I.Determinarea deplasarilor si urmarirea in timp a constructiilor si monitorizarea deplasarilor unei cladiri

Metode geodezice de masurare a deplasarilor si deformatiilor constructiilor :

1. Determinarea deplasarilor si deformatiilor orizontale 1. Metoda trigonometrica (microtriangulatia);2. Metoda aliniamentului;3. Metoda drumuirii de precizie;4. Metoda determinarilor GNSS.

2. Determinarea deplasarilor si deformatiilor verticale 1. Metoda nivelmentului geometric de inalta precizie;2. Metoda nivelmentului trigonometric de precizie;3. Metoda determinarilor GNSS.

3. Determinarea inclinarii constructiior inalte 1. Metoda proiectarii verticale;2. Metoda masurarii unghiurilor verticale;3. Metoda coordonatelor;4. Metoda masurarii unghiurilor orizontale si verticale dintr-un singur punct de baza;5. Metoda masurarii distantelor zenitale mici din doua puncte dispuse la baza

constructiei;6. Metoda masurarii tasarii fundatiei;7. Metoda determinarilor GNSS.

Urmarirea comportarii in timp a constructiilor este un domeniu destul de putin abordat in tara noastra, desi legislatia impune un astfel de seviciu. Astfel, pentru toate constructiile mai mari sau egale cu P+2, legea impune ca pe toata durata desfăşurării lucrarilor de constructii si 5 ani dupa finalizarea acestora să fie executate lucrari de urmarire a tasarii acesteia, precum si a cladirilor cu care aceasta se invecineaza.

Monitorizarea fisurilor: se monitorizeaza periodic evolutia fisurilor aparute in diferite structuri datorita anumitor eforturi interne sau externe. La fiecare transa de masuratori se masoara foarte precis latimea, lungimea si adancimea fisurilor. Masuratorile se efectueaza cu sublere digitale performante ce asigura precizii de 0,02 – 0,03 mm. Documentatia textuală, predata beneficiarului pentru fiecare tranşă de masuratori, este insotita si de fotografii digitale ale fisurilor.

Monitorizarea tasarilor: pentru a oferi servicii de calitate cat mai buna, se folosesc nivele digitale Leica DNA 03 sau Trimble DiNi cu o precizie de 0.3mm / kilometru dublu de nivelment. Reperii de nivelment pe care se fac masuratorile sunt confectionati conform standardelor romanesti in vigoare, garantand astfel cea mai buna precizie a masuratorilor. Softurile de calcul si analiza a deformatiilor sunt dintre cele mai performante pentru a intregi solutia cea mai buna oferita clientilor nostri.

Monitorizarea deplasarilor/deformatiilor plane: determinarile deplasarilor sau deformatiilor se realizeaza utilizand masuratori clasice efectuate cu statii totale robotizate, performante – Leica, Trimble - sau utilizand tehnologia GPS. Metoda microtriangulatiei & microtrilateratiei reprezinta metoda de masurare cel mai des utilizata in cazul retelelor geodezice de urmarire a comportarii in timp a constructiilor si terenurilor. In reteaua geodezica de urmarire se efectueaza atat masuratori de

distante cat si masuratori de directii azimutale. Intrucat se efectueaza atat masuratori de distante cat si de directii azimutale numarul ecuatiilor de corectie este mare, matricea de design este bine configurata, metoda furnizeaza rezultatele cele mai precise pentru coordonatele punctelor retelei.

Monitorizarea deplasarilor/deformatiilor spatiale - 3D: problema determinarii pozitiei punctelor intr-un sistem unic de referinta pentru cele trei coordonate ale sale a fost si este una din preocuparile de baza ale geodeziei. Geodezia tridimensionala elimină această separare, pastrand unitatea sistemului de referinta la rezolvarea problemei de pozitionare in spatiu a punctelor geodezice. Prelucrarea are ca rezultat determinarea, intr-un sistem unitar, a pozitiei in spatiu cu trei dimensiuni a retelei geodezice. Un alt specific al prelucrarii consta in faptul ca in retelele geodezice tridimensionale se are in vedere ansamblul tuturor masuratorilor geodezice posibile, raportate la un singur sistem de referinta unitar adoptat. In cazul cand se doreste determinarea deplasarilor spatiale, pentru reprezentarea celor trei coordonate ale ficecarui punct din reteaua geodezica de urmarire se utilizeaza un sistem cartezian geocentric caruia ii este atasat un elipsoid propriu si alte marimi caracteristice definitorii ale datumului. Pentru determianarea pozitiei punctelor din retea, se efectueaza masuratori de : directii azimutale, distante inclinate, distante zenitale , si uneori diferente de nivel masurate prin nivelment geometric. Pentru retelele geodezice de urmarire a comportarii constructiilor si terenurilor in care se doresc determinarea deplasarilor spatiale ale punctelor intr-un sistem unitar de coordonate, metoda determinarilor de precizie GPS reprezinta cea mai optima si rapida metoda geodezica .Tehnicile de masurare GPS s-au impus rapid in domeniul urmaririi comportarii in timp a constructiilor si terenurilor, oferind avantaje semnificative fata de tehnicile de pozitionare clasice.

1. Metode actuale de monitorizare a execuţiei şi urmărirea comportării în timp a structurilor înalte :

1.1. Consecinţele aprecierii incorecte a evoluţiei axului vertical al construcţiilor foarte înalte sub acţiunea solicitărilor :

Studii anterioare pun în evidenţă permanenta mişcare elipso - oscilatorie a construcţiilor tubulare de foarte mare înălţime, conturându-se afirmaţiile:

• Între subdimensionare şi supradimensionare, varianta de proiectare oscilează în funcţie de informaţiile avute la dispoziţie şi de gradul de fundamentare al normativelor utilizate.

• De primă utilitate sunt informaţiile privind comportarea in situ a unor construcţii similare (comparabile) iar aceste date nu pot fi furnizate decât prin măsurare directă prin mijloace topo-geodezice.

• Variaţia axului vertical a structurilor analizate, de 100, 200 sau 350 m înălţime, sub acţiunea însoririi neuniforme şi a vântului, înregistrate în condiţii atmosferice diferite, poate interesa atât proiectantul lucrării cât şi realizatorii unor lucrări din aceeaşi categorie.

• Metodele clasice de înregistrare prezintă dezavantaje care limitează fluxul informaţional. Astfel fiind preluate prin tehnici diferite, scade compatibilitatea informaţiilor primite de la surse diferite, îngreunându-se formarea unor bănci de date.

• Lipsa de continuitate conferă datelor un caracter secvenţial. Costul se menţine ridicat, iar dificultăţile sunt deosebite.

• Metodele moderne, prezentate în cadrul lucrării prin natura instrumentelor şi a metodelor de măsurare vor elimina aceste neajunsuri deoarece pot face determinări omogene şi continui. Din păcate, rezultatele măsurătorilor sunt rareori communicate şi astfel, deocamdată este dificil de a costitui o bancă de date în domeniu.

• În sfârşit, condiţiile atmosferice influenţează nu numai structura ci şi aparatul utilizat pentru înregistrarea abaterilor - rezultatele transportându-se din sfera funcţionalului în cea a ilustrativului.

1.2. Metode actuale de monitorizare a execuţiei şi comportării în timp pentru construcţii speciale şi structuri înalte :

Centralizând metodele clasice şi cele moderne se prezintă în tabelul 1 toate posibilităţile ce pot fi adoptate pentru a asista, dirija şi controla execuţia şi a urmări evoluţia în regim static şi cinematic a construcţiile înalte şi foarte înalte.

În precedente lucrări s-au prezentat câteva exemple de sisteme manager de monitorizare a

deformaţiilor construcţiilor. Practic, pornind de la instrumentele prezentate în tabelul 1 se pot obţine o infinitate de combinaţii de sisteme de urmărire, făcând astfel posibilă alegerea celei mai bune posibilităţi pentru fiecare caz în parte.

În tabelul următor se prezintă câteva din soluţiile de monitorizare a deformaţiilor, oscilaţiilor, vibraţiilor structurilor înalte sau alte structuri deformabile sub acţiunea vântului şi însoriri neuniforme, alunecărilor de teren, traficului rutier sau feroviar.

1.3. Cercetări actuale la nivel mondial privind monitorizarea comportării structurilor foarte înalte sub acţiunea însoririi neuniforme şi a vântului :

Dezvoltarea realizării de construcţii foarte înalte, au avut ca rezultat firesc extinderea cercetărilor privind proiectarea, execuţia şi urmărirea comportării în timp a acestor structuri.

Dintre numeroasele preocupări în domeniu se menţionează:

- realizarea şi perfecţionarea unor sisteme de măsurare şi testare a vibraţiilor cunoscând caracterele dinamice ale prototipurilor de structuri,

- controlul vibraţiilor structurilor, implementarea unor sisteme de disipare a energiei pentru a reduce vibraţiile excesive ale construcţiilor, sporind confortul şi prevenind catastrofele,

- monitorizarea deformaţiilor lucrărilor inginereşti,

- controlul calităţii geometriei structurilor,

- diferite programe de cercetare privind proiectarea şi urmărirea construcţiilor foarte înalte, de analiza structurală şi design al construcţiilor înalte şi analiza dinamicii structurilor,

- crearea unui sistem hibrid de monitorizare care să valideze şi calibreze modelele analitice ale: teoriilor şi principiilor (geodeziei satelitare, INS, procesarea semnalelor, tehnologie integrală, mecanica şi dinamica structurilor, informatică) ce a avut ca rezultat un sistem integrat de

monitorizare Leica 10 Mz format din ORS 1000 GPS receptor şi trei acceleratoare triaxiale de precizie.

- preocupări privind utilizarea analizei spectrale în stabilirea frecvenţei naturale de oscilaţie a structurilor înalte, prin compararea măsurătorilor GPS – RTK, cu cele rezultate din sistemele accelerometre şi stabilind metodele de filtrare a bruiajelor cu filtre de înaltă frecvenţă. Astfel sunt monitorizate deformaţiile şi oscilaţiile construcţiilor înalte şi a podurilor cu aparatură de tipul LEICA TCA 2003, statu topografice totale automate, scanere laser CYRAX 2500, şi receptoare GPS Leica SR 510. Rezultatele sunt comparate cu cele ale grupului de cercetare SNAP.

- analiza corelaţiilor în timp a măsurătorilor GPS, în monitorizarea structurilor înalte.

- studierea utilizarea senzorilor CDS şi a tehnologiei GPS la monitorizarea structurilor înalte.

- problema realizării de construcţii foarte înalte este extrem de complexă de la stabilirea procedurilor de evacuare în caz de calamitate, sporirea confortului utilizatorilor, îmbunătăţirea condiţiilor de exploatare (circulaţia pe orizontală şi verticală, ventilaţie, întreţinere) la stabilirea gradului de încredere ce poate fi acordat studiilor pe modele-test.

Una dintre instituţiile interesate este Comitetul internaţional de studiu şi cercetări în domeniul construcţiilor (CIB) care şi-a propus ca prin conferinţele şi simpozioanele organizate frecvent să coordoneze această activitate.

2. Monitorizarea stabilităţii suprafeţei :

Obiectivul monitorizării suprafeţei îl constituie prevenirea accidentelor prin asigurarea stabilităţii fizice a construcţiilor de închidere şi suprafeţelor situate deasupra lucrărilor miniere subterane

Digurile care necesită monitorizare includ portaluri de galerie închise şi plăci de beton armat, amplasate la partea superioară a puţurilor rambleiate, şi posibil, împrejmuiri în jurul zonelor cu risc de surpare. Monitorizarea implică inspecţii vizuale la intervale regulate. În situaţiile în care lucrările miniere subterane au fost efectuate în apropierea suprafeţei, terenul poate fi afectat de subsidenţă, cu efecte asupra construcţiilor de suprafaţă, cum ar fi clădiri şi drumuri. Pentru a îmbunătăţi calitatea inspecţiilor vizuale, ar putea fi necesare ridicări geodezice. Pe durata inundării lucrărilor miniere subterane, ar putea interveni necesitatea efectuării unor monitorizări seismice cu caracter auxiliar. În funcţie de condiţiile locale ale exploatărilor, se vor aplica măsuri concrete.

Pornind de la condiţiile existente după încheierea activităţii miniere, se vor efectua măsurători periodice şi actualizări ale situaţiei existente la suprafaţă.

Datele măsurate trebuie înregistrate, evaluate şi reprezentate pe hărţi la scara 1:500 sau 1:1000 prin intermediul isohipselor/isoliniilor.

Următoarele aspecte vor fi examinate în mod special, în măsura în care acest lucru se dovedeşte necesar:

• starea terenurilor din zona de influenţă a lucrărilor miniere subterane sau la zi;

• gradul de tasare (compactare) a materialului de rambleu din puţuri, suitori, găuri de sondă, conuri de surpare etc.

Urmărirea periodică a modificării aspectului morfologic al stării terenului din zona de influenţă a lucrărilor miniere se face prin măsurători instrumentale (topometrice).

De asemenea, se va efectua verificarea măsurilor de avertizare şi interdicţie a accesului în zonele periculoase. Tasarea materialului de rambleu se pune în evidenţă prin observaţii vizuale, măsurători şi evaluare - după caz - a cantităţii de rambleu necesar completării.

Frecvenţa monitorizării suprafeţei este trimestrială. În zonele pentru care se prognozează apariţia unor fenomene de subsidenţă se vor instala reţele de observare cu puncte fixe conectate la reţeaua de monitorizare. Densitatea punctelor de măsurare şi frecvenţa măsurătorilor trebuie stabilite în funcţie de riscul pe care îl reprezintă pentru suprafaţa terenului lucrările subterane. Vor fi evaluate şi volumele conurilor de surpare.