Наблюдения за кренами

Отклонение сооружения от проектного положения в вертикальной плоскости называется креном.

Крен зданий и сооружений можно измерять несколькими способами:

· вертикального проектирования с использованием отвеса, теодолита или прибора оптического вертикального визирования;

· горизонтальных углов;

· угловых засечек;

· координат и др.

Общая схема измерения крена способом вертикального проектирования состоит в перенесении по отвесной линии верхней точки B здания (рис. 8.4.1а.) на исходную горизонтальную плоскость. Отклонение точки B^/ от исходной точки A здания характеризует линейную l и угловую α величины крена.

Рис. 8.4.1. Схемы измерения кренов зданий и сооружений:

а – общий случай способа вертикального проектирования; б – с помощью теодолита; в – способом горизонтальных углов; г – способом угловых засечек

Самым простым способом вертикального проектирования является использование тяжелого отвеса. Его закрепляют вверху сооружения в точке B а отклонения нити отвеса от исходной точки A здания измеряют миллиметровой линейкой в двух взаимно перпендикулярных плоскостях здания и вычисляют общую линейную величину крена по формуле

. (8.4.1.)

Крен в относительной мере выразится формулой

, (8.4.2.)

где h – высота сооружения.

Угловую величину крена, которая определяет его направление, вычисляют по формуле

. (8.4.3.)

Этот способ обеспечивает требуемую точность при высоте сооружения до 15 м.

Определение крена может быть выполнено с помощью теодолита (рис. 8.4.1б.), установленного над постоянным знаком примерно на расстоянии двойной высоты сооружения. Зрительную трубу наводят на заметную верхнюю точку сооружения В и отмечают проекцию этой точки на горизонтальной реечке, расположенной перпендикулярно к визирной линии теодолита, измеряя тем самым отклонение точки В ^/ от исходной точки A на величину Δ Y. Аналогично измеряют отклонение Δ X в другой вертикальной плоскости и вычисляют общую линейную l и угловую α величины крена по формулам (8.4.1.) и (8.4.3.).

Наблюдения за изменениями величины крена и его направлением выполняют периодическими измерениями с одних и тех же постоянных знаков.

При измерении кренов зданий и сооружений высотой до 100 м используют приборы оптического вертикального визирования, которые позволяют определять составляющие крена с точностью до 1 мм.

При измерении кренов способом горизонтальных углов (рис. 8.4.1в.) с закрепленных постоянных знаков I – II высокоточным теодолитом периодически измеряют горизонтальные углы β и γ между опорными направлениями I – II, II – I (или другими постоянными точками на местности) и направлениями на наблюдаемую верхнюю точку здания B. По разности углов β и γ между циклами измерений вычисляют составляющие крена ∆ X и ∆ Y по формулам:

; , (8.4.4.)

где d ₁ и d ₂ – горизонтальные проложения от теодолита до наблюдаемой точки B;

; .

Общий крен и его направление вычисляют по формулам (8.4.1.) и (8.4.3.).

При измерении крена способом угловых засечек (рис. 8.4.1г.) вокруг сооружения на расстоянии не менее одной и не более двух его высот закрепляют опорные пункты I, II и III, прокладывают полигонометрический ход и методом триангуляции вычисляют их координаты. С этих пунктов прямой угловой засечкой определяют координаты точек А и B по оси сооружения у его основания и на вершине (или только на вершине).

При измерении углов принимают во внимание, что ошибка в одну секунду создает погрешность в определении крена до 0, 5 мм на каждые 100 м расстояния. Для определения направления на наблюдаемую точку около измеренных углов ставят букву «Л» или «П», обозначающую расположение точки А слева или справа относительно створа со станции на точку B.

По разности координат точек A и B (или одной точки B) в начальном и последующих циклах наблюдений вычисляют составляющие отклонения ∆ X и ∆ Y за данный промежуток времени:

; . (8.4.5.)

Общую линейную l и угловую α величины крена определяют по формулам (8.4.1.) и (8.4.2.).

Способ угловой засечки в основном применяют при определении кренов сооружений башенного типа (дымовых труб, силосных башен, мачт и других вертикальных линий).

Существуют и другие способы определения крена.