины (деформаций, усилий, давлений, температуры) в электрическую. При деформации изменяется натяжение струны и частота собственных колебаний. Пересчёт деформаций в напряжения осуществляют по зависимости для упругоползучего тела
Наблюдения за зданиями и сооружениями

где σ*(t) - напряжение в момент времени t с учётом ползучести бетона; σ(t) - упругомгновенные напряжения; Е(t) - мгновенный модуль упругости в момент времени t; δ(t, τ) - полная деформация в момент времени t от единичного напряжения в возрасте бетона:
Наблюдения за зданиями и сооружениями

где С(t, τ) - мера ползучести.
Примерно такие же приборы, как и в плотине Красноярской ГЭС, установлены в тело Братской ГЭС (рис. 6.10).
Здания. При проектировании предусматривают наблюдения за отдельными зданиями. Приборы и приспособления (глубинные репера; грунтовые, плитные и настенные марки) устанавливают в ходе выполнения строительных работ. В деформированных зданиях, имеющих значительные неравномерные осадки, крены, трещины в конструкциях, приборы устанавливают при обследовании. Наблюдения проводят в период обследования, восстановления и дальнейшей эксплуатации. Настенные марки устанавливают по периметру здания с обязательным размещением по углам и в местах сопряжения отдельных секций. Перемещения марок определяют относительно нескольких неподвижных реперов, расположенных на расстоянии 100...150 м от здания в стороне от дорог.
Наблюдения за зданиями и сооружениями

По результатам исследований строят эпюры осадок вдоль стен для разных периодов времени. Кроме того, отмечают ширину раскрытия вертикальных и горизонтальных швов между плитами, стеновыми панелями, конструкциями, ширину раскрытия трещин, уменьшение опорных площадок. Данные наблюдения позволяют регулировать ведение восстановительных работ, предотвратить обрушение конструкций и здания в целом.
Для выправления сверхнормативных наклонов отдельных секций зданий на посадочных грунтах II типа применяют автоматизированную электрогидравлическую домкратную систему с плоскими домкратами. Выправление блок-секций сопровождают нивелировкой цокольных реперов, замером горизонтальных перемещений верха парапетов.
Разработан ряд приспособлений для наблюдений за взаимным перемещением конструкций (рис. 6.11).
Наблюдения за зданиями и сооружениями

Дымовые трубы. Высота труб теплоэлектростанций достигает 500 м при диаметре фундаментной плиты 50 м и более. Методика расчёта плиты и трубы весьма приближённа. Недостаточно изучены температурные воздействия на основание, бетон и арматуру, напряжённо-деформированное состояние бетона и арматуры от действия статической и динамической составляющих. Для измерения напряжений на контакте фундаментной плиты с основанием устанавливают струнные грунтовые динамометры (рис. 6.12). Помещают их в окнах, устроенных в бетонной подготовке. Мембраны укладывают заподлицо с подошвой бетонной подготовки. Усилие в рабочей арматуре измеряют струнными арматурными динамометрами. Распределение температуры в бетоне определяют гирляндами термодатчиков.
Наблюдения за зданиями и сооружениями

По результатам наблюдений строят эпюры распределения температуры по глубине, контактных напряжений для определённых этапов строительства. Анализируют: степень температурного коробления, внутреннее напряжение, температурный перепад по толщине плиты, характер трещинообразования. Наблюдения за осадками фундамента и послойными деформациями основания ведут с помощью настенных и глубинных марок. Для сопоставления результатов измерения осадок фундамента с расчётом необходимо иметь чёткое расчленение основания на инженерно-геологические элементы с использованием данных бурения, статического и динамического зондирования, гамма-каротажа, микросейсмических измерений и т.п. Осадку и крен трубы измеряют периодически в течение ряда лет или всего периода эксплуатации. Графики роста нагрузок и осадок в зависимости от времени обычно совмещают.