Деформации сооружений и причины, влияющие на их возникновение

Оробинский В.С., Винникова Т.П., Косыгин Е.В.

Любое сооружение испытывает деформации, возникающие в связи с воздействием различных природных и антропогенных (техногенных) факторов как на основание, так и на само сооружение. Накопление деформаций приводит к недопустимым изменениям - перемещениям зданий или отдельных его частей, что затрудняет нормальную его эксплуатацию и даже может привести к частичному или полному его разрушению.

Деформация сооружений происходит как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях, в основном зависит от смещения земляных масс в их основании. Вертикальные деформации, вызванные перемещением сооружения или его частей вверх или вниз, подразделяются на осадки, просадки, набухания и усадки, оседания, подъемы или выпирания. Горизонтальные деформации вызывают горизонтальные смещения или сдвиги сооружения. Наклон сооружения называется креном.

К основным природным факторам, вызывающим деформации, можно отнести:

- способность горных пород к просадкам, оползням;

- пучение при замерзании водонасыщенных и оттаивание мерзлых льдонасыщенных пород;

- изменение гидротермических условий (сезонные и многолетние колебания температуры), влажность пород и уровень грунтовых вод.

К основным антропогенным факторам относятся:

- влияние нагрузки от сооружения;

- изменение несущих свойств горных пород;

- ошибки, допущенные при проектировании и строительстве;

-  влияние хозяйственной деятельности человека (геологические разработки, мелиорация земель, строительство новых инженерных сооружений и т.д.).

При равномерных осадках прочность и устойчивость сооружений не снижается, но они существенно влияют на связи с коммуникациями и другими сооружениями. Действие неравномерных осадок на сооружение всегда создает дополнительные напряжения в их конструкциях и может быть опасным. Вследствие неравномерных деформаций на сооружение могут произойти крены, прогибы, выгибы, перекосы, кручения разрывы в конструктивных элементах сооружений. Необходимо изучать и наблюдать за этими процессами. Наиболее независимым и объективным методом определения вышеизложенных процессов является    геодезический, который позволяет определить планово-высотное положение точки, а следовательно, и всего сооружения.

Основной задачей создаваемых геодезических сетей является установление контроля за деформациями, с помощью которого могут быть решены следующие задачи:

- оперативная: по величине перемещений контрольных точек устанавливается фактическое взаимное перемещение элементов сооружений и основания, по которым можно делать вывод о возможной опасной (аварийной) ситуации на момент контроля;

- стратегическая: по величине разновременных перемещений контрольных точек устанавливается тенденция деформации сооружения и может быть выполнен прогноз развития ситуации.

Наблюдение за вертикальными деформациями можно выполнять геометрическим и тригонометрическим нивелированием, микронивелированием, гидростатическим нивелированием, фотограмметрическим способом или их комбинациями.

Измерение горизонтальных деформаций выполняется следующими методами: створных наблюдений, отдельных направлений (засечек), триангуляцией, трилатерацией, полигонометрией, фотограмметрией.

При наблюдении за креном сооружений применяется один из следующих методов или их комбинация: визирования, координирования, измерения углов или направлений, фотограмметрии, нивелирования, механические способы с применением кренометров и отвесов.

Мероприятия, предшествующие наблюдениям за деформациями исследуемых объектов, заключаются в изучении имеющихся геологических данных, топографических материалов, ранее выполненных на­блюдений на объекте, выборе методики и схемы наблюдения, выборе приборов, закладке деформационных марок и грунтовых реперов, которые должны находиться вне зоны действия деформации и на коренных породах, определении цикличности наблюдений и способов обработки полученных результатов.

Опыт показывает, что даже приближенный прогноз неравномерных осадок крупных сооружений приводит к большому экономическому эффекту и к повышению надежности конструкции зданий.

При использовании материалов сайта ссылка на источник обязательна.

© НПФ «Тектоника», 1991-2020.