Под постоянным давлением от массы сооружения грунты в основании его фундамента постепенно уплотняются, и происходит смещение в вертикальной плоскости, называемое осадкой сооружения. Кроме давления от собственной массы, осадка может быть вызвана и другими причинами: карстовыми оползневыми явлениями, изменением уровня грунтовых вод, работой тяжелых механизмов, движением транспорта, сейсмическими явлениями и т.п. При коренном изменении структуры пористых и рыхлых грунтов происходит быстро протекающая во времени деформация, называемая просадкой.
В случае, когда грунты под фундаментом сооружения сжимаются неодинаково или нагрузка на грунт различная, осадка имеет неравномерный характер. Это приводит к другим видам деформации сооружений: горизонтальным смещениям, сдвигам, перекосам, прогибам, которые внешне могут проявляться в виде трещин и даже разломов.
Для изучения деформаций в характерных местах сооружения фиксируют точки и определяют изменение их пространственного положения за выбранный промежуток времени. При этом определенное положение и время принимают за начальные.
Для определения абсолютных, или полных, осадок S фиксированных на сооружении точек периодически определяются их отметки H относительно исходного репера, расположенного в стороне от сооружения и принимаемого за неподвижный.Очевидно, что бы определить осадку точку на текущий момент времени относительно начала наблюдений, необходимо вычислить разность отметок, полученных на эти моменты, т.е. S=Hтек — Hнач, где Hтек и Hнач, — отметки на текущий и начальный моменты соответственно. Аналогично можно вычислить осадку за время между предыдущим и последующим периодами наблюдений.
Средняя осадка Sср всего сооружения или отдельных его частей вычисляется как среднее арифметическое из суммы осадок всех n его точек. Одновременно со средней осадкой для полноты общей характеристики указывают максимальную Smax и минимальную Smin осадки точек сооружений.
Неравномерность осадки может быть определена по разности осадок ∆S каких-либо двух точек 1 и 2, т.е. ∆S=S2— S1.
Крен, или наклон, сооружения определяют как разность осадок двух точек, расположенных на противоположных краях сооружения, или его частей вдоль выбранной оси. Наклон в направлении продольной оси называют завалом, а в направлении поперечной оси — перекосом. Величина крена, отнесенная к расстоянию l между двумя точками 1 и 2, называется относительным креном K. Вычисляется он по формуле K=(S2— S1)/l.
Основной целью наблюдения является определение величин деформации для оценки устойчивости сооружения и принятия своевременных профилактических мер, обеспечивающих его нормальную работу.
Наблюдения за деформациями сооружений представляют собой комплекс измерительных и описательных мероприятий по выявлению величин деформаций и причин их возникновения.
В случае появления фактора, приводящего к резкому изменению обычного хода деформации (изменение нагрузки на основании, температуры окружающей среды и самого сооружения, уровня грунтовых вод, землетрясение и др.), выполняют срочные наблюдения.
Для производства наблюдений составляют специальный проект, который в общем случае включает в себя:
- Техническое задание на производство работ;
- Общие сведения о сооружении, природных условиях и режиме его работы;
- Схему размещения опорных и деформационных знаков;
- Принципиальную схему наблюдений;
- Расчеты необходимой точности наблюдений;
- Методы и средства наблюдений;
- Рекомендации по методике обработки результатов измерений и оценке состояния сооружения;
- Календарный план наблюдений;
- Состав исполнителей, объемы работ и смету.
Существенная роль в организации наблюдений за деформациями сооружений отводится геодезическим знакам. От правильного выбора конструкции и мест их размещения в значительно мере засвистит качество результатов наблюдений.
Применяемые для наблюдений геодезические знаки, различаются по назначению. Это опорные, вспомогательные и деформационные знаки. Знаки также делятся на плановые и высотные.
Опорные знаки служат исходной основой, относительно которой определяются смещения деформационных знаков. Закрепляются они с расчетом на устойчивость и длительную сохранность.
Вспомогательные знаки являются связующими в схеме измерений и используются для передачи координат от опорных знаков к деформационным.
Деформационные знаки закрепляются непосредственно на исследуемом сооружении, перемещаясь вместе с ним, характеризуют изменение его положения в пространстве. Деформационные знаки для определения горизонтальных смещений гражданских и промышленных зданий размещают по периметру, но не реже чем через 15 — 20 м по обе стороны деформационных швов. На плотинах гидроузлов знаки устанавливают в галереях и по гребню (верх плотины) не менее двух марок на секцию. На подпорных стенках, причальных сооружениях размещают не менее двух марок на каждые 30 м.
изыскания якутия