В соответствии с градостроительным кодексом Российской Федерации, большинство плотин представляют собой особо опасные и технически сложные объекты. Такое классифицирование вызвано тяжелейшими последствиями аварий, в особенности на водоподпорных гидротехнических сооружениях. Количество аварий, произошедших в мире, постоянно увеличивается. В этой связи, чрезвычайно актуальной является задача совершенствования методик оценки и прогноза деформаций плотин.

Книга освещает вопросы обоснования методики высокоточных инженерно-геодезических измерений применительно к наблюдениям за деформациями оснований и сооружений.

Приведена общая теория разработки методики геодезических измерений, исходя из заданных допусков точности и качества проекта схемы измерений.

Изложен общий принцип конструкции глубинных пунктов, реперов и наблюдаемых марок. Наряду с методом высокоточного геометрического нивелирования, микротриангуляционных и створных геодезических измерений большое место отведено высокоточному методу тригонометрического нивелирования короткими лучами. Приведены сведения о приборах, их характеристиках и требования к ним. Даны примеры разработки методики высокоточного геометрического нивелирования, высокоточных угловых и створных геодезических измерений, освещены некоторые особенности уравнительных вычислений при обработке периодических измерений.

Книга рассчитана на широкий круг специалистов, занимающихся вопросами организации и выполнения наблюдений за деформациями сооружений.

К подземным сооружениям относят расположенные ниже поверхности Земли в толще горных пород тоннели, ангары, гаражи, галереи и камеры различного назначения. Их строят на путях сообщений, в составе крупных гражданских, промышленных, энергетических и оборонных комплексов. В ряде случаев возведение подземных сооружений является единственно возможным средством преодоления ситуационных и рельефных препятствий в трудных топографических и гидрологических условиях, более рационального использования территории городов и промышленных площадок, подземного пространства под ними, а также обеспечения безопасности жизнедеятельности. Особое место подземные сооружения и тоннели различного назначения занимают в городском строительстве, при решении задач благоустройства и улучшения условий транспортного и пешеходного движения. Подземные камеры больших размеров возводят в энергетике и гидротехнике. Подземные машинные залы современных крупных гидростанций имеют длину более 1200м, высоту до 50м и ширину до 25м. В таких же камерах размещают оборудование для выработка электроэнергии и перекачки воды на гидроаккумулирующих станциях, реакторы и вспомогательное оборудование на атомных электростанциях. Подобные камеры используют при создании объектов гражданской обороны. Любое подземное строительство связано с разработкой и выемкой горных пород (грунтов). Образованная в толще пород полость для размещения сооружения в целом называют подземной (горной) выработкой, а её торец, где разрабатывают грут-забоем. Вертикальные выработки (шахты) между поверхностью и проектным уровнем под землёй называют стволами. В случае если раскрытие подземной выработки на полное сечение сооружения ведётся отдельными участками (jкалоттами), прокладывают вспомогательные выработки меньшего сечения: горизонтальные штольни и вертикальные фурнели. После выемки грунта возводят основной конструктивный элемент подземного сооружения - его внешнюю оболочку, называемую обделкой. Обделка призвана для защиты подземной выработки и самого сооружения от опасных деформаций под действием горного давления. Выбор её конструкции, формы и размеров зависят от назначения и способа возведения сооружения, а также от инженерногеологических условий и прогнозируемых величин горного давления.

Промышленное предприятие представляет собой комплекс технологически взаимосвязанных сооружений, обеспечивающих производство и выпуск определенной продукции. Входящие в состав промышленного предприятия сооружения производственного назначения называют промышленными. К ним относятся специализированные здания и сооружения для обеспечения определенного технологического или производственного процесса, а также связанные с ними энергетические, тепловые и другие установки, механизированные склады, подземные и наземные коммуникации и т.д. Современные промышленные сооружения отличаются разнообразием объемно-планировочных и конструктивных решений и требует при их проектировании и возведении выполнения различного вида топографо-геодезических и инженерно-геодезических работ. Для выбора площадки под строительство и разработки предпроектной и проектной документации в комплексе с другими инженерными изысканиями выполняют инженерно-геодезические изыскания, обеспечивающие получение различных геодезических данных для оценки природных и техногенных условий территории строительства. В состав инженерно-геодезических изысканий входят:

-сбор и анализ имеющихся топографических и других планов, а также данных по геодезическим сетям на районы возможного размещения объектов строительства;

-создание геодезической основы (опорных, планово-высотных съемочных и специальных сетей);

-топографические и другие съемки строительных площадок, включая съемку подземных коммуникаций;

-обновление топографических карт и планов;

-геодезическое обеспечение других видов инженерных изысканий;

-геодезические работы по изучению опасных природных и техногенных процессов, деформаций земной поверхности, оснований зданий и сооружений.

На основе собранных материалов составляют ситуационные планы, топографическую характеристику вариантов размещения строительной площадки, являющуюся одним из факторов, влияющих на окончательный выбор местоположения площадки. С использованием созданных или обновленных крупномасштабных топографических и инженерно-топографических планов разрабатывают генеральные планы промышленных предприятий, проектную и рабочую документацию на отдельные здания и сооружения. Точность и методы определения положения, плотность и закрепление пунктов геодезической основы должны удовлетворять требованиям производства крупномасштабных съемок, выноса проекта в натуру и выполнения специальных инженерно-геодезических работ.

В соответствии с программой дисциплины Прикладная геодезия изложены вопросы теории и практики инженерно-геодезических работ, выполняемых при строительстве сооружений, требующих высокоточной установки в проектное положение технического оборудования. Рассмотрены особенности геодезических наблюдений за устойчивостью оснований при выборе площадки под строительство прецизионных сооружений. Для обеспечения нормальной работы сооружение должно быть устойчивым, т.е. сохранять в установленных пределах свое первоначальное (проектное) положение. Однако, вследствие конструктивных особенностей, влияния природных и техногенных факторов сооружения подвержены различного вида деформациям, характеризуемым изменением как его пространственного положения в целом, так и взаимного положения отдельных частей и элементов. Деформации могут приводить к нарушению прочности строительных конструкций, запроектированных условий эксплуатации технологического оборудования и даже вызывать опасные разрушения сооружений. Природные факторы, вызывающие деформации, связаны в основном с инженерно-геологическими и гидрологическими процессами в толще горных пород и грунтов, используемых в качестве основания сооружения. К ним относятся подвижки земной поверхности в районе разрывных тектонических смещений, карстовые и склоновые процессы (оползни, обвалы), просадки - коренные изменения струкгуры грунтов под действием собственного веса грунта и его замачивание, изменение гидротермических условий, связанных с сезонными и многолетними колебаниями температуры, влажности и уровня грунтовых вод. Основными техногенными факторами являются влияние на грунты давления от массы сооружения, изменение несущих свойств грунтов искусственным понижением или повышением уровня грунтовых вод, смещения грунтов над подземными выработками, вибрация фундаментов сооружения в связи с работой различных агрегатов, механизмов, движением транспорта и другими динамическими воздействиями, изменение давления на основание, вызванное возведением рядом новых сооружений. На деформации сооружения также влияют форма, размеры и жесткость фундамента и строительных конструкций, распределение статических и динамических нагрузок внутри сооружения. Причиной деформации могут быть боковое давление грунта, воды, ветра, неравномерный солнечный нагрев и др. Для изучения деформаций в характерных местах сооружения фиксируют точки и определяют изменения их пространственного положения за выбранный интервал времени относительно принятого начального положения и начала счета времени. Оценку устойчивости и состояния сооружения производят на основе анализа величин полученных изменений (деформаций).