Геодезический мониторинг деформаций зданий и сооружений

Зачем проводится геодезический мониторинг?

Решающим следствием проведения строительных и реставрационных работ является изменение веса объекта, это является причиной осадки и смещения грунтового массива. Своевременное выполнение работ по геодезическому мониторингу призвано решить две ключевые проблемы: устранить риск обрушения и обеспечить возможность безопасно использовать строение по назначению. Благодаря услуге, заказчик узнает о наличии деформационных изменений, получает рекомендации, которые позволят нивелировать процесс.

В ходе геодезического мониторинга решается ряд важнейших задач, обеспечивающих безопасность на всех стадиях:

• безопасность строительных работ во избежание несчастных случаев;
• обнаружение риска обрушения;
• предупреждение дополнительных расходов на восстановительные работы и ремонт.

Решение о необходимости выполнения мониторинга геодезических показателей принимается на этапе предпроектной подготовки.

Когда проведение геомониторинга обязательно?

Выполнение данного вида мониторинга рекомендуется:

• На различных стадиях строительства;
• При выполнении реконструкционных работ;
• На различных стадиях строительства и эксплуатации объектов промышленности;
• В составе работ по реконструкции архитектурных памятников.

Нормативные акты предусматривают возможность появления различных видов деформации в процессе возведения здания. К ним относятся осадки и крены. Задача инженеров, проводящих мониторинг геодезических условий, установить, что имеющиеся показатели деформации не превышают норму.

Проведение геомониторинга обязательно в срок, установленный согласно программе мониторинга, после сдачи объекта, равно как и после окончания реконструкции. Такой подход позволяет проконтролировать наличие деформации по горизонтали и вертикали от оси, а значит, избежать несчастных случаев и обрушения сооружения. Если были выявлены отклонения от нормы и они не стабилизовались, то сроки мониторинга деформаций продлеваются, а процедура становится регулярной до завершения развития деформаций с учетом принятых необходимых норм по их стабили.

Какие виды работ включаются в услугу?

Геодезический мониторинг определяет наличие сдвигов, осадков, кренов в наземной и подземной части исследуемого объекта. Квалифицированные инженеры-геодезисты проводят анализ и определяют состояние инженерных сооружений, грунта, выявляют влияние окружающих объектов и подземных вод на фундамент. Для этих задач применяется специальное оборудование, которое фиксирует нужные параметры, после чего они подлежат камеральной обработке.

Вид геомониторинга определяют цели и задачи работ, поставленные в техническом задании. Вид геодезического мониторинга зависит от того, какие задачи стоят перед инженерами-геодезистами:

• определение наличия смещений в здании по горизонтали;
• мониторинг вертикальных смещений или осадок, применяется не только к зданиям, но инженерным сооружениям;
• определения наличия трещин и их развития.

В зависимости от выбранного типа исследований используются свои методы проведения работ, а именно проецирование, координирование, измерение углов и направлений.

Если были выявлены деформационные изменения, трещины на несущих конструкциях, то специалисты проводят визуальный мониторинг. Он включает в себя комплекс работ, целью которого является регулярный контроль изменений. Необходимость в этой процедуре объясняется важностью выявления причин появления, определения характера дефектов и оценки потенциальной опасности, если деформация будет развиваться.

В случае обнаружения трещины инженер-геодезист определяет все параметры дефекта: форму, место появления, длину, направление, ширину и глубину. В некоторых ситуациях может потребоваться установка маяков деформации.

Выполнение работ по геомониторингу грунтового массива состоит из измерения перемещений и их оценки, выявляется степень воздействия подземных вод. В некоторых случаях может проводится лабораторный анализ состава воды.

В ходе выполнения работ по геодезическому мониторингу устанавливаются 2 разновидности геодезических марок:

1. Исходные реперы. Они дают возможность ориентироваться на норму, являющуюся стабильным показателем. Относительно их перемещаются деформационные маяки.
2. Деформационные знаки устанавливаются на зданиях и сооружениях. Их положение измеряется специализированным оборудованием высокой точности.

Случаи, являющиеся основанием для отслеживания деформационных процессов на объектах

Геодезический мониторинг выполняется на старте строительных работ по возведению зданий и сооружений. Работы производятся на стадии разработки котлована. Инженер — геодезист следит за деформацией и оценивает ряд других показателей: уровень подземных вод, состояние грунта, надземных и подземных инженерных сооружений, имеющих значение для возводимого объекта. Не исключение и геомониторинг для надземной части строения, а именно вертикальное и горизонтальное перемещение от оси. Он выполняется в течение первого года после введения сооружения в эксплуатацию.

Важно своевременно отслеживать деформационные изменения в следующих ситуациях:

1. Комплексный геомониторинг перед строительными работами, он состоит из проверки грунта, оценки влияния подземных вод и окружающих коммуникаций;
2. В самом начале возведения, обследованию подлежит ограждение котлована;
3. На старте строительства на наземной части в формате контроля смещений в обеих плоскостях. В период, установленный программой мониторинга, после сдачи и введения здания в эксплуатацию.

Процедура геодезического мониторинга направлена на обеспечение безопасного строительства, а также надежность строений, подлежащих реконструкции, в ходе эксплуатации.

Можно ли не проводить геомониторинг?

Проведение процедуры — обязательная составляющая строительства, это регламентировано действующими законодательными актами и строительными нормативами.

Это объясняется рядом причин:

1. Возможность вовремя обнаружить дефекты;
2. Определить причины появления сколов и трещин;
3. Проанализировать уровень опасности от выявленных дефектов в ходе эксплуатации;
4. Разработать ряд специальных процедур, которые дадут возможность ликвидировать опасность и снизить их негативное влияние.

Алгоритм проведения геодезических изысканий

Схема проведения геомониторинга не является универсальной. По отношению к каждому объекту перед началом работ составляется индивидуальная программа мероприятий. В нее включается информация об объекте исследования, описание геологической обстановки, а также другие факторы, способные повлиять на точность и виды изысканий.

Вертикальные перемещения отслеживаются путем применения высокотехнологичных приборов, отличающихся точностью измерений — электронных нивелиров. Они отслеживают изменение положения деформационных марок, установленных по периметру и внутри объекта. Чтобы измерить крен, геодезические знаки устанавливаются в верхней и цокольной части здания или сооружения. Оборудование для измерений выбирается в зависимости от требований к точности и характеру исследований, а также особенностей строительной площадки. Чаще всего используется тахометр.

Горизонтальные перемещения стен, ограждения котлована и других объектов исследования определяются также путем установки деформационных геодезических знаков или марок.

Мониторинг трещин включает в себя регулярный осмотр объекта с периодичностью в определенный промежуток времени. Его целью является осмотр здания или сооружения и фиксация дефектов. При выявлении сколов и трещин инженеры на их месте производят монтаж деформационных маяки, которые с течением времени способны рассказать о характере изменений длины, ширины, глубины и направления трещины. По итогам составляется отдельная ведомость.

Исходя из этого можно сделать вывод, что геомониторинг — это периодические измерения. В результате обследования инженеры получают сведения подлежащие камеральной обработке, а именно расчета характеристик деформации, скорость их изменения и сравнение с нормой. По результату работ создается технический отчет, в котором детально излагается информация об обнаруженной деформации, к нему прилагаются фото, ведомость дефекта, схема расположения деформационных маяков, а также заключения.

Алгоритм геомониторинга можно представить следующим образом:

1. Предварительное исследование территории строительства и близлежащих объектов, имеющих отношение к возводимому зданию.
2. Разработка тех.задания и индивидуального комплекса проведения исследовательских мероприятий;
3. Установка реперов по нормативам;
4. Проведение первого этапа мониторинга включает в себя первичную установку деформационных марок;
5. Выполнение периодического мониторинга и наблюдений, анализ отклонения маяков от реперов;
6. Промежуточные результаты фиксируются в предварительном варианте отчета;
7. Разработка итогового отчета и рекомендаций.

Результаты выполнения работ — комплексный отчет инженеров-геодезистов.

По итогам выполненных работ заказчик получает технический отчет, состоящий из характеристики строения, ведомостей, анализа, а также резюме и рекомендации.

Заключение содержит в себе информацию о параметрах объекта, используемых методиках обследования, приборах и характере измерений.

Ведомости, отражающие деформационные изменения, состоят из данных всех периодов контроля и оценку их точности. Любая точка деформации отражается в отчете, где указывает значение деформации за период проверок. Его вычисляют исходя из показателей, выявленных в процессе измерения с первого до заключительного цикла обследования. А также анализируются полученные значения и нормативные показатели.

В резюмирующей части экспертного заключения указывается схема расположения деформационных мяков, где можно увидеть точки контроля и их показатели. В отчет инженеров-геодезистов иногда включаются чертежи и графики (как правило, их включают по предварительному согласованию при заказе работ).

Как определяется стоимость выполнения работ?

Стоимость проведения геодезических исследований определяется исходя из видов работ, необходимых заказчику. Согласно пожеланиям клиента может проводиться полный комплекс обследования, указанный в СП, а может частичный — отслеживание вертикальной деформации.

Не менее важный показатель, влияющий на цену работ — точность исследований. Чем точнее и объемнее должны быть результаты, тем дороже будет стоить услуга. Еще один фактор, который влияет на итоговую стоимость — особенности конструкции объекта, площадь исследований и количество точек деформации.

Учитываются также и зоны деформаций, это связано с тем, что сеть реперов может располагаться в значительном отдалении от основного объекта обследования, это говорит о том, что необходимо будет создать новую сеть реперов на территории самого объекта.

Наша компания оказывает услугу геодезического мониторинга на строительных объектах и на объектах, подлежащих реконструкции. Мы предлагаем клиентам полный спектр услуг и готовы выполнить частичный геомониторинг.

Компания «ПГС» обладает лицензией и разрешениями на проведение геодезических изысканий, а опыт и квалификация инженеров-геодезистов, входящих в штат компании гарантирует точность результатов и полноту сведений, отраженных в заключении.

Геодезический мониторинг зданий и сооружений в Москве от Гектар Групп

Геодезический мониторинг зданий и сооружений представляет собой комплекс работ, осуществляемый в процессе строительства, реконструкции или эксплуатации объектов с целью наблюдения за деформациями. Исследования направлены на выявление критических величин деформаций, а также установку причин их появления и составление прогнозов дальнейшего развития. В этой статье рассмотрим основные цели, этапы и результаты проведения геомониторинга.

Для чего необходим геодезический мониторинг?

В процессе проведения строительных или реставрационных работ вес объекта может увеличиваться, что приводит к различным осадкам и сдвигам грунта. Чтобы исключить риск обрушения, обеспечить его безопасную эксплуатацию проводится геодезический мониторинг зданий и сооружений. Он позволяет своевременно определить начинающийся процесс деформации, выявить причины его появления и спрогнозировать процесс развития.

В каких случаях обязательно проводится геомониторинг?

• В процессе строительства и реконструкции сооружений.

• В процессе строительства и эксплуатации промышленных объектов: энергетических, гидротехнических и прочих.

• При реконструкции памятников архитектуры.

• При изменении гидрологического или геологического режимов.

В нормативных актах СНИП, СП и ГОСТ предусмотрены осадки, крены и различные деформации зданий, которые допустимы в процессе их возведения. Главная задача геодезистов при проведении данного комплекса работ — не допустить, чтобы фактические значения деформаций превышали указанные предельно допустимые показатели.

Геомониторинг нужно проводить в течение не менее одного года после завершения строительства или реконструкции. Это необходимо для контроля вертикальных перемещений (осадок), горизонтальных перемещений (сдвигов) и отклонений от вертикали (кренов) с целью предупреждения риска появления деформаций, обрушений и несчастных случаев. При отсутствии стабилизации изменений контролируемых параметров деформаций требуется продлить сроки выполнения мониторинга.

Задачи, которые решает геодезический мониторинг

• Обеспечение безопасности работ при строительстве или реконструкции объекта, а также в процессе его последующей эксплуатации (включая окружающую застройку).

• Исключение риска обрушения здания в процессе возведения и дальнейшей эксплуатации.

• Предупреждения незапланированных затрат, связанных с проведением внеплановых восстановительных или ремонтных работ.

Как правило, вопрос о необходимости проведения геомониторинга решается на стадиях предпроектной подготовки, проектного обеспечения строительства или реконструкции объекта.

Как проводится геомониторинг?

В процессе проведения работ определяются сдвиги, осадки, крены сооружений и зданий, в том числе их подземной части. Инженеры-геодезисты анализируют состояние инженерных коммуникаций, объектов окружающей застройки, грунтового массива и подземных вод. С помощью специального оборудования фиксируются все необходимые параметры, которые в последующем подвергаются камеральной обработке.  

В зависимости от требований, указанных в техническом задании, и целей проведения различают несколько видов геодезического мониторинга. Для каждого из них применяются свои методы измерений (проецирование, координирование, измерение направлений или углов).

Основные виды геомониторинга:

• Горизонтальных смещений (кренов, сдвигов).

• Вертикальных смещений (осадок) сооружений, зданий и инженерных коммуникаций.

• Трещин объектов (зданий и сооружений).

• Грунтового массива (в том числе подземных вод).

Если на несущих конструкциях зданий и сооружений были обнаружены дефекты (трещины), организовывается визуальный деформационный мониторинг. Это комплекс работ, который направлен на систематическое наблюдение за их текущим состоянием и возможным развитием. Он необходим, чтобы выяснить причину появления и характер деформаций конструкций и оценить степень их опасности при дальнейшей эксплуатации.

При выявлении трещин в конструкциях определяется их форма, положение, распространение по длине, направление, ширина и глубина раскрытия. По мере необходимости выполняется установка деформационных маяков. При проведении геодезического мониторинга грунтового массива осуществляются измерения его плановых и высотных  перемещений, при необходимости определяется уровень и химический состав подземных вод.

Различают две группы геодезических знаков, которые устанавливают на объекте для проведения работ:

• Исходные реперы. Положение этих знаков принято считать стабильным в пределах строго обоснованного допуска. Они используются в качестве исходной основы, относительно которой определяют перемещения деформационных знаков.

• Деформационные марки. Их устанавливают на зданиях и сооружениях. В каждом цикле измерений определяются их положения с помощью высокоточных геодезических приборов: тахеометров и нивелиров.

В каких случаях необходимо отслеживать деформации зданий и сооружений?

Геодезический мониторинг производится в обязательном порядке на начальном этапе строительства зданий и сооружений — в период выемки грунта (разработки котлована). В этом случае отслеживаются деформации строящихся (реконструируемых) объектов, уровень подземных вод, состояние грунтового массива, а также зданий, сооружений и надземных и подземных инженерных коммуникаций, которые попадают в зону влияния будущей застройки. Кроме того, геомониторинг необходим при возведении надземной части здания или сооружения. На этом этапе специалистами отслеживаются вертикальные перемещения (осадки) и отклонения от вертикали (крен) строящегося объекта. Геодезический мониторинг проводится в течение одного года после ввода здания в эксплуатацию. На данном этапе осуществляется оценка горизонтальных и вертикальных смещений.

Геомониторинг проводится:

• Перед началом строительства (мониторинг массива грунта, в том числе и уровня подземных вод, и сооружений окружающей застройки).

• На начальном этапе строительства (мониторинг ограждающих конструкций котлована с момента экскавации грунта).

• В процессе возведения надземной части здания или сооружения для контроля вертикальных перемещений (осадок) и отклонений от вертикали (кренов).

• В течение одного года после ввода объекта в эксплуатацию.  

Геодезический мониторинг призван обеспечивать безопасное возведение новых строительных объектов, а также эксплуатационную надежность реконструируемых зданий и новостроек.

Обязательно ли требуется проводить данные геодезические работы?

Следует отметить, что проведение данного вида геодезических работ является обязательным и регламентируется нормативными документами. Это позволяет своевременно определить причины образовавшихся отклонений и проанализировать создаваемую ними опасность, разработать специальные мероприятия, позволяющие избежать влияния негативных процессов и сэкономить средства на ликвидации их последствий.

Геомониторинг проводится в соответствии с нормативами:

• СП (22.13330.2011) «СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений».

• ГОСТ (24846-2012) «Грунты Методы измерений деформаций оснований зданий и сооружений».

• Постановление Правительства Москвы за № 857 (от 7 декабря 2004 года).

• Прочими документами.

Этапы проведения геодезического мониторинга

Перед началом проведения работ составляется специальная программа геодезического мониторинга, которая содержит описание исследуемых объектов, геологической обстановки и других параметров, оказывающих влияние на виды и точность геодезических работ.

Наблюдения за вертикальными перемещениями осуществляются с помощью высокоточных электронных нивелиров методом геометрического нивелирования по деформационным маркам, устанавливаемым по всему периметру здания, а при необходимости и внутри него. Для измерения крена требуется установка геодезических знаков на верхней и цокольной части объектов. В зависимости от необходимой точности, задач и условий строительной площадки, выбирается оптимальный метод проведения исследований: с помощью цифрового тахеометра или прочего оборудования. Для измерения горизонтальных перемещений подпорных стен, ограждения котлована, отдельных конструкций зданий и прочих объектов мониторинга, по периметру осуществляется установка деформационных марок.

Деформационный мониторинг трещин подразумевает проведение периодических осмотров зданий с целью фиксации дефектов (сколов, трещин и пр.). На выявленных трещинах проводится установка деформационных маяков для проведения периодических наблюдений за их раскрытием (фиксации ширины, длины и направления). В результате составляется дефектная ведомость.

Таким образом, геомониторинг подразумевает циклические измерения деформаций. В ходе проведения исследований инженеры получают данные, необходимые для расчетов деформационных характеристик, определения скорости их изменений и сравнения с предельными значениями.

В результате составляется технический отчет, содержащий детальную информацию о полученных деформациях (фотографии, ведомости, схемы расположения марок и пр.), выводы и при необходимости рекомендации.

Схема работы:

• Рекогносцировка (предварительное инженерное обследование участка).

• Составление детального технического задания и разработка программы мониторинга.

• Установки реперов, создание геодезической основы.

• Установка деформационных марок. Проведение первого цикла геодезических исследований.

• Проведение периодического мониторинга: периодических наблюдений, контроля стабильности и сохранности геодезической основы.

• Формирование кратких технических заключений (промежуточной отчетности).

• Составление итогового отчета по результатам всех исследований.

• Разработка рекомендаций по предупреждению разрушений.

Результаты работ

По завершении работ клиенту предоставляется технический отчет, включающий в себя краткое описание (характеристику) объекта, ведомости, анализ, выводы и рекомендации.

В состав общего технического отчета входят:

Текстовая часть отчета, которая включает в себя: характеристику объекта, методику проведения геодезических работ (полевых и камеральных), перечень используемого оборудования и точность измерений.
Общие ведомости деформационных характеристик (включают в себя вычисленные значения по всем циклам наблюдений и результаты оценки точности измерений).
Итоговое значение деформаций (по каждой отдельно взятой точке наблюдения). Вычисляется на основе показателей, полученных в ходе измерений первого и последнего циклов исследований.
Анализ результатов, сопоставление с предельно допустимыми и расчетными значениями.
Выводы и рекомендации.
Схема расположения деформационных марок. На нее наносятся пронумерованные контрольные точки с указанием суммарных и текущих значений деформационных характеристик по каждой из них.
Также отчет может содержать: чертежи объекта с линиями равных деформаций, графики деформаций и эпюры распределения осадок по периметру объекта (если это было предварительно указано в техническом задании заказчика).

От чего зависит стоимость проведения геомониторинга?

Стоимость проведения геодезического мониторинга зависит от конкретных видов работ. В соответствии с требованиями заказчика, может проводиться полный комплекс исследований по СП (включая грунт, ограждение котлована, визуальный мониторинг за трещинами и пр. ) или частичный — мониторинг осадок. Кроме того, на цену влияет точность геодезических работ (к примеру, 1 и 2 класс точности нивелирования для определения осадок). Чем точнее и сложнее исследования, тем они дороже. На стоимость оказывают влияние конструктивные особенности и размеры сооружения, количество требуемых деформационных марок. Кроме того, на цену влияют размеры зоны возможных деформаций. Это вызвано тем, что геодезическая сеть реперов для измерения осадок может находиться на значительном удалении от объекта мониторинга, поэтому для проведения мониторинга необходимо создать новую сеть реперов в непосредственной близости от объекта, но за пределами зоны влияния. Для расчета стоимости работ нужно уточнить все нюансы и составить подробное техническое задание.

Теперь Вы знаете, что такое геодезический мониторинг зданий и сооружений. Надеемся, что эта статья была полезна для Вас. Следите за нашими новостями в социальных сетях и получайте самую актуальную и свежую информацию в сфере инженерных изысканий!

Геодезический мониторинг зданий и сооружений

Как во время возведения зданий и сооружений, так и в процессе их эксплуатации постройки должны находиться под постоянным и регулярным контролем геодезистов. Другими словами, необходимо проведение геодезического мониторинга, это непреложное условие для долгого функционирования строения. Проведение геодезического мониторинга одинаково актуально и для высотного здания, и для частного дома, и для загородной виллы. Основная задача, которую решает геодезический мониторинг – своевременное обнаружение начавшегося процесса разрушения, определения причин, которые вызвали деформации, разработка действенных рекомендаций по предупреждению и способы предотвращения последствий начавшихся разрушений.

Чтобы избежать неприятностей в ходе строительных работ (а по сути – и на всем протяжении существования возведенной постройки), проведение геодезического мониторинга необходимо уже с первых циклов строительных работ.

Геодезический мониторинг зданий и сооружений – один из этапов такого мониторинга. СНиП строительных работ предусматривает просадки, крены или различные деформации зданий еще в процессе их возведения. Причина таких отклонений очевидна: во время строительства все увеличивающийся вес сооружения вызывает различные сдвиги и осадки грунта. Эти деформационные допуски заложены в проектных расчетах; задача геодезистов – не допустить превышение их критических уровней.

Проведение геодезического мониторинга – это четко определенные, и регламентированные нормативными актами работы, состоящие из измерения ряда параметров сооружения, фиксирования полученных результатов и их последующей камеральной обработки. При выполнении изысканий используется геодезическая реперная сеть; специальные марки и реперы будут заложены по периметрам исследуемых объектов. Изменения их положения контролируется лазерными нивелирами или электронными тахеометрами, что позволяет определить с высокой точностью происходящие подвижки.

Проведение геодезического мониторинга, в первую очередь, необходимо для оснований сооружений, фундаментов, несущих конструкций или их отдельных элементов. Особое внимание уделяется подземным сооружениям различного назначения, инженерным сетям и коммуникациям, близлежащим строениям.

Для каких случаев необходимо заказывать услуги геодезического мониторинга

Кроме того, что геодезический мониторинг зданий должен проводиться регулярно, согласно утвержденным планам, возникают ситуации, в которых необходима срочная помощь геодезистов:

• При возникновении подозрений на возникновение просадок, кренов или других деформаций недавно возведенного здания.
• Во время рытья котлованов больших размеров. Практика показывает, что обязательно возникает вокруг такого объекта т. н. зона деформации грунта, которая оказывает самое неблагоприятное влияние на все окружающие строения, особенно на подземные коммуникации.
• Проведение геодезического мониторинга понадобится при появлении трещин на стенах, внезапно изменившихся условиях эксплуатации и т. д.

Геодезический мониторинг деформаций зданий и сооружений выполняют специализированные компании, в распоряжении которых находится высокоточное оборудование и опытные инженеры, владеющие современными методиками проведения таких изысканий. Проведение геодезического мониторинга точно соответствует тому техническому заданию, на основании которого составляется проект и программа предстоящих работ. Проведение геодезического мониторинга компанией ООО «ГеоГИС» – это залог качественного выполнения строительных работ и безопасной эксплуатации сооружений в дальнейшем.

ПОЛЕЗНЫЕ СТАТЬИ:

1. Геодезическое сопровождение строительства

Мониторинг зданий и сооружений, геодезический контроль

Мониторинг зданий и сооружений, в части их технического состояния на протяжении строительства и периода эксплуатации — важнейшая задача, связанная с жизнедеятельностью людей и их безопасностью. С самого начала строительства заказчикам строительства в соответствии со строительными нормами и правилами могут вменяться в обязанность проведение геодезического мониторинга строящихся сооружений. Под этим понимается периодические наблюдения за определенными характерными параметрами конструкций зданий в связи с влиянием на них различных факторов и их сравнения с проектно-расчетными параметрами. Это означает, что при строительстве сооружений проектом может быть предусмотрена организация специальных геодезических измерений по наблюдению:

• за вертикальными перемещениями оснований;
• за горизонтальными их смещениями;
• за кренами всей конструкции.

Структура программы геодезического мониторинга

Мониторинг зданий и сооружений в любом случае проводиться согласно специального проекта и программы с формулировками:

• целей и задач;
• характеристиками грунтов и особенностями фундаментов;
• расчетными значениями параметров и установлением периодичности наблюдений;
• методов, устройств измерительных станций, инструментов;
• систем координат, приведением сведений об исходных данных, опорной сети;
• составленной схемой закладки съемочной (измерительной) сети;
• математической обработки, вычислений и анализом.

Методы измерений

При составлении технических проектов геодезического мониторинга избираются на основания ГОСТа 24846. В зависимости от расчетных параметров, их значений, допустимых погрешностей предварительно определяется класс точности измерений. В отсутствии расчетных значений параметров вертикальных деформаций и горизонтальных смещений в проекте классы точности выбираются. Основанием для такого выбора служат классификация сооружений, сроки их эксплуатации и грунты, в которых они будут воздвигнуты.

В зависимости уже от предварительно определенных классов точности избираются методы и технологии измерений. Но в любом случае, рекомендуется определенная последовательность действий при выполнении геодезических наблюдений за состоянием сооружений:

• составление программы измерений;
• выбор типов конструкций, количества, схемы расположения геодезических пунктов планово-высотного обоснования, с которых будут проводиться измерения;
• пространственная привязка этой основы;
• закладка деформационных сетей в виде групп реперов, марок в зданиях по выбранной схеме наблюдений;
• непосредственные полевые инструментальные измерения;
• обработка, вычисления результатов с оценкой результатов и выводами.

Кроме этого, на выбор методов измерений влияют виды деформационных параметров (вертикальные осадки, горизонтальные смещения, крены конструкций).

Для вертикальных осадок основными методами рекомендуемыми ГОСТом являются:

• геометрическое нивелирование высокоточными нивелирами со специальными рейками, короткими сторонами (способами совмещения или наведения) при первом и втором классах точности, а также точными приборами при третьем и четвертом классах точности;
• тригонометрическое нивелирование в случаях перепадов высотных отметок в строительных сооружениях с применением высокоточных и точных теодолитов и электронных тахеометров;
• гидростатическое нивелирование с установлением специального гидростатического прибора, который применяется при большом количестве точек, установленных в плохо доступных местах для нивелира и человека.

Для горизонтальных смещений выбор способов измерений и приборов при их использовании зависит также от классов точности и может быть даже составлять комбинации таких методов, как:

Для измерения кренов в сооружениях применяются также разнообразные способы с возможными вариантами их комбинирования, а именно:

• проецирования с использованием теодолитов, электронных тахеометров;
• способы всевозможных измерений: углов, направлений;
• определения приборами вертикального проектирования, прямого и обратного отвесов;
• механического использования кренометра;
• фотограмметрического способа.

Подготовка мониторинговых измерений

Мониторинг зданий и сооружений вертикального смещения начинается с установления, закрепления исходных и контрольных реперов. Как минимум должно быть три грунтовых или четыре стенных репера. Такое их количество необходимо для контрольных измерений по определению их устойчивого положения. Соответственно выбранной схеме деформационной сети в конструкциях сооружений размещаются определенное количество марок. Глубины заложения реперов регулируется в зависимости от состава грунтов и классов точности. Они обязательно размещаются по особым условиям и нужно учесть многочисленные факторы:

• удобство прохода к ним;
• достаточного пространства и обзора в нужных направлениях для установки приборов и проведения съемок;
• по определению расстояний их закладки от наблюдаемых сооружений, а именно: как минимум соответствующей тройной глубины залегания грунта;
• отсутствия проезда любого общественного и тяжелого транспорта, который создает вибрацию грунтов;
• устойчивости расположения зон, отличных от влияния строительной площадки, откосов, осадочных смещений грунтов, подземных инженерных сооружений, горных выработок и других, всевозможных не совсем благоприятных геологических условий;
• зон влияния строящегося или окружающих зданий и их коммуникационных сетей.

Как правило, репера и марки сдаются под охрану организации, проводящей на участке строительные или эксплуатационные работы. При этом составляется акт передачи с абрисами. Согласно определенной цикличности наблюдений обязательно измеряются контрольные превышения между реперами и, таким образом, определяется их устойчивость.

Деформационные сети закладываются в виде марок в нижних частях сооружений по периметру, в том числе по углам блоков здания с учетом нахождения деформационных швов, в несущих конструкциях. Схема закладки деформационных марок согласовывается между проектной и строительной (эксплуатируемой) организацией.

Подготовительные работы для начала первого цикла наблюдений горизонтальных смещений и крена строительных конструкций также начинается с закладки:

• исходных опорных пунктов в виде бетонных пилонов, с закрепленной на их верху площадкой и внутри его шпилькой с резьбой определенного шага для установки и производства наблюдений геодезическими приборами;
• деформационных марок, расположенных соответственно указанной схеме проекта (программы) геодезического мониторинга;
• ориентирные знаки, которые могут быть специально для этого сооружены или другие видимые и наиболее удобные для долговременных наблюдений.

Организация и технология геодезического мониторинга

Мониторинг зданий и сооружений производится по поручению заказчика строительства выбранной для этого проектной организацией и специализированной геодезической организацией, имеющей инструментарий, специалистов и опыт проведения таких специфических работ. С генеральным подрядчиком строительства и его производственно-технической и геодезической службами согласовываются все необходимые этапы работ мониторинга, места, сроки закладки в строительных конструкциях марок, реперов и опорных пунктов.

Проекты или программы геодезического мониторинга состоят из пояснительной записки, в которую входят:

• общая часть;
• система мониторинга на строительной площадке и окружающей территории;
• выводы и рекомендации;
• приложения с методиками выполнения измерений вертикальных смещений, кренов и схемами, устройствами реперов, марок и мест их закладки с линейными привязками и абрисами.

Проектом предусматривается цикл (периоды) наблюдений, чаще всего ежеквартальные.

Согласованный проект, реализуется подрядной геодезической организацией с возможностью привлечения строителей по устройству всех марок и реперов. По окончании выполнения первых этапов работ геодезистами оформляется технический отчет. В нем приводятся:

• общие положения;
• методы и инструменты измерений;
• прилагаются все полевые измерения;
• указываются способы вычислений;
• оценка результатов измерений;
• приводятся сравнения, как с предыдущими наблюдениями, так и по накопительной ведомости.

В отчете приводятся таблицы, ведомости, исполнительные схемы, диаграммы, рисунки и кроки. В дальнейшем, в последующих технических отчетах, могут выполняться прогнозы по результатам оценки и анализа полученных данных измеряемых параметров.

Мониторинг зданий и сооружений можно приравнять к научно-исследовательским работам. Этот процесс является трудоемким, дорогостоящим и долговременным мероприятием. Его большая трудоемкость заключается в значительном объеме работ по закладке реперов и марок. Исследовательская часть работ выражена в применении знаний опытных специалистов строителей, геологов, гидрогеологов, геофизиков, геодезистов, связанных с различными научными и производственными сферами. Дорогостоящим считается в связи с использованием дорогостоящего оборудования и материалов. Например, одно только геодезическое оборудование в виде высокоточного нивелира со специальными инварными рейками и высокоточного электронного тахеометра, имеют соответствующую точности этих приборов очень высокую стоимость.

Для чего нужен геодезический мониторинг зданий?

Геодезический мониторинг в Уфе представляет собой наблюдение за разрушительными процессами, деформациями и образованием трещин на строящихся объектах или зданиях, на которые может влиять ведущееся вблизи строительство. Цель этой работы — выявление критически существенных деформаций, определение их причин, прогнозирование развития разрушительных процессов и устранение этих неблагоприятных факторов.

Если мониторинг не проводится, это может привести к обрушению зданий и к человеческим жертвам. Современные методы позволяют определить начало фатальных деформаций задолго до того, как ситуация приобретет чрезвычайно опасный характер. Таким образом, можно успеть расселить здание и предотвратить трагические последствия.

Мониторинг вертикальных смещений

Одна из главных задач геодезического мониторинга в Уфе — это наблюдение за осадками здания (вертикальными смещениями). Организация этой работы проходит так:

• в основании здания закладываются осадочные марки — специальные деформационные отметки;
• по ним проводится геометрическое высокоточное нивелирование с применением прецизионных цифровых нивелиров;
• подсчитывается разность отметок марок после нескольких циклов измерений, чтобы получить полную картину скорости изменений деформаций.

В то же время инженеры наблюдают процесс изменения трещин в стенах объекта. Именно они снижают общую прочность конструкций, так как разбивают цельную стену на отельные прилегающие блоки. Если это произошло, здание признается аварийным, то есть опасным для проживания. В этом случае при реконструкции у здания ремонтируют фасады, укрепляют его металлическими конструкциями, перекладывают и воссоздают заново проблемные участки.

Состав работы по геодезическому мониторингу

В число работ по геодезическому мониторингу входит:

• измерение сдвигов, кренов и других горизонтальных смещений там, где геологические характеристики местности потенциально опасны для эксплуатации. Также измерения необходимы и для зданий башенного типа;
• составление технического заключения о состоянии сооружений;
• прогнозирование деформаций  и разрушительных процессов;
• разработка рекомендаций по принятию мер против разрушения объектов.

Мониторинг входит в комплекс работ по изысканиям, предваряющим строительство новых объектов. Вместе с ним проводят топосъемку в Уфе, анализ почв, гидрологические исследования (экспертиза воды в Уфе) и пр.

Геодезический мониторинг зданий и сооружений — BeaverGroup

Под геодезическим мониторингом зданий и сооружений понимают комплексный подход по наблюдению за деформациями, возникающих в процессе эксплуатации, строительстве новых зданий, прокладке инженерных коммуникаций рядом с объектом геодезического мониторинга.

Для чего необходим геодезический мониторинг?

Строительстве новых зданий и сооружений, в том числе с глубокими подземными частями в условиях городской застройки   в вплотную к существующим зданиям неизменно влияет на их  несущие конструкции, а также прилегающие инженерные сети. Не менее важен вопрос безопасности промышленных объектов, таких как плотины, мосты и АЭС. Геодезический мониторинг сооружений проводят с целью сбора детальной информации о планово-высотных смещениях наблюдаемых объектов, их причинах и степени влияния, а также составления прогноза развития существующих или возникновения новых деформаций. Эти данные используют для подготовки рекомендаций включающих меры по устранению возможных  негативных последствий.

Этапы

Геодезический мониторинг зданий и сооружений предполагает поэтапное выполнение следующих видов работ:

• Формирование ТЗ и составление на его основе программы геодезического мониторинга
• Установка марок, знаков деформационной и опорной сети
• Последовательное проведение циклов исследований с применением инструментов геодезического мониторинга (нивилиры, тахеометры)
• Фиксация горизонтальных и вертикальных деформаций конструкций под воздействием нагрузок на основание и температурно-климатических изменений грунтов в условиях единой координатной системы во времени
  
• Обеспечение метрологического сопровождения работ
• Представление результатов геодезического мониторинга здания в базу, используемую для систематизации данных, их обработки и оформления в математическую модель конструкций с указанием причинно-следственных корреляций, а также составления прогноза
• Контроль выполненных работ

Контрольные параметры фиксируют в величинах, установленных Международной метрической системой измерений, действующей в РФ. Результатом геодезического мониторинга сооружений является  анализ, прогноз, включающий средневзвешенные положения исследуемых параметров с привязкой к временному ряду, и общие рекомендации по принятию мер для устранения влияния негативных факторов.

Регулярность проведения

Частота проведения геодезического мониторинга строительных конструкций зданий и сооружений  назначается Генпроектировщиком в соответствии рядом критериев:

• Категория строения по Техническому регламенту о безопасности сооружений №384-ФЗ от 30.12.09
• Классификация объекта по Нормам строительного проектирования
• Тип сейсмичности грунтов по СНиП II-7-81

Регулярность работ может быть изменена в случае переквалификации здания по любому из параметров.

Почему нам доверяют?

Геодезический мониторинг зданий у специалистов компании «БИВЕР ГРУПП» — это комплексные исследования с использованием современной аппаратуры, профессиональная обработка полученных данных на базе передовых методик и объективный, высокоточный прогноз. Доступные цены, оперативное выполнение всех работ и детализированные рекомендации касательно мер по предотвращению ненормативных деформаций позволили получить нам репутацию компетентных специалистов, а клиентам — четкий план по обеспечению безопасности исследуемого объекта.

Геодезия и мониторинг | stroyexp.info

Научно-исследовательский центр «Строительная Экспертиза» обладает мощной базой геодезического оборудования, позволяющего в кротчайшие сроки выполнять различные работы, связанные с геодезическими измерениями.
Наш научный центр оснащен самым современным оборудованием лидеров-производителей геодезического оборудования, таких как Sokkia, Leica и Trimble.
Большой комплект современного оборудования и профессиональный коллектив опытных геодезистов дает возможность решать сложные и нестандартные задачи при выполнении геодезического сопровождения строительства.
Геодезические работы, выполняемые Научно-исследовательским центром «Строительная экспертиза», являются комплексным видом работ, начинающимися при создании опорной разбивочной сети на строительной площадке и мониторинга за прилегающей застройкой, вплоть до оформления исполнительной документации при окончании этапа или всего строительства.
Деятельность НИЦ «Строительная экспертиза» всегда была неразрывно связанна с научной и практической деятельностью. Именно поэтому мы всегда стремились соответствовать требованиям и рекомендациям государственных стандартов и регламентов. Вот почему мы используем в своей работе только сертифицированное геодезическое оборудование и материалы. При этом, например, геодезические марки, изготавливаемые на собственной производственной базе, и не подлежащие обязательной сертификации, мы отдали на испытания в систему добровольной сертификации «МЕЖРЕГИОНСТАНДАРТ» которая после проведения серий лабораторных и натурных испытаний, их сертифицировала, выдав соответствующий аттестат.
Наиболее интересной, с точки зрения инжиниринга, является инклинометрия, выполняемая при геодезическом мониторинге за состоянием «стены в грунте» или за стволами буровых скважин.
Бесспорно, наиболее ответственным видом измерений является геодезический мониторинг за кренами и осадками зданий. Именно поэтому НИЦ «Строительная Экспертиза» имея на своей базе более 10 лазерных нивелиров Trimble и 5 тахеометров Sokkia, способна выполнять геодезический мониторинг при возведении промышленных и гражданских зданий любой сложности, а также высотных и большепролетных сооружений.
Кроме того, возможность выполнять геодезическое сопровождение строительства при возведении высотных и большепролетных конструкций подвержена допусками СРО.
Перечень работ, выполняемый Научно-исследовательским центром «Строительная Экспертиза»:

• Геодезический мониторинг деформаций зданий и сооружений
• Геотехнический мониторинг
• Геодезические марки, репера, знаки
• Инклинометрия
• Мониторинг «стены в грунте»
• Фасадная съемка
• Инженерные изыскания
• Микронивелирные измерения (наблюдения)
• Геодезическое оборудование
• Лазерное сканирование
• Геотехнический мониторинг гидросооружений
• 3D-моделирование зданий
• Геотехнические и геодезические работы на промышленных предприятиях
• Деформации железнодорожного полотна
• Геотехнический мониторинг надземных и подземных коммуникаций
• Геодезические работы при строительстве коттеджных домов
• Оценка влияния нового строительства
• Определение наклонов и кренов вышек связи и труб
• Обследование с помощью геодезического и геотехнического мониторинга новостроек и старых сооружений
• Наблюдения за смещением грунтового массива

(PDF) Геодезический мониторинг деформации здания, окружающего подземное сооружение

387

M.J. Bryn et al. / Procedure Engineering 189 (2017) 386 — 392

плотной городской застройки (особенно с обустройством глубоких котлованов) характеризуется высоким риском деформаций в

зданиях, окружающих подземное сооружение и попадающих в зону воздействия его строительства (далее

окружающие здания или окружающая застройка).Деформации окружающих зданий, вызванные подземным сооружением

, называются дополнительными деформациями. Однако уже к моменту начала строительства

зданий уже накопили деформации, которые могут значительно превысить допустимый уровень, что составляет первые

из всех типичных для исторической застройки города. Кроме того, окружающие здания часто страдают от неравномерного выхода фундамента

, что является наиболее опасным, поскольку приводит к потере прочности и устойчивости.

Таким образом, если в условиях плотной застройки городской застройки применяется метод всесезонного строительства, то геодезические работы

, проводимые в рамках комплексного геотехнического мониторинга, должны быть сосредоточены в основном на контроле деформаций

окружающих зданий. Основная особенность этих работ — высокая точность геодезических наблюдений (допускается 1-2 мм),

, что очень важно для своевременного обнаружения мелких дополнительных деформаций.

1. Проектирование, создание и контроль геодезической контрольной сетки

Необходимость высокоточных геодезических наблюдений определяет повышенное внимание к геодезической контрольной сетке

, точность которой должна быть в 2 или 3 раза больше, чем требуемая точность связанных измерений. в сетку управления.

Геодезическая сетка вертикального контроля традиционно выполняется методом геометрического нивелирования.

может использовать настенные метки в качестве вертикальных контрольных точек. Здание, на которое нанесена отметка стены, должно быть расположено за пределами зоны воздействия строительства

, и его доходность должна быть стабилизирована.

Согласно ГОСТ 24846-81 [1], для каждого цикла обнаружения деформации необходимо обеспечить стабильность контроля

точек сетки. Наиболее распространенным в практике фиксированной стабильности бенчмарков является метод, сформулированный А.Костачель.

Сегодня в условиях плотной городской застройки опорными точками горизонтальной геодезической сетки являются

, закрепленные преимущественно светоотражающими пленками на боковых стенах окружающих зданий.

Использование световозвращающих защитных маяков в качестве точек сетки предусматривает, что геодезический контроль горизонтальных деформаций

будет осуществляться с использованием «метода свободного положения станции». Этот метод подразумевает, что тахеометр установлен в наиболее удобное положение

.Местоположение устройства определяется с помощью обратной засечки путем сопоставления с точками сетки и —

далее — координаты реперных точек контроля деформации измеряются полярным методом.

Особое внимание следует уделить выбору оптимального положения точек горизонтальной сетки [2], так как

определяет удобство и стабильность схемы наблюдений за деформациями. Предлагается заранее выбрать необходимое количество

фиксированных станций «методом свободного позиционирования» по критерию максимального удобства

работ.При этом оптимальные положения контрольных точек должны быть выбраны для каждой отдельной станции, которая, в свою очередь, будет определять постоянную схему обратной засечки станции. Таким образом, минимизировав количество точек

, сумма оптимальных точек отдельных станций даст оптимальное расположение точек

по всей горизонтальной геодезической сетке. Однако следует отметить, что в случае, если измерения проводятся с использованием отражающей пленки

, условие перпендикулярности лучей к отражающей поверхности пленки не всегда соблюдается.Более того, линейные измерения с помощью отражающей пленки возможны только в том случае, если измеренное расстояние и угол луча

не превышают предельных значений [3, 4].

Сформулированная оптимизационная задача может быть успешно решена с помощью процесса аналитической иерархии (AHP) [5,

6]. В рамках AHP предлагается использовать следующие основные категории [7]: резекция точности, угол падения коллимирующего луча

на отражающую пленку, расстояние от станции до точек, «устойчивость» точек и «связность»

точек.Альтернативы «стойкости» могут быть оценены экспертизой на основе совместного анализа: близость здания

к зоне воздействия строительного объекта, материальное состояние здания и его прочность. Критерий «связанности»

позволяет интегрировать оптимальные точки, полученные для каждой станции, в целевую сетку при условии, что общее количество точек сетки составляет

.

В случае крепления точек с помощью световозвращающей пленки становится невозможным выполнять измерения сетки напрямую

из точек.Поэтому предлагается рассматривать такую ​​сетку как трилатерацию, в которой недоступные расстояния между точками

измеряются косвенно с дополнительных позиций. Точность измерения таких недоступных расстояний

зависит как от точности линейных и угловых измерений, так и от дополнительного местоположения относительно измеренной линии

. Таким образом, для достижения требуемой точности сетки при минимальном объеме полевых работ,

должен определять дополнительные позиции согласно схеме измерения для недоступных расстояний и точности

их определения (

), которые, в свою очередь, должны быть определяется на этапе предварительного расчета точности сетки.В качестве примера

построены дополнительные участки локации местоположения полуграфическим методом на основе корневых

(PDF) Методы геодезического мониторинга деформаций высотных сооружений с применением современных технологий

Journal of Theoretical and Applied Information Technology

15

th

ноябрь 2016. Том 93. № 1

© 2005 — 2016 JATIT & LLS. Все права защищены.

ISSN:

1992-8645

www.jatit.org E-ISSN:

1817-3195

25

методическая литература по различным деформациям инженерных конструкций

. При этом значительный вклад в развитие

данного направления геодезических работ внесли известные ученые

: И.Ю. Васютинский, В. Ганшин,

Ю.П. Гуляев, Б. Жуков, А. Зайцев, А.A.

Carlson, E.B. Клюшин, Г. Левчук, Г.А.

Шеховцов и др.

Использование современных измерительных технологий и

их обработка применительно к рассматриваемой теме

отражено в исследованиях А.В. Комиссаров Э.М.

Медведев А.И. Науменко, А. Середович, В.

Середович.

Анализируя исследования ученых, рассмотрим

методы геодезического мониторинга в соответствии с рисунком 5

.Наиболее распространен метод прямого нивелирования с применением короткого

коллимирующего луча, длина луча от 3 до 25 м.

. Основными преимуществами метода

являются: высокая точность и скорость выполнения

измерений на станциях, широкий выбор точных уровней

, возможность проводить наблюдения в стесненных условиях строительства

[11, 13].

Превышение между точками на расстоянии 5-10 м составляет

возможно определить с точностью 0,05-0,1

мм, а на расстоянии сотен метров — с точностью

0,5 мм .Отметки точек деформации

(реперы контроля деформации) за весь период наблюдения

определяют, скорее, точку Борроса или группу реперов

. Полученные результаты выравнивают,

оценивают фактическую точность оценок, по разностям

оценок в циклах строят графики расчетов.

В процессе наблюдения за осадками в каждом цикле измерений

осуществляется контроль устойчивости реперов по вертикальному углу

[3].При этом

времени для определения устойчивости уровня позиции

существует ряд распространенных методов [6, 10], а

меньшее внимание уделяется плановой устойчивости.

Кроме того, для наблюдения

за деформациями успешно применяются электронные (цифровые) планки со специальной штриховой

кодовые планки, для которых используются кодирующие RAB и BAR коды

[16].

Полная автоматизация процесса нивелирования достигается за счет снятия отсчета на рейке, фиксации горизонтального расстояния

до нее, а также расчета превышения между

точками.Помимо встроенного в

миникомпьютера, устройство позволяет хранить данные, а также часто

вести их обработку и выравнивание непосредственно в

поле. Отмечено, что возможности цифровых нивелиров

обеспечивают повышение производительности на 50% в

по сравнению с традиционными оптико-механическими приборами

[1, 2]. В [7, 11] указано, что при

условиях строительства, усложняющих применение

прямой дифференциальной планировки, для измерения осадки

конструкций используют тригонометрическую планировку

короткими балками длиной до 100 м.В то же время соответствующий ряд инструментов

должен включать точные и высокоточные теодолиты с

наложенными цилиндрическими уровнями или тахеометрами [7].

Кроме того, для наблюдений следует выбрать условия, позволяющие

уменьшить влияние вертикальной рефракции [11]

. Гидростатическое нивелирование, основанное на использовании

законов баланса жидкости в сообщающихся сосудах, составляет

, применяемое для измерения точек относительных вертикальных перемещений

при следующих условиях:

недоступность других способов перемещений

учет; отсутствие видимости между брендами;

невозможность человека на рабочем месте

(соблюдение техники безопасности).Но если здание

или сооружение испытывают динамические нагрузки, то

метод гидростатического выравнивания не применяется [7].

Инструментально метод может быть снабжен

переносными шланговыми уровнями, стационарными гидростатическими или

гидродинамическими системами, например [15]. Однако

следует отметить, что применение гидравлических систем

связано со значительными

организационно-технологическими трудностями

, поэтому случаи их использования единичны [17].

Использование тахеометров при производстве земельных работ

действительно комплексно. Эти устройства нашли свою нишу

, в том числе, при проведении геодезического

мониторинга инженерных объектов, при учете

деформационных процессов. Безусловно, этому способствует значительная точность

: угловые измерения

достигают 0 ° 00’0,5 «, расстояния — 0,5 мм + 1 мм / км (1

мм + 1 мм / км в безотражательном режиме). ).

Распределение массы теперь получили роботизированные тахеометры

с сервоприводами, обеспечивающие

автоматическое вращение вокруг оси инструмента и

вращение телескопа. В таких приборах

реализована возможность непрерывного сопровождения отражателей на

огромных расстояниях. При этом специальное программное обеспечение

автоматически считывает данные о приемах

отдельных сеансов и выдает возможные перемещения

целей за конкретный период времени.

Стандартная схема наблюдений за

процессов деформации инженерных объектов с использованием

роботизированных тахеометров согласно [4, 21] составляет

, представленная на рисунке 1 и суммирующая к

следующие процедуры:

— установка прибор в устойчивом месте

, обеспечивающий широкий обзор объекта наблюдения

и не подверженный деформационным воздействиям.

При невозможности соблюдения этих условий

можно использовать пост управления в виде отражательных призм

, относительно которых положение тахеометра

определяется трехточечным методом

;

— фиксация специальных отражателей в опорной точке

объекта;

% PDF-1.5 % 1 0 obj> эндобдж 2 0 obj> эндобдж 3 0 obj> эндобдж 4 0 obj> / Метаданные 944 0 R / Контуры 989 0 R / Страницы 8 0 R / StructTreeRoot 273 0 R >> эндобдж 5 0 obj> эндобдж 6 0 obj> эндобдж 7 0 obj> эндобдж 8 0 obj> эндобдж 9 0 obj> эндобдж 10 0 obj> эндобдж 11 0 obj> эндобдж 12 0 obj> / MediaBox [0 0 481.92 708.6] / Parent 8 0 R / Resources> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / StructParents 0 / Tabs / S >> эндобдж 13 0 obj> эндобдж 14 0 obj> эндобдж 15 0 obj> эндобдж 16 0 obj> эндобдж 17 0 obj> эндобдж 18 0 obj> эндобдж 19 0 obj> эндобдж 20 0 obj> эндобдж 21 0 obj> эндобдж 22 0 obj> эндобдж 23 0 obj> эндобдж 24 0 obj> эндобдж 25 0 obj> эндобдж 26 0 obj> эндобдж 27 0 obj> эндобдж 28 0 obj> эндобдж 29 0 obj> эндобдж 30 0 obj> эндобдж 31 0 объект> эндобдж 32 0 obj> эндобдж 33 0 obj> эндобдж 34 0 obj> эндобдж 35 0 obj> эндобдж 36 0 obj> эндобдж 37 0 obj> эндобдж 38 0 obj> эндобдж 39 0 obj> эндобдж 40 0 obj> эндобдж 41 0 объект> эндобдж 42 0 obj> эндобдж 43 0 obj> эндобдж 44 0 obj> эндобдж 45 0 obj> эндобдж 46 0 obj> эндобдж 47 0 obj> эндобдж 48 0 obj> эндобдж 49 0 obj> эндобдж 50 0 obj> эндобдж 51 0 obj> эндобдж 52 0 obj> эндобдж 53 0 obj> эндобдж 54 0 obj> эндобдж 55 0 obj [59 0 R] эндобдж 56 0 obj> эндобдж 57 0 obj> эндобдж 58 0 obj> эндобдж 59 0 obj> эндобдж 60 0 obj> эндобдж 61 0 объект> эндобдж 62 0 obj> эндобдж 63 0 obj> эндобдж 64 0 obj> эндобдж 65 0 obj> эндобдж 66 0 obj> эндобдж 67 0 obj> эндобдж 68 0 obj> эндобдж 69 0 obj> эндобдж 70 0 obj> эндобдж 71 0 объект> эндобдж 72 0 obj> эндобдж 73 0 obj> эндобдж 74 0 obj> эндобдж 75 0 obj> эндобдж 76 0 obj> эндобдж 77 0 obj> эндобдж 78 0 obj> эндобдж 79 0 obj> эндобдж 80 0 obj> эндобдж 81 0 объект> эндобдж 82 0 объект> эндобдж 83 0 obj [87 0 R] эндобдж 84 0 obj> эндобдж 85 0 obj> эндобдж 86 0 obj> эндобдж 87 0 obj> эндобдж 88 0 obj> эндобдж 89 0 obj> эндобдж 90 0 obj> эндобдж 91 0 объект> эндобдж 92 0 obj> эндобдж 93 0 obj> эндобдж 94 0 obj> эндобдж 95 0 obj> эндобдж 96 0 obj> эндобдж 97 0 объект> / MediaBox [0 0 481.92 708.6] / Parent 8 0 R / Resources> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / StructParents 1 / Tabs / S >> эндобдж 98 0 obj> эндобдж 99 0 obj> эндобдж 100 0 obj> эндобдж 101 0 obj> эндобдж 102 0 объект> эндобдж 103 0 obj> эндобдж 104 0 obj> / MediaBox [0 0 481.92 708.6] / Parent 8 0 R / Resources> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / StructParents 2 / Tabs / S >> эндобдж 105 0 obj> эндобдж 106 0 obj> эндобдж 107 0 obj> эндобдж 108 0 obj> эндобдж 109 0 obj> эндобдж 110 0 obj> эндобдж 111 0 obj> эндобдж 112 0 obj> эндобдж 113 0 объект> эндобдж 114 0 obj> эндобдж 115 0 obj> эндобдж 116 0 obj> эндобдж 117 0 obj> эндобдж 118 0 obj [122 0 R] эндобдж 119 0 объект> эндобдж 120 0 obj> эндобдж 121 0 объект> эндобдж 122 0 obj> эндобдж 123 0 obj> эндобдж 124 0 obj> эндобдж 125 0 obj> эндобдж 126 0 объект> эндобдж 127 0 obj> эндобдж 128 0 объект> эндобдж 129 0 obj> эндобдж 130 0 obj> эндобдж 131 0 объект> эндобдж 132 0 obj> эндобдж 133 0 объект> / MediaBox [0 0 481.92 708.6] / Parent 8 0 R / Resources> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / StructParents 3 / Tabs / S >> эндобдж 134 0 obj> эндобдж 135 0 объект> эндобдж 136 0 obj> эндобдж 137 0 obj> эндобдж 138 0 obj> эндобдж 139 0 obj> эндобдж 140 0 obj> эндобдж 141 0 объект> эндобдж 142 0 объект> эндобдж 143 0 объект> эндобдж 144 0 obj [148 0 R] эндобдж 145 0 obj> эндобдж 146 0 obj> эндобдж 147 0 объект> эндобдж 148 0 объектов> эндобдж 149 0 объектов> эндобдж 150 0 obj> эндобдж 151 0 объект> эндобдж 152 0 obj> эндобдж 153 0 obj> эндобдж 154 0 obj> эндобдж 155 0 obj> эндобдж 156 0 obj> эндобдж 157 0 obj> эндобдж 158 0 объект> эндобдж 159 0 объект> / MediaBox [0 0 481.92 708.6] / Parent 8 0 R / Resources> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject >>> / StructParents 4 / Tabs / S >> эндобдж 160 0 obj> эндобдж 161 0 объект> эндобдж 162 0 объект> эндобдж 163 0 объект> эндобдж 164 0 объект> эндобдж 165 0 obj> эндобдж 166 0 obj> эндобдж 167 0 объект> эндобдж 168 0 obj> эндобдж 169 0 объектов> эндобдж 170 0 obj> эндобдж 171 0 объект> эндобдж 172 0 объект> эндобдж 173 0 объект> эндобдж 174 0 объект> эндобдж 175 0 obj> эндобдж 176 0 obj> эндобдж 177 0 объект> поток

Мониторинг деформации высотных зданий с помощью системы глобального позиционирования — Геопространственный мир

Ван Азиз, В.A. Othman Z. & Najib H
Кафедра геоматики факультета инженерии и геоинформации
Технологический университет Малайзии, Скудаи Малайзия
Тел: 07-5502875, факс: 07-5566163
[адрес электронной почты защищен]

Abstract
Деформация инженерных сооружений часто измеряется, чтобы убедиться, что конструкция демонстрирует безопасные деформационные свойства. Например, деформацию высотного здания можно отслеживать с помощью геодезических методов, таких как система глобального позиционирования (GPS).В данной статье рассматривается мониторинг высотных зданий с использованием методов GPS. Примером является здание KOMTAR на Пенанге, Малайзия. Установлено шесть контрольных точек, четыре из которых расположены на вершине самого здания, а две другие — на территории комплекса KOMTAR Plaza. Полевые измерения проводились в две разные эпохи, октябрь 2000 г. и февраль 2001 г. Данные GPS-наблюдений и данные о деформации были обработаны и проанализированы с использованием программ SKI TM и GPSAD2000 соответственно.Результаты показали, что в здании нет движения.

Введение
Инженерные сооружения (такие как плотины, мосты, высотные здания и т. Д.) Подвержены деформации из-за таких факторов, как изменение уровня грунтовых вод, приливные явления, тектонические явления и т. Д. Стоимость более чем компенсируется за счет экономия и повышение безопасности как во время, так и после строительства. В результате разработка, проведение и анализ таких исследований имеют большое практическое значение.Расширенное освоение ресурсов, тенденция к инженерным и строительным проектам, потенциально чувствительным к деформациям, и растущий геологоразведочный интерес к изучению движения земной коры — все это вместе повысило осознание необходимости комплексного интегрированного подхода к проектированию и анализу таких исследований деформаций. . Деформация относится к изменениям деформируемого тела (естественных или искусственных объектов), которым претерпевает его форма, размер и положение. Поэтому важно измерять эти перемещения с целью оценки безопасности, а также предотвращения любых бедствий в будущем.

Методы измерения деформации обычно можно разделить на геотехнические, структурные и геодезические (Teskey and Poster, 1988). Геодезические методы (хорошо понятные геодезистам), которые могут быть использованы, — это глобальная система позиционирования (GPS), фотограмметрия ближнего действия, тахеометр (наземная съемка), интерферометрия с очень длинной базой и спутниковая лазерная дальнометрия. Методы обследования могут быть далее подразделены на метод обследования сети и методы прямых измерений.В геодезическом методе существует два типа геодезических сетей, а именно опорная (абсолютная) и относительная сеть (Chrzanowski et. Al., 1986).

Выбор наиболее подходящего метода или комбинации методов для любого конкретного приложения будет зависеть от стоимости, требуемой точности и масштаба исследования. Поэтому необходимо учитывать несколько аспектов, связанных с оптимальным дизайном сетей, методами измерения и анализа, подходящими для мониторинговых исследований.Дизайн схемы мониторинга должен удовлетворять не только наилучшую геометрическую прочность сети, но и в первую очередь удовлетворять потребности последующей физической интерпретации результатов мониторинга. Выбор методов мониторинга сильно зависит от типа, величины и скорости деформации. Следовательно, предлагаемая схема измерений должна быть основана на наилучшей возможной комбинации всех имеющихся средств измерений. Общая черта как геодезических, так и спутниковых методов в схеме мониторинга включает следующие три этапа:

• Разработка конфигурации сети,
• Процесс выполнения, который запускает спроектированную сеть в реальность, которая имеет дело как с документацией предлагаемых сетевых станций, так и с фактическими методами полевых измерений, и
• Сетевой анализ, который занимается обработкой и анализом собранных геодезических данных.

GPS Фоновое и структурное высотное здание
GPS — это спутниковая система позиционирования, которая разрабатывалась Министерством обороны США для навигации в реальном времени с конца 70-х годов. Это оказало сильное влияние на геодезический мир. Основная цель GPS — обеспечить глобальную, всепогодную, непрерывную радионавигационную поддержку пользователям для определения местоположения, скорости и времени во всем мире. Он состоит из трех сегментов: космического, контрольного и пользовательского.GPS можно использовать для абсолютного и относительного позиционирования геодезических точек. Его основная задача состоит в измерении расстояний между 24 спутниками на известных орбитах на высоте около 20 000 км над землей и предоставлении пользователю информации об определении местоположения пользователя, выраженной в геоцентрической трехмерной системе координат (WGS84).

Методы

GPS в качестве инструмента мониторинга имеют несколько преимуществ. Удивительно высокая точность относительных измерений GPS находит применение при мониторинге съемок в областях, где станции требуют видимости и погодных условий.В настоящее время, с развертыванием полной спутниковой группировки, непрерывный и автоматизированный мониторинг с использованием GPS станет все более практичным и рентабельным. Таким образом, возможности GPS как суперпозиционера позволили внести свежий воздух в сферу мониторинговых исследований, особенно в тех областях, где быстрые результаты могут спасти жизни и имущество. В принципе, мониторинг высотных зданий с помощью GPS может осуществляться эпизодически (интервалы эпох) или непрерывно. Текущие оценки точности GPS варьируются от 1-2 частей на миллион для региональных базовых векторов, определенных с помощью коммерческого программного обеспечения (DeLoach, 1989).

Высотное здание определяется как многоэтажное здание, достаточно высокое, чтобы требовать использования системы механического вертикального транспорта, например лифтов. Хотя изначально многие высотные здания предназначались для коммерческих целей, в настоящее время планируется использовать их несколько раз. Они возникли в городских районах, где повышение цен на землю и большая плотность населения создали спрос на здания, которые росли вертикально, а не распространялись по горизонтали, занимая, таким образом, менее ценные земельные участки. Фундамент высотных зданий должен выдерживать очень большие гравитационные нагрузки и обычно состоит из бетонных опор, свай или кессонов, погруженных в землю.Самым важным фактором при проектировании высотных зданий является необходимость выдерживать боковые силы, создаваемые ветрами, потенциалом и движением грунта. Большинство высотных зданий имеют каркасы из высокопрочной стали и бетона. Их рамы состоят из колонн (вертикальных опор) и балок (горизонтальных опор). Поперечные распорки или стены, работающие на сдвиг, могут использоваться для обеспечения большей поперечной жесткости каркаса конструкции, чтобы выдерживать нагрузку от ветра. В еще более устойчивых каркасах используются близко расположенные колонны по периметру здания или система связанных труб, в которой несколько трубок каркаса объединяются вместе, образуя исключительно жесткие колонны.Навесные стены ограждают многоэтажные дома; это ненесущие листы из стекла, кирпичной кладки, камня или металла, которые прикрепляются к каркасу здания с помощью ряда вертикальных и горизонтальных элементов, называемых импостами и мунтинами.

Рис. 1: Здание KOMTAR Пенанг

Пример из практики
Здание KOMTAR на Пенанге было выбрано для целей исследования по мониторингу деформации. На рисунке 1 показан вид на здание, которое является самым высоким зданием на Пенанге.Он расположен в маленьком колониальном и туристическом Джорджтауне на высоте 245 метров (65 этажей).

Наблюдательная сеть состоит из 2 базовых станций и 6 станций наблюдения. Для этого исследования были проведены две кампании по наблюдению: первая была проведена в ноябре 2000 г., а вторая — в феврале 2001 г. Все станции были исследованы с использованием трех двухчастотных приемников Leica 300. Для всех станций использовался статический режим GPS-съемки с относительным позиционированием. Две базовые станции GPS, TLDM (P314) и Kg.Penaga (P288), использовались для каждого GPS-исследования. В этом исследовании была проведена контрольная геодезическая съемка для определения устойчивости станций мониторинга KT1, KT2, KT3, KT4, KT5 и KT6 по данным GPS-наблюдений. Для достижения максимально возможной точности при съемке деформаций мы стараемся поддерживать все возможные систематические ошибки постоянными, используя только один и тот же тип приемника во всей кампании, используем одно и то же программное обеспечение, стараемся использовать схожую геометрию спутников при повторных измерениях индивидуальных исходных условий и, наконец, постарайтесь провести всю кампанию исследования в аналогичных условиях окружающей среды.

Результат и анализ
Настройка сети GPS данных за обе эпохи выполняется с помощью программного обеспечения Ski TM с ограничениями настройки сети. Координаты и стандартные отклонения показаны в таблицах 1 и 2 для 1-й и 2-й эпох соответственно. Сравнение стандартных отклонений от этих двух GPS-кампаний показано на рисунке 2. Как показано на рисунке 2, стандартные отклонения для 1-й эпохи варьируются от 0 мм до 5 мм в горизонтальных компонентах и ​​от 0 до -3 мм в вертикальных компонентах. , а во 2-ю эпоху соответствующие значения варьируются от 0 мм до 9 мм по горизонтальной составляющей и от 0 мм до 6 мм по вертикальной составляющей.На практике общий анализ показал, что качество данных наблюдений для этих GPS-кампаний хорошее.

Результат для остатков, стандартизированных остатков и внутренней / внешней надежности сведен в Таблицы 3-6, соответственно. На рисунках 3 и 4 показаны принятые значения остатков и стандартизованные остатки для эпох 1 и 2, соответственно. Видно, что остаточные значения в таблицах 3 и 5 меньше стандартного отклонения наблюдений (см. Таблицы 1 и 2).На рисунках 5 и 6 показана внутренняя и внешняя надежность для обеих эпох. Внутренняя надежность для первой эпохи колеблется от 0,05 до 0,26 по горизонтали и от 0,04 до 0,07 по вертикальной составляющей. При этом вторая эпоха варьируется от 0,06 до 0,24 по горизонтальной составляющей и от 0,06 до 0,012 по вертикальной составляющей. Внешняя надежность также невелика, при этом ее значения колеблются от 0,0001 до 0,0107 по горизонтали и от 0,0001 до 0,0072 по вертикальной составляющей. Общие результаты показали, что сеть имеет хорошую надежность.

Сравнение различных скорректированных координат также было выполнено для этого эксперимента, и оно суммировано в Таблице 7. Рисунок 7 иллюстрирует эти результаты. Здесь видно, что наименьшие и наибольшие значения наблюдаются на станциях КТ1 и КТ5 соответственно. Станция КТ5 имеет значения -8,8 мм и 57,7 мм для горизонтальной составляющей и -10,6 мм для вертикальной составляющей. Станция КТ1 имеет значение 1,3 мм и 16,7 мм для горизонтальных компонентов и -2.5 мм для вертикального компонента.
Таблица 1: Координаты и стандартное отклонение для 1-й эпохи

Станция	Координата X (м)	Стандартное отклонение X (м)	Координата Y (м)	Стандартное отклонение Y (м)	Координата Z (м)	Стандартное отклонение Z (м)
п. 314	6246578.6211	0,00000	-1140193.1164	0,00000	598604.6758	0,00000
п 288	6244748.2409	0,00000	-1143708.2813	0,00000	610775.9046	0,00000
КТ1	6247164.3027	0,03417	-1138664.3150	0,02230	597852.2263	0,02230
КТ2	6247161.5147	0,03399	-1138670.0366	0.02737	597869.9871	0,02744
КТ3	6247164.1546	0,03530	-1138652.4298	0,02985	597876.0809	0,02771
КТ4	6247166.9093	0,03683	-1138646.6376	0,02509	597858.3177	0,02202
КТ5	6246953.3319	0,05364	-1138640.5030	0,03221	597803,4737	0,03242
КТ6	6246962.3547	0,03080	-1138554.1557	0,02873	597868.8060	0,02902

Таблица. 2: Координата и стандартное отклонение для 2-й эпохи

Станция	Координата X (м)	Стандартное отклонение X (м)	Координата Y (м)	Стандартное отклонение Y (м)	Координата Z (м)	Стандартное отклонение Z (м)
п. 314	6246578.6211	0,00000	-1140193.1164	0,00000	598604.6758	0,00000
п 288	6244748.2409	0,00000	-1143708.2813	0,00000	610775.9046	0,00000
КТ1	6247164.3194	0,03045	-1138664.3137	0,03045	597852.2238	0,03045
КТ2	6247161.5430	0,04146	-1138670.0388	0,03045	597869.9839	0,03045
КТ3	6247164.1866	0,03724	-1138652,4483	0,02931	597876.0695	0,02981
КТ4	6247166.9230	0,03487	-1138646.6411	0,03355	597858,2783	0,02961
КТ5	6246953.3896	0,09400	-1138640.5132	0,05455	597803,4631	0,06201
КТ6	6246962.3084	0,05774	-1138554.1645	0,04301	597868.7771	0,03864

Рис. 2: Стандартное отклонение для обеих эпох
Статистический тест, известный как тест конгруэнтности, необходим, чтобы определить, происходят ли значительные изменения между кампаниями мониторинга, т.е.е. оценить устойчивость контрольных точек. Применение тестов на конгруэнтность довольно просто. Первоначально соответствие общих точек отсчета в каждую эпоху оценивается с помощью теста глобальной конгруэнтности. Если тест указывает на наличие значительных перемещений, то выполняется процесс локализации, за которым следует аналогичное испытание на оставшихся опорных точках посредством теста частичной конгруэнтности. В этом исследовании программное обеспечение GPSAD200 использовалось для анализа устойчивости всех контрольных точек, расположенных в здании KOMTAR.В таблице 8 показан вектор базовой линии с двумя фиксированными точками для эпохи 1 и эпохи 2. Анализ деформации проводится для всех наблюдений. Результаты для коэффициента дисперсии и теста конгруэнтности обобщены в таблице 9. Из этой таблицы видно, что тест отношения дисперсии на уровне значимости 0,05 прошел для всех наблюдений, в результате чего значение меньше критического значения, т. Е. (1,204 Заключение
Сеть мониторинга правильно настроена и проанализирована до того, как результаты будут использованы в анализе деформации.Программное обеспечение SKI TM использовалось для обработки всех данных GPS-наблюдений. В то время как анализ деформационной съемки для GPS-наблюдения был проведен с использованием программного обеспечения GPSAD2000. Предварительно представленные результаты тестовых исследований показывают, что GPS-съемка может быть использована для мониторинга высотных зданий. Однако необходимы дополнительные исследования, чтобы полностью понять все источники ошибок и их влияние на результаты GPS для высокоточных съемок деформаций, потому что некоторые аномалии в результатах GPS все еще возникают в геодезических измерениях, которые еще не могут быть полностью объяснены.

Таблица 3: Остатки, стандартные остатки и минимальное обнаруживаемое смещение для 1-й эпохи

из	К	Остатки			Стандартные остатки			Минимальное обнаруживаемое смещение
		X (мм)	Y (мм)	Z (мм)	Х	Y	Z	Х	Y	Z
п. 314	КТ1	1.01	0,46	-1,08	0,63	0,45	1,06	0,08	0,06	0,06
	КТ2	0,85	0,34	-1,42	0,71	0,30	1,24	0,11	0,07	0,07
	КТ3	0,33	-0,39	-1,97	0,36	0.40	1,33	0,14	0,10	0,06
	КТ4	0,73	0,67	0,13	0,41	0,35	0,06	0,09	0,05	0,04
	КТ5	-1,96	1,39	-2,67	1,16	0,79	1,56	0,26	0,07	0.07
	КТ6	2,79	1,01	-0,61	2,64	0,66	0,42	0,09	0,06	0,08
п 288	КТ1	-4,71	-2,28	5,28	0,65	0,47	1,08	0,08	0,05	0,05
	КТ2	-9.21	-2,65	7,37	0,89	0,40	1,11	0,11	0,07	0,07
	КТ3	-5,64	-2,60	6,70	0,36	0,24	1,21	0,15	0,11	0,07
	КТ4	1,15	-0,02	0,77	0,78	0.56	0,06	0,21	0,12	0,06
	КТ5	-5,93	-3,97	8,42	0,24	0,64	1,36	0,24	0,07	0,07
	КТ6	-23,09	2,45	0,05	2,53	0,40	0,01	0,10	0,07	0.07

Таблица 4: Внешняя надежность для 1-й эпохи

Точка	Х	Y	Z
КТ1	0,0001	0,0001	0,0001
КТ2	0,0017	0,0010	0,0005
КТ3	0,0022	0,0022	0,0017
КТ4	0.0016	0,0022	0,0018
КТ5	0,0056	0,0019	0,0011
КТ6	0,0007	0,0023	0,0023

Таблица 5: Остатки, стандартные остатки и минимальное обнаруживаемое смещение для 2-й эпохи

из	К	Остатки			Стандартные остатки			Минимальное обнаруживаемое смещение
		X (мм)	Y (мм)	Z (мм)	Х	Y	Z	Х	Y	Z
п. 314	КТ1	2.32	0,35	-0,88	1,48	0,22	0,56	0,07	0,07	0,07
	КТ2	2,26	-0,16	-1,34	1,19	0,11	0,94	0,10	0,07	0,07
	КТ3	2,30	-1,62	-2,87	1,80	0.99	1,87	0,11	0,06	0,07
	КТ4	1,39	0,46	-3,71	1,35	0,33	1,76	0,11	0,09	0,06
	КТ5	3,57	0,23	-3,66	0,73	0,07	0,81	0,18	0,11	0.12
	КТ6	-1,10	-0,02	-3,48	0,54	0,01	1,08	0,18	0,09	0,07
п 288	КТ1	-8,79	-1,36	3,37	1,49	0,23	0,57	0,07	0,07	0,07
	КТ2	-11.43	0,55	6,44	1,26	0,08	0,99	0,10	0,07	0,07
	КТ3	-12,74	-0,58	4,79	0,79	0,05	0,34	0,16	0,12	0,15
	КТ4	-3,28	-3,18	6,95	0,14	0.19	0,89	0,24	0,18	0,10
	КТ5	-1,79	-2,54	7,37	0,09	0,24	0,01	0,24	0,13	0,12
	КТ6	0,13	-1,29	5,07	0,15	0,01	0,79	0,22	0,10	0.09

Таблица 6: Внешняя надежность для 2-й эпохи

Точка	Х	Y	Z
КТ1	0,0000	0,0000	0,0000
КТ2	0,0003	0,0002	0,0002
КТ3	0,0065	0,0053	0,0059
КТ4	0.0032	0,0048	0,0072
КТ5	0,0107	0,0041	0,0027
КТ6	0,0044	0,0042	0,0059

Таблица 7: Различие скорректированных координат для обеих эпох
(Эпоха 2-Эпоха 1)

Станция	DX (мм)	DY (мм)	DZ (мм)
КТ1	16.7	1,3	-2,5
КТ2	-28,3	-2,2	-3,2
КТ3	32,0	-1,85	-11,4
КТ4	13,7	-3,5	-39,4
КТ5	57,7	-10,2	-10,6
КТ6	-46,3	-8,8	-28,9

Рисунок 3: Остатки для обеих эпох

Рисунок 4: Стандартизированные остатки для обеих эпох

Рисунок 5: Внутренняя надежность для обеих эпох

Таблица 8: Вектор базовых линий для обеих эпох

С

из	по		Эпоха 1			Эпоха 2
п. 314	КТ1	DX (м)	D Y (м)	ДЗ (м)	DX (м)	D Y (м)	ДЗ (м)
		585.672	1528,797	-752,439	585,675	1528,799	-752,443
	КТ2	582,885	1523.076	-734,675	582,899	1523.079	-734,679
	КТ3	585,530	1540,691	-728,575	585,543	1540,684	-728,578
	КТ4	588.277	1546,479	-746,366	588.288	1546.471	-745,360
	КТ5	374,730	1552.600	-801,175	374,733	1552.601	-801,176
	КТ6	383,706	1638.951	-735,864	383,698	1638.952	-735,864
P288	КТ1	2416.109	5043,989	-12923.731	2416.166	5043.981	-12923.715
	КТ2	2413,366	5038.271	-12905,991	2413.416	5038.237	-12905,985
	КТ3	2415.970	5055.878	-12899,891	2416.073	5055,839	-12899,883
	КТ4	2418.837	5061.712	-12917,591	2418.715	5061.672	-12917,696
	КТ5	2205.150	5067,818	-12972,515	2205.167	5067,794	-12972,515
	КТ6	2214.345	5154.101	-12907.099	2214.066	5154.130	-12907.178

Таблица 9: Коэффициент дисперсии и результат теста на соответствие

Structural Monitoring — Scripps Orbit and Permanent Array Center

Структурный мониторинг

Цифровая суррогатная модель может предоставить критически важный структурный анализ на текущий момент, оценку ущерба и особенности предельных состояний здания, которые могут быть использованы для спасения жизней.

Крупные землетрясения представляют собой серьезную угрозу общественной безопасности, инфраструктуре и экономике страны. Например, в результате землетрясения 1994 года в Нортридже Mw6.7 погибло 57 человек, было ранено более 8700 человек и нанесен ущерб собственности и критически важной инфраструктуре на сумму до 44 миллиардов долларов. SOPAC применил свою работу в области сейсмогеодезии и раннего предупреждения о землетрясениях для мониторинга состояния конструкций (SHM) важных инженерных сооружений (например, зданий, плотин, мостов). Мы изучаем методы для краткосрочных сценариев, таких как быстрое реагирование на землетрясение или другое стихийное бедствие, и долгосрочное отслеживание состояния конструкции, чтобы спасти жизни и минимизировать побочный ущерб.Мы также интегрируем сейсмогеодезические данные со снимками с БПЛА и LIDAR. Мы работаем в сотрудничестве с коллегами из инженерной школы Джейкобса Калифорнийского университета в Сан-Диего, отдела структурной инженерии, Института Qualcomm и отдела планирования, проектирования и строительства.

Основная цель исследований и разработок — предоставить цифровые суррогаты для инженерных сооружений, важных для оказания помощи аварийно-спасательным службам во время стихийных бедствий, которые могут нарушить структурную целостность, что может поставить под угрозу жителей и спасателей.Если какая-либо усталость начинает демонстрировать поведение или признак того, что конструкция преодолела порог риска для безопасности, инженеры получат уведомление об этом, чтобы лица, принимающие решения, страховые компании, владельцы зданий и жители могли понять разворачивающуюся ситуацию. Данные также будут переданы аварийно-спасательным службам, чтобы они могли предпринять соответствующие действия, включая проверки безопасности и проверку данных датчиков, которые привели к превышению порогового значения. Немедленная и точная оценка состояния гражданской инфраструктуры после землетрясения и вторичных стихийных бедствий, таких как пожар, является ключевым моментом в принятии решений, позволяя лицам, оказывающим первую помощь, и лицам, принимающим решения, направлять ресурсы таким образом, чтобы обеспечить максимальную общественную безопасность и минимизировать экономические потери. .Сегодня, не имея точных, проверенных и достоверных данных для поддержки принятия технических решений, руководители служб быстрого реагирования используют знания о методах строительства зданий и визуальные наблюдения, чтобы принимать правильные решения перед развертыванием поисково-спасательных групп. Этот этап может включать структурные распорки перед развертыванием спасательных команд. Затем группы могут безопасно находить и извлекать пострадавших из этой области и транспортировать их в пункты неотложной медицинской помощи для лечения. После этого проводятся визуальные осмотры на месте для оценки повреждений и, соответственно, маркировки зданий.Таким проверкам может не хватать точности, необходимой для обнаружения незначительных повреждений, которые могут поставить под угрозу устойчивость конструкции, особенно при афтершоке.

Оптимальное сочетание нескольких наборов геодезических данных для мониторинга состояния конструкций в облачной среде.

Проект библиотеки Калифорнийского университета в Сан-Диего Гейзель

Недавнее исследование показывает, что существует риск землетрясения магнитудой до 7,2 от морских разломов, идущих от Сан-Диего к северу (Sahakian et al., 2016), и магнитудой ~ 7.9 по южному разлому Сан-Андреас. С этой целью у нас есть текущий проект SHM по мониторингу библиотеки Гейзеля на территории кампуса в случае значительного сейсмического сотрясения в сотрудничестве со Службой планирования, проектирования и строительства Калифорнийского университета в Сан-Диего и администраторами библиотеки в сотрудничестве с институтом Qualcomm (Фалько Кестер , PI) и отдел проектирования конструкций (Джоэл Конте, Хосе Рестрепо и Майкл Тодд). Проект был показан в UC San Diego News.

Для поддержки этой деятельности в кампусе мы оснастили библиотеку Гейзеля приборами GAPs от SIO (интегрированные акселерометры GNSS / GPS + MEMS) с тремя GAP на крыше, одним в подвале и одним на биологической полевой станции в кампусе в качестве опорной станции. , используя приемники Topcon TPS Net-G3A и чокерные антенны.Данные GPS собираются с частотой 1 Гц, а акселерометр — с частотой 100 Гц, передаются в SOPAC через Интернет университета и обрабатываются в реальном времени с помощью программного обеспечения Geodetics RTD. Первые измерения были проведены 2 марта 2017 года и с тех пор продолжаются непрерывно.

Сверху слева направо вниз, изображение БПЛА, изображение LIDAR, привязанное к наземной съемке, акселерометр SIO MEMS, прикрепленный к антенне GPS, установка на крыше и внешняя опорная станция.

28 июля 2017 г. мы визуализировали библиотеку с помощью наземного лидара и беспилотного летательного аппарата (БПЛА), чтобы предоставить, за счет интеграции с GPS, точную (на уровне сантиметров) геометрическую модель с высоким разрешением и базовое изображение для сравнения. после будущего события, например, сильного землетрясения.Кроме того, изображения LIDAR были привязаны к местности с использованием наземной съемки с помощью GPS, тахеометра и уровня и привязаны к опорной станции и другим станциям CRTN в непосредственной близости. Любые постоянные смещения, оцененные на основе сравнения моделей после события и до события, будут проанализированы для оценки структурных повреждений в качестве основы для последовательности первых реакций, вплоть до маркировки зданий. Кроме того, сейсмогеодезические данные во время сотрясения обеспечат оценку максимальных косейсмических смещений для оценки повреждений и оценки частотной характеристики здания.

Один год горизонтальных смещений («абсолютных») вектора от опорной станции к одной из станций на крыше и («относительного») вектора между двумя станциями на крыше

Мы повторили съемку 23 июля 2018 г. с следующие изменения:

1. Установите четыре мишени в виде шахматной доски на базе библиотеки и четыре на крыше библиотеки. Для оценки координат целей мы провели обычную съемку у основания и быструю статическую съемку GNSS на крыше.
2. Три постоянные антенны GPS на крыше были временно помечены черной лентой в форме буквы X.Мы обнаружили, что было несколько ошибок CMS при идентификации X на снимке
БПЛА.
3. Выполнение снимков с БПЛА с помощью GNSS для оценки трехмерных траекторий БПЛА относительно внебиблиотечной опорной станции (LBRF). Однако точность была порядка ~ метра и бесполезна.

Мы повторили опрос 2018 г. 6 сентября 2019 г. со следующими изменениями:

1. Управляемый GNSS RTK БПЛА (траектория с точностью до сантиметра — см. Вид сверху на рисунке ниже) при подключении к базовой станции библиотеки (LBRF), выборка с частотой 1 Гц.Мы использовали дрон Phantom 4 RTK. При постобработке мы пересчитали траекторию, используя в качестве эталона станцию ​​PBO P472 с частотой дискретизации 5 Гц.
2. Улучшена маркировка на трех обтекателях антенн GNSS на крыше с помощью круглого белого наклеиваемого маркера (диаметром менее 1 см), окруженного изолентой 3/4 дюйма.

Первоначальные результаты показывают, что облака точек, полученные с помощью нескольких датчиков, являются точными на уровне сантиметров. Обратите внимание, что опросы и изображения были проведены в период CSRC Epoch 2017.5 Система отсчета NAD83 с использованием координат SECTOR 28 июля 2017 г. (дата первой съемки) за все три года.

Проект Мексикали

Проект Mexicali — это текущий проект SOPAC, осуществляемый в сотрудничестве с коллегами из отдела структурного проектирования Калифорнийского университета в Сан-Диего (Хосе Рестрепо, PI). Мы установили три сейсмогеодезические системы SIO GAP с приемниками Topcon TPS Net-G3A и дроссельными антеннами на крыше трехэтажной парковки в Мехикали, Мексика, и на ближайшей опорной станции.Мы также установили акселерометр SIO GAP в подвале парковки. Первые измерения были собраны 4 декабря 2015 года. Данные собираются с частотой 10 Гц для GPS и 100 Гц для акселерометров и передаются в центр SOPAC через Интернет.

Развертывание сейсмогеодезических средств на парковке в Мехикали, Мексика. (a-b) Развертывание GAP на крыше. c) Контрольная антенна GPS. (d) сейсмогеодезические волновые формы смещения, скорости и ускорения. (e) Отношение спектров мощности, показывающее усиление на крыше на 3 Гц.

Этот район был выбран, поскольку он находится в сейсмически активной зоне, Имперской долине на южной оконечности разлома Сан-Андреас (Lyons et al., 2002) с серией разломов, простирающихся на юг до северо-востока Нижней Калифорнии, Мексика, недалеко от эпицентр землетрясения M _w 7.2 2010 Эль-Майор-Кукапа, которое привело к смещению станций GPS по всей южной Калифорнии. Наша система зафиксировала землетрясение M _w 5.2 Borrego Springs, которое произошло в разломе Сан-Хасинто-Койот-Крик, в 126 км к северо-западу от парковочной конструкции, и задокументировала усиление восточной и северной составляющих движения грунта.Измерения смещения не выявили заметной остаточной деформации выше предела точности ~ 1,5 см.

Эксперименты со встряхивающим столом

За последнее десятилетие мы провели серию испытаний на большом высокоэффективном встряхивающем столе (LHPOST) Калифорнийского университета в Сан-Диего, самом большом подобном предприятии в США. LHPOST включает стальную платформу стола (плиту) размером 12,2 м × 7,6 м с железобетонная реактивная масса, два динамических привода с сервоприводом и большими сервоклапанами, система скольжения плиты с подшипниками баланса гидростатического давления и многопараметрический цифровой контроллер MTS 469DU в реальном времени с выходным смещением 1024 Гц.Система одноосная и ориентирована с востока на запад. Он может достигать максимального смещения от пика до пика 0,75 м, скорости 1,8 м / с и ускорения 3 g с полосой частот 0–20 Гц. LHPOST будет модернизирован до трехосного механизма к 2021 году.

2006 — 2007: Сейсмогеодезические эксперименты на полномасштабном семиэтажном железобетонном здании стеновое здание

В 2006–2007 гг. Отделом структурного проектирования Калифорнийского университета в Сан-Диего (Хосе Рестрепо, штат Пенсильвания) была проведена серия моделирования землетрясений для изучения реакции полномасштабного семиэтажного здания с железобетонной стеной.Он подвергся четырем колебаниям грунта от низкой до высокой, что было зарегистрировано акселерометрами во время землетрясений в 1971 г. в Сан-Фернандо с магнитудой 6,6 и в Нортридже в 1994 г. (Moaveniet al., 2010). Целью этого исследования было проверить сейсмический отклик систем железобетонных стен, спроектированных для боковых сил, связанных с методологией проектирования на основе смещения. Здание общей высотой 19,2 м и общим весом 250 тонн было построено на плите вибростола.Мы воспользовались возможностью, чтобы успешно протестировать наши алгоритмы сейсмогеодезического фильтра Калмана, чтобы оптимально объединить данные GPS смещения и акселерометра путем сравнения сейсмогеодезических смещений и скоростей с входными ускорениями сильного движения. Были развернуты семь приборов Navcom NCT-200DGPS 50 Гц с тремя приемниками, установленными на крыше, двумя консольными на третьем и пятом этажах фланцевой стены, одним приемником, расположенным сразу за столом встряхивающего стола в качестве стабильной опорной точки, и седьмым приемником. на плите.Антенны GPS были совмещены с MEMS-пьезорезистивными акселерометрами MSI модели 3140, выборка которых составляла 240 Гц.

Первые сейсмогеодезические эксперименты: полномасштабное семиэтажное железобетонное стеновое здание 2006–2007 гг. На ЛХПОСТ.

См. Bock et al. (2011) за результаты этих экспериментов и видеоролик (ниже) одного из экспериментов. Данные были заархивированы, как описано в Melgar et al. (2013).

2012 Полномасштабные характеристики структурных и неструктурных строительных систем во время землетрясений и пожаров после землетрясений

На сегодняшний день проведено лишь несколько полномасштабных строительных экспериментов.Из них никто не оценивал пожарные характеристики всей системы здания после землетрясения, и только в Японии они уделяли особое внимание оценке реакции неструктурных компонентов и системы (NCS) во время сотрясения землетрясения. Это противоречит тому факту, что на NCS приходится более 80% общих инвестиций в строительство зданий. Более того, за последние три десятилетия большинство прямых потерь в зданиях, вызванных землетрясениями, напрямую связано с повреждением NCS.

Этот проект с колебаниями (Хосе Рестрепо, PI) включал землетрясение и пожарные испытания после землетрясения пятиэтажного здания, построенного в полном масштабе и полностью оборудованного системами NCS, включая действующий пассажирский лифт, перегородки, системы облицовки и остекления, трубопровод , HVAC, потолок, спринклеры, содержимое зданий, а также пассивные и активные противопожарные системы.В поддержку этого проекта SOPAC оснастил здание приборами Navcom NCT-200DGPS с частотой 50 Гц. Результаты этих экспериментов можно найти у Chen et al. (2017). Смотрите фильм ниже.

2013: акселерометр SIO MEMS экспериментирует на четырехэтажной частично сборной бетонной конструкции, построенной в половинном масштабе

Целью этого исследовательского проекта было продвижение знаний в области разработки инновационных систем анкерного крепления к полу, которые уменьшают силы инерции во время землетрясений и после этого поддерживают центрирование пола (Роберт Флейшман, PI).Мы использовали этот проект, чтобы сравнить недорогие МЭМС-акселерометры SIO GAP с акселерометрами обсерватории. Мы показали, что два типа акселерометров согласуются в частотных диапазонах, представляющих сейсмологический и технический интерес, и дают эквивалентные сейсмогеодезические оценки смещения и скорости (Saunders et al., 2016). В свете успешных испытаний мы развернули вместе с UNAVCO 27 пакетов SIO MEMS на станциях GPS-мониторинга в южной Калифорнии и в районе залива Сан-Франциско и зарегистрировали пять землетрясений (M4.5, M 4.2, M 4.1 и два из M 4.0).

Испытания землетрясения были основаны на записях сильных движений от предыдущих событий. Запись землетрясения в Империал-Вэлли с магнитудой 6,6 в 1979 г. (пиковое ускорение грунта [PGA] 0,59g) использовалась для представления проектного землетрясения (DBE), подходящего для сейсмической опасности в Сиэтле, штат Вашингтон. Аналогичным образом, запись землетрясения 1989 г. Mw 6.9 Loma Prieta (PGA 0.41g) использовалась для представления DBE в Беркли, Калифорния (Fleischman et al., 2015).GPS-приемники Topcon NET-G3A были установлены в шести местах здания с совмещенными акселерометрами SIO MEMS: в четырех углах крыши, в центре крыши и в северо-западном углу фундамента. Акселерометры Kinemetrics EpiSensor для обсерватории были размещены вместе с акселерометрами MEMS в трех местах: на крыше, на конце удлинительной балки фундамента и в третьем месте на фундаменте, рядом с основанием удлинительной балки. Базовая станция GPS была размещена в 70 м к западу от плиты вибростола.Смотрите фильм ниже.

2016 Землетрясение и пожарные характеристики после землетрясения зданий средней высоты из холоднокатаного стального каркаса

В рамках этого проекта оценивалась эффективность при землетрясении и возгорании после землетрясения легких холодногнутых стальных конструкций (CFS) средней высоты и систем ограждающих конструкций посредством полномасштабных землетрясений и тепловых испытаний в режиме реального времени 6-этажной системы стеновых опор (Тара Хатчинсон, П.И.). Многоэтажные жилые дома из легкосплавной стали, изготовленной методом холодной штамповки (CFS), могут удовлетворить острую потребность общества в недорогих, эффективных, устойчивых ко многим опасностям (например,г., пожары) жилья.

NEES UCSD 2016 испытания встряхивающего стола. (Слева) 3D цифровой суррогат испытательного здания по снимкам БПЛА; (справа) Изображение здания, полученное камерой после моделирования землетрясения в Нортридже 1994 года, с указанием наклона и остаточных смещений. Смещения GPS указали на наклон конструкции на 1,4% в сочетании с наклоном на 6% на 3-м этаже после испытаний на огнестойкость.

Этот эксперимент предоставил уникальную возможность использовать технологии GPS и БПЛА в тандеме. Испытательное здание подверглось ряду землетрясений с нарастающей интенсивностью, а затем подверглось пожару в живом отсеке, имитирующем сценарий пожара после землетрясения (FFE).GPS обеспечивал в реальном времени (в течение секунд) прямые измерения полного движения платформы (перемещения / смещения и вращения) с точностью до миллиметра и 0,01 ° (Geng et al., 2013), соответственно. Во время испытаний на землетрясение и пожар, съемка с БПЛА проводилась с особым вниманием к характеристикам внешней системы (стены, окна). Затем данные БПЛА были использованы для создания мозаики изображений с высоким разрешением, документирующих условия до и после события, а также для создания предварительной 3D-модели.Эксперимент продемонстрировал ценность методов визуализации БПЛА, но также показал, что предлагаемую комбинацию с технологией SOPAC можно использовать для привязки изображений к внешней системе отсчета и ограничения уровня точности производных моделей.

Развертывание GPS на конструкции полностью описано в отчете SOPAC за 2016 год, а эксперимент был задокументирован с помощью Видео .

2018 Многосенсорный структурный мониторинг армированных стеновых систем с преобладанием сдвига

Для инженеров-строителей критически важно понимать, как сильные сейсмические силы влияют на вероятность обрушения конструкции стальных и каменных стен.Этот проект, проводившийся с 29 октября по 20 декабря 2018 года в LHPOST, был разработан для проверки сейсмостойкости армированных стеновых конструкций из каменной кладки (Тара Хатчинсон, PI). Проект включал в себя динамические сейсмические испытания и испытания на монотонное растяжение двух структур стенок, работающих на сдвиг, на поверхности вибростола, чтобы оценить их устойчивость при интенсивном сдвиге (рис. 1). Во время испытаний на монотонное растяжение конструкцию тянули в одном направлении, а затем отпускали, позволяя плите перемещаться свободно. Это был отличный тест на значительную косейсмическую деформацию.Во время испытаний на динамическое сотрясение (моделирование землетрясения) плита была вынуждена перемещаться в обоих направлениях (LHPOST одноосно выровнено с востока на запад) с смещениями до 0,75 метра (Рисунок 2).

Рис. 1. Установка LHPOST, фотография сделана с юго-запада. Врезка: антенна ГНСС СТПБ в верхней части южной поперечной стены. Черный крестик на крышке антенны используется в качестве цели для изображений БПЛА.

В отсутствие землетрясения или других стихийных бедствий в библиотеке UCSD Geisel Library, являющейся предметом другого проекта, эти эксперименты предоставили возможность протестировать наши мультисенсорные системы структурного мониторинга в условиях сейсмической опасности.Каждая конструкция и сама платформа вибростола были оснащены сейсмогеодезическим геодезическим модулем SIO и пакетом акселерометра SIO MEMS (рис. 1).

Рис. 2. Верхние панели: относительное позиционирование в реальном времени (черный) и точное позиционирование точки (PPP, синий), записанные на станции STSW во время монотонного теста на растяжение (слева) и теста динамической встряски (справа) на LHPOST Калифорнийского университета в Сан-Диего. Нижние панели: абсолютная разница между двумя методами позиционирования.

Данные GPS обрабатывались в реальном времени с частотой дискретизации 10 Гц с использованием как относительного позиционирования, так и точного позиционирования точек (PPP) (Bock and Melgar, 2017) в качестве проверки наших возможностей анализа в реальном времени и точности нашего смещения. решения.Относительное позиционирование было выполнено на частоте 10 Гц относительно ближайшей опорной станции (станция PBO P472). PPP выполнялся с помощью нашего собственного программного обеспечения, созданного на основе программного обеспечения PANDA (Geng et al., 2016). Он используется для поддержки нашего местного проекта предупреждения о цунами. Хотя, как и ожидалось, относительное позиционирование было более точным с более низким RMS, PPP хорошо работал со RMS около 0,04 метра во время движения (Рисунок 2).

Одновременные исследования с помощью БПЛА позволяют нам оценить полезность предлагаемого мультисенсорного анализа и разработать возможности для своевременного объединения дополнительных наборов данных для использования в сценарии реагирования на опасность.

Список литературы

Бок, Ю., Д. Мельгар, Б. В. Кроуэлл (2011), Широкополосные смещения сильных движений в реальном времени от совмещенных GPS и акселерометров, Bull. Сейсмол. Soc. Am., 101 , 2904-2925, DOI: 10.1785 / 0120110007.

Чен, М.С., Р. Астроза, Дж. И. Рестрепо, Дж. П. Конте, Т. Хатчинсон и Й. Бок (2017), Идентификация преобладающего периода и эквивалентного коэффициента вязкого демпфирования для полномасштабного испытания на вибростоле здания. Earthquake Engng.Struct. Дин. , 46 : 2459–2477. DOI: 10.1002 / eqe.2913.

Флейшман Р., Дж. Рестрепо, А. Нема, Д. Чжан, У. Шакья, З. Чжан, Р. Саус, Г. Цампрас и Г. Монти (2015). Система анкерного крепления с ограничением инерционной силы для сейсмоустойчивых строительных конструкций, Proc., Конгресс структур ASCE, Портленд, Орегон, 23-25 ​​апреля 2015 г. Дж. Генг, Д. Мельгар, Ю. Бок, Э. Пантоли и Дж. Рестрепо (2013), Восстановление косейсмических наклонов земной поверхности с помощью совместно размещенных высокоскоростных GPS и акселерометров, Geophys.Res. Lett., 40 . DOI: 10.1002 / grl.51001.

Lyons, S., Y. Bock, and D. T. Sandwell (2002), Ползание вдоль Имперского разлома, южная Калифорния, по измерениям GPS, J. Geophys. Res., 107 (B10), 2249, DOI: 10.1029 / 2001JB000763.

Мельгар Д., Э. Пантоли, Дж. Рестрепо, Й. Бок (2013), Получение смещения для NEESR: Испытание конструкции BNCS Shaketable с помощью датчиков GPS, Сеть инженерного моделирования землетрясений (распространитель), Набор данных, DOI: 10.4231 / D3V97ZR5H. https://www.designsafe-ci.org/data/browser/public/nees.public//NEES-2013-1181.groups

Моавени Б., Х. Хе, Дж. П. Конте, Дж. И. Рестрепо и М. Панайоту (2010), Исследование системной идентификации 7-этажного полномасштабного строительного среза, испытанного на вибростоле UCSD-NEES, J. Struct . Англ. 137 , DOI 10.1061 / (ASCE) ST.1943-541X.0000300.

Сондерс, Дж. К., Д. Э. Голдберг, Дж. С. Хаас, Д. Г. Оффилд, Ю. Бок, Д. Мельгар, Дж. Рестрепо, Р. Б. Флейшман, А.Nema, J. Geng, C. Walls, D. Mann, G. Mattioli (2016), Сейсмогеодезия с использованием GNSS и недорогих MEMS-акселерометров: перспективы раннего предупреждения о землетрясениях и быстрого реагирования, Bull. Сейсмол. Soc. Am ., 106, 6, 2469–2489, DOI: 10.1785 / 0120160062.

Саакиан В., Келл А., Хардинг А., Дрисколл Н., Кент Г. (2016), Геофизические свидетельства субпараллельного транстенсионного разлома Сан-Андреас вдоль северо-восточного берега моря Солтон, Бюллетень сейсмологического общества Америки , 106 (5), 1963-78.http://dx.doi.org/10.1785/0120150350

Ван, К. Э. Виттич, Т. К. Хатчинсон, Ф. Кестер, Й. Бок, Д. Голдберг, Э. Ло (2019), Методология и проверка подхода видеоанализа на основе БПЛА для отслеживания смещений зданий, вызванных землетрясениями, Журнал ASCE вычислительной техники в гражданском строительстве, в обзоре.

[Обновлено] Руководство по геодезическим изысканиям и мониторингу

Геодезический мониторинг — это изучение геометрии Земли и, в то же время, разработка методов и технологий с использованием космических технологий для их мониторинга.При разумном использовании с геотехническими приборами геодезический мониторинг предоставляет сопутствующие данные, которые актуальны и широко используются в гражданском строительстве и мониторинге конструкций. Encardio Group использует блок управления собственной разработки с передовым программным обеспечением для управления роботизированными тахеометрами.

Геодезическая система обеспечивает полноценный и своевременный мониторинг смещений, обеспечивая высокую плотность измерений, одновременную беспроводную передачу и автоматический ввод результатов в базу данных мониторинга.

Определение геодезической съемки включает использование геотехнических инструментов на этапах до строительства, во время строительства и после строительства для мониторинга основных параметров, влияющих на строительство. Благодаря своей относительно невысокой стоимости, он широко распространен и используется во всех проектах гражданского строительства.

Давайте поговорим подробнее о геодезических изысканиях, их важности и областях применения.

Что такое геодезические изыскания?

При съемке большой площади, обычно превышающей 100 квадратных километров, необходимо учитывать кривизну земли.Такой вид съемок служит определением геодезических съемок.

При геодезической съемке выбираются две станции (точки), находящиеся на значительном удалении друг от друга.

Широта и долгота этих двух точек определяются астрономически. Линия, соединяющая эти две точки, называется базовой линией, которая измеряется точно.

Положение третьей станции определяется углом между каждым концом базовой линии.

Полный процесс известен как триангуляция.Она продолжается до тех пор, пока не будет нанесена на карту вся съемочная площадка и для нее не будет установлен геодезический маркер.

Теперь, когда мы закончили знакомство с геодезической съемкой, давайте посмотрим, что такое геодезический уровень.

Что такое геодезический уровень?

Геодезическое нивелирование — это процесс определения относительной высоты станций или точек на поверхности земли.

Ровная поверхность : определяется как поверхность, параллельная средней сфероидальной поверхности Земли.

Линия уровня : Это линия, лежащая на ровной поверхности и, следовательно, перпендикулярная отвесу во всех точках.

Горизонтальная линия : Это прямая линия, касательная к линии уровня.

Вертикальная линия : Это линия, нормальная к ровной поверхности.

Какова цель геодезических изысканий?

Цели геодезических изысканий:

1. Основная цель геодезических изысканий — определение точного положения удаленных точек на поверхности земли.
2. Для получения разведывательной информации и предварительных данных, необходимых инженерам для выбора подходящих маршрутов и участков.
3. Для подготовки эффективных конструктивных решений.
4. Важность контрольных точек при съемке заключается в том, что они позволяют определять выбранные местоположения
5. Система геодезической съемки направляет строительные силы, устанавливая столбики или иным образом размечая линии, уклоны и основные точки, а также предоставляя техническую помощь.
6. Для измерения имеющихся строительных объектов для подготовки отчетов о ходе работ
7. Выполнить обмер конструкций для подготовки исполнительных планов
8. Для обнаружения населенных пунктов по заранее установленным целям на зданиях, сооружениях, тротуарах, насыпях и т. Д.
9. Для круглосуточного наблюдения за текущим строительным проектом, чтобы избежать несчастных случаев.
10. Для контроля деформаций, происходящих в конструкциях, мостах, туннелях, зданиях.
11. Для обеспечения сохранности объектов, прилегающих к строительной площадке.

| Также прочтите : Руководство по геотехническим приборам: типы и применение |

Заявка на геодезические изыскания

Приложение «Геодезическая съемка» включает геодезический мониторинг наряду с геотехническими приборами, которые предоставляют данные, широко используемые для структурного мониторинга.

Обнаружение населенного пункта

Измерение уровня предварительно установленных целей на зданиях, сооружениях, тротуарах, глубоких точках, насыпях с использованием высокоточных цифровых уровней и инварной рейки.

Мишени оптические 3D

Инструмент для геодезической съемки включает в себя измерения трехмерного смещения с помощью двуотражательных целей или контрольных призм, которые устанавливаются в туннелях, конструкциях, зданиях и т. Д., С использованием высокопроизводительных тахеометров, обеспечивающих ручные и автоматические данные.

Доступно собственное программное обеспечение компании Encardio-rite под названием Terramon, которое можно установить на планшет, ноутбук или ПК для полуавтоматических измерений, повышения их точности и минимизации времени полевых работ.

Для автоматического мониторинга доступны Drishti или Terramove в зависимости от требований от проекта к проекту.
Terramove также может использоваться для сопоставления данных от датчиков TBM с данными, полученными от геотехнических и геодезических приборов, как вручную, так и автоматически.

Система автоматического контроля

Для обеспечения безопасности проекта требуются круглосуточные, высокочастотные и точные системы мониторинга, работающие без выходных.

Группа Encardio использует систему собственной разработки, которая состоит из серии сетевых роботизированных тахеометров, каждая из которых управляется программным обеспечением Terramon, установленным в специальном блоке управления тахеометром.

Система обеспечивает полноценный и своевременный мониторинг перемещений, обеспечивая высокую плотность измерений, одновременную беспроводную передачу и автоматический ввод результатов в базу данных мониторинга Terramove.

Лазерное сканирование

Это метод, основанный на исключительно плотном отображении трехмерных координат точек на поверхности, подлежащих мониторингу. Это один из наиболее широко используемых методов геодезической съемки.

Лазерное сканирование — это быстрый и надежный метод съемки, позволяющий собирать данные в статическом режиме, режиме остановки и движения или кинематическом режиме.

Из созданного облака точек экспортированные профили сечений можно использовать для отслеживания деформаций или смещений в основном в туннелях, но также и на других конструкциях или в зонах оползней и камнепадов.

Мониторинг с помощью дронов / БПЛА

Быстрый и безопасный способ сбора данных для крупномасштабных областей, таких как пустыни, горы, где точность в миллиметрах не требуется, но движение массы жизненно важно для определения.

Беспилотный и дистанционно пилотируемый летательный аппарат следует заранее запрограммированной траектории полета.

Оснащенные HD / ИК / тепловизионными камерами, они делают аэрофотоснимки в определенной области.

Созданные облака точек, сетки и 3D-модели — это данные, которые нужно сравнивать между полетами продолжения во время мониторинга.

Станки для проходки туннелей

Проходка туннеля неизбежно связана с потерей грунта и условиями высокого давления, что, в свою очередь, приводит к соответствующему перемещению грунта.

Следовательно, важно внимательно следить за параметрами TBM при прокладке туннелей, особенно через городские районы.

С помощью передового программного обеспечения мы можем интегрировать основные параметры из ТБМ с данными мониторинга и геофизическими данными для получения важной информации.

| Читайте также: Все о бурильном станке для туннелей — компоненты, типы и преимущества |

Решения для геодезических изысканий

Обследование ветхости с использованием передовых технологий

Рисунок 1: Мобильная картографическая система (MMS)

Обследование ветхости проводится с использованием как передовых, так и ручных методов. Продвинутая методология включает в себя аэрофотосъемку, лазерное сканирование и мобильное картографирование.

1. Обследование ветхости включает проверку существующего структурного состояния окружающих зданий и сооружений и инженерных сетей.
2. Все заметные дефекты в виде трещин, оседания, движения, просачивания воды, отслаивания бетона, деформации, проседания и других дефектов здания фиксируются на фотографиях вместе с пометками.
3. Запись положения видимой инженерной инфраструктуры
4. Определение типа сооружения, его возраста, глубины, размера, материала, из которого оно построено
5. Использованы чертежи, полученные от различных коммунальных служб.
6. Физический осмотр видимых инженерных сооружений, таких как существующие колодцы, фонарные столбы, подстанции и другие аналогичные инженерные сети
7. Визуальная проверка вертикальности фонарных столбов и других вертикальных элементов.
8. Мониторинг и фиксация на фотографиях сломанных опор, люков и т. Д.
9. Обследование ветхости предоставляет данные мониторинга для обеспечения безопасности строительных работ и сооружений в зоне воздействия. Таким образом, это предотвращает любые ложные претензии, которые могут быть предъявлены владельцем актива, тем самым экономя много времени и денег на ненужных судебных разбирательствах.

Прогресс проекта

Дроны используются для информирования клиентов о ходе реализации проекта.

Дроны и БПЛА с фиксированными крыльями (самолеты), которые оснащены HD / ИК / тепловизионными камерами или лидарами, снимают аэрофотоснимки, видео или облака точек над определенной областью и определенной высотой с необходимым перекрытием экспозиций изображения.

По мере продвижения проекта количество или качество очень важны для всех вовлеченных сторон. Это недорогой и точный метод отслеживания прогресса любого крупномасштабного проекта.

1. Фото
2. Фотографии Orth
3. Сетка 3D модели
4. Текстура 3D Модели
5. Чертежи
6. Видео- Презентации
7. Контурные карты
8. Площадь — Расчет объема

Контроль геометрии

Encardio-rite также предоставляет услуги по контролю геометрии для строительных проектов, прокладки железнодорожных путей и проектирования.

Контроль геометрии для строительства

1. Точная геодезическая сеть — фундаментальный фактор для любого успешного плана строительства или проектирования.
2. Это опорная система любого геодезического измерения; таким образом, надежность геодезических съемок, разбивки, количественных съемок, измерений мониторинга деформации и исполнительных съемок напрямую связана с этим.
3. Используя высококачественное оборудование, тонкие методы и методологии, но в основном благодаря накопленному опыту, Encardio может в короткие сроки и с финансовой точки зрения создать расширенные или проверенные наземные и подземные геодезические сети высокой точности.

Контроль геометрии для проектирования

1. Информационное моделирование зданий (BIM) — это стратегия применения информационных технологий в строительстве.
2. Можно определить как метод, при котором мы выбираем в реальном времени трехмерные координаты поверхности объекта, автоматически и в обычной сетке.
3. Принцип работы лазерного сканера заключается в передаче и приеме видимого или невидимого лазерного луча во всех желаемых направлениях, который дает положение и интенсивность каждой точки желаемой измеряемой поверхности. Данные RGB также доступны, если цветные изображения наложены на облако точек.

Вот и мы подошли к этому эксклюзивному руководству по геодезическим изысканиям и мониторингу.Будучи экономичным и точным, это наиболее предпочтительный вариант для выполнения геотехнического мониторинга.

Комментарий ниже, если у вас есть какие-либо вопросы или предложения.

Контроль деформаций зданий и сооружений

Контроль деформации или наблюдение за осадкой — очень важный элемент обслуживания зданий и сооружений. Эти меры позволяют нам определить ценность положения и состояния объекта на данный момент относительно исходных данных, что, в свою очередь, дает возможность оценить устойчивость здания, степень его износа и разработать необходимые меры для обеспечения полноценной работы в будущем.

Надзор за деформациями следует проводить:

• при строительстве и эксплуатации зданий и сооружений большой площади, промышленных объектов, сетевых инженерных коммуникаций;
• по месту нахождения зданий, сооружений и инженерных сетей на территории, где происходят опасные природные или техногенные процессы;
• При трещинах, расширениях стыков или резких изменениях условий эксплуатации зданий или сооружений.

В качестве инструмента для контроля деформаций зданий специалисты Единой геодезической службы используют новейшие инструменты. Их суть — удаленный мониторинг здания с помощью технологии спутниковых измерений. На характерных точках здания размещены маяки, которые передают данные о своем местонахождении на центральный пункт мониторинга. Эта технология, в отличие от традиционной, позволяет контролировать деформацию в реальном времени неограниченно долго. Он подходит не только для статических, но и для динамических объектов.

В результате осмотра здания (осадки или смещения) составляются технические рекомендации об их состоянии и прогнозе дальнейших деформаций. Разработаны меры по их снижению или устранению, позволяющие предотвратить негативное воздействие деформации на объект.

При демонтаже проектов, обследование зданий, расположенных в 30-метровой зоне от сносимых объектов и мониторинг их состояния, минимизирует возможные затраты и риски Заказчика (жалобы кураторов, судебные иски, приостановка работ, рассмотрение разрешения на строительство) которые могут возникнуть из-за ухудшения технического состояния близлежащих построек при сносе и демонтаже.Выполняется по ГОСТ Р 53778-2010

.

.