Геодезия
Казанцев А.И., аспирант Национального минерально-сырьевого университета «Горный»
ГЕОДЕЗИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ДЕФОРМАЦИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ В УСЛОВИЯХ УПЛОТНЕННОЙ ЗАСТРОЙКИ
Статья посвящена вопросу оценке и контролированию опасных деформаций при возведении зданий и сооружений в условиях уплотненной застройки. Приведены результаты моделирования напряженно-деформированного состояния грунта вмещающего котлован.
Ключевые слова: котлован, деформации, напряженное состояние пород, мониторинг, сдвижение пород, модель объекта.
GEODETIC CONTROL OF DEFORMATIONS OF BUILDINGS AND CONSTRUCTIONS
IN TERMS OF COMPACTED BUILDING
The article focuses on the evaluation and control of the risk of deformation in the construction of buildings and structures in a sealed building. The results of modeling of stress-strain state of the soil pit accommodating.
Keywords: the pit, deformation, stress state of rock, monitoring, subsidence of rocks, model of the object.
В настоящее время наблюдается так называемый «строительный бум», особенно в мегаполисах. При этом возведение зданий и сооружений выполняется вблизи существующих, которым нередко 100 и более лет.
Как показывает практика, основным влияющим фактором при строительстве является котлован. Его создание приводит в сдвижение массив грунта, и как следствие, деформирование существующих зданий. В этой связи возникает задача оценки степени влияния строящегося объекта на существующие объекты. Для решения поставленной задачи выполняют моделирование напряженно-деформированного состояния (НДС) грунтового массива вмещающего котлован.
Моделирование выполнено в программном комплексе «Plaxis 3D». Модель грунтового массива, вмещающего котлован, приведена на рис. 1. Применялась упругопластическая модель Кулона-Мора. Физико-механические свойства пород в модели варьировались в следующих интервалах: модуль упругости от 2 до 10 МПа, коэффициент Пуассона принят равным
0.3, сцепление от 1 до 50 кПа, угол внутреннего трения принят равным 300. Геометрические
параметры котлованов: длина 50-100м, ширина 20-60м, глубина 3-10м.
J ■
Рис. 1. Модель грунтового массива, вмещающего котлован.
По результатам моделирования построены зависимости (рис. 2, 3), характеризующие размеры зоны влияния у котлованов с разными геометрическими и прочностными характеристиками. Для определения границы зоны влияния подземных выработок приняты следующие значения деформаций земной поверхности: горизонтальные деформации не должны превышать 2*10-3 м (зона опасного влияния) [1] , вертикальные смещения 10 мм [2].
По представленным графикам прослеживается тенденция увеличения зоны влияния при возрастающем отношении Ь1/Ь2, где Ь} - длина стороны, по которой определяются смещения, Ь2 - длина стороны, перпендикулярная данной. Также данные выявляют зависимость, увеличения зоны влияния с увеличении глубины котлована И.
с N
^ ^ ^
2 И=3м
« а я И=5м
3 о 3
и
Ь1/Ь2
ч )
Рис. 2. Зависимость смещения точек сети от геометрических параметров котлованов и свойств грунта, при модуле упругости Е равном 2 Мпа.
Рис. 3. Зависимость смещения точек сети от геометрических параметров котлованов и свойств грунта, при модуле упругости Е равном 10 Мпа.
На основе результатов моделирования определены потенциальные зоны влияния, в которых необходимо выполнять геодезический мониторинг. Стоит отметить важность наблюдений за деформированием земной поверхности, по этим данным можно будет заблаговременно определять степень опасности деформационного процесса и своевременно принять меры по предотвращению развития негативного процесса.
Оценку деформаций земной поверхности, выполняют по специальной наблюдательной станции, состоящей из системы реперов. Рабочие реперы (деформационные знаки) закладывают в зоне сдвижения. Стенные реперы закладываются при попадании здания в зону влияния. Опорные реперы закладываются за пределами зоны влияния. Выполняют наблюдения за
смещениями реперов с помощью электронного тахеометра. При этом будет обеспечена погрешность измерений по вертикали не хуже III класса нивелирования, а в плане не хуже по-лигонометрии 1-го разряда.
Предложенная методика позволяет помимо контроля деформаций решать не менее важный вопрос о разграничении причин прихода в аварийное состояние зданий при уплотненной застройке.
1. Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на угольных месторождениях. - СПб.: ВНИМИ, 1998. - 211 с.
2. Инструкция по наблюдениям за сдвижениями земной поверхности и расположенными на ней объектами при строительстве в Москве подземных сооружений: РД 07-166-97. - Режим доступа: http://files.stroyinf.ru/Data1/11/11278/.
Рис. 4. Схема деформационной сети
ЛИТЕРАТУРА
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.