20
* Dr inż. Janina Zaczek-Peplińska, Zakład Geodezji Inżynieryjnej i Pomiarów Szczegółowych, Wy- dział Geodezji i Kartografii, Politechnika Warszawska. ** Dr inż. Paweł Popielski, Zakład Budownictwa Wodnego i Hydrauliki, Wydział Inżynierii Środowi- ska, Politechnika Warszawska. JANINAZACZEK PEPLINSKA*, PAWEŁ POPIELSKI** ANALIZA METOD POMIAROWYCH BADANIA ZACHOWANIA GRUNTU I OBIEKTÓW BUDOWLANYCH W REJONIE REALIZACJI INWESTYCJI O RÓŻNYM CHARAKTERZE ODDZIAŁYWAŃ ANALYSIS OF RESEARCH METHODS FOR MEASURING THE GROUND AND CONSTRUCTION BEHAVIOR NEAR COMPLETION OF VARIOUS INVESTMENT IMPACTS Streszczenie W artykule przedstawiono wyniki badań zachowania gruntu i obiektów budowlanych w bliskim sąsiedztwie kilku in- westycji o różnym charakterze oddziaływań, takich jak: głębokie wykopy, drążenie tuneli metra tarczami mechanicz- nymi oraz wznoszenie budynków. Monitorowany teren znajduje się w ścisłym centrum Warszawy. Badania obejmują pomiary geodezyjne przemieszczeń i deformacji monitorowanych obiektów z wykorzystaniem takich technik, jak: niwelacja precyzyjna, precyzyjne pomiary kątowo-liniowe, skanowanie laserowe. W analizowanym rejonie wyko- nano kilka modeli numerycznych dotyczących oddziaływania na obiekty sąsiednie, które zostały wykalibrowane na podstawie rezultatów pomiarów przeprowadzonych przed i w trakcie realizacji kolejnych inwestycji. W zakresie analizy oddziaływań nowych inwestycji na istniejące obiekty porównano wyniki monitoringu z wynikami prognoz numerycznych wynikających z przygotowanych modeli. Słowa kluczowe: pomiary geodezyjne, głęboki wykop, przemieszczenia obiektów Abstract The paper presents a research sites and results of analysis of behaviour of the ground and structures located within the close neighbourhood of several investment units, characterised by diversified impacts, including: deep excavations, mining the underground railway tunnels using tunnel boring machines and construction of buildings. The monitored site is located within the inner centre of Warsaw. Performed analysis covers geodetic surveys of displacements and deformations of particular objects, using such techniques, as: precise levelling, precise angular and linear surveys, laser scanning. Several numerical models have been developed for the analysed area, concerning the impacts on neighbouring objects; those models were calibrated basing on results of surveys performed before and in the course of implementation of particular investment units. In the field of analysis of impacts of new investments on existing structures, results of monitoring were compared with results of numerical predictions, resulted from developed Keywords: geodetic surveys, deep excavation, objects displacements

Analiza metod pomiarowych badania zachowania …...kątowo-liniowe, precyzyjne pomiary niwelacyjne, pomiary inklinometryczne oraz skanowanie laserowe. Poligon obejmuje budynki Ciepła

  • Upload
    others

  • View
    10

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Analiza metod pomiarowych badania zachowania …...kątowo-liniowe, precyzyjne pomiary niwelacyjne, pomiary inklinometryczne oraz skanowanie laserowe. Poligon obejmuje budynki Ciepła

* Drinż.JaninaZaczek-Peplińska,ZakładGeodezjiInżynieryjnejiPomiarówSzczegółowych,Wy-działGeodezjiiKartografii,PolitechnikaWarszawska.

** Drinż.PawełPopielski,ZakładBudownictwaWodnegoiHydrauliki,WydziałInżynieriiŚrodowi-ska,PolitechnikaWarszawska.

JANINAZACZEKPEPLINSKA*,PAWEŁPOPIELSKI**

ANALIZAMETODPOMIAROWYCHBADANIAZACHOWANIAGRUNTUIOBIEKTÓWBUDOWLANYCH

WREJONIEREALIZACJIINWESTYCJIORÓŻNYMCHARAKTERZEODDZIAŁYWAŃ

ANALYSISOFRESEARCHMETHODSFORMEASURINGTHEGROUNDANDCONSTRUCTIONBEHAVIORNEARCOMPLETIONOFVARIOUSINVESTMENTIMPACTS

S t r e s z c z e n i e

Wartykuleprzedstawionowynikibadańzachowaniagruntuiobiektówbudowlanychwbliskimsąsiedztwiekilkuin-westycjioróżnymcharakterzeoddziaływań,takichjak:głębokiewykopy,drążenietunelimetratarczamimechanicz-nymiorazwznoszeniebudynków.MonitorowanyterenznajdujesięwścisłymcentrumWarszawy.Badaniaobejmująpomiarygeodezyjneprzemieszczeńideformacjimonitorowanychobiektówzwykorzystaniemtakichtechnik,jak:niwelacjaprecyzyjna,precyzyjnepomiarykątowo-liniowe,skanowanielaserowe.Wanalizowanymrejoniewyko-nanokilkamodelinumerycznychdotyczącychoddziaływanianaobiektysąsiednie,którezostaływykalibrowanenapodstawie rezultatówpomiarówprzeprowadzonychprzed iw trakcie realizacjikolejnych inwestycji.Wzakresieanalizyoddziaływańnowychinwestycjinaistniejąceobiektyporównanowynikimonitoringuzwynikamiprognoznumerycznychwynikającychzprzygotowanychmodeli.

Słowa kluczowe: pomiary geodezyjne, głęboki wykop, przemieszczenia obiektów

A b s t r a c tThe paper presents a research sites and results of analysis of behaviour of the ground and structures locatedwithin the close neighbourhood of several investment units, characterised by diversified impacts, including:deep excavations,mining the underground railway tunnels using tunnel boringmachines and construction ofbuildings.ThemonitoredsiteislocatedwithintheinnercentreofWarsaw.Performedanalysiscoversgeodeticsurveys of displacements and deformations of particular objects, using such techniques, as: precise levelling,preciseangularandlinearsurveys,laserscanning.Severalnumericalmodelshavebeendevelopedfortheanalysedarea,concerningtheimpactsonneighbouringobjects;thosemodelswerecalibratedbasingonresultsofsurveysperformedbeforeandinthecourseofimplementationofparticularinvestmentunits.Inthefieldofanalysisofimpactsofnewinvestmentsonexistingstructures,resultsofmonitoringwerecomparedwithresultsofnumericalpredictions,resultedfromdevelopedKeywords: geodetic surveys, deep excavation, objects displacements

Page 2: Analiza metod pomiarowych badania zachowania …...kątowo-liniowe, precyzyjne pomiary niwelacyjne, pomiary inklinometryczne oraz skanowanie laserowe. Poligon obejmuje budynki Ciepła

200

1. Charakterystyka oddziaływań głębokich posadowień

Rozwójurbanistycznysprawia,żewcentrachmiast,wgęstej,nierzadkozabytkowejza-budowie,pojawiająsięnoweinwestycjezwykleokilkukondygnacyjnejczęścipodziemnej.Obiektytakiewywierająwpływnietylkonazabudowęznajdującąsięnapowierzchniterenu,ale równieżna istniejącebudowlepodziemne, takie jak tunele.Przykładem, jakpoważnewskutkachmogąbyćnastępstwaoddziaływańtakichinwestycji,możebyćkatastrofaEuro-pleksuwWarszawiew1998r.[8].

Wtrakcierealizacjigłębokiegoposadowieniawystępujązróżnicowane(codowartości,kierunkuizwrotuorazzmiennewczasie)przemieszczeniaośrodkagruntowego,oddziału-jącenaposadowionenanichobiektybudowlane.Wopisieprocesówoddziaływanianajwy-godniejjestzastosowaćpodziałzwiązanyzposzczególnymietapamiwykonywaniaobiektu,takimijak:wykonanieobudowywykopu,obniżeniezwierciadławodygruntowej,głębieniewykopu z sukcesywnym podpieraniem ścian (rozpieraniem lub kotwieniem), wykonaniepłyty fundamentowej, wykonanie części podziemnej budynku do stanu „0”, zakończenieobniżania zwierciadławody gruntowej,wykonanie części konstrukcyjnej budynku, robo-tywykończenioweiprzekazanieobiektudoeksploatacji,okreseksploatacji(użytkowania)obiektu,okresrozbiórkiilikwidacjiobiektu.

Wnajbardziejuznanychicytowanychanalizach[5]niestwierdzonoistotnychróżnicprze-mieszczeńdlaróżnychrodzajówwłaściwiezaprojektowanychobudówwykopów.Oznaczato,żeistniejeczynnikowiększymznaczeniuniżrodzajobudowy.

Największywpływnawielkośćprzemieszczeńmarodzajistangruntu(jegosztywność),wktórymjestwykonywanywykop,głębokośćwykopuorazjakość,starannośćitempowy-konania robót.Czaswykonania robót jestbardzoważnymczynnikiem.Przerwawwyko-nywaniu robót zawsze powoduje zwiększeniewartości przemieszczeńw rejoniewykopuwstosunkudorealizacjizgodniezharmonogramem.

Spektrumoddziaływańgłębokichposadowieńnaotaczająceśrodowiskomożnapodzielićnadwiegrupy: – fizyczne,nieuniknione,wynikającezmechanikiośrodkaiprocesujegoodciążaniaorazobciążaniazwanedalejnaturalnymi,

– technologiczne(wynikającezuwarunkowańrealizacji,związanezprzyjętymirozwiąza-niamiorazstarannościąwykonania).Oddziaływaniasklasyfikowanejakofizycznesąskutkiemzmianstanunaprężeniawpodłożu

podczasrealizacjiwykopuiobiektu,wynikającychkolejnoz:odciążeniapodłoża(wykonaniewy-kopu),obciążeniawtórnegoorazobciążeniadodatkowego.

Zasięg strefy oddziaływania oraz wartości przemieszczeń wynikających z odciążeniapodłożazależąodrodzajupodłoża,parametrówgeotechnicznychorazodciężarugruntu,któ-ryzostanieusuniętyzwykopu,awięcrównieżgłębokościipowierzchniwykopu.Wtrakcierealizacjigłębokichwykopówwystępujądodatnieprzemieszczeniapionowe(wypiętrzenia),przedewszystkimdnawykopu,ścianobudowy,alerównieżpowierzchniterenuorazobiek-tówwokółwykopu.Przemieszczeniawynikającezodciążeniamają istotnyudziałwwar-tościachcałkowitychprzemieszczeńpionowychiztegowzględu,poprzezredukcjękońco-wychosiadań,mająwpływnabezpieczeństwosąsiednichobiektówiewentualneroszczeniaichwłaścicieli.

Wartościprzemieszczeńbędącychefektemobciążeniawtórnegoorazdodatkowegowy-nikają z parametrów geotechnicznych gruntuw rejonie posadowienia orazwielkości ob-

Page 3: Analiza metod pomiarowych badania zachowania …...kątowo-liniowe, precyzyjne pomiary niwelacyjne, pomiary inklinometryczne oraz skanowanie laserowe. Poligon obejmuje budynki Ciepła

201

ciążeńprzekazywanychnapodłoże.Wprzypadkugłębokiegoposadowieniaobciążeniedo-datkowemoże niewystąpić, jeżeli ciężarwykonywanego obiektu nie przekroczy ciężaruusuniętegogruntu.

Zakresirozmiaroddziaływańtechnologicznychzależyodwpływuprzyjętychrozwiązańnazmianystanunaprężeniaośrodkagruntowego.

Efektemwymienionych oddziaływań sąmierzalne przemieszczenia. Zdaniem autorówprzemieszczeniapionowesąspowodowanewwiększymstopniuprzezoddziaływanianatural-ne,aprzemieszczeniapoziomewynikająprawiezawszezprzyczyntechnologicznych.Międzynimiistniejejednakpewnawspółzależność.Ugięcieobudowywykopuwtrakciejegogłębieniazmniejszawypiętrzenieterenuwokółgłębokiegoposadowienia.Tymsamympowodujewięk-szeosiadaniacałkowitewkońcowychfazachrealizacjiobiektu.

Decyzjaoprzyjęciurodzajuiparametrówobudowymaistotnywpływnaprzyszłeprze-mieszczenia–główniepoziome.Znaczącywpływmożemiećoddziaływanieelementówno-śnychnagruntzaścianą.Przykładowowykonaniekotew(buławymogąznajdowaćsiękilkametrówodkrawędziwykopu),anastępnieichsprężeniezmieniastannaprężeniaiparametryośrodka.Analizująckształtpowierzchniterenu,możnawskazaćjegocharakterystycznece-chy powiązane z oddziaływaniem zakotwień. Podobnie,możnawskazać zmiany kształtupowierzchniterenubędąceskutkiemzjawiskadestrukcjiośrodkagruntowegonaskutekwy-noszeniagruntuspowodowanegoprzeciekamiprzezobudowęwykopu(np.napołączeniachsekcjiścianszczelinowych)lubbłędówpopełnionychprzywykonaniukotewlubwzmacnia-niupodłożapodsąsiednimibudynkami.

Głębokiewykopywymagają zazwyczajwykonaniaodwodnienia.Zakresodwodnieniazależyodzastosowanejobudowywykopuiodwarunkówhydrogeologicznychwpodłożu,takich jak liczbapoziomówwodonośnychczywystępowaniewódpodciśnieniem.Każdeobniżeniepoziomuwodygruntowejwywołujezmianęstanunaprężeniawpodłożu.Jeżelizmianypoziomuwodymieszcząsięwgranicachnaturalnychwahańsezonowych,niemająistotnegowpływunawartościosiadań.Wprzypadkuobniżeniazwierciadławodygruntowejznacznieprzekraczającegowahanianaturalne,mogąwystąpićdodatkoweosiadaniaorazna-sileniekonsolidacjifiltracyjnej.

Wpływgłębokichposadowieńnaotoczeniejestzłożonyikażdainwestycjawymagaod-dzielnejanalizy,tymbardziej,jeżeliznajdujesięwśrodowiskuzurbanizowanym.Znakomi-tymobszaremdoprowadzeniabadańwtymzakresiejestobecniecentrumWarszawyzdy-namicznierozwijającymsięgłębokoposadowionymbudownictwemwysokościowymorazrealizowaną obecnie II liniąMetraWarszawskiego.Określeniewzajemnych oddziaływańpomiędzy realizowanym obiektem budowlanym a sąsiednią zabudową lub infrastrukturąpodziemną bywa konieczne nie tylkow procesie projektowania, ale równieżw procedu-rzeuzyskaniapozwolenianabudowę.Wprzypadkuskomplikowanejbudowygeologiczneji hydrogeologicznejpodłoża,przyanaliziegłębokiegoposadowieniaobiektu zakładającejwspółpracęobudowywykopu, płyty dennej i innych elementówkonstrukcyjnychpodsta-wowąmetodąprognozowaniawzajemnychoddziaływańjestsymulacjanumeryczna(mode-lowaniematematyczne).Kalibracjęmodelupopierwszejfazierealizacjiinwestycjimożnawykonaćzapomocąanalizywstecz(back analisys)napodstawiedanychzmonitoringugeo-dezyjnego[10].Parametrygruntowemogązostaćpotwierdzonezapomocąmetodysejsmikipowierzchniowej.Wzakresieanalizyoddziaływańnowychinwestycjinaistniejąceobiektyporównanowynikimonitoringuzwynikamiprognoznumerycznychwynikającychzprzy-gotowanychmodeli.

Page 4: Analiza metod pomiarowych badania zachowania …...kątowo-liniowe, precyzyjne pomiary niwelacyjne, pomiary inklinometryczne oraz skanowanie laserowe. Poligon obejmuje budynki Ciepła

202

Realizacjainwestycjibudowlanychiprawidłowaeksploatacjapowstałychjużobiektówbudowlanych wymaga prowadzenia monitoringu geodezyjnego. Monitoring geodezyjny,choćprowadzonyprzyokazjiwielunowychinwestycji,niejestjednakstandardem.Możnaodnieśćwrażenie,żezakresmonitoringu,dobórmetodpomiarowych,częstotliwośćwykony-waniapomiarów,anadewszystkookresprowadzeniapomiarówczęstosądziełemprzypad-ku.ChoćistniejąnarynkuwytycznedotycząceochronyzabudowywsąsiedztwiegłębokichwykopówwydaneprzezInstytutTechnikiBudowlanej[4],jednakinstrukcjewnichzawartetraktowanesąprzezkonstruktorówiwykonawcówraczejfakultatywnieniżobligatoryjnie.Dobórmetod pomiarowych jest często przypadkowy, aw nielicznych tylko przypadkachpomiarywyprzedzająinwestycjęisąprowadzonepojejzakończeniu.

2. Poligony doświadczalne

ZakładGeodezji Inżynieryjnej iPomiarówSzczegółowych (PolitechnikaWarszawska,WydziałGeodezjiiKartografii)prowadzidoświadczalnepomiaryterenowenakilkupoligo-nachbadawczych(rys.1)zlokalizowanychwcentrumWarszawy,wzdłużbudowanejIIliniiMetraWarszawskiego,wrejonach: – RondaDaszyńskiego(poligonRondoDaszyńskiego)isąsiadującegoodcinkaulicyPro-stej(poligonMarvipol),

– skrzyżowaniaulicProstejiŻelaznej(poligonŻelazna), – RondaONZ(poligonRondoONZ).Wobszarzewymienionychpoligonówbadawczychgłówneoddziaływania,którychskutki

sąobserwowanewformieprzemieszczeńideformacjiobiektów,towpływbudowyIIliniiMetraWarszawskiegoorazrealizacjegłębokichposadowieńwśrodowiskusilniezurbanizowanym.

W przypadku poligonów doświadczalnych Żelazna,Marvipol i Rondo Daszyńskiegoobserwowanymoddziaływaniem jest budowa tuneli II liniiMetraWarszawskiego.Zapla-nowanoobserwacjęrozwojunieckiosiadaniaspowodowanejbudowąpierwszegotunelu,jejstabilizację,anastępnienałożeniaoddziaływaniawtrakciewykonywaniakolejnegotunelumetra.Wzakresiepomiarówgeodezyjnychprzewidzianoprecyzyjnepomiaryniwelacyjne(napoligonachŻelaznaiRondoDaszyńskiegowpostaciprofilipoprzecznychprostopadłychdoosiliniimetra).Zewzględunaopóźnieniawharmonogramierealizacjitunelimetrado-tychczaswykonanodwacyklepomiarowe,którerejestrująstanwyjściowyprzedwystąpie-niemoddziaływańdrążonychtunelimetra.

WprzypadkupoligonuRondoONZinwestycjamioddziałującymisągłębokieposadowieniewysokościowcaSkanskaAtriumSouthII(rys.2)uzbieguulicCiepłejiPerecaorazbudowastacjimetra(rys.3),awniedługiejprzyszłościwyburzenie5kondygnacyjnegobudynkusąsiedniegoprzyul.Prostejorazdrążenietunelimetra.Narys.2symbolemIoznaczonowykonanybudynekwykorzystanydoweryfikacjiparametrówpodłoża,asymbolemIIIprojektowanąkolejnąnaj-wyższaczęśćbudynkuAtriumSouth.Wobszarzepoligonuprowadzonesąprecyzyjnepomiarykątowo-liniowe,precyzyjnepomiaryniwelacyjne,pomiaryinklinometryczneorazskanowanielaserowe.PoligonobejmujebudynkiCiepła3,Pereca1A,Prosta12/14,naktórychzainstalowanomonitorowanereperyścienneorazznakinaściennezfoliirefleksyjnej.Dlapomiarówkątowo--liniowych,niwelacyjnychisondowańinklinometrycznychbadaniaprowadzonesąwinterwalezależnymodstopniazaawansowaniainwestycji,którychoddziaływaniejestbadane.Wykonywa-nieskanowanialaserowegoprzewidzianowinterwaledwumiesięcznym.

Page 5: Analiza metod pomiarowych badania zachowania …...kątowo-liniowe, precyzyjne pomiary niwelacyjne, pomiary inklinometryczne oraz skanowanie laserowe. Poligon obejmuje budynki Ciepła

203

Rys.1.PoligonydoświadczalnewzdłużIIliniiMetraWarszawskiego

Fig.1.ExperimentareasalongTheSecondUndergroundLineinWarsaw

Rys.2.PlanlokalizacjibudynkuSkanskaAtriumSouthII(symbolIInarysunku)przyul.Ciepłej iPereca(nasamymdoleobiektypoligonuRondoONZ)

Fig.2.SkanskaAtriumSouthIIbuildinglocationplan(symbolIIinthefigure)atCiepłaandPerecaStreets(atthebottomofplanareobjectsofexperimentarea„RondoONZ”)

Page 6: Analiza metod pomiarowych badania zachowania …...kątowo-liniowe, precyzyjne pomiary niwelacyjne, pomiary inklinometryczne oraz skanowanie laserowe. Poligon obejmuje budynki Ciepła

204

Rys.3.IIliniaMetraWarszawskiego–przebiegtuneliistacjawsąsiedztwiepoligonuRondoONZ(wlewymgórnymrogu)

Fig.3.TheSecondUndergroundLineinWarsaw–courseofthetunnelsandstationsintheneighborhoodexperimentarea„RondoONZ”(upperleftcorner)

3. Weryfikacja analiz numerycznych pomiarami geodezyjnymi

Odwielulatzagadnieniemodelowaniaprzemieszczeńobudowyiterenuprzyległegodogłębokiegowykopujestanalizowaneprzezwielubadaczy[9].Rozrzutdokładnościwynikówmodelowaniajestbardzodużyiprzekraczazakres–50do+100%wstosunkudowartościpomierzonej,określanej jakopodstawadokładnościszacowaniaprzemieszczeń.Podkreślatowagęwiedzyidoświadczeniaautorówobliczeńwzakresiestosowaniaidoboruparame-trówposzczególnychmodelikonstytutywnych.Dotyczy toprzedewszystkimparametrówsztywności (zmieniającychsięzodkształceniamiośrodka),wmniejszymstopniu równieżparametrówwytrzymałościowychgruntów.

Decydującym kryteriumwyborumodelu obliczeniowego jest dostępność parametrówmateriałowychoodpowiedniej jakości, ewentualniemożliwość ichwyznaczeniazarównowsensietechnicznym,jakiekonomicznym(sfinansowanieodpowiednichbadańprzezinwe-stora).Dużeznaczeniemawybórmetodywyznaczaniaparametrów.Zazwyczajprzybrakuodpowiedniej liczby parametrów niezbędnych do zastosowania zaawansowanych modeligruntów (co jestwciąż powszechne przy obliczeniach dotyczących rzeczywistych obiek-tów),projektantdecydujesięnaobliczeniabazującenawarunkuCoulomba-Mohra(C-M)lubDruckera-Pragera(D-P).

Doweryfikacjiwartościparametrówodlatwykorzystywanajestrównieżanalizawstecz[2,6].Jesttosprawdzone,skutecznenarzędziepozwalającepoprawićdokładnośćokreśleniawartościparametrówmateriałowychwykorzystanychwobliczeniach.Wadąmetodyjest,żemożebyćwykonanapozrealizowaniuczęścikonstrukcjiimonitorowaniujejprzemieszczeń(czasamizapóźno)orazżeuzyskanewtensposóbparametrymogąbyćstosowanewpo-dobnych konstrukcjach zlokalizowanychw podłożu o podobnych cechach i na podobnejgłebokości.Analizawsteczjestrównieżpomocnaprzyustalaniuprzyczynnietypowegoza-chowaniasięobiektu(awaria,katastrofa),awszczególnościpodczasrekonstrukcjiprzebie-

Page 7: Analiza metod pomiarowych badania zachowania …...kątowo-liniowe, precyzyjne pomiary niwelacyjne, pomiary inklinometryczne oraz skanowanie laserowe. Poligon obejmuje budynki Ciepła

205

guawariiorazustalaniuwartościobciążeńpowodującychnietypowezachowaniesięobiektubudowlanego. Zastosowanie metody obserwacyjnej pozwala wykorzystać doświadczenia(np.zweryfikowanewartościparametrówmateriałowych)zezrealizowanegoetapupowsta-jącejinwestycjiwkolejnymetapiejejrealizacji.

Poodpowiedniejkalibracjimodeluwpierwszychetapachbudowypodkątemwartościparametrów podłoża lub przy wykorzystaniu parametrów materiałowych zweryfikowa-nychdlainnejinwestycjiwanalizowanymrejonieuzyskujesięznacznezmniejszeniebłęduwzględnego.

Weryfikacja opracowanegomodelu numerycznegowykonana na podstawie pomiarówrzeczywistych przemieszczeń obiektu stanowi najważniejsze potwierdzanie adekwatnościmodeluodtwarzającegorealnyharmonogramrealizacjiorazwynikającegozprzyjęciapo-prawnychobciążeńiparametrówmateriałowych.Służytozdobywaniudoświadczeńdosko-nalącychproceduryweryfikacjiparametrówmateriałowych(zakresmałychodkształceń)lubmodyfikacjiwyznaczonychdlainnegozakresuodkształceń.

Zaniechanieweryfikacjimodelu–przydostępnościpomiarówprzemieszczeń–jest„błę-demwsztuce”,któryczęstopojawiasięprzywykorzystaniusymulacjinumerycznych.Wob-liczeniachnumerycznychwyznaczoneprzemieszczeniasąpodstawądookreślenianaprężeńorazinnychwartościwyznaczanychwwynikusymulacji.Brakweryfikacjimodelupodkątemzgodnościprzemieszczeńobliczonychirzeczywistychuniemożliwiapotwierdzeniepopraw-nościwartościsiłwewnętrznychprzyjętychdowymiarowaniakonstrukcji.Wynikiobliczeńnumerycznychpowinnystanowićpodstawędosformułowaniawarunkówprowadzeniamoni-toringuobiektuwrazzokreśleniemoczekiwanychwartościprzemieszczeńwposzczególnychfazachbudowyorazdopuszczalnychodchyleń,traktowanychjakowartościalarmowe.Matoszczególneznaczenieprzyrealizacjiobiektówwśrodowiskuzurbanizowanym.

Wanalizowanymrejoniewykonanokilkasymulacjinumerycznychdotyczącychoddzia-ływanianaobiektysąsiednie,którezostaływykalibrowanenapodstawierezultatówpomia-rówprzeprowadzonychprzediwtrakcierealizacjikolejnychinwestycji.

Narysunku2przedstawionoplansytuacyjnysąsiednichinwestycjiAtriumCity(powy-żej)iAtriumSouthII(poniżej)zzaznaczonymitrzemaprzekrojamiobliczeniowymi.Modeldlapierwszegoznich(oznaczonysymbolemA-A)zostałwykonanywtrakciezakończonejrealizacjibudynkuAtriumCity[7].Model–dlaprzekrojówoznaczonychsymbolamiB-BiC-C–wykonanodlaobecnierealizowanegobudynkuAtriumSouthII[7].ObliczeniadlapierwszegomodeluwykonanowtrakciebudowybudynkuAtriumCity(przekrójA-A)inapodstawie prowadzonegomonitoringuwykonanoweryfikację parametrówmateriałowychorazobliczonokońcoweosiadaniabudynku.

Na podstawie obliczonych wartości przemieszczeń pionowych punktów wyznaczonowzględneprzemieszczenia„namodelu”,któreporównanozwynikamiprzeprowadzonegomonitoringugeodezyjnego.Woparciuowyznaczonemodelowe i rzeczywisteprzemiesz-czeniawzględnepomiędzymonitorowanymietapamibudowywykonanokalibracjęmodelu.Obliczeniakalibrującezakończonopouzyskaniuróżnicywartościpomierzonejiobliczonejniewiększejniż1mm.

Uzyskanewynikiuznanozazadowalające.Obliczoneprzemieszczeniasąwiększeook.20%odpomierzonych,alepomierzoneosiadanianieuwzględniająosiadańwynikającychzkonsolidacjipodłoża,którawystąpipozakończeniubudowy.

Page 8: Analiza metod pomiarowych badania zachowania …...kątowo-liniowe, precyzyjne pomiary niwelacyjne, pomiary inklinometryczne oraz skanowanie laserowe. Poligon obejmuje budynki Ciepła

206

Napodstawieprzeprowadzonychanalizstwierdzono,żedomodelowaniaoddziaływańrealizowanegoobecniebudynkuAtriumSouthIInaobiektysąsiedniemożnaprzyjąćpara-metrymateriałowewyznaczonenapodstawieanalizywstecz(tab.1).

T a b e l a 1

Parametry materiałowe dla przekroju C-C

Lp. Nazwagruntu

rzędnastropuwarstwy [mppt]

Ewg dokumentacji

[kPa]

Eobliczeniowy

[kPa]

1 Nasypyniekontrolowane,piaszczystogliniastogruzowe* 0,0 15000 15000

2 Piaskiwodnolodowcowerzeczne izastoiskowe* 2,0 70000 70000

3 Piaskiwodnolodowcowerzeczne izastoiskowe–podwodą* 4,0 7000 70000

4 Glinyzwałowemłodszenieskonsolidowane* 2,0 37000 37000

5 Glinyzwałowemłodszenieskonsolidowane,podwodą* 4,0 37000 37000

6 Glinyzwałowestarszeskonsolidowane,podwodą 7,5 100000 160000

7 Piaskiwodnolodowcowe(drobne ipylaste)śródglinowe. 21,5 100000 200000

8 Piaskizeżwiramipodglinowedorzędnej6mnp”0”W 23,5 140000 300000

9 Piaskizeżwiramipodglinoweponiżejrzędnej6mnp”0”W 30,0 140000 400000

10 Ił 45,0 44000 300000

*Parametryniemodyfikowane.Modyfikacjipodlegaływartościparametrówmateriałówznajdującychsięgłębiejniż5mppt.

Page 9: Analiza metod pomiarowych badania zachowania …...kątowo-liniowe, precyzyjne pomiary niwelacyjne, pomiary inklinometryczne oraz skanowanie laserowe. Poligon obejmuje budynki Ciepła

207

Rys.4.SchematstrefmateriałowychdlaprzekrojuC-Czzaznaczonyminumeramibudynków wedługrys.2

Fig.4.SchemeofthezonesofmaterialforC-Csectionwithselectednumbersofbuildingsdeterminedbyfigure2

Przygotowanymodelnumeryczny(przekrójC-C)dla realizowanej inwestycjizostaniezweryfikowanywmomenciewykonaniapłytyfundamentowej.

4. Geodezyjne metody pomiaru skutków oddziaływań fazy początkowej głębokiego posadowienia na obiekty sąsiednie

Geodezyjnepomiaryprzemieszczeńcharakteryzują sięwysokądokładnością i stosun-kowokrótkimczasemrealizacjizależnymgłównieodwielkościmierzonejsiecikontrolnej.Poprawnewyznaczenieprzemieszczeńzagrożonychobiektówbudowlanychjestniezbędnewceluustalaniazmiankonstrukcjiorazopracowaniazabezpieczeńpozwalającychnaunik-nięciekatastrofybudowlanej.

Dobórmetodypomiarustosowanejdowyznaczaniaprzemieszczeńobiektówbudowla-nychzależyodtrzechpodstawowychczynników[1]: – szybkościzmianzachodzącychnabadanymobiekcie, – rodzajuwyznaczanychprzemieszczeń:poziome(dwieskładowewpłaszczyźniepozio-mejiczas),pionowe(jednaskładowawliniipionuiczas),przestrzenne(trzyskładoweprzestrzenne:x,y,ziczas)lubprzyinnympodziale:względne(odniesionedopunktówpołożonychnabadanymobiekcie),bezwzględne(odniesionedostałychpunktówzlokali-zowanychpozazasięgiemoddziaływań),

– wymaganychdokładnościwyznaczanychwielkościprzemieszczeńbadanychpunktów.Projektmonitoringugeodezyjnegopowinienpowstawaćnapodstawieprognozowanych

wielkościiszybkościzachodzącychzmian,ściślepowiązanychzetapowaniempracwtrak-cierealizacjigłębokiegoposadowieniaczytunelu.Jeślizmianysąpowolneizwiązanezosią-gnięciemodpowiednichgłębokościwykopulubprzejściatuneluprzezkolejneodcinkimo-żemyzałożyć,żepodczaswykonywaniajednegocyklupomiarowegonabadanymobiekcieniezachodzązmianywiększeniżdokładnośćwykonywanegopomiaru.Przytakimzałożeniumożemyrealizowaćpomiarysiecigeodezyjnejobejmującejbadanyobiektijegootoczenie.

Page 10: Analiza metod pomiarowych badania zachowania …...kątowo-liniowe, precyzyjne pomiary niwelacyjne, pomiary inklinometryczne oraz skanowanie laserowe. Poligon obejmuje budynki Ciepła

208

Napoligonachdoświadczalnych,opisywanychwartykule,siecizostałytakzaprojektowane,abypomiarprzydobrychwarunkachpogodowychtrwałniedłużejniżjedendzień.

Istniejewielemetodwyznaczaniaprzemieszczeń,najczęściejstosowanetoniwelacjaprecyzyjnadowyznaczania składowej pionowej orazpomiary sieci trygonometrycznejuzupełnionejopomiaryodległości(siećkątowo-liniowa)dowyznaczaniatrzechskłado-wychx,y,z.Wyznaczaniejednocześnietrzechskładowychjeststosowanesporadycznieprawiewyłączniedoobserwacjiosuwisk[1].Napoligonachdoświadczalnychwcentrummiastaskładowapionowa(osiadanie/wypiętrzenie)punktówkontrolowanych–reperówwwykopie,nafundamentachiwprzyziemiubudynkówjestwyznaczanaoddzielnie.NaomawianympoligoniedoświadczalnymRondoONZpunktykontrolowanezlokalizowanena elewacjach i elementach konstrukcyjnych obiektów sąsiadujących z realizowanymiinwestycjami zostały zastabilizowane zapomocąprecyzyjnych folii refleksyjnychorazpryzmatów inżynierskich. Są one obserwowane w kolejnych cyklach, w odniesieniudopunktówodniesieniapozazasięgiemoddziaływania inwestycji, zlokalizowanychnaobiektach stabilnych. Punkty odniesienia zostały założonew trakcie przygotowywaniamonitoringuwyprzedzającegoprowadzonegowokresieod6do3miesięcyprzedrozpo-częcieminwestycji.

DodatkowonapoligonachRondoONZiŻelaznazdecydowanowykorzystaćokresowepomiarywtechnologiiskanowanialaserowegowykonywanewinterwałach2–3miesięcz-nychwzależnościodpostępupracbudowlanych.

5. Przemieszczenia obiektów na poligonie doświadczalnym Rondo ONZ w okresie realizacji pierwszych etapów głębokiego posadowienia

Przeanalizowano wielkości przemieszczeń pionowych i poziomych punktów kontrol-nychpoligonuRondoONZrozmieszczonychnabudynkachCiepła3iPereca1A(rys.5),będącychwstrefieoddziaływaniagłębokiegoposadowieniawysokościowcaSkanskaAtriumSouthII.

Podstawą uzyskania przemieszczeń dla wszystkich cykli pomiarowych są wysokościiwspółrzędnepłaskiewyznaczonedlakażdegocykluwprocesieniezależnegowyrównaniaswobodnego.Obliczeniasąrealizowaneodrębniedlasieciwysokościowej(sieciniwelacjiprecyzyjnej)isiecipłaskiej(precyzyjnejsiecikątowo-liniowej).

Dotychczaswtrakcierealizacji inwestycjiAtriumSouthIIorazstacjiII liniimetranapoligonieRondoONZwykonanopo4cyklepomiarowedlasieciwysokościowejipozio-mej.Pomiaryniwelacjiprecyzyjnejprzeprowadzonowterminach:10–14.12.2011r.(cykl1),19.03.2012r.(cykl2),24.04.2012r.(cykl3)i22-24.05.2012r.(cykl4).Zkoleiprecyzyjnepomiarykątowo-liniowewykonanowdniach:27.12.2011r.(cykl1),19–22.03.2012r.(cykl2),24-25.04.2012r.(cykl3)i22–24.05.2012r.(cykl4).

Skanowanielaserowewykonanoodpowiedniowcyklach:1(28.12.2011),3(24.04.2012)i4(3.06.2012).

NiwelacjęprecyzyjnąwykonanoniwelatoremkodowymLeicaDNA03,natomiast po-miarykątowo-liniowewykonanotachimetramiLeicaTCRP1201+iTCRP1202.Wprocesiewyrównańobusieciokreślononastępująceprzeciętne(dlawszystkichcykli)błędypomiaru:błądśredniprzewyższenianajednostanowiskorówny0,09mmorazbłędyśredniepomiarukierunkuiodległościodpowiednionapoziomie1,5”i1,5mm.

Page 11: Analiza metod pomiarowych badania zachowania …...kątowo-liniowe, precyzyjne pomiary niwelacyjne, pomiary inklinometryczne oraz skanowanie laserowe. Poligon obejmuje budynki Ciepła

209

Rys.5.Obiektykontrolowanepoligonu„RondoONZ”

Fig.5.Controlledobjectsinexperimentalarea„RondoONZ”

Dlapoprawnejanalizyprzydatnejestokreśleniezakresuizaawansowaniapracziemnychwtrakcierealizacjipozostałychcyklipomiarowych.Pomiarydlacyklu2wykonanowtrak-ciedrążeniaścianekszczelinowychogłębokości25,0mwzdłużpółnocnejścianykamienicywodległościok.4,0modlicaścianybudynkuCiepła3.Wmomencietrwaniacyklu3wy-konanojużściankiszczelinoweirozpoczęłosięgłębieniewykopudopoziomu–1(4,50mponiżejpoziomuterenu).Zkoleirealizacjacyklu4przypadanapoczątkowyokresgłębieniawykopudopoziomu–3(11,40mponiżejpoziomuterenu),powykonaniuwykopuistropunapoziomie–1.

5.1.Analizawyznaczonychprzemieszczeńpionowych

Zanalizyuzyskanychwielkościwzględnychprzemieszczeńpionowychpunktówkontro-lowanychdlacykli2,3i4(odniesionychdowyjściowegocyklu1),zauważalnejestistot-ne oddziaływanie głębokiego posadowienia inwestycji SkanskaAtriumSouth II.Głównąprzyczynąoddziaływaniajestsygnalizowanewcześniejodciążeniepodłożaspowodowanegogłębieniemwykopu,skutkującewypiętrzeniemobiektówwokółwykopu.Narys.6przedsta-wionoszkicmierzonejsieciniwelacyjnej.Wtabeli2podanoprzemieszczeniawybranychreperówkontrolowanych.

Page 12: Analiza metod pomiarowych badania zachowania …...kątowo-liniowe, precyzyjne pomiary niwelacyjne, pomiary inklinometryczne oraz skanowanie laserowe. Poligon obejmuje budynki Ciepła

210Ta b e l a 2

Wykaz względnych przemieszczeń pionowych wybranych reperów kontrolowanych poligonu Rondo ONZ (w milimetrach) dla poszczególnych cykli pomiarowych w odniesieniu do cyklu 1

Nr pkt ΔH1,2 ΔH1,3 ΔH1,4 Wykres

1003 0,06 -0,03 0,77

1006 -0,35 -0,06 0,85

1008 -0,59 -0,02 0,68

1012 -0,49 0,09 1,26

1019 0,06 0,61 1,39

1023 0,26 0,24 0,48

1026 0,04 0,23 0,63

1027 0,00 0,18 0,61

Rys.6.Szkicsieciniwelacyjnej–poligondoświadczalnyRondoONZ

Fig.6.Chartoflevellingnetwork–experimentarea„RondoONZ”

Page 13: Analiza metod pomiarowych badania zachowania …...kątowo-liniowe, precyzyjne pomiary niwelacyjne, pomiary inklinometryczne oraz skanowanie laserowe. Poligon obejmuje budynki Ciepła

211

Rys.7.WybranereperykontrolowanepoligonuRondoONZzpodziałemnastrefyoddziaływańinwestycjiSkanskaAtriumSouthII.Strzałkamizaznaczonorepery,którychprzemieszczenia

przedstawionowtabeli2

Fig.7.Selectedbenchmarksofexperimentarea„RondoONZ”withzoningimpactsoftheSkanskaSouthAtriumIIinvestment.ArrowsindicatebenchmarksofthemovementswhichareshowninTable2

Rys.7przedstawiarozmieszczeniewybranychreperówkontrolowanych.Narysunkutymmożnawyodrębnićkilkastrefoddziaływania(reprezentowanychposzczególnymiwykresa-misłupkowymiprzedstawionychwtabeli2),którychzasięgzależnyjestgłównieododległo-ściwzględemobszarupracziemnychtejinwestycji.Wykresysłupkowepokazująwielkościpionowychprzemieszczeńwzględnych(kolejnoodlewejdoprawejstronydlacykli2,3i4).Dlaocenyistotnościtychprzemieszczeńdodajmy,żeprzeciętnawartośćbłęduprzemiesz-czeniapionowegodlawszystkichcykliwynosi0,26mm.

Do wypiętrzającego oddziaływania wykopu dochodzi zróżnicowanie w zachowaniupunktówkontrolowanychpochodząceodróżnychosiadańwtrakciefazydrążeniaścianekszczelinowych(cykl2).

Strefę pierwszą, odległą o kilkadziesiątmetrów od strefywykopu przez towolną odjegowpływów,reprezentowanąprzezpunkt1026,charakteryzująprzemieszczenianieprze-kraczające 0,2mm (bezwzględu na rodzaj i zakres prac ziemnych). Strefę drugą, repre-zentowanąprzezpunkt1027,z racjikilkunastometrowejodległościwzględemstrefypracziemnych, cechuje brak oddziaływania w fazie drążenia ścianek szczelinowych (cykl 2) igłębieniawykopudopoziomu–1(cykl3).Oddziaływaniagłębieniawykopudopoziomu–3(cykl4)sąjużzauważalne,jednaknieprzekraczają+0,6mm.Strefatrzecia,reprezentowanaprzezpunkt1003,zlokalizowanajestwsąsiedztwiestrefywykopu(5–10metrów).Strefatarównieżniewykazujewcyklach2i3istotnychprzemieszczeń,natomiastwcyklu4cechujesięwypiętrzeniamidochodzącymido0,9mm.

Page 14: Analiza metod pomiarowych badania zachowania …...kątowo-liniowe, precyzyjne pomiary niwelacyjne, pomiary inklinometryczne oraz skanowanie laserowe. Poligon obejmuje budynki Ciepła

212

Strefaczwarta,reprezentowanaprzezpunkty1006i1008,znajdujesięok.4modstrefywykopu.Zracjitakmałejodległości–strefętęwodróżnieniuodwcześniejszychstref–ce-chująwokresiedrążeniaścianekszczelinowych(cykl2)osiadaniasięgające0,4–0,6mm.Osiadaniatesąwokresiedrążeniawykopudopoziomu–1(cykl3)kompensowaneprzezodciążonepodłoże,anastępniewokresiedalszegodrążeniawykopu(cykl4)występująwy-piętrzeniadook.+0,9mm.

Strefępiątą,reprezentowanąprzezpunkt1012,odległąokilkanaściemetrówodobsza-rupracziemnychcharakteryzująwokresiedrążeniaścianekszczelinowychniecomniejszeosiadaniasięgającemaksymalnie0,5mm.Strefatajednakwykazujewpoczątkowejfaziedrążeniawykopu(cykl3)większewypiętrzenia rzędu0,2mm,awdalszej fazie (cykl4)wypiętrzeniadochodzącedo1,2–1,3mm.

Wstrefieszóstej,reprezentowanejprzezpunkt1019,zracjiponad20-metrowejodległo-ściodwykopunieobserwujesięruchówwfaziedrążeniaścianekszczelinowych.Wfaziegłębieniawykopudopoziomu–1punktytejstrefywypiętrzająsiędo0,5–0,6mm,awfaziepóźniejszejosiągająprzemieszczenianawetrzędu+1,4mm.

Strefasiódma,reprezentowanaprzezpunkt1023,toprawdopodobniestrefaoddziaływa-niabudowystacjiMetraWarszawskiego.Cechujejąwypiętrzaniewzakresie0,1–0,5mmwewszystkichcyklach.

Zasadniczezróżnicowaniewzachowaniuwyodrębnionychpowyżejstrefwydajesiępo-chodzićodróżnychosiadańwtrakciefazydrążeniaścianekszczelinowych(cykl2).

Na podstawie uzyskanych wynikówmożna stwierdzić, że działanie wypiętrzającewykopumazdecydowaniewiększąintensywnośćizasięg,wporównaniudooddziały-wania głębienia ścianek szczelinowych ograniczonego do bezpośredniego sąsiedztwainwestycji.

5.2.Analizawyznaczonychprzemieszczeńpoziomych

Na rysunku 8 przedstawiono przemieszczenia poziome punktów kontrolowanych naścianachpółnocnychbudynkówCiepła3iPereca1A,zlokalizowanychwsąsiedztwiegłę-bokiegoposadowieniabudynkuSkanskaAtriumSouthII.Punktyzlokalizowanewliniachpionowych 3000-3002, 3003-3005, 3006-3008, 3009-3011 znajdują się bezpośrednio nadkrawędziąwykopu.

Wielkościprzemieszczeńprzedstawiononiezależniedlatrzechpoziomówposadowieniapunktów(rys.8)[3].Przemieszczeniaodniesionodowyjściowegocyklu1,nawykresachprzedstawionoprzemieszczeniawkierunkuprostopadłymdościany,dlawiększejczytelno-ściumieszczonopoziomeliniewinterwalepółmilimetrowym.

Zanalizywykresów(rys.8)wynika,żepraceziemnezwiązanezgłębokimposadowie-niem znacząco oddziałują tylko na punkty kontrolowane na budynkuCiepła 3 (po lewejstronie),będącewbezpośrednimsąsiedztwieinwestycji.Wyraźniewidaćprzemieszczeniazorientowanewkierunkuobszarupracziemnych.

Wychylenie punktów 3000, 3003, 3006 w cyklu 3 zostało też uwidocznione przynałożeniuianalizieróżnicwynikówskanowanialaserowegowykonanychwtrakciecy-klów1i4(rys.9).Największerozpoznanetąmetodąwychylenieodpowiadalokalizacjipunktu3003/3006iwynosiok.5mm(zpomiarówkątowo-liniowych–6mm).

Page 15: Analiza metod pomiarowych badania zachowania …...kątowo-liniowe, precyzyjne pomiary niwelacyjne, pomiary inklinometryczne oraz skanowanie laserowe. Poligon obejmuje budynki Ciepła

213

Rys.8.Lokalizacjaiwykresywzględnychprzemieszczeńpunktówkontrolowanychnaścianachbudynkówul.Ciepła3iul.Pereca1A.Punktyzlokalizowanewliniachpionowych3000–3002,

3003-3005,3006-3008,3009-3011znajdująsięnadkrawędziąwykopu.Interwałliniipoziomychnawykresie–0,5mm[3]

Fig.8.LocalizationandchartsofdisplacementsofcontrolledpointsobservedonthenorthernwallsofCiepła3andPereca1Abuildings.Pointsarelocatedinverticallines3000-3002,3003-3005, 3006-3008,3009-3011canbefoundontheedgeoftheexcavation.Intervaloftheverticallines

onthechartsequal0,5mm[3]

Page 16: Analiza metod pomiarowych badania zachowania …...kątowo-liniowe, precyzyjne pomiary niwelacyjne, pomiary inklinometryczne oraz skanowanie laserowe. Poligon obejmuje budynki Ciepła

214

Rys.9.Różnicewpołożeniupunktówścianypółnocnejbudynkuprzyul.Ciepłej3napodstawiewynikówskanowaniawykonanychwgrudniu2011iczerwcu2012

Fig.9.DifferencesinthepositionofpointsonthenorthernwallofCiepła3Buildingbased ontheresultsoftheterrestriallaserscanninginDecember2011andJune2012

Ciekawajestkonfrontacjawielkościprzemieszczeńzrodzajempracziemnychiichza-awansowaniem.Wykresydlacyklu2–trwającegowczasiegłębieniaszczelinścianszczelino-wych–pokazujądużezróżnicowanieprzemieszczeńnaróżnychpoziomachdochodzącychnawetdoook.4mm,zzauważalnątendencjąodchylaniasięnajwyższegopoziomuwkierunkuwykopu.Wykresydlacyklu3–realizowanegojużpowykonaniuścianekszczelinowychiwtrakciegłębieniawykopudopoziomu–1–wykazująpodobnetrendyjakwcyklupoprzednim,jednakcharaktery-zującesięwiększązgodnościąnaróżnychpoziomach.Wykresydlacyklu4–mierzonegopowy-konaniustropunapoziomie–1iwtrakciedrążeniawykopudopoziomu–3–sygnalizująjużdużystopieńoddziaływania(przemieszczenianawetdook.7mm),szczególnienanajwyższypoziomwykazującyjużwyraźnieodchyleniegórnejczęściścianywstosunkudojejniższychpartii.

Dla oceny istotności wielkości przemieszczeń dodajmy, że przeciętna wartość błęduśredniegoprzemieszczeniapoziomegodlaanalizowanychpunktów(dlawszystkichcykli)wynosi1,3mm.

5.3.Wynikiskanowanialaserowego

Naziemneskanowanielaserowepozwalanawykonywaniekompleksowychopracowańianaliz,jakieniebyłydotąddostępnedlażadnejztechnikpomiarowych.Sporządzanieopra-cowańprawiedowolnegofragmentuobiektubezkoniecznościwykonywaniadodatkowychpracterenowychumożliwiasposóbrejestracjidanych,wwynikuktóregootrzymywanajestchmura punktów reprezentujących geometrię skanowanych obiektów.Szczególnie istotnązaletąmetody skaningu laserowego jest szybkość rejestracjiogromnej ilościdanych.Do-datkowe informacjeniesieza sobączwarta rejestrowanawczasiepomiaruwspółrzędna I

Page 17: Analiza metod pomiarowych badania zachowania …...kątowo-liniowe, precyzyjne pomiary niwelacyjne, pomiary inklinometryczne oraz skanowanie laserowe. Poligon obejmuje budynki Ciepła

215

(Intensity) –wartość intensywności odbicia światła laserowego odmierzonej powierzch-ni.Dziękitemuistniejemożliwośćuzyskiwaniadowolnychwidoków,rzutówiprzekrojównapodstawierazzarejestrowanychdanych,możliwośćwykonywaniaanalizdladowolnegomiejscabudowliwmiarępojawianiasiętakichpotrzeb,łatwośćpowtarzaniapomiarów,ichporównywaniaiprezentacjiwyników.

Dokładnośćrejestrowanychzmianobiektuzależyodwykorzystywanegosprzętuiodle-głościodbadanegoobiektuiwahasięwgranicach0,1(przyodległości20m)[3]do1cmdlacharakterystycznychpunktówobiektunapodstawieróżnicmodelistworzonychnapodsta-wiechmurpunktówpozyskanychwtrakciepojedynczychcyklipomiarowych.DopomiarówwybranoskanerZ+FImager5010,wykonanotrzycyklepomiarowenapoligonachRondoONZ(rys.10,11)iŻelazna.

Napodstawiewynikówskanowaniawcyklach1(28.12.2011)i4(3.06.2012)zainwenta-ryzowanoszczelinywpółnocnejścianiebudynkuprzyul.Ciepłej3(rys.12).

Zuzyskanejzpierwszegocykluchmurypunktówwygenerowanomapęhipsometrycznąścianyznajdującejsiębezpośrednioprzywykopie(rys.13).Mapęwygenerowano,zadającwielkość1pikselaodpowiadającą1mmnaobiekcie,zezmianąkolorówco1mm„głębo-kości”ściany.

Zewzględunaopóźnieniawrealizacji inwestycji iniewielkiewielkościzarejestrowa-nychzmian(skanowaniabyływykonywanetrakciepierwszychetapówrealizacjigłębokiegoposadowienia,przyniewielkichoddziaływaniachnaobiektysąsiednie)niezarejestrowanoprzywykorzystaniutechnikiskanowanialaserowegomiędzycyklami1i3istotnychprze-mieszczeńpunktówkontrolowanychnabadanychobiektach.Międzycyklami1i4zareje-strowanoróżnicewobszarzepunktówkontrolowanych3000,3003i3006(rys.9).

Rys.10.Skaninglaserowyścianybudynkuprzyul.Ciepłej3.Wyróżnionoobszarypokazanenarysunkach11i12

Fig.10.LaserscanningofthewallsofCiepła3building.AreashighlightedareshowninFigures 11and12

Page 18: Analiza metod pomiarowych badania zachowania …...kątowo-liniowe, precyzyjne pomiary niwelacyjne, pomiary inklinometryczne oraz skanowanie laserowe. Poligon obejmuje budynki Ciepła

216a)b)

Rys.11.Chmurapunktówuzyskanadlaobszaruzaznaczonegonarysunku10:a)zarejestrowanepunkty,narysunkuprzedstawionochmuręrozrzedzoną1/100,b)rozrzedzonachmurapunktówprzetworzonadoobrazurastrowego,obrazpokolorowanywzależnościodzarejestrowanej

intensywnościodbiciapromienialaserowegoI,punktybardzojasneodpowiadająlokalizacjifoliirefleksyjnych

Fig.11.PointcloudobtainedfortheareaindicatedinFigure10:a)registeredpoints,thefigureshowsthecloudrarefied1/100,b)asparsepointcloudconvertedtoarasterimage,thecolor-codedimageisbasedontherecordedvaluesofintensityI,verybrightpointscorrespondtoreflectancefilmlocation

b)

Rys.12.Obrazyszczelinynapodstawiedanychzeskanowanialaserowego:a)lokalizacjawybranejszczelinywgórnejczęścipółnocnejścianybudynkuprzyul.Ciepłej3,b)„zeskanowany”przebiegszczelinyorazznaczekpomiarowyzfoliirefleksyjnej(obrazyrastrowestworzonenapodstawie

danychzeskanowanialaserowego,pokolorowanywgwartościI)

Fig.12.Imagesoftheslotsbasedonterrestriallaserscanningdata:a)thelocation oftheselectedslotinthetopofthenorthwallofCiepła3Building,b)the„scan”processslot

andmeasurementpointofreflectivefoil(RasterImagescreatedfromlaserscandata,color-coded forbythevaluesofI)

a)

Page 19: Analiza metod pomiarowych badania zachowania …...kątowo-liniowe, precyzyjne pomiary niwelacyjne, pomiary inklinometryczne oraz skanowanie laserowe. Poligon obejmuje budynki Ciepła

217

Rys.13.Mapahipsometrycznaścianypółnocnejbudynkuprzyul.Ciepłej3wygenerowananapodstawiewynikówskanowanialaserowego

Fig.13.HypsometricmapofthenorthernwallofCiepła3Buildinggeneratedbyterrestriallaserscaningresults

6. Wnioski

Zdaniem autorów należy dążyć do tworzenia zintegrowanych systemówmonitoringugeodezyjnegodającychmożliwośćdetekcjizagrożeń,opartychnajasnych,popartychbada-niaminaukowymimetodachpomiarowychdobranychdocharakteruistanutechnicznegobu-dynkówsąsiadującychzinwestycją,atakżespecyfikiwznoszonychobiektówbudowlanychiparametrówpodłoża.Opisanepowyżejbadaniawzakresieoddziaływańnowychinwestycjinazachowaniegruntuideformacjęobiektówbudowlanychposłużądostworzeniasystemudetekcjizagrożeńztymzwiązanych.

Od2011r.wPolitechniceWarszawskiejwZakładzieGeodezjiInżynieryjnejiPomiarówSzczegółowych,wewspółpracyzZakłademBudownictwaWodnegoiHydraulikiorazfirmągeodezyjnąDWGMonitoring,prowadzonesąpracenadprzygotowaniemzintegrowanegosystemuwykrywaniazagrożeńspowodowanychdeformacjamiobiektówbudowlanychwy-wołanymizmianamiwichpodłożu,opartegonaróżnychsystemachpozyskiwaniaianalizydanych.Dlazwiększenianiezawodnościifunkcjonalnościsystemuplanujesięgooprzećnanajpowszechniejstosowanych(niwelacjaprecyzyjna,precyzyjnepomiarykątowo-liniowe,pomiaryinklinometryczne),atakżenowoczesnychźródłachpozyskiwaniadanychoobiek-tachbudowlanychigruncie(skanowanielaserowe,badaniezmiannachyleńzapomocąpo-chyłomierzy).

Przyjętozałożenie,żekażdaztechnikpomiarowychbędziesystememmogącymwspo-sóbautonomicznypozyskiwaćdane,gromadzićjeorazanalizować,dostarczającinformacjiostaniemonitorowanegoobiektuijegopodłoża.Tesamedanepozyskaneposłużąteżjakoinformacjeweryfikującedostworzonychmodelipracygruntuimonitorowanychkonstrukcjibudowlanychorazichkalibracjimetodąanalizywstecz.

Page 20: Analiza metod pomiarowych badania zachowania …...kątowo-liniowe, precyzyjne pomiary niwelacyjne, pomiary inklinometryczne oraz skanowanie laserowe. Poligon obejmuje budynki Ciepła

218

Osiągnięciepostawionegoceluopartebędzienaintegracjidanychpomiarowychpocho-dzącychzróżnychtechnikpomiarowychoraznawykorzystaniuzaawansowanychtechnikmodelowanianumerycznego.

Autorzy dziękują za pomoc w opracowaniu danych pracownikom Zakładu Geodezji Inżynieryjnej i Pomiarów Szczegółowych (Wydział Geodezji i Kartografii, Politechnika Warszawska): – opracowanie danych z pomiarów sieci niwelacyjnej i kątowo-liniowej – mgr inż. Mariuszowi Pa-

sikowi, – opracowanie danych z pomiarów skanerem laserowym – mgr inż. Arturowi Adamkowi i mgr inż.

Krzysztofowi Bratusiowi (firma ASTRAGIS).

L i t e r a t u r a

[1] B r y ś H.,P r z ew ł o c k i S.,Geodezyjne metody pomiarów przemieszczeń budowli, WydawnictwoNaukowePWN,1998.

[2] D ł u ż ew s k i J. M., P o p i e l s k i P., Współczynniki sprężystego odporu gruntów wyznaczone na podstawie pomiarów osiadań reperów oraz analiza osiadań posadow-ienia budynków PPL LOT i PP Porty Lotnicze przy ul. 17 Stycznia w Warszawie za pomocą metody elementów skończonych,Geotechnika–JanuszDłużewski,Warszawa2000.

[3] K am i ń s k i W., B o j a r ow s k i K., D um a l s k i A., M r o c z k ow s k i K.,T r y s t u ł a J., Ocena możliwości wykorzystania skanera laserowego ScanStation firmy Leica w badaniu deformacji obiektów budowlanych, Czasopismo Techniczne z.2-Ś/2008,Kraków2008.

[4] K o t l i c k i W.,Wy s o k i ń s k i L.,Ochrona zabudowy w sąsiedztwie głębokich wyko-pów,InstrukcjaITBnr376/2002,Warszawa2002.

[5] L o n g M.,Database for retaining wall and ground movements due to deep excavations,JournalofGeotechnicalandGeoenvironmentalEngineering,Vol.127,No.3,2001.

[6] P o p i e l s k i P.,Wykorzystanie analizy wstecz do weryfikacji modeli numerycznych opisujących oddziaływanie głębokich posadowień na obiekty sąsiednie,PANKomitetInżynierii Lądowej iWodnej, Problemy naukowo-badawcze budownictwa,TomVI,Badawczo projektowe zagadnieniaw budownictwie,WydawnictwoPolitechnikiBi-ałostockiej,Białystok2008.

[7] P o p i e l s k i P.,Oddziaływanie głębokich posadowień na otoczenie w środowisku zur-banizowanym, Prace Naukowe PolitechnikiWarszawskiej, seria Środowisko, z. 61,OWPW,Warszawa2012.

[8] P r ó s z y ń s k i W.,Wo ź n i a k M.,Geodezyjny monitoring przemieszczeń obudowy wykopu i obiektów sąsiadujących (Doświadczenia z obiektu EUROPLEX w Warsza-wie),WydawnictwoPolitechnikiWarszawskiej,1999.

[9] S c hw e i g e r H.F., Benchmarking in geotechnics_1, Computational GeotechnicsGroup,CGG1R0062002,GrazUniyersityofTechnology,Austria,March2002.

[10] Z a c z e k - P e p l i n s k a J., P o p i e l s k i P., Utilisation of Geodetic Monitoring for Verification of the Numerical Model of Impact of a Building under Construction on Surrounding Structures, Proceedingsof FIGWorkingWeek2012,Roma,6-10.05.2012.