§ 45. Выбор основного метода инженерно-геодезических измерений

Для наблюдений за деформациями оснований и сооружений применяют как геодезические, так и негеодезические методы измере­ ний. К негеодезическим относят такие методы и приборы, с помощью которых определяют взаимное перемещение в плане и по высоте двух соседних наблюдаемых точек. Приборы, применяемые для подобных измерений, закрепляют вблизи сооружения (глубинные реперы) либо непосредственно на сооружении или внутри него таким образом, чтобы они перемещались вместе с сооружением.

В практике наблюдений за осадками применяют следующие инженерно-геодезические методы нивелирования: геометрическое, три­ гонометрическое, микронивелирование. Для наблюдений за осадками иногда используются фотограмметрический и стереофотограмметрический методы.

Для наблюдений за горизонтальными смещениями используют следующие высокоточные инженерно-геодезические методы: створный, триангуляционный (включая все виды угловых засечек), трилатерационный (включая и линейную засечку), линейно-угловой (включая полигонометрию) и др.

Учитывая размер (габариты) и конструктивные особенности ис­ следуемых сооружений, особенности компоновки сооружений, размер и топографические условия строительной площадки в целом, особен­ ности схемы размещения наблюдаемых точек на сооружениях, указан­ ной в техническом задании, а также заданные допуски точности на определение деформаций при минимальных экономических затратах, следует выбирать наиболее приемлемый инженерно-геодезический метод измерений.

§ 46. Общие формулы для предвычисления главных характеристик методики инженерно-геодезических измерений

Наблюдения за деформациями оснований и сооружений стремятся организовать и выполнять так, чтобы точность измерений в текущем цикле бала не ниже точности соответствующих результатов в пре­ дыдущем цикле. Учтя равноточность и независимость между Нти Н п, а также между Хт и Хп, Ут и Yn и перейдя к соответстующим допустимым отклонениям, можно записать (в отличие от общепри­ нятого обозначения Q, символ П в данной главе обозначает число непосредственных измерений е с весом Ре, равным единице):

&Sh= tniehyj'lПн,	(348)
ASx = tmex %/2/7*;	(349)

ASY = tM-eY у/2Пг\

(350)

где каждое из отклонений A s ,„ ASx, А5У должно безусловно удов­ летворять требованию соответствующего заданного допуска А5х и Asy (горизонтальная черта над символами А или т означает, что числовые значения этих величин заданы или предвычислены) точности определяемых осадок и горизонтальных смещений, т. е.

A sfi < A S/,; A SX ^ A S X \ A Sy ^ A S y;

(3 5 1 )

t — нормированный множитель (или коэффициент перехода от А к т) meh, теХ и meY— средние квадратические отклонения непосредственных измерений eh, ех и eY, веса которых в пределах соответствующей схемы инженерно-геодезических измерений приняты равными единице,

т. е. Peh= 1;	РеХ= 1; Реу= 1; n h= \jPh\ ПХ=\!РХ\ n Y= l/P Y — величина
обратных весов координат Я, X и У, зависящие от качества схемы.
Кроме того,	величина ПР обратного веса любого элемента F схемы
по разному	зависит от дополнительного числа 0—1 (т—1 или г—1)

приемов измерений, используемых для вычисления превышения hB на той или иной станции (угла (3m=m на пункте или длины Dr=r линии).

Переходя от отклонений (348) — (350) к соответствующим от­ клонениям Ае и учитывая требования (351), предвычисляем главные характеристики методики инженерно-геодезических измерений:

Aeh — tmeh^ AShj	(352)
	(353)
	(354)

Если разности осадок или разности горизонтальных смещений наблюдаемых точек 7 и 2, размещенных в разных секциях (или ходах) схемы измерений, требуется определять в пределах соответ­ ствующих заданных допусков AiASl 2)/i, A{ASI 2)X, A(ASl 2)y точности, то допустимую величину доп П 12 обратного веса можно найти по формуле

доп n U2 ^ A fASl'2)/ 2 A l	(355)
Если же осадочные марки 7 и 2 окажутся в разных секциях
одного и того же замкнутого	полигона, то допустимый периметр

доп [П] j такого полигона определяется с некоторым запасом про­

чности	по формуле
доп	[Я]” ^2A (2ASl 2)/Ag.	(356)
Из	анализа основных формул	(352) — (356) можно сделать вывод,

что для предвычисления Aeh, АеХ, АеУ главных характеристик раз­ рабатываемых методик инженерно-геодезических измерений необхо­

димо,	кроме заданных величин ±ASft и ±A(ASl 2)/l, ± A SX и ±A(ASl 2)*,
± A SY	и ±А(Д5] 2)у, знать соответствующие значения IJf (F=H, Х9 У),

характеризующие качество оцениваемых элементов F схемы измерений. Получить IJF можно при наличии соответствующих проектов схем

измерений, для разработки которых необходимо, прежде всего, составить и описать схему размещения наблюдаемых точек и опорных пунктов (или глубинных реперов).

§ 47. Проектирование схемы размещения наблюдаемы х точек и опорных пунктов

Наблюдения за деформациями рекомендуется проводить по одной и той же инженерно-геодезической схеме измерений во всех циклах. Такая схема охватывает всю совокупность высотных (плановых) точек, проектные значения отметок Н° (или координат Х°, У0) которых известны до закрепления их на местности. По своему основному назначению все включенные в схему точки можно разделить на три группы.

Кпервой относят опорные реперы (пункты), высоты Н или координаты X, Y которых считаются стабильными в пределах строго обоснованного допуска.

Вторую группу составляют наблюдаемые точки, осадка и горизон­ тальные смещения которых подлежат периодическому определению.

Ктретьей группе принадлежат связующие точки, которые необ­ ходимы для построения оптимальной схемы инженерно-геодезических

измерений.

На отдельном листе составляется схема размещения наблюдаемых точек и опорных реперов (пунктов), местоположения которых указано в техническом задании (рис. 74). Все точки, пункты (реперы) нумеруют общей на данном объекте нумерацией. Проектирование схемы измере­ ний на составляемой схеме размещения не рекомендуется. Схему размещения сопровождают кратким описанием о принципе размеще­ ния марок с указанием мест их закрепления на сооружениях. Кроме того, приводят сведения об общем числе пунктов (реперов) и м арок на объекте, на отдельных сооружениях, фундаментах, по створам. Необходимо указать, на каких проектных отметках закреплены точки. Местоположение опорных реперов (пунктов) обычно указывается в техническом задании. Тем не менее, для полноты содержания этого раздела кратко обосновывается выбор места закрепления опорных реперов (пунктов) с учетом геологических условий. П ри этом имеется в виду, что якорь глубинного опорного репера должен быть размещен вне зоны распространения деформаций грунта.

Выбор и описание конструкции опорного репера (пункта) и н а­ блюдаемых точек должны быть сделаны лишь после того, как будут проведены соответствующие расчеты основных характеристик методи­ ки инженерно-геодезических измерений.

§ 48. Проектирование схемы инженерно-геодезических измерений

Под схемой инженерно-геодезических измерений понимается гра ­ фическое изображение в уменьшенном виде совокупности путей передачи высот Н или координат Л" и У с опорного репера (пункта)

ГР 2

N

0

Й

В

S3 us

а

л

S

« S*

о§

а 2 (U

£ 4

* ? S I ю ^

б1- 5 5

Я X

о

« 5

О о

а * аз

ч- Л

2 я

X!

3

Я

3*

о

4 «н

о8 * я 8 * О т I

о I

к g^: я g

* © {£

<DM eл 5 ^ 0 . COл •' иp= й P*а«

<u

So йЮ 2 а а

S5 « >»н

X JQ I

U 1^

* t H r - ^ . -

Ч о

Ou* I £H

С на все наблюдаемые точки. Согласно основным формулам (352) — (354), чем меньше величина IIF (F=H9 X , У), тем больше предвычисленное отклонение Дс и, следовательно, тем проще окажется методика измерений. Но с увеличением Ке уменьшатся предвычисляемые допуски (355), (356), следовательно, повысятся требования к жесткости схемы измерений, что приведет к неизбежному увеличению объема работ. Поэтому проектируемая схема инженерно-геодезических измерений должна выгодно отличаться от других вариантов наименьшими величинами ПР при допустимых экономических затратах, т. е. проект схемы должен быть оптимальным.

Разработка проекта как высотной, так и плановой схем инженерно­ геодезических измерений включает в общем случае следующие три основные этапа:

1) графическое изображение на копии схемы размещения проек­ тируемых линий определяемых превышений h (высотная основа), направлений N, углов р, длин линий D (плановая основа) между опорными и определяемыми точками, проектные значения высот Н° и координат Х °, Y 0 которых известны или подлежат периодическому определению;

2) вычисление весовых характеристик Пн или IJN, Я р, Пв соответствующих превышений, направлений, углов и длин линий; 3) оценка проекта общей схемы измерений, т. е. определение весовых характеристик ПР, входящих в основные расчетные формулы

(352) — (354).

Проектируемые схемы измерений могут быть как одноступенчаты­ ми, так и многоступенчатыми. В случае многоступенчатого построения измерения, полученные в пределах первой (старшей, более точной) ступени схемы, как правило, уравнивают строго и отдельно от уравнивания результатов других ступеней и вычисляют высоты Hi (координаты Хъ Yj) точек в системе высот Нс (координат Хс, Yc) опорного репера (пункта) С на объекте. Затем принимают высоты Н\ (или координаты Хъ Yx) всех точек первой ступени, на которые опирается схема измерений второй (младшей, менее точной) ступени, за опорные (а координаты их безошибочные) и уравнивают измерения во второй ступени и т. д. При таком развитии схем и строгом, но раздельном (по ступеням) уравнивании измерений можно легко определить величины ПР оцениваемых элементов F в пределах отдельной ступени. Если же потребуется определить ПР для координа­ ты точки у, принадлежащей младшей ступени, относительно опорного репера (пункта) С первой ступени, то такую задачу решают либо с учетом так называемых ошибок исходных данных, либо измерения всех ступеней общей схемы оценивают совместно.

В связи с изложенным ограничимся разработкой проектов од­ ноступенчатых схем измерений. При этом рассмотрим три примера: первый— для высокоточного геометрического нивелирования, вто­ рой— для высокоточной триангуляции, третий— для створных измере­ ний.