Masuratori Topo Geodezice la Nivelul C.h.e. Giulau Ii

LUCRARE DE DIPLOMĂ

MĂSURĂTORI TOPOGEODEZICE PENTRU URMĂRIREA COMPORTĂRII CONSTRUCȚIILOR LA BARAJUL GILĂU II TRANȘA SEPTEMBRIE 2011

INTRODUCERE

“Interesul oamenilor pentru măsurătorile terestre datează încă din antichitate, fiind determinat de necesitatea de măsurare și reprezentare a suprafețelor de teren pentru satisfacerea nevoilor economice, precum și pentru organizarea lucrărilor militare, agricole, de construcții, transporturilor.”

Lucrările topografice sunt folosite pe întreaga scară a economiei naționale în domenii foarte variate, cum ar fi: construcția și amenajarea orașelor și localităților rurale, organizarea teritoriului agricol, amenajarea pădurilor, etc.

În domeniul construcțiilor, lucrările topografice ocupă un rol foarte important, pentru că sunt legate de toate fazele realizării acestora și anume:

Planurile și hărțile topografice se folosesc pentru recunoașterea inițială a terenului care precede studiile topografice și proiectarea.

Pentru alegerea amplasamentului construcțiilor și în scopul elaborării proiectelor se execută lucrări topografice pentru obținerea planurilor și profilelor terenului în punctele și direcțiile caracteristice și în direcțiile de racordare cu caile de comunicații existente, pentru stabilirea poziției convenabile a rețelelor subterane, pentru stabilirea limitelor sectoarelor inundabile.

Rezultă astfel că orice construcție industrială, civilă, hidrotehnică precum și drumurile, căile ferate și podurile iau naștere mai întâi pe planul topografic și organizarea rațională a unui șantier de construcție este strâns legată de lucrările topografice.

Trasarea construcțiilor adică aplicarea proiectelor de execuție începe prin fixarea axelor fundamentale ale construcțiilor și se termină cu stabilirea în plan și înălțime a punctelor caracteristice ale construcțiilor, necesitând lucrări topografice de mare precizie.

În faza finală, de terminare a construcției, se fac lucrări topografice pentru întocmirea planurilor definitive ale construcțiilor executate care sunt necesare controlului final al execuției și exploatării raționale a construcției respective.

Lucrările topografice sunt utilizate și după terminarea și darea în exploatare a construcțiilor pentru urmărirea comportării lor în timp, adică în scopul determinării eventualelor tasări sau înclinări.

„În acest fel lucrările topografice preced, însoțesc și încheie realizarea prin metode științifice a construcțiilor.”

“Urmărirea comportării în timp a construcțiilor se desfășoară pe toată perioada de viață a acestora, începând cu execuția lor și pe toată durata de exploatare, și se poate defini ca o activitate sistematică de culegere și valorificare a informațiilor rezultate din observarea și măsurarea fenomenelor ce caracterizează construcțiile în procesul de interacțiune cu mediul ambiant și cu cel tehnologic. Proprietățile de comportament, ca și fenomenele și mărimile ce le caracterizează, se aleg pentru fiecare construcție în parte, astfel încât cu ajutorul unor criterii de apreciere și a unor condiții de calitate legate de destinația construcției, să permită aprecierea aptitudinii ei pentru exploatare, respectiv a realizării calităților care o fac să corespundă cerințelor proprietarilor și/sau utilizatorilor.

Scopul urmăririi comportării în timp a construcțiilor este de a obține informații în vederea asigurării aptitudinii construcțiilor pentru o exploatare normală, evaluarea condițiilor pentru prevenirea incidentelor, accidentelor și avariilor, respectiv diminuarea pagubelor materiale, de pierderi de vieți și de degradare a mediului (natural, social, cultural) cât și obținerea de informații necesare perfecționării activității în construcții. Efectuarea acțiunilor de urmărire a comportării în timp a construcțiilor se execută în vederea satisfacerii prevederilor privind menținerea cerințelor de rezistență, stabilitate și durabilitate ale construcțiilor cât și ale celorlalte cerințe esențiale.”

Urmărirea comportării în timp a construcțiilor se face periodic. Intervalul de timp dintre două cicluri de măsurători consecutive se alege în funcție de categoria de importanță a construcției urmărite, fiind stabilită de către expert sau proiectant, fiind de la 2-6 ori pe an, iar în unele cazuri o dată la doi ani.

Activitatea de urmărire în timp a construcțiilor este aplicată tuturor categoriilor de construcții, exceptând locuințele cu regim de înălțime P+1 sau fără etaj, anexele gospodărești și construcțiile provizorii. Restul categoriilor de construcții se urmăresc în timp, inclusiv locuințele cu regimul de înălțime P+2 sau mai mari.

“Dezvoltarea și perfecționarea modului de realizare a construcțiilor impune cunoșterea modificărilor pe care le suferă construcțiile în timp. Măsurarea acestor modificări are o deosebită importanță practică deoarece permite să se obțină indicații prețioase asupra comportării elastice și a oboselii materialului, precum și asupra comportării terenului pe care este executată construcția. Se pot astfel confrunta ipotezele studiilor teoretice și rezultatele practice obținute, ceea ce permite perfecționarea metodelor de realizare a construcțiilor în condițiile asigurării și stabilității acestora.”

Observarea comportării diverselor tipuri de construcții se face prin diferite metode:

Metodele fizico-chimice – se ocupă de măsurarea temperaturilor, presiunilor apei, dilatărilor, etc.

Metodele geometrice – urmăresc determinarea deplasărilor și deformațiilor, lucrările topografice având în această categorie un loc deosebit de important.

De obicei metodele topografice se bazează pe determinarea periodică a poziției punctelor marcate pe construcția observată, în raport cu poziția unor puncte considerate fixe situate în afara influenței construcției. Valorile foarte mici ale deplasărilor și deformațiilor construcțiilor impun utilizarea unor instrumente și metode care să asigure o precizie superioară a măsurătorilor și încadrarea rezultatelor în limita anumitor toleranțe stabilite în raport cu felul construcțiilor supuse observațiilor.

Toleranțele în raport cu felul construcțiilor supuse observațiilor se clasifică astfel:

Construcțiile de beton executate pe teren stâncos, se observă cu o precizie caracterizată de o eroare medie pătratică de ±1,0 milimetri.

Construcțiile de beton executate pe teren nestâncos, se observă cu o precizie caracterizată de o eroare medie pătratică de ± 2,0 milimetri.

Construcțiile de pământ, se observă cu o precizie caracterizată de o eroare medie pătratică de ± 5,0 milimetri.

Pentru observarea comportării construcțiilor se utilizează următoarele metode topografice:

Metoda nivelementului geometric de precizie se utilizează pentru a putea determina tasările construcțiilor industriale, civile, podurilor, barajelor sau digurilor. Aceste tasări se determină prin vize efectuate periodic cu instrumente de nivelment la mire așezate pe puncte caracteristice de pe construcții cât și la punctele stabile (de referință).

Metoda trigonometrică se utilizează pentru a determina deplasările orizontale și verticale a unor puncte inaccesibile de pe clădiri înalte, baraje sau coșuri de fum. Aceste deplasări orizontale și verticale se determină prin măsurarea periodică cu stațiile totale a unghiurilor verticale sau orizontale.

Metoda poligonometriei de precizie se utilizează pentru determinarea deplasărilor orizontale a unor puncte de pe construcții (terasamente, baraje). Aceste deplasări orizontale se determină prin măsurarea periodică cu stația totală a unghiurilor orizontale.

Metoda nivelmentului hidrostatic se utilizează pentru determinarea periodică a tasărilor construcțiilor industriale și civile precum și a barajelor, cu ajutorul unor dispozitive speciale bazate pe principiul vaselor comunicante.

Metoda fotogrammetrică se utilizează pentru determinarea deplasărilor unor puncte de pe baraje și construcții industriale conform principiului stereofotogrammetric, pe baza fotogrammelor obținute cu ajutorul fototeodolitului care se așează periodic în aceleași stații fixe și permite obținerea coordonatelor punctelor caracteristice respective.

CADRUL LEGAL AL URMĂRIRII COMPORTĂRII CONSTRUCȚIILOR ÎN TIMP

Problema riscului degradării construcțiilor hidrotehnice, în general, și a barajelor, în special, are o mai mare importanță în comparație cu riscul produs de degradarea construcțiilor civile și industriale.

Gestionarea riscului la baraje este o problemă foarte dificilă, aflată atât în responsabilitatea deținătorilor de baraje, dar și a autorităților, a agenților economici și a populației din zonele ce ar putea fi afectate. Pagubele produse de distrugerea acestor construcții, din cauze de natură tehnică sau acțiuni umane (sabotaje, razboi) pot ajunge la nivelul celor produse de dezastrele naturale.

În acest sens, se face o trecere în revistă a prevederilor legale și ale Nomelor Tehnice pentru Lucrările Hidrotehnice privind siguranța în exploatare a barajelor.

Legea Apelor nr. 107/1996, modificată și completată prin Legea nr. 310/2004 prevede că deținătorii de baraje și orice tip de construcții hidrotehnice sunt obligați să le întrețină, repare și să le exploateze în condiții de maximă siguranță.

Ordonanța de Urgențǎ nr. 244/2000 privind siguranța barajelor, modificată și completată prin Legea nr. 466/2001 conține prevederi referitoare la realizarea și exploatarea în siguranță a barajelor.

“Respectarea exigențelor de performanță referitoare la siguranța barajelor este obligatorie în toate etapele de realizare și de exploatare a acestora: proiectare, execuție, exploatare în perioada de execuție, exploatare curentă și post-utilizare sau abandonare”.

Această Ordonanță introduce noțiunea de indice de risc, cu o valoare considerată acceptabila egală cu 1. În cazul unui risc inacceptabil (o valoare a indicelui de risc mai mare decât 1) barajul nu poate fi exploatat.

Conform acestei Ordonanțe prin compararea cu indicele de risc calculat barajele se clasifică astfel:

Categoria A: Baraje de importanță excepțională

Categoria B: Baraje de importanță deosebită

Categoria C: Baraje de importanță normală

Categoria D: Baraje de importanță redusă

Legea nr. 10/1995 privind calitatea în construcții, include modificările următoarelor acte:

H.G. nr. 498/2001

Legea nr. 587/2002

Legea nr. 123/2007.

H.G.R nr. 766 pentru aprobarea unor regulamente privind calitatea în construcții.

H.G.R 261/1994 pentru aprobarea unor regulamente elaborate în temeiul art. 35 și 36 din Ordonanța Guvernului nr. 2/1994 privind calitatea în construcții. În această hotărâre de guvern se aprobă:

Regulamentul privind conducerea și asigurarea calității în construcții

Regulamentul privind stabilirea categoriei de importanță a construcțiilor

Regulamentul privind urmărirea comportării în exploatare, intervențiile în timp și post-utilizarea construcțiilor.

NTLH-031 Ordinul nr.117/2002 al MAPPM pentru aprobarea Regulamentului privind certificarea personalului de conducere și coordonare a activității de urmărire a comportării în timp a barajelor (M.Of. nr.427/19.06.2002).

STAS 10439/76 – Marcarea și semnalizarea punctelor pentru supravegherea construcțiilor și terenurilor.

STAS 2745/90 privind terenurile de fundare și urmărirea tasărilor fundațiilor prin metode topografice.

STAS 7883/90 – Construcțiile hidrotehnice; Supravegherea comportării în timp.

NP 87/2003 – Normativ pentru urmărirea comportării construcțiilor hidrotehnice

NP 130/1999 – Normativ privind comportarea în timp a construcțiilor

REȚELE GEODEZICE DE URMĂRIRE A COMPORTĂRII CONSTRUCȚIILOR ÎN TIMP

Rețelele geodezice de urmărire a comportării construcțiilor sunt proiectate și realizate ca rețele planimetrice: de microtriangulație, microtrilaterație și rețele nivelitice, constituite din trasee de nivelment geometric de precizie. În cazul urmăririi comportării terenului, a unor baraje de dimensiuni mari, cu ajutorul echipamentelor GNSS, urmărirea în plan orizontal și vertical se poate face simultaanță referitoare la siguranța barajelor este obligatorie în toate etapele de realizare și de exploatare a acestora: proiectare, execuție, exploatare în perioada de execuție, exploatare curentă și post-utilizare sau abandonare”.

Această Ordonanță introduce noțiunea de indice de risc, cu o valoare considerată acceptabila egală cu 1. În cazul unui risc inacceptabil (o valoare a indicelui de risc mai mare decât 1) barajul nu poate fi exploatat.

Conform acestei Ordonanțe prin compararea cu indicele de risc calculat barajele se clasifică astfel:

Categoria A: Baraje de importanță excepțională

Categoria B: Baraje de importanță deosebită

Categoria C: Baraje de importanță normală

Categoria D: Baraje de importanță redusă

Legea nr. 10/1995 privind calitatea în construcții, include modificările următoarelor acte:

H.G. nr. 498/2001

Legea nr. 587/2002

Legea nr. 123/2007.

H.G.R nr. 766 pentru aprobarea unor regulamente privind calitatea în construcții.

H.G.R 261/1994 pentru aprobarea unor regulamente elaborate în temeiul art. 35 și 36 din Ordonanța Guvernului nr. 2/1994 privind calitatea în construcții. În această hotărâre de guvern se aprobă:

Regulamentul privind conducerea și asigurarea calității în construcții

Regulamentul privind stabilirea categoriei de importanță a construcțiilor

Regulamentul privind urmărirea comportării în exploatare, intervențiile în timp și post-utilizarea construcțiilor.

NTLH-031 Ordinul nr.117/2002 al MAPPM pentru aprobarea Regulamentului privind certificarea personalului de conducere și coordonare a activității de urmărire a comportării în timp a barajelor (M.Of. nr.427/19.06.2002).

STAS 10439/76 – Marcarea și semnalizarea punctelor pentru supravegherea construcțiilor și terenurilor.

STAS 2745/90 privind terenurile de fundare și urmărirea tasărilor fundațiilor prin metode topografice.

STAS 7883/90 – Construcțiile hidrotehnice; Supravegherea comportării în timp.

NP 87/2003 – Normativ pentru urmărirea comportării construcțiilor hidrotehnice

NP 130/1999 – Normativ privind comportarea în timp a construcțiilor

REȚELE GEODEZICE DE URMĂRIRE A COMPORTĂRII CONSTRUCȚIILOR ÎN TIMP

Rețelele geodezice de urmărire a comportării construcțiilor sunt proiectate și realizate ca rețele planimetrice: de microtriangulație, microtrilaterație și rețele nivelitice, constituite din trasee de nivelment geometric de precizie. În cazul urmăririi comportării terenului, a unor baraje de dimensiuni mari, cu ajutorul echipamentelor GNSS, urmărirea în plan orizontal și vertical se poate face simultan în rețea geodezică unică. Construcțiile hidrotehnice sunt cele mai urmărite din punct de vedere al deplasărilor și deformărilor.

2.1. Tipuri de rețele geodezice de urmărire a comportării în plan

Rețelele geodezice de urmărire a comportării în plan se clasifică astfel:

Rețeaua completă este rețeaua în care apar toate cele patru feluri de puncte: puncte de stație, de control, de observație și de orientare. Punctele de observație și punctele de control sunt legate cu vize reciproce, deci sunt staționate. De obicei punctele de pe obiectul cercetat nu pot fi staționate, ele vor fi doar vizate din stațiile de observație, la fel ca și punctele de orientare. Exemplul de folosire a unei rețele complete îl constituie microtriangulația barajelor.

Rețeaua incompletă este rețeaua în care între punctele de stație și cele de control nu există vize reciproce, adică punctele de control nu sunt staționabile. Caracteristice pentru această rețea sunt stațiile de observație separate, legate de punctele de control prin vize unilaterale. Punctele de control, punctele de orientare, precum și puncte sau detalii ale obiectului examinat sunt componentele acestei rețele. Exemplul de folosire a unei rețele incomplete îl constituie terenurile cu vizibilitate redusă sau podurile, în cazul cărora se staționează direct pe obiectul de cercetat.

Rețeaua simplă este rețeaua compusă din stații de observație, puncte de observație și puncte de control. Această rețea este utilizată pentru a determina deformațiile orizontale ale suprafeței de teren (cum este cazul alunecărilor de terenuri) și deformațiile obiectelor accesibile direct și ușor. Reperele de pe obiectul cercetat vor fi înlocuite cu rețeaua stațiilor de observație, acesta sunt legate între ele și legate reciproc cu punctele de control. Deci deplasarea unor părți ale obiectului de cercetat este identică cu deplasarea stațiilor de teodolit. Punctele de control vor fi situate în afara zonei supuse deplasării.

Metode clasice de realizare a rețelelor de urmărire a comportării construcțiilor în timp

Metodele clasice de realizare a rețelelor de urmărire a comportării construcțiilor în timp cele mai utilizate în țara noastră sunt: metoda microtriangulației, metoda microtrilaterației și metoda aliniamentului.

Metoda microtriangulației.

Pentru măsurarea deplasărilor în plan orizontal a construcțiilor masive, se proiectează și fixează pe terenul din vecinătatea construcției puncte de observație, de orientare și de control, iar pe construcția supusă observației se fixează repere de vizare. Aceste puncte formează rețeaua punctelor de referință față de care se determină deplasările punctelor de pe obiectul cercetat. În practică se întâlnesc următoarele tipuri de rețele de microtriangulație:

rețele complete – rețelele în care apar toate cele patru feluri de puncte menționate.

rețele incomplete – rețelele în care între punctele de stație și cele de control nu mai există vize reciproce.

rețele simple – rețelele compuse din stațiile de observație, punctele de observație și punctele de control.

Metoda microtrilaterației

Rețelele liniare sunt eficiente la determinarea deplasărilor orizontale ale punctelor. Acestea pot fi dezvoltate ca rețele constrânse, dacă sistemul de axe față de care urmează să se calculeze poziția punctelor noi este definit aprioric printr-un număr de elemente mai mare decât strictul necesar (coordonatele X, Y ale unui punct și orientarea unei laturi), sau ca rețele libere, dacă sistemul de axe este ales convenabil.

Metoda aliniamentului

Metoda aliniamentului este utilizată frecvent pentru a măsura deplasările punctelor în plan orizontal, aplicându-se în special atunci când punctele observate sunt grupate aproximativ de-a lungul unei linii drepte, spre exemplu la urmărirea podurilor, a digurilor și barajelor.

Aceasta metodă clasică se bazează pe două procedee de masurare:

Procedeul măsurării unghiurilor paralactice – procedeu utilizat atunci când sunt anticipate deplasări transversale mai mari ale punctelor, de ordinul centimetrilor sau zecilor de centimetri în cazul urmăririi construcțiilor de pământ și a alunecărilor de teren.

Procedeul vizării în lungul aliniamentului – procedeu aplicat atunci când sunt așteptate deplasări transversale relativ mici, de ordinul milimetrilor, în unele cazuri chiar până la 5 centimetri, în cazul urmăririi construcțiilor rigide din beton armat și a construcțiilor metalice.

2.3. Metode moderne de realizare a rețelelor de urmărire a comportării construcțiilor

Măsurătorile prin unde, măsurătorile fotogrammetrice, dar în special metodele de măsurare și poziționare spațiale au înlocuit sau completat metodele clasice de măsurare. Metodele GPS se referă la măsurători laser de distanțe spre sateliți (SLR – Satellite Laser Ranging), măsurători interferometrice de baze (VLBI – Very Long Baseline Interferometry), măsurători Doppler și măsurători folosind sistemul de sateliți NAVSTAR – GPS (Navigation System with Time And Ranging – Global Positioning System).

Aceste metode moderne de măsurare necesită aparatură adecvată:

teodolite electronice de precizie.

un sistem de coordonate tridimensional – două sau mai multe teodolite electronice conectate la un microcalculator, acestea creează un sistem de coordonate tridimensional, cu calcularea coordonatelor în timp real.

măsurare de tip puls – sunt modele de instrumente EDM cu o transmisie de puls scurt și măsurarea directă a timpului de propagare având o mare de energie a semnalul transmis, putând fi utilizate fără reflectoare pentru masurarea distanțelor scurte (de până la 200 de metri), direct la pereți sau pe suprafețe plane, cu o precizie de aproximativ 10 milimetri.

instrumente cu frecvență duală – sunt voluminoase și greoaie în utilizare, însă permit realizarea unei abateri standard de ± 0,1 mm ± 0,1 ppm.

stații totale automatizate coaxiale Theomat – sunt proiectate pentru realizarea de studii de monitorizare a deformațiilor.

recunoașterea automată a țintei (ATR) – un semnal IR emis este transmis la prisma care reflectă pasiv semnal înapoi la instrument.

Cele mai utilizate metode moderne de realizare a rețelelor de urmărire a comportării construcțiilor în timp sunt metoda poligonometrică, utilizarea rețelelor GNSS pentru urmărirea comportării construcțiilor în timp și Sistemul GOCA.

Metoda poligonometrică

Atunci când nu se poate folosi metoda aliniamentului, vizibilitatea între capetele aliniamentului fiind împiedicată de obstacole, condiții naturale sau distanțe prea mari este indicată utilizarea metodei poligonometrice pentru determinarea deplasărilor orizontale. În cazul rețelelor poligonometrice planimetrice proiectate pentru lucrări de urmărire, este recomandată tratarea lor prin metoda măsurătorilor indirecte, ca rețele neconstrânse, păstrând nealterată precizia interioară a rețelei, chiar dacă în rețea s-au inclus puncte dintr-un sistem existent, cum ar fi sistemul național.

Utilizarea rețelelor GNSS

Pentru baraje cu deschidere de peste 1000 de metri este recomandat să se urmărească modul de comportare a barajului și versanților adiacenți și prin metode GNSS (Global Navigation Satellite System). Aceste metode oferă valori ale deplasărilor absolute ale punctelor extreme ale rețelei, cu o precizie superioară măsurătorilor geodezice clasice, fiind recomandată măsurarea cu precizie superioară a unor laturi din rețea.

Sistemul GOCA (GNSS/GPS/LPS Based On-line Control and Alarm System) este un multisistem de componente software și hardware, având scopul de a monitoriza și analiza deformațiile geotehnice în timp real.

Obiectivele proiectului GOCA sunt:

Monitorizarea online a rețelelor clasice de deformații

Monitorizarea online a clădirilor relevante din punct de vedere a siguranței

Monitorizarea online a instalațiilor geotehnice, pe baza sistemului de sateliți GPS

Vizualizarea și analiza pentru punctele – obiect, online la centrul GOCA

Alertă automată dacă se ajunge la o stare critică a obiectului.

Componentele hardware ale sistemului GOCA constă în senzori GNSS și senzori de poziționare locală LPS folosiți ca stații totale și instrumente de nivelment pentru monitorizarea geodezică, furnizând vectorul de stare a deplasărilor, vitezelor și accelerațiilor pentru punctele obiect. Se folosesc senzorii locali (LS) ca senzori de forță și presiune, rezultând o analiză integrată a deformației.

DETERMINAREA STABILITĂȚII REPERELOR ÎN LUCRĂRILE DE URMĂRIRE A COMPORTĂRII CONSTRUCȚIILOR

3.1. Importanța cunoașterii stabilității reperelor

Realizarea unei rețele formate din pilaștri, materializați în teren, și mărci, amplasate pe construcția urmărită, este necesară pentru efectuarea măsurătorilor topo-geodezice. Aceste puncte sunt legate prin măsurarea unor elemente geometrice (unghiuri, distanțe, diferențe de nivel), pentru a li se determina coordonatele într-un sistem de referință. Există mai multe metode de măsurare ce pot fi folosite: microtriangulația, metoda aliniamentului, poligonometria – pentru rețele de urmărire a comportării construcției în plan (planimetrice), respectiv: nivelment geometric de precizie, nivelment hidrostatic, nivelment trigonometric, pentru rețele de urmărire a comportării pe înălțime (nivelitice).

La determinarea cotelor se va efectua nivelmentul geometric, cu vize mici, de înaltă precizie. La efectuarea observațiilor asupra tasărilor punctelor construcțiilor amplasate pe locuri greu accesibile și cu diferențe mari de nivel, se va folosi metoda trigonometrică, distanțele și unghiurile de înclinație fiind măsurate prin metode de precizie înaltă. Pentru a putea determina cotele în poziții strâmtorate din interiorul clădirilor este folosit nivelmentul hidrostatic. La amplasarea compactă a unui număr mare de puncte pentru observație (cu diferite nivele) pe pereții cu vizibilitate bună se va aplică metoda fotogrammetrică.

Reperele de control ar trebui să fie construite în cămine vizibile, iar cota capului acestora să fie cu maxim 0,5 metri mai sus decât cota prevăzută în sistematizarea verticală. Amplasamentul unui corp de control trebuie ales astfel încât de la el să poată fi vizate direct cât mai multe mărci mobile.

Mărcile de pe construcție se fixează pe elementele construcției, a căror mișcare trebuie să fie urmărită în așa fel încât ele să poată fi conservate, păstrate și accesibile măsurătorilor pe toată perioada de exploatare a construcției.

În funcție de felul, forma și mărimea tasării, rețeaua de nivelment poate fi realizată sub formă de poligoane închise sau sub formă de drumuiri aproximativ paralele între ele. Rețeaua sub formă de poligoane închise este aplicată la examinarea mișcării terenului sau ansamblului mare de construcții, iar drumuirile de nivelment se folosesc la examinarea obiectivelor alungite cuum ar fi podurile, forajele sau viaductele.

În cadrul fiecărei rețele de urmărire este necesar să fie determinate un număr minim de puncte, stabile în timp. Față de aceste puncte se vor calcula coordonatele celorlalte puncte, considerate mobile. Determinarea stabilității reperelor de control se va face prin compararea diferenței de nivel măsurate cu diferența de nivel calculată. Dacă diferențele de nivel între reperele de control măsurate în cele două cicluri nu diferă între ele cu mai mult decât valoarea erorii de măsurare, atunci acestea pot fi considerate stabile.

Alegerea punctelor stabile trebuie să fie făcută cu maximum de atenție. Corectitudinea valorilor deplasărilor depinde de respectarea ipotezei de stabilitate a punctelor de referință. O atenție deosebită trebuie să se acorde conservării în timp a elementelor de marcare și materializare a rețelei.

3.2. Determinarea stabilității reperelor de control

Elementul de care depinde precizia măsurătorilor în drumuirile de nivelment pentru determinarea tasărilor este numărul de stații și nu lungimea drumuirilor, deci ponderea va fi stabilită în funcție de numărul de stații. Având diferențele de nivel măsurate la dus și la întors, atât inițial, cât și actual, se poate calcula eroarea medie pătratică a unității de pondere cu ajutorul relației:

unde :

d – reprezintă diferența între diferențele de nivel de la dus și întors

n – este numărul stațiilor instrumentului considerat numai într-o singură direcție

r – reprezintă numărul diferențelor “d”.

Precizia valorilor obținute este influențată de o serie de factori: calitatea instrumentelor folosite, acuratețea observațiilor, condițiile de mediu existente, conformația rețelei, dispunerea punctelor rețelei.

În practică nivelmentul pentru determinarea stabilității reperelor de control se execută de două ori: inițial și actual.

Aprecierea preciziei măsurătorilor se va face în mod global ținându-se cont de ambele cicluri de măsurători, astfel:

.

Pentru aprecierea stabilității reperelor de control se vor lua în considerare două dintre aceste repere, situate unul față de altul la stații în ciclul întâi și la stații în cel de al doilea ciclu.

Considerăm că diferența de nivel dintre acestea este și . Dacă , a fost determinat având în vedere ambele cicluri de măsurători, vom avea:

.

.

Dacǎ

.

Valoarea maximă a diferenței se stabilește conform teoriei erorilor cu relația:

, .

Deci dacă diferența între diferența de nivel măsurată între doi reperi de control în ciclul I, respectiv ciclul II depășește valoarea rezultă că reperii nu sunt stabili deci aceștia s-au deplasat.

3.3. Tipuri de repere utilizate la lucrările de urmărire a comportării construcțiilor în timp

Materializarea reperelor de nivelment se face prin diferite metode, pe clădiri, pe stânci sau pilaștri de beton montați în teren. Reperele pot să fie amplasate aproape de colțurile unor clădiri care prezintă siguranță.

Reperele tip pană sau tip fus sunt des folosite pentru materializarea punctelor. Aceste repere sunt confecționate din fontă sau materiale speciale cum ar fi sticla, bronzul, oțelul. Aceste materiale sunt folosite datorită rezistenței lor la umiditate, acizi și coroziune. Reperul va fi protejat împotriva influențelor exterioare cu ajutorul unei vopsele pe bază de miniu sau cu ajutorul vaselinei.

Reperele montate pot avea diferite forme: tip pană, tip fus, repere obișnuite, din bare de oțel sau corniere, eventual nituri cu cap semirotund. În fundațiile de asfalt și beton pot fi montate repere tip pană, prin împușcare cu un pistol special. Formele și materialele din care se confecționează reperele se aleg în funcție de condițiile locale: forma și materialul clădirii urmărite, condițiile mediului. Amplasarea va ține cont de necesitatea poziționării verticale a mirelor.

În locul reperelor tip fus, s-a propus folosirea de repere din deșeuri de oțel pentru armături, cu diametrul de 16-18 mm, pe al căror cap va fi montată prin sudare o bilă de oțel, care este apoi cromată.

Numărul de puncte de observare de pe clădire trebuie să facă posibilă determinarea precisă a deplasărilor. Un număr mare de mărci se distrug sau devin inaccesibile pe parcursul construcției și exploatării, astfel se recomandă să fie montate cel puțin trei mărci pentru fiecare parte independentă a clădirii.

Ca reper încastrat în obiectul observat se poate folosi reperul de oțel sub forma de tije având un cap semisferic executat din metal dur, inoxidabil și pe care se poate așeza cu ușurință mira sau prisma optică.

Tijele se fixează cu mortar de ciment în orificiile săpate în zidurile clădirilor. Pentru a conserva starea lor inițială și pentru a evita ciobirea sau deteriorarea, reperii pot fi protejați prin capace speciale de protecție.

În țara noastră, normativul elaborat de I.N.C.E.R.C. privind determinarea tasărilor construcțiilor civile și industriale prin metode topografice C.61-64, recomandă ca reper de control montat în pereții construcțiilor stabile, reperul din figura următoare:

a. Corpul mărcii sau reperului

b. Capac cu bulon sferic al mărcii sau reperului

Fig 3.1. Reperi de control I.N.C.E.R.C. montați pe construcții în România

Reperii de control fixați pe sol sunt de două tipuri:

Reperi de suprafață

Reperi de adâncime.

Reperii de control de suprafață sunt construiți sub forma unor borne de beton armat și au forma de trunchi de piramidă, cu baza cu secțiune pătrată. Borna de beton armat se sprijină pe o talpă, de asemenea din beton armat cu care se leagă prin intermediul unei armături metalice.

Drept repere de control se admit :

reperele nivelmentului de precizie de stat de ordin superior

reperele de câmp

reperele de zidărie.

Fig. 3.2. Reperi de control de suprafață utilizați în Romania

Pentru unele construcții sunt utilizate repere de adâncime, care ajung la câțiva zeci de metri în sol. Stabilizarea reperelor este asigurată printr-o gaură special amenajată pentru a elimina influențele dăunătoare ale rocilor de la suprafață.

În România, normativul I.N.C.E.R.C. prevede construirea reperilor de control de adâncime, conform figurii de mai jos:

Fig. 3.3. Reper de adâncime INCERC – poziția de batere și poziție definitivă

Numărul mărcilor montate va depinde de forma pe care o are clădirea, de materialele de construcție folosite, precum și de scopul măsurătorilor. Reperele de înălțime pot fi montate pe o placă de fundație sau pe soclul fundației, fiind protejate împotriva deteriorării de un capac de oțel sau beton.

În cazul amplasării bornelor de nivelment pe teren se va ține seama de înclinarea terenului, de natura solului, de nivelul apei freatice, precum și de necesitatea protejării împotriva deteriorărilor provocate de transport sau lucrările agricole. Locurile adecvate sunt cele de pe stânci, pietriș, nisip cu granulație mare. Pentru a stabiliza reperele trebuie să se ia în considerare adâncimea de fundare, nivelul apei freatice și adâncimea de îngheț.

Reperul de zidărie se încastreză în zidăria construcțiilor masive, care nu mai prezintă tasări. Aceștia se încastreză cu coada lor în zidărie într-o gaură săpată și umplută cu mortar de ciment de calitate superioară.

Fig. 3.4. Reperi de nivelment de zidărie în România

Reperul de câmp se compune din două părți distincte:

reperul propriu zis (borna)

marca, piesa care se montează la partea superioară în bornă și pe care se va pune mira sau prisma optică. Reperii se acoperă cu pământ pentru a fi protejați și numai când se așează mira pe reper se va degaja de pământ, la finalizarea măsurătorilor acesta se va acoperi pentru conservare.

Fig. 3.5. Reperi de câmp în România

Există anumite cerințe de amplasare pe care reperele de control trebuie să le îndeplineasă:

stabilitatea reperului – reperul va servi ca sprijin, astfel încât variația centrului reperului în plan și înălțime să fie mai mică decât toleranța admisă. Practica a arătat că asigurarea stabilității reperelor de control pentru o perioadă îndelungată, de ani de zile, este dificilă.

conservarea îndelungată a reperului – reperul va trebui să poată fi folosit ca punct de sprijin nu numai în procesul de trasare – montare, dar și în verificările ulterioare ale instalațiilor în perioada de exploatare.

accesibilitatea reperului – centrul reperului va trebui să permită o instalare rapidă, sigură și cu precizie a instrumentelor topografice.

locul de amplasare a reperului – reperul trebuie să fie amplasat într-un loc comod pentru efectuarea măsurătorilor de precizie, de asemenea să asigure un control sigur al pozițiilor reciproce și să permită măsurarea deplasărilor mărcilor cu o eroare medie pătratică în limitele a 1 milimetri.

Repere speciale pentru lucrări de precizie

Marcarea la zi a punctelor, chiar realizată prin pilaștri monolit de beton cu dispozitive de centrare forțată, nu asigură cerințele preciziei și stabilității.

S-a observat că oscilațiile diurne și anuale ale temperaturii aerului influențează sensibil poziția reperului. În cazul distrugerii reperului de la zi, rețeaua nu va mai putea fi reconstituită precis. Datorită acestui fapt s-au construit diverse tipuri de reperi subterani de înaltă stabilitate și pilaștri cu posibilități de centrare precisă a instrumentelor de măsurare pe verticala reperului subteran. Transpunerea pe verticală a reperului subteran la zi poate fi realizată într-un sistem mecanic sau optic.

Repere subterane cu transpunere mecanică

Reperii hidrostatici sau “umezi”, funcționează pe principiul pendulului invers. Marca subterană, numită și marcă de adâncime, va fi amplasată la o adâncime evaluată în funcție de anumiți factorii ..

O coloană, umplută cu apă, va porni de la marcă pe verticală și va intra în bazinul în care plutește flotorul cu aripi stabilizatoare, ancorat printr-un fir de oțel de reper. În partea superioară, flotorul are o placă reticul, care se menține în aceeași poziție față de verticala locului, prin împingerea hidrostatică a flotorului. Centrarea cu mare precizie pe placa reticul este realizată cu un dispozitiv optic. Stabilitatea reticulului față de verticala mărcii de adâncime este asigurată la 0,050,10mm.

Reperele hidrostatice au următoarele dezavantaje:

realizarea lor practică este dificilă

există pericolul înghețării lichidului din cazul lipsei unei incinte speciale de protecție.

Repere speciale cu transpunere optică

Reperul și pilastrul formează un ansamblu ușor de executat, economic și precis. Reperele speciale cu transpunere optică fac posibilă atingerea unei precizii de centrare pe verticala locului de cel puțin 0,01 0,02 milimetri. Aceste rezultate satisfac exigențele de precizie ale măsurătorilor geodezice.

3.4. Determinarea amplasamentului optim a reperelor de control

Reperele de control trebuie amplasate în afara zonei de influență a construcției urmărite. Reperele de control pot fi montate pe clădiri, pe stânci stabile, pe pilaștrii din beton construiți pe teren, sau pe borne de beton.

Clădirile pe care se montează reperele de control trebuie să îndeplinească câteva condiții:

să fie consolidate

să fie în exploatare de cel puțin cinci ani

să nu fie supuse diferitelor influențe interioare și exterioare, cât și trepidațiilor

să nu fie amplasate pe terenuri inundate sau subminate.

Reperele de control se așează, de regulă, în apropierea colțurilor, unde stabilitatea este mai mare. Reperul de control amplasat pe construcții sau pe stâncă prin încastrare este de regulă confecționat din oțel sub formă de tijă și este prevăzut cu un cap semisferic, executat din metal dur, inoxidabil, pe care se va așeza mira. Acest reper se fixează cu mortar de ciment în orificiile săpate în ziduri sau stânci. Reperele deosebit de importante vor fi prevăzute cu capace de protecție. Reperele de control de pe obiectul cercetat trebuie să fie amplasate în acord cu proiectantul general al construcției, în așa fel încât deplasările lor să caracterizeze comportarea construcției în ansamblu.

Condiția de bază în amplasarea reperelor de pe obiectul cercetat este însă aceea ca orice astfel de reper să poată fi observat din cel puțin trei puncte de observație și numai în mod cu totul excepțional din două astfel de puncte.

Reperele de control amplasate pe teren, numite și repere de suprafață, sunt construite sub formă de borne din beton armat, având formă de trunchi de piramidă cu baze pătrate. Borna din beton armat se sprijină pe o talpă din beton armat, de care este legată cu ajutorul unei armături metalice.

Dacă terenul în care este montat reperul nu este rocă masivă ci pietriș sau teren moale, talpa reperului trebuie să fie amplasată la o adâncime de cel putin 2,5 metri. Adâncimea de amplasare a tălpii reperului se stabileste în funcție de adâncimea de îngheț, respectiv adâncimea apelor freatice.

Dacă reperele de control sunt amplasate în teren moale sau adâncimea straturilor de pământ macroporice depășește 2 metri se impune folosirea reperelor de adâncime, talpa acestui reper putând ajunge până la o adâncime de câțiva zeci de metri, asigurându-se că ele nu se vor mai deplasa în timp.

Adâncimea de îngheț depinde de zona geografică, proprietățile solului, durata gerului și înălțimea zăpezii. În România adâncimea maximă a înghețului este de 1,20 metri, iar adâncimea favorabilă a nivelului apelor freatice este de 3,00 – 3,50 metri. Astfel, adâncimea optimă de fundare a reperelor de control trebuie să fie de 2,00 – 2,50 metri.

Puțul din beton armat are un rol de protecție împotriva deplasărilor orizontale ale terenului.

Ca repere de control pentru urmărirea comportării în timp a unei construcții se pot folosi și reperele nivelmentului de precizie de stat dacă se găsesc în apropiere.

Pe baza experienței practice, se observă că distanța minimă admisă pentru amplasarea reperelor de control față de construcția urmărită este de 2H (H = înălțimea construcției) sau de 4S (S = lățimea gropii de fundație).

Normativele elaborate de I.N.C.E.R.C. pentru determinarea tasărilor construcțiilor civile și industriale prin metode topografice, prevăd că “stabilirea distanței minime D (în metri) de la construcție până la punctul de amplasare a reperului de control se poate determina cu relația: D=5în care B este lățimea minimă a radierului sau a tălpii de fundație, exprimată în metri. În cazul barajelor cu înălțimi de peste 40 metri, zona de influență va fi calculată pe baza distribuției eforturilor în masivul de pământ.

METODE TOPO – GEODEZICE DE MĂSURARE A DEPLASĂRILOR ȘI DEFORMAȚIILOR VERTICALE ALE CONSTRUCȚIILOR

O importanță deosebită în analiza comportării construcțiilor, atât în timpul încercărilor pe modele sau la scară naturală, cât și după darea lor în folosință și exploatare o au datele privind deplasările pe verticală ale acestora.

Principiul măsurării deplasărilor și deformațiilor pe verticală constă în determinarea repetată a cotelor punctelor de control, numite și mărci de tasare, fixate pe construcția cercetată, în raport cu mai multe repere fixe, amplasate pe terenuri nedeformabile și în afara zonei de influență a construcției. Punctele de control încastrate pe construcție, se deplasează împreună cu construcția și deci prin observații efectuate asupra lor, se pot stabili valorile deplasărilor verticale.

Metodele utilizate la determinarea tasărilor construcțiilor se pot grupa după cum urmează:

Metoda nivelmentului geometric de înaltă precizie

Metoda nivelmentului trigonometric de precizie

Metoda nivelmentului hidrostatic.

Mărimile deplasărilor verticale, tasări sau ridicări, se pot determina prin metode numerice, semiriguroase, folosind prelucrarea datelor măsurătorilor din teren prin metoda celor mai mici pătrate.

Alegerea unui anumit tip de măsurătoare se face în funcție de natura și precizia cercetării efectuate.

4.1. Metode de măsurare a deplasărilor verticale

4.1.1. Utilizarea metodei nivelmentului geometric de înaltă precizie

Principala metodă pentru a determina tasările construcțiilor hidrotehnice este nivelmentul geometric de precizie. Este metoda care asigură precizia cea mai mare la măsurarea deplasărilor verticale ale construcțiilor, la urmărirea comportării în timp, și în faza de exploatare.

În funcție de tipul, forma și mărimea construcției studiate, se creează configurația rețelei de nivelment geometric care poate fi realizată sub forma de poligoane închise sau sub formă de drumuiri aproximativ paralele între ele.

În componența rețelei regăsim următoarele tipuri de puncte:

Mărci sau puncte de control

Repere fixe

Mărcile sau punctele de control sunt fixate pe construcția care este supusă cercetării în acest caz sunt numite și mărci de tasare sau repere mobile.

Punctele de control au rolul de a reda cât mai fidel componentele verticale ale deplasărilor unor elemente separate, sau a construcției care se tasează, pe care ele sunt fixate. Ele se încastrează în elementele de rezistență ale construcției și trebuie să asigure verticalizarea pe acestea a mirelor de nivelment sau montarea dispozitivelor de nivelment hidrostatic.

Reperele fixe numite și repere de referință sunt amplasate în terenuri nedeformabile și în afara zonei de influență a construcției studiate. Acestea au rolul de a realiza un plan de comparație față de care se vor determina deplasările verticale ale punctelor de control. La amplasarea acestora trebuie să ținem cont de condițiile geotehnice și hidrologice ale terenului, de necesitatea asigurării condițiilor optime pentru a efectua citirile pe mire, de elementele de organizare a șantierului și de sistematizarea terenului în jurul construcției studiate.Vom avea minim două repere fixe, dispuse astfel încât să acopere cât mai uniform zona înconjurătoare a construcției.

Reperele fixe se pot clasifica în repere de suprafață și repere de adâncime. Reperele fixe de adâncime și în mică măsură cele de suprafață au rolul de a asigura stabilitatea planului orizontal de referință, față de care se determină deplasările verticale ale punctelor de control, încastrate pe construcția luată în studiu.

Ca regulă generală, reperele fixe se amplasează în afara zonei de influență a construcției observate, sub adâncimea de îngheț și până la roca de bază, sau sunt încastrate în construcții existente, vechi, masive și stabile sau în stâncă, în locuri accesibile pentru observații. Amplasamentul acestora trebuie să asigure conservarea lor pe toată perioada cercetărilor.

Procesul de determinare a deplasărilor verticale ale punctelor de control (mărcilor de tasare) cuprinde următoarele etape:

etapa măsurătorilor de nivelment la locul experimentării, în laborator sau pe teren, în fiecare ciclu de măsurare.

etapa prelucrării măsurătorilor pentru calculul deplasărilor verticale ale construcției.

etapa de testare a stabilității reperelor fixe ale rețelei de referință, în raport cu care se efectuează măsurătoarea deplasărilor verticale ale construcției. Dacă se constată că unele din reperele fixe și-au modificat poziția pe verticală, se vor introduce corecțiile corespunzătoare.

etapa de calcul a deplasărilor verticale ale punctelor de control de pe construcția luată în studiu.

etapa de evaluare a preciziei de determinare a deplasărilor verticale și stabilirea, pentru o probabilitate dată, a intervalelor de încredere în care se află.

etapa de întocmire a documentației tehnice a cercetării.

Repartiția spațială a reperilor de control

Proiectarea rețelelor de nivelment geometric pentru cazuri speciale se face prin luarea în considerare a unui număr minim de reperi de control, pe baza cărora se vor raporta ulterior toate ciclurile de măsurători efectuate. Numărul minim al reperilor de control într-o rețea de nivelment geometric pentru urmărirea tasărilor unei construcții, nu poate fi mai mic de 3, acest lucru rezultând din faptul că un număr mai mic de repere de control, de exemplu 2, nu este suficient pentru a putea calcula și reprezenta care dintre acestea și-a modificat poziția inițială (în cazul în care apare o diferență între cotele absolute ale acestora).

Reperele de control trebuie să fie situate reciproc în așa fel încât stabilitatea fiecăruia dintre ele să poată fi apreciată cu ajutorul cel puțin a unei drumuiri care duce către un alt reper de control. În consecință, numărul stațiilor din fiecare drumuire trebuie să asigure posibilitatea de a aprecia stabilitatea fiecărui reper de control în limitele adoptate ale influenței erorilor de măsurat, adică trebuie să permită constatarea deplasărilor care în valoare absolută depășesc valorile erorilor de măsurare.

Se pornește de la relația privind criteriul de stabilitate al unui reper de nivelment (diferențele de nivel să nu depășească valoarea )

unde:

µ – eroarea medie pătratică a unității de pondere

m – eroarea de măsurare

Rezultă următoarea expresie:

Dacă considerăm eroarea medie pătratică a unității de pondere egală ± 0,1 milimetri și eroarea de măsurare egală cu 0,5 milimetri, constatăm că depistarea modificării reciproce a poziției a două repere de control, de ordinul a 0,5 milimetri, va fi posibilă numai când n ≤ 6. Din această condiție rezultă că rețelele de nivelment geometric alungite, drumuirile pe coronamentelor barajelor, drumuirile nivelitice paralele cu axul podurilor care nu au repere de control la mijloc, trebuie să fie legate la fiecare capăt cel puțin cu 3 repere de control amplasate în afara zonei de deformabilitate a terenului. Pentru stabilirea distanței maxime între reperele de control, cât și lungimea maximă a drumuirii nivelitice se consideră această lungime exprimată prin numărul de stații. Trebuie avut în vedere ca eroarea medie pătratică de deplasare pe verticală, adaptată în prealabil pentru reperul amplasat cel mai defavorabil să nu fie depășită.

Se consideră o drumuire nivelitică cu un număr total de repere n. Primul și ultimul reper le considerăm ca repere de control, iar celelalte puncte se consideră a fi repere mobile.

Fig. 4.1. Drumuirea de nivelment geometric

Admițând pentru simplificarea calculului n impar, precum și numărul de stații s ale instrumentului pe diferite porțiuni ale drumuirii, se poate scrie următoarea egalitate:

Exemplificarea de calcul are în vedere un model constituit dintr-o porțiune de rețea de nivelment sub forma unei drumuiri sprijinită la capete pe doi reperi de control, notați cu A respectiv B, care sunt considerați ficși. Valorile luate în calcul sunt ale diferențelor de nivel măsurate pe teren între punctele drumuirii, din două cicluri de măsurători.

4.1.2. Metoda nivelmentului trigonometric de precizie

Metoda nivelmentului trigonometric de precizie se folosește pentru măsurarea deplasărilor verticale (tasări și ridicări) pentru punctelor de control de pe construcțiile cercetate, în special a punctelor îndepărtate și greu accesibile ale construcțiilor înalte.

Principiul metodei nivelmentului trigonometric de precizie constă în determinarea cotelor punctelor de control. După obținerea acestor cote deplasările verticale se obțin din diferențele cotelor din ciclul actual și al corespondentelor din ciclul inițial.

Măsurarea unghiurilor orizontale și verticale (zenitale) se execută cu teodolite cu precizie de citire unghiulară de ±1cc, ±0,5cc (Wild T2, Kern DKM-2, MOM TE-B1) sau de precizie înaltă (Zeiss Theo 003, Wild T3 și T4, Kern DKM-3, OT 02, Leica DNA 03) sau cu stații totale care au această precizie. Măsurarea unghiurilor zenitale se efectuează în perioada de stabilitate a refracției atmosferice, pentru că în momentul maxim al refracției atmosferice (miezul zilei) calitatea imaginii este scăzută, rezultând astfel erori de focusare a imaginii lunetei instrumentului.

Pe baza experimentărilor în laborator și pe teren, s-a demonstrat că nivelmentul trigonometric de precizie cu vize scurte (până la 100 metri) permite obținerea unei precizii comparabile cu precizia nivelmentului geometric.

În condiții de laborator, s-a obținut determinarea diferenței de nivel dintre două puncte, aflate la o distanță de 60 metri, cu o eroare medie pătratică .

În condițiile de teren, pentru distanța de 80 metri, diferența de nivel s-a determinat cu o eroare medie pătratică În condiții dificile de lucru, ca în cazul urmăririi comportării barajelor, metoda nivelmentului trigonometric cu vize scurte devine mai rentabilă din punct de vedere economic în comparație cu metoda nivelmentului geometric.

Pentru distanțele mai mici de 100 metri, corecția totală datorită efectului de curbură a pământului și de refracție atmosferică este neglijabilă. În cazul determinării deplasărilor verticale ale construcțiilor, prin nivelment trigonometric de precizie, refracția atmosferică și influența curburii pământului poate fi eliminată aproape în întregime, prin modul de lucru, respectiv prin diferența măsurătorilor între două cicluri de observații. La măsurarea deplasărilor verticale valoarea unghiului zenital al fiecărei direcții este determinată cu câte trei măsurători complete, în ambele poziții ale lunetei astfel:

la toate cele trei fire zenitale (firul reticular orizontal și cele două fire stadimetrice)

de trei ori la firul unic zenital (firul reticular orizontal), în funcție de forma reticulului instrumentului folosit.

Media aritmetică a valorilor rezultate din cele n măsurări (în general n=3) reprezintă valoarea probabilă a unghiului zenital măsurat.

Eroarea medie pătratică a unui unghi zenital măsurat:

,

Eroarea medie pătratică a unghiului zenital mediu:

unde:

.

Pentru că în cazul distanțelor scurte precizia de determinare a cotelor punctelor prin metoda nivelmentului trigonometric este ridicată, metoda poate fi folosită în cazul unor studii pe modele, în special când măsurarea deplasărilor orizontale și verticale se face concomitent.

Determinarea deplasărilor verticale din diferența cotelor punctelor obținute în ciclul actual și ciclul inițial presupune un volum mare de calcule. Determinarea deplasărilor verticale este în relație directă cu diferențele unghiurilor zenitale, măsurate în punctele de capăt ale unei baze fixe, când orizontul instrumentului se modifică în fiecare ciclu de observații.

Se consideră o bază fixă, față de punctele de capăt ale acesteia A și B, odată cu măsurarea elementelor necesare determinării deplasărilor orizontale (b, , ) se efectuează și măsurarea elementelor necesare determinării deplasărilor verticale () ale punctului de control P de pe construcția observată.

În ciclul inițial, cota punctului de control, P, determinată din punctul de stație A, este dată de relația:

,

unde:

– orizontul instrumentului în punctul de stație A

– diferența de nivel dintre orizontul instrumentului din stația A și punctul de control, P.

Fig.4.2. Determinarea deplasărilor verticale a punctului de control P din două puncte ale unei baze fixe

În ciclul inițial, cota punctului determinată din punctul A al bazei este dată de relația:

unde:

HA – orizontul instrumentului în punctul de stație A

h1 – diferența de nivel dintre orizontul instrumentului din stația A și punctul de control P

Orizontul instrumentului din punctul de stație A, determinat de la reperul R de cotă cunoscută este dată de relația:

Reperul de cotă cunoscută va fi stabilit cât mai aproape de punctele de stație, A și B, iar citirea pe miră, , va fi valoarea rotundă, aceeași în toate ciclurile de observații, aleasă astfel încât unghiul zenital să fie aproximativ drept .Orizontul locului se va determina cu formula

Diferența de nivel dintre orizontul instrumentului din punctul de stație A și punctul de control P este dată de relația:

Deplasarea verticală a punctului de control, între cele două cicluri de observații, determinată din punctul de stație A este dată de formula:

În mod asemănător, deplasarea verticală a punctului de control, determinată din stația B are forma:

Diferențele dintre valorile orizonturilor instrumentului din cele două cicluri de măsurători, necesare la calculul deplasării verticale a punctului de control vor fi:

Notam cu:

Prin liniarizare pentru relațiile de mai sus se obțin următoarele expresii:

Deplasările verticale ale punctului de control, determinate din cele două puncte de stație vor fi:

Ca valoare definitivă a deplasării verticale a punctului de control se va lua media aritmetică:

sau media ponderată a celor două valori:

Metoda prezentată oferă posibilitatea determinării deplasării verticale a punctelor de control, de pe construcția studiată, în funcție de diferențele unghiurilor zenitale, măsurate în două cicluri de observații, pentru cazul general al variației orizontului instrumentului în punctele de stație, reprezentând o metodă eficientă în cazul folosirii nivelmentului trigonometric de precizie.

Eficiența metodei este cu atât mai mare cu cât numărul punctelor de control, ca și numărul ciclurilor de observații este mai mare, proprietate remarcabilă în practica încercării construcțiilor ca și a urmăririi comportării lor în timp.

4.2.3. Metoda nivelmentului hidrostatic

În situații mai speciale, măsurarea deplasărilor verticale ale construcțiilor se poate efectua prin metoda nivelmentului hidrostatic. Metoda este aplicată cu rezultate foarte bune în condiții speciale, în condiții grele de lucru (locuri greu accesibile în interiorul clădirilor, la înălțimi mari), unde metoda nivelmentului geometric de precizie înaltă este dificil sau uneori imposibil de aplicat.

De asemenea, prin metoda nivelmentului hidrostatic se asigură un control permanent și continuu a stabilității construcțiilor, aceasta metodă permițând o automatizare a înregistrării datelor măsurate.

Fig. 4.2. Principiul nivelmentului hidrostatic

În detrimentul nivelmentului geometric, metoda nivelmentului hidrostatic prezintă numeroase avantaje, avantajul principal fiind precizia de realizare a lucrărilor și măsurarea nivelitică în același timp a mai multor puncte. Determinarea diferenței de nivel prin nivelment hidrostatic permite eliminarea unui întreg pachet de erori ale aparatului, erori întâlnite la metoda nivelmentului geometric.

La acestea trebuie adăugat faptul că realizarea nivelmentului geometric de precizie înaltă, în cazul studierii unor construcții aflate în execuție sau date în exploatare, poate întâmpină foarte multe greutăți. Deseori nu există posibilitatea instalării aparatului fără dispozitive speciale, nu se poate ține mira în punctele de control de pe construcția observată, nu se poate opri procesul de producție pentru efectuarea măsurătorilor. Aceste dezavantaje se elimină prin folosirea nivelmentului hidrostatic care se execută mult mai rapid decât nivelmentul geometric de precizie și aparatura folosită este de construcție simplă, este mult mai ieftină și se depozitează și se păstrează mult mai ușor.

Un dezavantaj al metodei este acela că se pot măsura diferențe de nivel mici. Precizia nivelmentului hidrostatic depinde și de operatorul care realizează contactul dintre vârful șurubului și oglinda apei. Alți factori cu importanță în precizia de măsurare a diferențelor de nivel prin această metodă sunt: distanța reciprocă a aparatelor, diferența de nivel dintre ele, condițiile exterioare și calitatea umplerii aparatului cu apă.

Metoda nivelmentului hidrostatic este fundamentată pe principiul vaselor comunicante. În punctele de control de pe construcția observată sunt fixate tuburi gradate care sunt unite între ele cu un furtun. Diferența citirilor pe aceste tuburile gradate, corespunzătoare nivelului apei din tuburi, prezintă diferența de nivel dintre cele două puncte. În sistemul hidrostatic se mai include și un rezervor suplimentar care are rolul de compensator.

Deplasările verticale ale diferitelor părți ale construcției se vor produce împreună cu diferitele dispozitive de prindere a tuburilor gradate. În timpul măsurătorilor aparatura poate fi montată fix pe clădire sau poate fi mobilă, adică poate fi deplasată în diferite puncte.

În primul caz deoarece un tub este instalat într-un reper fix deplasările verticale ale construcției se determină din diferența citirilor efectuate pe tubul situat în punctul de control, corespunzător diferitelor cicluri de observații. În cel de-al doilea caz determinarea deplasărilor verticale se face ca în cazul nivelmentului geometric. Diferența de nivel dintre tuburile gradate și legate între ele printr-un furtun, amplasate în punctele A și B se calculează cu relațiile:

unde:

d1 și d2 – înălțimile tuburilor gradate

c1 și c2 – distanțele de la capetele tuburilor până la nivelul lichidului, exprimate de citirile pe scalele celor două tuburi.

Dacă sistemul hidrostatic cuprinde atât tuburi în repere fixe cât și tuburi fixate în puncte de control, atunci determinarea deplasărilor verticale ale punctelor de control se face ca la drumuirea de nivelment geometric sprijinită pe repere de cote cunoscute.

Precizia nivelmentului hidrostatic

Precizia nivelmentului hidrostatic depinde de însăși construcția sistemului, de proprietățile lichidului, de metodica de măsurare și de influența factorilor de mediu. Principalele surse de erori care influențează măsurătorile sunt:

schimbarea cotei inițiale a nivelului lichidului din sistem ca urmare a tasărilor tuburilor de măsurare

schimbările de temperatură și efectuarea citirilor pe tuburi.

Pentru măsurarea deplasărilor verticale ale construcțiilor se folosesc două tipuri de sisteme hidrostatice:

Sistem hidrostatic deschis – nivelul superior al lichidului vine în contact direct cu aerul;

Sistem hidrostatic închis – lichidul este izolat de atmosferă.

Pentru asigurarea unei funcționări îndelungate și precise părțile componente ale sistemului hidrostatic trebuie să întrunească anumite condiții, acestea rezultând ca urmare a unor perfecționări continue.

Metoda nivelmentului hidrostatic permite determinarea deplasărilor verticale cu o precizie ridicată, cuprinsă între ± 0,01 … ± 0,005 milimetri și se recomandă a se folosi la urmărirea comportării în timp a unor construcții masive (genul barajelor), la care operația de observare se face permanent, pe întreaga durată a existenței în exploatare a construcției.

4.2. Compensarea rețelelor de nivelment

4.2.1. Metoda măsurătorilor condiționate

Fig. 4.3. Metoda măsurătorilor condiționate – cazul drumuirii sprijinite pe două repere A și B

unde:

A și B – repere de control fixe,

M1, M2 – mărci de urmărire în poziția inițială (ciclul I de măsurători)

M1’, M2’ – mărci de urmărire în poziția actuală (ciclul II de măsurători)

h1, h2, h3 – diferențele de nivel măsurate în ciclul I de măsurători

h1’, h2’, h3’ – diferențele de nivel în ciclul II de măsurători

Δ1, Δ2 – deplasările verticale ale mărcilor în intervalul dintre cele 2 cicluri de măsurători

Considerăm o porțiune dintr-o rețea de nivelment și anume o drumuire sprijinită la capete pe două repere A și B pe care le considerăm fixe. Avem diferențele de nivel măsurate pe teren între punctele drumuirii în două cicluri de măsurători.

Dacă am renunța la h3 și h3' și am raporta deplasările mărcilor M1, M2 numai la un singur reper de control (A) vom putea scrie:

Măsurând h3 și h3' drumuirea se leagă și de reperul (B) creând astfel o condiție geometrică. Dacă luăm în considerare și corecțiile măsurătorilor V și V' vom putea scrie o egalitate între diferențele de nivel măsurate inițial și cele actuale:

,

de unde rezultă o ecuație de condiție a corecției:

,

unde

.

Considerăm o rețea formată din 2 drumuiri de nivelment sprijinite pe aceleași 2 repere de control A și B.

Fig. 4.4. Metoda măsurătorilor condiționate – cazul a două drumuiri

unde:

M1, M2 , M3 , M4 , M5 – mărci de pe obiectul urmărit,

h1, h2, h3 , h4, h5, h6, h7– diferențe de nivel măsurate în ciclu.

Din fig. 4.4. putem scrie:

ciclul 1 ciclul 2

a)

b)

Se observă că suma diferențelor de nivel de pe cele 2 trasee trebuie să fie egală. Deci punem condiția de închidere a drumuirilor de nivelment:

c)

d)

Observăm că ecuația d) este combinație liniară a ecuațiilor a), b), c) și că ecuația c) este combinația ecuațiilor a), b), d). În consecință la compensarea rețelei vom lua în considerare oricare 3 din cele 4 ecuații, cele 2 drumuiri AM1M2B și AM3M4M5B dau fiecare câte o ecuație de condiție.

Identitatea punctelor de sprijin ale acestor drumuiri are drept consecință scrierea unei ecuații suplimentare de închidere a drumuirii.

Considerăm o rețea de sprijin sub forma unei drumuiri de nivelment închisă pe punctul de plecare, deci o drumuire izolată legată la ambele capete de același reper de control A.

Fig. 4.5. Metoda măsurătorilor condiționate – cazul unei drumuirii izolate

Din această figură rezultă următoarele ecuații de condiție:

, ciclul 1

, ciclul 2

Ecuația c) este o combinație a ecuațiilor a) și b) sau ecuația b) este o combinație a ecuațiilor a) și c). Deci la compensarea rețelei trebuie să se ia în considerare numai 2 din cele 3 ecuații. În majoritatea cazurilor se iau pentru rezolvare ecuațiile b) și c).

Considerăm ca rețea de sprijin o drumuire de nivelment închisă care nu cuprinde reperul de control ci este numai legată de el în mod indirect.

Fig. 4.6. Metoda măsurătorilor condiționate – cazul unei drumuirii închise

În acest caz vom lua în considerare că deplasarea eventuală a mărcii M1 determinată prin intermediul legăturii cu reperul de control A este cunoscută. În consecință marca M1 poate avea caracterul reperului de control. În drumuirea închisă M1M2M3 se vor scrie obligatoriu ecuațiile b) și c) specificate la cazul precedent.

Analizând aceste cazuri de rețele de sprijin putem stabili numărul de condiții independente. Se observă că în drumuirile care se sprijină la ambele capete pe reperele de control, numărul de ecuații de condiție independente este:

N=D-M

unde:

D – numărul diferențelor de nivel măsurate de două ori

M – numărul mărcilor mobile

N – numărul ecuațiilor de condiție independente.

Determinarea numărului de ecuații de control independente. Rezolvarea sistemelor de ecuații:

Această formulă poate fi verificată în următoarea rețea sub forma unei drumuiri de nivelment formată din 3 reperi A, B și C.

Fig. 4.7. Rețea de nivelment folosită la calculul numărului ecuațiilor de condiție

a)

b)

c)

Se observă că ecuațiile a+b=c, prin urmare nu există decât 2 ecuații independente. Același rezultat se obține dacă aplicăm relația de mai sus în care:

D = 7

M = 5

=> N = D-M = 2

Drumuirea închisă pe punctul de plecare creează posibilitatea scrierii unei condiții suplimentare și deci numărul ecuațiilor independente în rețea se determină cu relația:

N=D-M+I

unde:

I – numărul închiderilor

Această relație poate fi verificată în rețeaua din figura anterioară completată cu drumuiri care formează închideri cu drumuirile suplimentare.

D=9, M=5, I=2 => N=D-M+I=6

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

i)

j)

k)

l)

m)

Din ecuațiile de mai sus primele 6 sunt independente, celelalte provin din combinațiile celorlalte 6.

Alegând din ecuațiile de mai sus oricare din 6 ecuații independente le putem transforma în 6 ecuații de condiție ale corecției. Din primele 6 ecuații independente se obține următorul sistem liniar de ecuații de condiție ale corecțiilor:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

unde coeficienții corecțiilor vor fi +1 sau -1, iar termenii liberi vor fi:

Se trece la sistemul normal de ecuații care are forma:

unde:

p – ponderile de nivel măsurate

Prin rezolvarea acestui sistem de ecuații se obțin valorile corelatelor cu ajutorul cărora se calculează corecțiile i astfel:

Corecțiile astfel obținute se aplică diferențelor de nivel măsurate și aflăm valorile definitive ale acestora. Se calculează apoi deplasările verticale ale mărilor, calcul care se face pe diferite căi luând ca bază pentru control diferite repere stabile.

1) (medii deplasarea)

2)

3)

4)

Diferențele dintre valorile rezultate în calculul deplasărilor pe diferite căi nu trebuie să depășească 0,01 milimetri și aceasta datorită rotunjirilor din calcule.

Eroarea medie pătratică a unității de pondere calculată după compensare va fi:

unde:

N – numărul ecuațiilor de condiție

Aprecierea condițiilor deplasărilor determinate va consta în calcularea valorilor medii ale acestor deplasări ca erori ale funcțiilor de observații compensate:

.

Conform relației:

unde:

φ – derivatele parțiale ale funcțiilor F în raport cu mărimile observate

q – numărul succesiv al ultimei reducții a expresiei .

De exemplu pentru deplasarea mărcii M2 calculată cu ajutorul primei căi vom obține:

Cu ajutorul căii a treia vom avea:

Coeficienții φ calculați îi trecem în partea de jos a tabelului de coeficienți și îi considerăm drept coeficienți ai ecuațiilor de corecție. Eroarea medie pătratică a deplasării calculată pe diferite căi trebuie să fie aceeași. Când măsurătorile inițiale și cele finale s-au executat cu aceeași pondere se schimbă doar coloana termenilor liberi.

4.2.2. Metoda măsurătorilor indirecte

Pornind de la relația stabilită la metoda măsurătorilor condiționate:

și introducând corecțiile observațiilor, obținem:

Aceasta este o ecuație de condiție pentru o diferență de nivel , măsurată de două ori,

unde:

– deplasarea reperului din spate

– deplasarea reperului din față (pentru care s-a scris ecuația).

Se poate scrie un sistem de ecuații de tipul celei de mai sus prin rezolvarea căruia se vor obține deplasările diferitelor puncte din rețeaua de nivelment. Sistemul se rezolvă așa cum se va vedea la determinarea deplasărilor orizontale ale punctelor de observație ale construcțiilor.

Tot acolo se va putea urmări și înlocuirea diferenței corecțiilor prin corecția "":

adică eroarea termenului liber

.

Acesta este cazul de trecere de la măsurători condiționate la măsurători indirecte când se obține sistemul de ecuații al erorilor:

.

Din acest sistem obținem necunoscutele adică deplasările punctelor din rețeaua de nivelment. Dacă avem de urmărit deplasarea pe verticală a unui singur reper mobil legat de câteva repere de control se poate proceda conform relației de mai sus astfel:

.

Rezolvând sistemul vom obține valoarea lui :

.

METODE DE MĂSURARE ȘI DE DETERMINARE TOPOGRAFICO – GEODEZICE A DEPLASĂRILOR ȘI DEFORMAȚIILOR ORIZONTALE ALE CONSTRUCȚIILOR

Metode de măsurare a deplasărilor orizontale

Metodele topografo–geodezice sunt în cele multe cazuri singurele metode care permit determinarea absolută a mărimii și a direcției deplasării unei construcții sau a unei suprafețe de teren. Aparatura geodezică permite măsurarea la distanță a deplasărilor și deformațiilor, deci se pot face măsuratorile din afara zonei de influență a construcției, staționând în puncte considerate practic fixe, puncte care alcătuiesc așa-numita rețea de sprijin.

Determinarea deplasărilor construcțiilor în plan orizontal are o mare importanță în special la construcțiile hidrotehnice masive de tipul podurilor, barajelor, la care sub efectul forțelor orizontale se pot produce deplasări importante cu efecte deosebit de periculoase.

Metodele topografo-geodezice folosite în acest sens sunt diferite corespunzând condițiilor de lucru și preciziei ce se impune unor asemenea categorii de construcții. Se pot utiliza următoarele metode:

Metoda microtriangulației

Metoda microtrilaterației

Metoda aliniamentului

Metoda poligonometrică

Metoda combinată.

Cele mai des folosite metode în prezent sunt :

metoda microtriangulației

metoda microtrilaterației

metoda aliniamentului.

5.1. Metoda trigonometrică a microtriangulației

Această metodă se folosește la determinarea vectorului deplasării orizontale a punctelor de control fixate pe construcția observată, în raport cu un sistem de referință, constituit din puncte fixate în terenuri nedeformabile și în afara zonei de influență a construcției formând rețeaua punctelor de microtriangulație.

Metoda microtriangulației este folosită la urmărirea comportării în timp a construcțiilor masive (baraje, ecluze, viaducte, poduri) dar și a terenurilor din jurul acestora. Construcția rețelei de microtriangulație se face cu o precizie mare.

Determinarea vectorului deplasării orizontale a construcției necesită efectuarea măsurătorilor repetate (ciclice) ale rețelei de microtriangulație, cu aceeași precizie cu care a fost construită inițial. Calculele de compensare trebuie executate riguros, prin metoda celor mai mici pătrate, cu scopul de a se obține valorile cele mai probabile ale coordonatelor punctelor rețelei, avându-se posibilitatea aprecierii preciziei rezultatelor compensării și deci și a preciziei de determinare a vectorului deplasării orizontale a punctelor de control de pe construcția studiată.

Metoda microtriangulației „este de fapt o triangulație cu laturi relativ mici de 100 – 300 metri și în care unghiurile trebuie măsurate foarte precis”.

În practică întâlnim următoarele tipuri de rețele:

Rețea completă

Rețea incompletă

Rețea simplă.

În funcție de tipul retelei de microtriangulație se proiectează și se fixează pe terenul din vecinătatea construcției următoarele categorii de puncte:

puncte semnalizate pe obiectul urmărit – denumite și mărci sau repere de vizare, care au rolul de a da cu exactitate mărimile și direcțiile de deplasare a elementelor construcției.

puncte de observație – care servesc pentru așezarea riguros centrică pe ele a teodolitului și a semnalelor, în scopul efectuării observațiilor asupra mărcilor de vizare.

puncte de control – de la care se determină eventualele schimbări ale stațiilor de observație.

puncte de orientare – amplasate în afara zonei de influență a construcției.

5.1.1. Determinarea deplasărilor orizontale ale punctelor de stație în rețelele de microtriangulație

În rețeaua de microtriangulație executată pentru urmărirea comportării construcției se efectuează observații unghiulare și liniare. Compensând observațiile prin metoda celor mai mici pătrate se calculează în final coordonatele acestor puncte de regulă într-un sistem local.

După un interval de timp stabilit se repetă măsurătorile și se vor obține aceleași rezultate sau alte rezultate generate de eventualele deplasări ale punctelor rețelei. Această problem trebuie tratată luându-se în considerare variația direcțiilor și admițându-se stabilitatea punctelor de control.

Se va examina o porțiune dintr-o rețea de microtriangulație conform figurii alăturate:

Fig. 5.1. Determinarea deplasărilor punctelor de stație în rețelele de microtriangulație

Considerăm punctul de stație și vizăm punctele măsurând direcțiile .

După un interval de timp stabilit datorită eventualelor deplasări care apar, punctul de stație își va modifica poziția în și punctele vizate în și , iar noi vom măsura direcțiile .

Deplasarea punctului de stație a produs o variație a direcțiilor măsurate cu cantitățile , iar deplasarea punctelor vizate provoacă o variație a direcțiilor măsurate cu cantitățile .

Diferențele între unghiurile obținute în cele două cicluri de măsurători depind de mărimea deplasărilor și de erorile de măsurare. Pe baza acestor diferențe se vor putea determina componentele cele mai probabile ale deplasărilor punctelor de referință.

Notăm cu corecțiile pentru direcțiile măsurate inițial și cu corecțiile pentru direcțiile măsurate actual și vom obține conform figurii condiții de egalitate pentru stația de observație :

În fiecare din relațiile de mai sus se observă o componentă comună – “necunoscuta de orientare a stației S “:

Astfel ecuațiile pot fi scrise sub forma:

.

Variațiile și ale orientării unei direcții provocate de variația coordonatelor capetelor sale sunt date de relații cunoscute:

.

Folosind variațiile coeficienților de direcție, vom obține:

= a = – a- b

= b = a+ b .

Prin înlocuirea variațiilor vom obține pentru fiecare direcție observată de două ori următoarele ecuații:

.

Generalizând vom obține:

vi-vi`-dzs-assi∆xs-bssi∆ys+assi∆xsi+bssi∆ysi+li=0

unde

li= Ki-Ki`

Aceste relații reprezintă cazul bine cunoscut punct nou spre punct nou de la ecuația de erori la compensarea direcțiilor măsurate.

Se poate scrie un sistem de ecuații de acest tip pentru fiecare punct de stație din rețeaua de microtriangulație din care direcțiile au fost observate de două ori adică o dată din poziția inițială și a doua oară din poziția deplasată a punctului de stație.

5.1.2. Precizia determinării deplasărilor punctelor de stație.

După rezolvarea sistemului de ecuații normale este necesar calculul mărimii erorii medii pătratice a unității de pondere pe baza compensării efectuate care este dată de expresia:

unde:

– numǎrul de ecuații

– numǎrul de necunoscute

și – ponderile observațiilor

sau

unde

– numărul reducerilor succesive.

Calculul corecțiilor (V și V’) cere să se calculeze în prealabil mărimile corelatelor ki. Această operație va fi evitată folosind metoda de la măsurători indirecte și vom calculăm direct [] + [] astfel:

= = =

= – = – = –

= k1

= k2

= k3

= k4

= k5

––––––––––––––––––––-

=

Adunăm cele două relații, și rezultă:

+ = + = = =

În continuare vom obține:

=

+

+

+

+

Primele patru componente din partea dreaptă a egalității vor fi egale cu zero, deci va rămâne numai ultima componentă. Înlocuim pentru (x,y,z și u) mărimile calculate, se va obține relația:

+ ==

Termenul , este ultima reducție din schema Gauss (pentru patru necunoscute). În cazul general de n necunoscute, expresia o vom nota , astfel formula va fi de forma:

Erorile individuale ale necunoscutelor se vor calcula prin intermediul coeficienților de pondere astfel:

.

5.1.3. Identificarea punctelor stabile în rețelele de microtriangulație

Prin proiectarea rețelei de microtriangulație se urmărește amplasarea punctelor de stație în zone care să asigure stabilitatea acestora. Dar sub influența unor factori greu de urmărit poziția punctelor de stație nu este stabilă, astfel încât apar deplasări mici dar care însă introduc în rețea erori destul de mari în raport cu deplasările construcției cercetate.

O problemă de mare importanță în urmărirea deformațiilor este studiul stabilității punctelor de stație și determinarea dimensiunilor deplasărilor acestor puncte.

Pentru a putea determina deplasările orizontale ale punctelor de stație este necesar să cunoaștem cel puțin două puncte care în perioada dintre două măsurători și-au păstrat poziția inițială și astfel în ecuațiile de corecție aceste puncte vor interveni sub forma:

.

Identificarea punctelor de stație rămase fixe se poate face prin metode cum ar fi:

compararea distanțelor măsurate cu precizie

compararea unghiurilor

compararea orientărilor

compararea cotelor punctelor de stație

compararea stării nivelei fixate pe pilaștrii din punctele de stație.

Stabilitatea punctelor ar fi confirmată prin concordanța dintre elementele comparate care se mențin în limitele admise ale erorilor de măsurare.

Utilizarea acestor procedee însă necesita un volum mare de muncă, timp mult și cheltuieli mari. Unul din procedeele simple și ieftine pentru identificarea punctelor stabilite ar consta în studiul invariabilității unghiurilor formate în rețeaua punctelor de stație. Acest procedeu însa va da greș în cazul distantelor mari dintre punctele de stație deoarece o deplasare liniară mică a unui punct va determina o variație unghiulară foarte mică care s-ar încadra în limitele erorilor de măsurare. Totodată în cazul rețelelor mari această metodă devine foarte greu de aplicat.

Punctele și în realitate stabile nu vor putea fi identificate cu ajutorul metodei menționate anterior. Identificarea acestor puncte se face admițând ca stabile două puncte din rețea și se determină deplasările celorlalte 1-2 puncte din rețea.

Dacă:

adaptarea stabilității celor două puncte a fost justă și în componența rețelei intră și alte puncte de stație stabile, atunci deplasările și pentru acestea vor fi apropiate de zero, în limitele erorilor de măsurare în cele două cicluri.

adaptarea stabilității celor două puncte este greșită și unul din punctele considerate stabile nu este fix, atunci pentru celelalte puncte (1-2) chiar daca ele nu sunt deplasate se vor obține deplasări diferite de zero care cuprind și influența deplasării punctului de stație considerat fix.

S-ar putea de asemenea în acest caz ca unele puncte să dea în urma compensării deplasări nule dar în realitate să fie deplasate, iar altele să reiasă ca deplasate și de fapt acele puncte să fie stabile. Acest neajuns se poate înlătura prin efectuarea compensării considerând fixe alte două puncte de stație. De obicei se aleg din punctele care la compensarea precedentă au fost determinate ca stabile. Repetând astfel compensarea, considerând fixe de fiecare dată altă pereche de puncte și selectând rezultatele din toate compensările succesive, putem alcătui o listă de puncte cu deplasări sub limita erorilor de măsurare, puncte pe care le vom putem considera stabile. Acest procedeu poate fi ușor aplicat în condițiile actuale de prelucrare a măsurătorilor cu ajutorul tehnicii de calcul performante.

Identificarea punctelor de stație stabile se poate realiza și cu ajutorul testelor statistice. În acest sens se compensează măsurătorile efectuate în rețeaua de microtriangulație ca rețea liberă obținând în final deplasările punctelor rețelei. Pentru a stabili care dintre deplasările obținute ca fiind diferite de zero sunt deplasări reale și care se datorează erorilor de măsurare se folosesc testele statistice.

Cel mai folosit este Testul Student, utilizat pentru a decide dacă deplasările h (tasări) sau x, y (microtriangulație), determinate pentru reperi sau mărci de urmărire, sunt întâmplătoare sau pot fi acceptate, cu un anumit grad de siguranță, ca semnificativ pentru rețeaua examinată:

, respectiv ;

Din acestea reiese ca daca deplasarea nu este de trei ori mai mare decat eroarea atunci este o oroare nu o deplasare și punctul analitar este considerat stabil.

5.1.4. Măsurarea unghiurilor orizontale prin metoda reiterației

Metoda reiterației este cunoscută și sub numele de metoda turului de orizont sau metoda seriei, și este o măsurare repetată a unghiurilor din jurul unui punct, pe porțiuni diferite ale limbului. Această metodă constă în vizarea punctelor din rețea, pornindu-se de la un punct de orientare, de obicei mai îndepărtat și cu condiții mai bune de observare, efectuând măsurători în mai multe serii.

O serie este alcătuită din două semiserii: în prima semiserie (tur de orizont) se vizează punctele din jurul stației în poziția I a lunetei (cerc vertical stânga) prin rotirea alidadei în sens orar. În a două semiserie măsurătorile se efectuează în poziția a II-a a lunetei (cerc vertical dreapta) rotind alidada în sens anti-orar.

Fiecare semiserie se închide cu viza pe punctul de plecare (controlul turului de orizont). Seriile se efectuează cu origini diferite; intervalul I dintre serii se calculează cu relația:

I = 400g/m·n

unde:

m = numărul dispozitivelor de citire. La teodolitele de precizie m=2.

n = numărul seriilor.

Într-o serie se admit maximum 18 vize. În cazul împărțirii direcțiilor spre punctele observate în 2 – 3 grupe, în programul de observare al fiecărei grupe vom include minim 3 vize comune spre puncte ale rețelei, fiind indicat să pastrăm în toate grupele aceeași direcție de referință.

Diferențele între citirile efectuate la începutul și la sfârșitul unei semiserii (închiderile în tur de orizont) nu pot depăși toleranța impusă în funcție de ordinul de precizie.

În cazul nerespectării închiderilor în tururile de orizont indicată în tabel, este necesară refacerea observațiilor. În situația deosebită, a staționării pe construcția în funcțiune cu vibrații, se impune realizarea a 6 serii.

5.1.5. Compensarea rețelelor de microtriangulație prin măsurători indirecte

Rezolvarea sistemului de ecuații

Din teoria de specialitate se știe că în cazul măsurătorilor indirecte pentru determinarea unui număr de mărimi se fac măsurători. Întotdeauna, în cazul măsurătorilor indirecte, numărul măsurătorilor ≥ numărul mărimilor de determinat.

Sistemul ecuațiilor de erori în acest caz este de forma:

…

.

Particularizând, pentru o prezentare mai ușoară, vom considera un sistem de ecuații de erori de ecuații cu trei necunoscute, care poate fi scris astfel:

…

.

Știm de asemenea că măsurătorile indirecte pot fi de aceeași precizie sau de precizii diferite. În cazul măsurătorilor indirecte de precizii diferite, sistemul considerat are aceeași formă doar că ecuațiile au ponderile

Sistemul de ecuații este nedeterminat din punct de vedere algebric pentru că intervin ca necunoscute, pe lângă mărimile ce se determină și erorile aparente . Rezolvarea lui se face atașând condiția:

respectiv

.

Erorile aparente după cum rezultă din sistemul ecuațiilor de erori sunt funcții de deci putem scrie:

– pentru măsurători de aceeași precizie

și

+…

+ – pentru măsurători de precizii diferite.

Derivând parțial funcțiile scrise anterior, în raport cu și se obține sistemul ecuațiilor normale, care are forma:

pentru măsurători de aceeași precizie și

pentru măsurători de precizii diferite.

Rezolvarea acestor sisteme, determinate din punct de vedere algebric se face prin una din metodele cunoscute.

Măsurătorile indirecte se caracterizează prin faptul că pentru compensarea lor se pot scrie sisteme de ecuații în care numărul de necunoscute este mai mic decât numărul de ecuații.

Fie un astfel de sistem scris sub forma:

cu ponderea

cu ponderea

…

cu ponderea

.

Calculul erorilor medii pătratice în cazul măsurătorilor indirecte

Eroarea medie pătratică a unei singure măsurători

Eroarea medie pătratică a unei singure măsurători, în cazul măsurătorilor de aceeași precizie, se calculează cu relația:

.

În cazul măsurătorilor de precizii diferite vom calcula eroarea medie pătratică a unității de pondere și este dată de relația:

sau în scriere matricială:

.

Erorile medii pătratice ale mărimilor determinate

unde

și – coeficienți de pondere.

5.1.6. Compensarea rețelelor de microtriangulație prin măsurători condiționate

Rezolvarea sistemului de ecuații

Sistemul ecuațiilor de erori în acest caz este de forma:

…

.

Analizând sistemul ecuațiilor de erori observăm că algebric este nedeterminat, numărul de ecuații fiind mai mic decât numărul de necunoscute.

Pot fi însă găsite valori pentru necunoscutele sistemului care să-l verifice, dacă îi atașăm condiția:

sau

,

în cazul măsurătorilor condiționate de precizii diferite.

Aceste valori, vor fi însă valori probabile, cele adevărate situându-se într-un interval corespunzător de precizie.

Considerând o funcție compusă de forma:

…

– pentru măsurători de aceeași precizie, respectiv

…

– pentru măsurători de precizii diferite, vom obține sistemul normal de ecuații care are forma:

……………..

pentru măsurători de aceeași precizie, respectiv

…………………

pentru măsurători de precizii diferite.

Rezolvând acest sistem de ecuații se obțin corelatele cu ajutorul cărora se calculează corecțiile .

Calculul erorilor în cazul măsurătorilor condiționate

a) Eroarea medie pătratică a unei singure măsurători se determină cu relația:

– pentru măsurători de aceeași precizie și

– pentru măsurători de precizii diferite

unde

este numărul necunoscutelor din sistemul ecuațiilor de erori.

Eroarea medie pătratică a unei funcții de mărimi măsurate direct și supuse la condiții se calculează cu relația:

– atât pentru măsurători de aceeași precizie cât și pentru măsurători de precizii diferite.

Mărimea este coeficientul de pondere pentru funcții de mărimi măsurate direct și supuse la condiții.

Această relație a fost obținută considerăm o funcție liniară în care variabilele sunt mărimi obținute prin măsurători directe și supuse la condiții de forma:

în care: sunt constante.

Ținând cont de faptul că valorile corelatelor obținute prin rezolvarea sistemului normal de ecuații sunt funcții de termenii liberi, iar corecțiile calculate cu ajutorul acestora sunt funcții de mărimile măsurate, înlocuind corecțiile cu expresiile lor obținem:

unde

sunt constante ale căror mărimi provin din coeficienții corecțiilor din sistemul ecuațiilor de erori și din constantele inițiale .

Aceasta este o funcție de mărimi măsurate direct, de aceeași precizie și putem aplica formula de calcul a erorii, cunoscută de la măsurătorile de mărimi măsurate direct:

.

Coeficienții se pot exprima în funcție de și de coeficienții … și în final poate fi calculată suma obținând coeficientul de pondere ca fiind:

,

c) Eroarea medie pătratică a unei mărimi obținute prin măsurători directe cu condiții se calculează cu aceeași relație ca eroarea unei funcții, cu specificația că valoarea coeficientului de pondere se referă la mărimea măsurată și vom avea:

.

5.2. Metoda microtrilaterației

Rețelele topografice liniare sau rețelele de microtrilaterație sunt alcătuite din puncte care s-au determinat numai prin măsurători de distanțe, acestea reprezentând de regulă laturi de triunghiuri.

Rețelele liniare vor fi dezvoltate ca rețele constrânse, când sistemul de axe față de care se calculează poziția punctelor noi este definit aprioric printr-un număr de elemente mai mare decât strictul necesar (coordonatele ale unui punct și orientarea unei laturi), sau ca rețele libere, atunci când sistemul de axe este ales convenabil.

Pentru rețelelor constrânse, sistemul de axe se dă de regulă în mod supraabundent, prin intermediul a cel puțin două perechi de puncte vechi de coordonate cunoscute , , acestea formează așa numita bază a intersecțiilor liniare și , , care formează așa numita bază de control, sau elementul de constrângere al rețelei.

Plecând de la aceste baze, de orientări cunoscute în plan, se calculează în mod treptat, prin intersecții obișnuite sau radieri, coordonatele punctelor noi.

Dacă punctele vechi nu formează o bază de intersecție liniară, rețeaua neavând nici un punct nou care împreună cu celelalte date să formeze un triunghi, atunci coordonatele punctelor noi nu mai pot fi calculate direct în sistemul de axe dat. Ele vor fi calculate mai întâi într-un sistem local. Coordonatele locale astfel obținute se vor supuse unei transformări liniare (o rotație și două translații) pentru aducerea în sistemul de axe dat.

Pentu o rețea liniară liberă, coordonatele punctelor noi se recalculează într-un sistem local, ales convenabil. Determinarea coordonatelor plane ale unui punct , sau a unui grup de puncte , cu ajutorul distanțelor măsurate se poate realiza prin:

intersecție liniară simplă

intersecție liniară multiplă

compensarea grupului de puncte.

Dacă utilizăm rețele liniare constrânse avem posibilitatea de a determina cu mai multă ușurință și cu mai mare precizie deplasările și ale unor puncte supuse urmăririi.

Deplasările orizontale ale unor puncte pot fi aflate numai dacă le referim la un sistem de puncte situat în afara zonei de influență a deplasărilor. Este deci necesar să avem o rețea de referință cu puncte considerate fixe.

O asemenea situație impune aplicarea algoritmului de calcul de la grupul de puncte. În rețeaua de urmărire formată din punctele de referință și din punctele noi supuse observațiilor se efectuează măsurători în ciclul I și ciclul II. Cu ajutorul metodei intersecției liniare simple se determină la ciclul I coordonatele punctelor noi (1, 2, 3) fără a le compensa, deci acestea devin coordonate provizorii. Repetând măsurătorile în ciclul II vom avea între anumite puncte eventual alte distanțe, ceea ce ne va furniza termenii liberi .

În continuare se va putea aplica algoritmul de calcul al grupului de puncte din care vor rezulta creșterile de coordonate și , care vor reprezenta direct deplasările punctelor urmărite.

5.3. Metoda aliniamentului

Această metodă se folosește la baraje rectilinii, poduri, diguri de sprijin și construcții alungite, unde există posibilitatea să se fixeze punctele de observat în același aliniament și aproximativ la același nivel.

Mărimea deplasărilor se poate determina prin mai multe metode, cum ar fi:

metoda măsurării unghiului paralactic – constă în măsurarea unghiului paralactic dintre aliniament și punctul observat în scopul determinării deplasării punctului respectiv;

metoda mărcilor mobile – cu ajutorul căreia se poate măsura direct mărimea deplasării astfel: se așează teodolitul în punctul dintr-un capăt al aliniamentului și se vizează pe marca fixă din celălalt punct situat pe aliniament, apoi se vizează semnalele cu mărci mobile așezate în punctele de control, marca mobilă fiind dotată cu un șurub micrometric. Pentru determinarea deplasării se centrează marca mobilă deasupra punctului observat și se deplasează ținta de vizare a mărcii cu ajutorul șurubului micrometric, până se suprapune perfect peste direcția de vizare a teodolitului. Se efectuează citirea pe scala șurubului micrometric, din care se scade valoarea locului zero, obținând astfel mărimea deplasării a punctului respectiv, locul zero fiind citirea pe scala șurubului micrometric, când axa de simetrie a țintei de vizare trece prin centrul mărcii. Se efectuează 3-5 determinări și se formează media.

Principul metodei constă în modificările de poziție ale punctelor observate față de planul vertical care trece prin două puncte fixe. Este cea mai răspândită metodǎ pentru măsurarea deplasărilor pe orizontală care se aplică în special atunci când punctele observate sunt grupate aproximativ în lungul unei linii drepte.

Metoda comportă două puncte de bază:

Procedeul vizării pe aliniament – se aplică în cazul deplasărilor transversale relativ mici ale punctelor construcției, de ordinul milimetrilor până la câțiva cm (construcții relativ rigide și stabile).

Principiul de aplicare constă în aceea că în axul longitudinal al construcției sau paralel cu acesta se determină un aliniament care se materializează cu patru pilaștrii câte doi de fiecare parte a obiectului examinat, amplasați în afara zonei de influentă a construcției.

Pilaștrii sunt prevăzuți cu dispozitive pentru centrarea mecanică a aparatului și a semnalelor de vizare. Pe unul din pilaștrii (de exemplu ) se așează un aparat destinat special acestui scop cu o mărire considerabilă a lunetei ( 60x) prevăzut cu o nivelă precisă de calare.

La celălalt capăt al aliniamentului () se instalează pe pilastru o marcă de vizare stabilă cu discul fix.

Pe construcția supusă observării se montează de asemenea dispozitive de centrare (forțată) mecanică în punctele în care se instalează succesiv marca de vizare cu discul mobil. Aceasta servește pentru determinarea nemijlocită a deplasărilor orizontale ale punctelor de pe aliniamentul de vizare.

La aceste mărci discul cu semnul de vizare se deplasează cu ajutorul unui șurub micrometric. Valoarea deplasării se determina pe o rigla gradată sau pe tamburul micrometrului cu o precizie de 0,1 ÷0,01 milimetri.

Măsurătorile se realizează în cele două poziții ale lunetei ceea ce formează o serie de observații (măsurători). Într-un ciclu de măsurători se efectuează cel puțin trei serii de observații atât într-un capăt cât și în celălalt capăt al aliniamentului. La fiecare serie se face media măsurătorilor efectuate în cele două poziții ale lunetei notată .

Măsurătorile se efectuează astfel:

se așează axa de vizare a aparatului pe axa aliniamentului vizând marca cu discul fix din celălalt capăt

se instalează marca de vizare cu discul mobil succesiv în punctele 1, 2, 3 de pe construcția urmărită astfel încât discul acesteia să fie pe aliniament

se deplasează discul mobil al mărcii până când reperul de vizare ajunge în axa de vizare, respectiv în axa aliniamentului

se citește cu ajutorul dispozitivului de citire distanța între poziția deplasată și cea de 0 a mărcii

se modifică poziția discului și se readuce în axa de vizare făcând o nouă citire

se repetă operația de mai multe ori, citirile nu trebuie să difere cu mai mult de 0,3 milimetri

se fac aceleași operații și pentru celelalte puncte de pe construcția urmărită, apoi se repetă măsurătorile cu luneta în poziția a 2-a

se fac măsurători din celălalt capăt al aliniamentului.

Abaterea a unei mărci de vizare, obținută din măsurătorile executate din stația respectiv abaterea a aceleiași mărci obținută din măsurătorile efectuate în stația sunt:

unde

– valoarea corespunzătoare poziției de zero a mărcii.

Efectuând serii în stația și serii în stația vom avea

– stația

– stația

iar abaterea medie a unei mărci va fi:

Abaterea totala a unei mărci într-un ciclu de măsurători va fi:

unde:

,

– distanța de la pilastrul la punctul ,

– lungimea aliniamentului.

Deci în calculul abaterilor totale diferența b se repartizează proporțional cu distanțele de la punctul la punctul respectiv .

Deplasarea orizontală a unei mărci fixate pe un punct al construcției se obține cu relația:

unde:

– abaterea totalǎ a punctului în ciclul I de mǎsurǎtori,

– abaterea totalǎ a punctului în ciclul zero de mǎsurǎtori.

La fiecare ciclu de măsurători se verificǎ poziția punctelor și față de aliniamentul . Acolo unde este posibil se recomandă încadrarea aliniamentului într-o rețea de microtriangulație și se face verificarea acesteia la fiecare ciclu de măsurători.

Aprecierea preciziei măsurătorilor se face cu relațiile:

eroarea medie pătratică de determinare a abaterii fiecărei mărci fața de aliniament

unde:

– diferența fata de media aritmetică,

– numărul de citiri într-o serie,

eroarea medie pătratică a mediei abaterilor din n serii

,

eroarea medie pătratică a mediei abaterilor obținute din punctul respectiv

,

eroarea medie pătratică de determinare a deplasării

.

Deci precizia observațiilor efectuate este influențată în mod special de eroarea de vizare și de condițiile exterioare ca de exemplu refracția laterală.

Procedeul măsurării unghiurilor paralactice

Procedeul măsurării unghiurilor paralactice constă ca și în cazul precedent în stabilirea unui aliniament cât mai apropiat de linia care unește punctele construcției observate. Punctele de sprijin ale aliniamentului și servesc și ca puncte de stație pentru teodolit.

În punctele observate se montează bucșe metalice în care se instalează în timpul măsurătorilor mărci de vizare, mirete de vizare sau simpli reperi metalici care vor fi vizați în scopul măsurării unghiurilor și .

Măsurătorile unghiulare se execută cu un teodolit de precizie ridicată. Distanțele de la punctele de stație la punctele observate se determină prin măsurători cu precizie ridicată.

Măsurătorile unghiurilor orizontale ale punctelor observate efectuate în cele două poziții ale lunetei formează o serie de observații. Pentru fiecare serie se calculează valorile medii măsurate ale unghiurilor și pentru fiecare reper observat.

Abaterea corespunzătoare deplasării unui punct al construcției din poziția în atunci când toate punctele sunt inițial coliniare va fi:

; ; .

În cazul în care punctele aliniamentului nu sunt coliniare inițial se determină în același mod, abaterea inițială "" a punctului față de aliniament.

Deplasarea punctului i față de poziția sa inițială este dată de relația

unde

poate lua și valori nule dacă inițial punctele sunt coliniare.

Acest procedeu permite o determinare simplă a deplasărilor punctelor dar necesită o măsurare cu precizie ridicată a unghiurilor. Acest procedeu permite o determinare simplă a deplasărilor punctelor, dar necesită o măsurare cu precizie ridicată a unghiurilor și .

Precizia măsurătorilor se determină cu relațiile:

eroarea medie pătratică a valorii medii a unghiului și din serii

;

unde:

– eroarea reziduală obținută prin diferența între valoarea unghiului respectiv dintr-o serie și media acestor unghiuri obținută din serii

eroarea medie pătratică de determinare a abaterilor mărcilor de pe construcție

;

eroarea medie pătratică de determinare a deplasării față de aliniament

.

Se consideră că punctul de pe construcție s-a deplasat numai atunci când:

.

Metoda poligonometrică

Este indicată utilizarea metodei poligonometrice pentru determinarea deplasărilor orizontale atunci când nu poate fi folosită metoda aliniamentului, vizibilitatea între capetele aliniamentului fiind împiedicată de diferite obstacole, condiții naturale sau distanțe relativ mari.

Se folosește la urmărirea deformațiilor orizontale ale construcțiilor în galeriile subterane, tuneluri și la construcțiile ușor curbate. Rezultate bune se obțin la măsurarea deplasărilor terenurilor mișcătoare unde este vorba de deplasări de ordinul centimetrilor și mai mari, sau la măsurarea deplasărilor digurilor de pământ.

Pentru măsurătorile poligonometrice ale deplasărilor se recomandă să se folosească linii poligonale, pe cât posibil drepte, perpendiculare pe direcția principală a deplasărilor prevăzute.

Precizia determinării poziției punctului central care va fi determinată cu exactitatea cea mai mică este caracterizată prin eroarea transversală și longitudinală. Prin această metodă, se poate obține o precizie de ±1÷5 milimetri.

Drumuirile poligonometrice vor trebui tratate unitar, factorul hotărâtor constituindu-l omogenitatea. Abordarea unor astfel de rețele după sistemul ierarhic ar conduce inevitabil la porțiuni de rețea cu precizii diferențiate. Nu trebuie neglijat faptul că redundanța unor astfel de rețele este scăzută, ceea ce impune efectuarea măsurătorilor cu maximă acuratețe și evitarea respectiv modelarea unor erori sistematice.

La rețelele poligonometrice planimetrice proiectate pentru lucrări de urmărire, se recomandă tratarea acestora ca rețele neconstrânse, păstrând nealterată precizia interioară a rețelei, chiar dacă în rețea au fost incluse puncte dintr-un sistem existent, cum ar fi sistemul național. Prelucrarea observațiilor se realizează de regulă independent pentru unghiuri sau direcții, respectiv pentru creșteri de coordonate. Este cunoscut că pentru fiecare poligon închis se pot scrie 3 ecuații geometrice de condiție:

una pentru unghiuri: suma unghiurilor interioare într-un poligon să fie egală cu 200g (n-2) sau suma celor exterioare să fie egală cu 200g (n+2), unde n reprezintă numărul laturilor poligonului.

două pentru creșterile de coordonate: suma creșterilor coordonatelor pe conturul unui poligon să fie egală cu zero.

Numărul total al ecuațiilor de condiție într-o rețea poligonometrică neconstrânsă va fi deci de 3 ori numărul poligoanelor închise. Ca dezavantaj față de alte metode apare faptul că automatizarea calculelor este mai greoaie, întrucât ecuațiile de condiție depind de configurația specifică fiecărui poligon.

5.5. Metoda combinată

Această metodă este o combinație dintre metoda microtriangulației și metoda aliniamentelor. Se aplică atunci când reperele de capăt ale aliniamentului sunt supuse și ele deplasărilor sau forma construcției nu este liniară în plan. În aceste cazuri determinarea deplasării orizontale a fiecărui punct de urmărire se face ținând seama și de deplasările punctelor de bază ale aliniamentului, măsurate față de punctele de triangulație.

Prima dată se determină deplasările punctelor de bază ale aliniamentului din punctele de triangulație, punctele de bază fiind incluse în rețeaua de microtriangulație. Aici putem distinge trei cazuri și anume:

când unul dintre punctele de bază ale aliniamentului își păstrează poziția inițială, iar al doilea punct s-a deplasat.

când ambele puncte de bază ale aliniamentului s-au deplasat într-o direcție, dar cu mărimi diferite.

când punctele de bază ale aliniamentului s-au deplasat în sensuri contrare cu valori diferite.

Determinând această deplasare a punctelor de bază, se poate trece la măsurarea deplasărilor punctelor de urmărire cu ajutorul metodei aliniamentelor.

PREZENTAREA OBIECTIVULUI URMĂRIT

6.1. Descrierea Amenajării Gilău II

Obiectivul urmărit este Barajul Gilău II. Acesta este un baraj stăvilar din beton, situat pe râul Someșul Mic, pe tronsonul Gilău – Cluj. (Anexa 2)

Acest baraj a fost pus în funcțiune în perioada 1986 – 1987 și are o înălțime de 15,50 m.

Centrala Gilău II este o centrală de tip aerian pe canal de derivație echipată cu un grup Kaplan cu ax vertical de 5,4 MW (45 m/s) și 2 grupuri de tip EOS 1100 de 6,8 m/s și 0,75 MW, pentru preluarea debitului suplimentar în situația de ape mari.

Barajul a fost construit în cadrul schemei de amenajare complexă a bazinului râurilor Someș, pentru punerea în valoare a potențialului existent al râului Someșul Mic, pe tronsonul Gilău Cluj s-a definitivat sectorul prin amenajarea unei derivații cu două centrale, Gilău II și Florești I, a unei acumulări cu centrala-baraj Florești II și ulterior MHC Cluj, în intravilan.

Prezentarea rețelelor geodezice

Rețeaua geodezicǎ de urmǎrire a amenajării Gilău II este formatǎ de fapt din douǎ rețele distincte. Una pentru urmǎrirea construcțiilor în plan orizontal, respectiv pentru determinarea deplasǎrilor planimetrice ale acestora și a doua rețea pentru urmǎrirea construcțiilor amenajǎrii în plan vertical, respectiv pentru determinarea deplasǎrilor verticale ale acestora.

Rețeaua geodezicǎ de urmǎrire planimetricǎ a amenajării Gilău II este o rețea de microtriangulație formatǎ din patru pilaștri PI, PII, PIII și PIV și trei repere de urmărire încastrate în peretele aval al centralei dintre care doar două sunt măsurabile și acelea în condiții grele.

Marca M10 a fost distrusă sau acoperită cu beton și nu a putut fi măsurată nici în această tranșă și nici în cele anterioare.

Marca M11 este parțial acoperită cu cofrajul care s-a folosit pentru turnarea pasarelei de beton existentă deasupra acestor repere. Măsurarea ei s-a făcut în condiții improprii. Deoarece nu se vede nici prin luneta aparatului decât foarte puțin, vizarea ei s-a făcut cu aproximație. Marca M9 este bine materializată, poate fi vizată bine din unii pilaștri dar are și unele vize întrerupte de pomii fructiferi existenți în apropierea ei.

Coordonatele punctelor rețelei sunt determinate într-un sistem local de coordonate, XOY, constituit special în scopul urmǎririi în timp a construcțiilor acestei amenajări, respectiv pentru determinarea deplasǎrilor orizontale ale acestora.

Schița rețelei geodezice de urmǎrire planimetricǎ a construcțiilor acumulǎrii este prezentatǎ în partea desenatǎ a lucrǎrii. (Anexa 1)

Rețeaua niveliticǎ de urmǎrire a amenajării Gilău II este formatǎ din 8 repere de nivelment amplasate pe centrală dintre care în prezent sunt accesibile 6 repere și 22 de repere aflate pe digurile acumulării, 11 pe dig mal drept și 11 pe dig mal stâng.

6.3. Condiții de executare a mǎsurǎtorilor

În rețeaua planimetricǎ s-au fǎcut mǎsurǎtori cu o stație totală Leica TS30, care are o precizie de măsurare a unghiurilor de 0.5cc și o precizie de măsurare a distanțelor de 0.6mm + 1ppm. Instalarea aparatului pe capul pilastrului s-a făcut prin centrare mecanică (forțată) cu ajutorul unui dispozitiv cu nucă de centrare. Pe ceilalți pilaștri din rețea au fost instalate prisme circulare cu reflexie totală, având constanta zero.

În rețeaua de microtriangulație s-au fǎcut mǎsurǎtori prin metoda seriilor, cu trei serii complete. Abaterea standard medie de determinare a deplasǎrilor în rețeaua de urmǎrire planimetricǎ a amenajării este de 2.03 mm, ca rețea constrânsă pe puncte fixe și 0.15 mm ca rețea liberă, numai rețeaua de sprijin.

În rețeaua niveliticǎ mǎsurǎtorile au fost efectuate cu un instrument de nivelment de tip Leica DNA 03, care asigură o precizie de 0.3 mm/1km de dublu nivelment. Citirile au fost efectuate pe mire de invar cu cod de bare. Metoda folosită pentru compensarea măsurătorilor a fost aceea a drumuirilor de nivelment sprijinite la capete, sau închise pe punctul de plecare, în funcție de condițiile din teren. Au fost efectuate drumuiri de nivelment dus – întors pe centrală și pe coronamentul digurilor. Neînchiderea în drumuirea de nivelment este submilimetrică. Precizia medie obținută la compensarea măsurătorilor este de 0.39 mm.

6.4. Metode de prelucrare a datelor și evaluarea rezultatelor

Mǎsurǎtorile efectuate în rețeaua planimetricǎ au fost compensate, în prima etapǎ, ca mǎsurǎtori în rețea liberǎ. Aceasta s-a fǎcut în scopul determinǎrii punctelor fixe, ceea ce nu s-a putut realiza deoarece nu au fost îndeplinite condițiile necesare și anume «deplasarea/eroarea de determinare < 3». Ca urmare a acestui fapt punctele fixe au fost determinate prin teste de stabilitate și au fost stabilite ca puncte fixe pilaștrii PI și PII. În urmǎtoarea etapǎ a fost compensatǎ rețeaua constrânsǎ pe punctele fixe obținându-se deplasǎrile punctelor rețelei cu o precizie medie de 2.03 mm. Deplasǎrile maxime determinate pentru reperele de urmărire au fost de +1.26 mm pe axa X la reperul M9 și +4.18 mm pentru axa Y la reperul M11.

Precizia de determinare a tasǎrilor punctelor din rețeaua niveliticǎ este de 0.39 mm. Deplasarea maximă a fost obținută la reperul B18 ca fiind de -31.51 mm (tasare), pe dig mal drept și la reperul R2 ca fiind de -10.43 mm (tasare), pe centrală.

Mǎsurǎtorile au fost prelucrate pe calculator cu ajutorul unui program specializat, numit APORT 2000, agreat de HIDROELECTRICA. Raportul obținut în urma prelucrǎrii mǎsurǎtorilor, este prezentat la subcapitolul compensǎri.

6.5 Compensare etapa în plan

COMPENSARE ETAPA IN PLAN

Etapa: SEP_2011

–––––––––––––––––––––––

Compensare planimetrie de sprijin

Retea libera

–––––––––––––––––––––––

Prelucrare retea de sprijin (treapta 1)

–––––––––––––––––––––––

PUNCTE ÎN RETEA

––––––––––––––

Nr.|Denumire| X | Y |Tip

crt| punct | [m] | [m] |

––––––––––––––

1|PI | 500.0000| 300.0000|NOU

2|PII | 497.0440| 335.6270|NOU

3|PIII | 548.2580| 327.7710|NOU

4|PIV | 549.4010| 308.9760|NOU

––––––––––––––

MASURATORI INCLUSE ÎN COMPENSARE

DIRECTII MASURATE

Toleranta = 100 sec

––––––––––––––––––––––-

Statia: PIV [1]

––––––––––––––––––––––-

PII |PIII | | | |

0.000000|333.861200| | | |

––––––––––––––––––––––-

Statia: PIII [1]

––––––––––––––––––––––-

PI |PIV |PII | | |

0.000000| 70.634483|357.067667| | |

––––––––––––––––––––––-

Statia: PII [1]

––––––––––––––––––––––-

PIV |PIII |PI | | |

0.000000| 20.294400|335.249850| | |

––––––––––––––––––––––-

Statia: PI [1]

––––––––––––––––––––––-

PIV |PIII |PII | | |

0.000000| 21.816870| 93.839450| | |

––––––––––––––––––––––-

NUMAR DE MASURATORI / PUNCT

––––––––––––––––––––––

5/PI | 6/PII | 6/PIII | 5/PIV |

––––––––––––––––––––––

REZUMAT CONDITII DE PRELUCRARE

Masuratori:

Statii directii orizontale: 4

Directii orizontale: 11

Distante: 0

––––––––––––––––––––––

Necunoscute:

dx, dy: 8

dw: 4

dm: 0

Retea libera; defect: 4

––––––––––––––––––––––

––––––––––––––––––––––

*** Depasiri tolerante ***

––––––––––––––––––––––

Statia PIV ; Vizele extreme: PIII si PII

Statia PIII ; Vizele extreme: PIV si PI

Statia PI ; Vizele extreme: PIII si PIV

––––––––––––––––––––––

REZULTATE COMPENSARE

Ab.standard medie (precizie retea): 0.15 mm.

INVENTAR DE COORDONATE

––––––––––––––––––––––-

Punct |Coordonate| Cor. |Coordonate| Ab.st. | Axe el.| Or.el.

|provizorii| [mm] |compensate| [mm] | [mm] | [grd]

––––––––––––––––––––––-

PI | 500.0000| 0.80| 500.0008| 0.09| 0.14| 125.78

| 300.0000| 2.01| 300.0020| 0.13| 0.08|

––––––––––––––––––––––-

PII | 497.0440| 0.25| 497.0442| 0.08| 0.13| 85.21

| 335.6270| -0.83| 335.6262| 0.12| 0.07|

––––––––––––––––––––––-

PIII | 548.2580| -3.23| 548.2548| 0.06| 0.13| 116.57

| 327.7710| 4.73| 327.7757| 0.12| 0.05|

––––––––––––––––––––––-

PIV | 549.4010| 2.18| 549.4032| 0.07| 0.13| 99.00

| 308.9760| -5.91| 308.9701| 0.13| 0.07|

––––––––––––––––––––––-

MASURATORI COMPENSATE

Directii orizontale

––––––––––––––––––––-

Statie | Punct | Directie | Cor. | Directie | Orientare

| vizat | masurata | [sec.] |compensata|

––––––––––––––––––––-

PIV | | | | |

|PII | 0.000000| -1.42|399.999858|170.021362

|PIII |333.861200| 1.42|333.861342|103.882836

* Corectia maxima la viza spre PII

––––––––––––––––––––-

PIII | | | | |

|PI | 0.000000| 0.11| 0.000011|233.248447

|PIV | 70.634483| -0.74| 70.634409|303.882836

|PII |357.067667| 0.64|357.067731|190.316168

* Corectia maxima la viza spre PIV

––––––––––––––––––––-

PII | | | | |

|PIV | 0.000000| -2.03|399.999797|370.021362

|PIII | 20.294400| 2.02| 20.294602|390.316168

|PI |335.249850| 0.01|335.249851|305.271416

* Corectia maxima la viza spre PIV

––––––––––––––––––––-

PI | | | | |

|PIV | 0.000000| 2.56| 0.000256| 11.432155

|PIII | 21.816870| -3.22| 21.816548| 33.248447

|PII | 93.839450| 0.67| 93.839517|105.271416

* Corectia maxima la viza spre PIII

* Corectia maxima pe directii (3.2 sec) in statia PI

6.6. Compensare etapa nivelment

COMPENSARE ETAPA NIVELMENT

Etapa: AUG_2011

–––––––––––––––––––––––

Compensare nivelment în bloc

Retea constransa

–––––––––––––––––––––––

Prelucrare retea completa

–––––––––––––––––––-

–––––––––––––––––––-

Nr.|Denumire| H |Tip||Nr.|Denumire| H |Tip

crt| punct | [m] | ||crt| punct | [m] |

–––––––––––––––––––-

1|RN2 | 397.2290|FIX|| 2|R1 | 406.4432|NOU

3|R2 | 406.5091|NOU|| 4|R3 | 406.5891|NOU

5|R4 | 406.5541|NOU|| 6|R5 | 406.5087|NOU

7|B8 | 406.0456|NOU|| 8|B8' | 405.9614|NOU

9|B9 | 405.8562|NOU|| 10|B9' | 405.9658|NOU

11|B10 | 406.0298|NOU|| 12|B10' | 405.9223|NOU

13|B11' | 406.0919|NOU|| 14|B12' | 405.8474|NOU

15|B13' | 406.0289|NOU|| 16|B14 | 406.0459|NOU

17|B14' | 406.0466|NOU|| 18|B15 | 406.0181|NOU

19|B15' | 406.0199|NOU|| 20|B16 | 406.0440|NOU

21|B16' | 406.0122|NOU|| 22|B17 | 406.0883|NOU

23|B17' | 406.0816|NOU|| 24|B18 | 406.0199|NOU

25|B18' | 406.0327|NOU|| | | |

–––––––––––––––––––-

DIFERENȚE DE NIVEL MĂSURATE

––––––––––––––––––––

De la | La | Val.mas.|| De la | La | Val.mas.

––––––––––––––––––––

R1 |R3 | 0.1497||R3 |R1 | -0.1498

R3 |R4 | -0.0354||R4 |R3 | 0.0354

R4 |R5 | -0.0468||R5 |R4 | 0.0468

R5 |R2 | -0.0042||R2 |R5 | 0.0041

R2 |B18' | -0.4925||B18' |R2 | 0.4929

B18' |B17' | 0.0672||B17' |B18' | -0.0675

B17' |B16' | -0.0823||B16' |B17' | 0.0825

B16' |B15' | 0.0179||B15' |B16' | -0.0180

B15' |B14' | 0.0291||B14' |B15' | -0.0290

B14' |B13' | -0.0197||B13' |B14' | 0.0194

B13' |B12' | -0.1776||B12' |B13' | 0.1774

B12' |B11' | 0.2383||B11' |B12' | -0.2380

B11' |B10' | -0.1599||B10' |B11' | 0.1601

B10' |B9' | 0.0482||B9' |B10' | -0.0482

B9' |B8' | -0.0073||B8' |B9' | 0.0074

B8' |B8 | 0.0825||B8 |B8' | -0.0824

B8 |B9 | -0.1900||B9 |B8 | 0.1897

B9 |B10 | 0.1764||B10 |B9 | -0.1765

B10 |B14 | 0.0103||B14 |B10 | -0.0091

B14 |B15 | -0.0287||B15 |B14 | 0.0284

B15 |B16 | 0.0256||B16 |B15 | -0.0263

B16 |B17 | 0.0437||B17 |B16 | -0.0432

B17 |B18 | -0.0907||B18 |B17 | 0.0908

B18 |R1 | 0.4471||R1 |B18 | -0.4469

R1 |RN2 | -9.2062||RN2 |R1 | 9.2065

R1 |RN2 | -9.2062||RN2 |R1 | 9.2065

––––––––––––––––––––

NUMAR DE MASURATORI / PUNCT

––––––––––––––––––––––

2/RN2 | 6/R1 | 4/R2 | 4/R3 | 4/R4

4/R5 | 4/B8 | 4/B8' | 4/B9 | 4/B9'

4/B10 | 4/B10' | 4/B11' | 4/B12' | 4/B13'

4/B14 | 4/B14' | 4/B15 | 4/B15' | 4/B16

4/B16' | 4/B17 | 4/B17' | 4/B18 | 4/B18'

––––––––––––––––––––––

REZUMAT CONDITII DE PRELUCRARE

Masuratori:

Diferențe de nivel: 50

Necunoscute:

dh: 24

Retea constransa

––––––––––––––––––––––

REZULTATE COMPENSARE

Ab.standard medie (precizie rețea): 0.39 mm

INVENTAR DE COTE

–––––––––––––––––––-

Nr.|Denumire|Tip| H prov | Cor. | H comp | Ab.st.

crt| punct | | [m] | [mm] | [m] | [mm]

–––––––––––––––––––-

1|RN2 |FIX| | | 397.2290|

2|R1 |NOU| 406.4432| -7.87| 406.4353| 0.25

3|R2 |NOU| 406.5091| -10.43| 406.4987| 0.32

4|R3 |NOU| 406.5891| -4.06| 406.5850| 0.27

5|R4 |NOU| 406.5541| -4.45| 406.5497| 0.29

6|R5 |NOU| 406.5087| -5.84| 406.5029| 0.31

7|B8 |NOU| 406.0456| -3.47| 406.0421| 0.44

8|B8' |NOU| 405.9614| -1.66| 405.9597| 0.44

9|B9 |NOU| 405.8562| -3.91| 405.8523| 0.44

10|B9' |NOU| 405.9658| 1.30| 405.9671| 0.43

11|B10 |NOU| 406.0298| -1.06| 406.0287| 0.44

12|B10' |NOU| 405.9223| -3.42| 405.9189| 0.43

13|B11' |NOU| 406.0919| -13.00| 406.0789| 0.43

14|B12' |NOU| 405.8474| -6.62| 405.8408| 0.43

15|B13' |NOU| 406.0289| -10.60| 406.0183| 0.42

16|B14 |NOU| 406.0459| -7.53| 406.0384| 0.42

17|B14' |NOU| 406.0466| -8.76| 406.0378| 0.42

18|B15 |NOU| 406.0181| -8.29| 406.0098| 0.41

19|B15' |NOU| 406.0199| -11.11| 406.0088| 0.41

20|B16 |NOU| 406.0440| -8.27| 406.0357| 0.39

21|B16' |NOU| 406.0122| -21.34| 405.9909| 0.41

22|B17 |NOU| 406.0883| -9.11| 406.0792| 0.37

23|B17' |NOU| 406.0816| -8.33| 406.0733| 0.40

24|B18 |NOU| 406.0199| -31.51| 405.9884| 0.35

25|B18' |NOU| 406.0327| -26.77| 406.0059| 0.39

MASURATORI

–––––––––––––––––

DE LA | LA | Dif.niv. | Cor. | Dif.niv.

| | măsurată | [mm] |compensată

–––––––––––––––––

R1 |R3 | 0.1497| 0.04| 0.1497

R3 |R1 | -0.1498| 0.07| -0.1497

R3 |R4 | -0.0354| 0.02| -0.0354

R4 |R3 | 0.0354| 0.04| 0.0354

R4 |R5 | -0.0468| 0.00| -0.0468

R5 |R4 | 0.0468| 0.03| 0.0468

R5 |R2 | -0.0042| 0.02| -0.0042

R2 |R5 | 0.0041| 0.04| 0.0042

R2 |B18' | -0.4925| -0.24| -0.4927

B18' |R2 | 0.4929| -0.11| 0.4927

B18' |B17' | 0.0672| 0.15| 0.0673

B17' |B18' | -0.0675| 0.17| -0.0673

B17' |B16' | -0.0823| -0.10| -0.0824

B16' |B17' | 0.0825| -0.08| 0.0824

B16' |B15' | 0.0179| 0.01| 0.0179

B15' |B16' | -0.0180| 0.04| -0.0179

B15' |B14' | 0.0291| -0.03| 0.0290

B14' |B15' | -0.0290| -0.01| -0.0290

B14' |B13' | -0.0197| 0.12| -0.0195

B13' |B14' | 0.0194| 0.15| 0.0195

B13' |B12' | -0.1776| 0.06| -0.1775

B12' |B13' | 0.1774| 0.09| 0.1775

B12' |B11' | 0.2383| -0.16| 0.2381

B11' |B12' | -0.2380| -0.13| -0.2381

B11' |B10' | -0.1599| -0.12| -0.1600

B10' |B11' | 0.1601| -0.09| 0.1600

B10' |B9' | 0.0482| -0.02| 0.0482

B9' |B10' | -0.0482| 0.01| -0.0482

B9' |B8' | -0.0073| -0.10| -0.0074

B8' |B9' | 0.0074| -0.07| 0.0074

B8' |B8 | 0.0825| -0.06| 0.0824

B8 |B8' | -0.0824| -0.04| -0.0824

B8 |B9 | -0.1900| 0.13| -0.1898

B9 |B8 | 0.1897| 0.16| 0.1898

B9 |B10 | 0.1764| 0.04| 0.1764

B10 |B9 | -0.1765| 0.07| -0.1764

B10 |B14 | 0.0103| -0.63| 0.0096

B14 |B10 | -0.0091| -0.50| -0.0096

B14 |B15 | -0.0287| 0.13| -0.0286

B15 |B14 | 0.0284| 0.17| 0.0286

B15 |B16 | 0.0256| 0.34| 0.0259

B16 |B15 | -0.0263| 0.39| -0.0259

B16 |B17 | 0.0437| -0.29| 0.0435

B17 |B16 | -0.0432| -0.24| -0.0435

B17 |B18 | -0.0907| -0.09| -0.0908

B18 |B17 | 0.0908| -0.05| 0.0908

B18 |R1 | 0.4471| -0.16| 0.4469

R1 |B18 | -0.4469| -0.03| -0.4469

R1 |RN2 | -9.2062| -0.13| -9.2063

RN2 |R1 | 9.2065| -0.13| 9.2063

–––––––––––––––––

CONCLUZII

Urmărirea comportării construcțiilor hidrotehnice are rol esențial în reducerea riscului prezentat de acumulările mari de apă. Urmărirea comportării construcțiilor hidrotehnice se realizează prin observații și măsurători. Se măsoară o serie de elemente ce sunt caracteristice pentru răspunsul construcției la solicitări exterioare: deplasări absolute și relative, debite drenate sau infiltrate, subpresiuni, presiuni interstițiale. Urmărirea construcțiilor hidrotehnice este și va fi mereu actuală, deoarece se aplică la construcțiile de mare importanță și cu un impact socio – economic puternic.

Barajele aflate în exploatare pot funcționa fie în situație normală, fie în situație excepțională. Situația normală este caracterizată prin valori normale ale solicitărilor exterioare (niveluri în lac, debite afluente sau defluente, temperaturi), corecta funcționare a elementelor componente ale amenajării și un răspuns la solicitări corespunzător celui prognozat.

Urmărirea barajului se face prin măsurători ciclice, două tranșe pe an, de obicei primăvara și toamna, când temperatura aerului este constantă.

Măsurătorile geodezice pentru urmărirea comportării construcțiilor au început să fie reconsiderate de către proiectanții ce interpretează modul de comportare a construcțiilor în timp, odată cu dezvoltarea aparatelor de măsură, a informaticii care intervine direct în obținerea valorilor celor mai probabile ale deplasărilor, pe baza utilizării testelor statistice și adoptării unor modele matematice complexe pentru prelucrarea datelor din teren.

Metodele geodezice de urmărire a comportării construcțiilor prezintă următoarele avantaje:

Sunt singurele metode care pot evidenția deformații “absolute” ale construcțiilor

Precizia determinărilor este superioară altor metode în condiții date (rețele de observații corect realizate, aparatură de măsurare precise, metode de măsurare adecvate, specialiști calificați în măsurarea și prelucrarea datelor de teren)

Se pot determina selectiv deformații ale întregii construcții, ale unor părți ale acesteia

Concluzii privind studiul de caz

În urma efectuării observațiilor, prelucrării și interpretării rezultatelor în vederea determinării deplasărilor și deformațiilor Barajului Gilau II în tranșa septembrie 2011, au rezultat o serie de concluzii și observații:

reperii de nivelment R1, R2, R3. R4, R5 au fost identificați cu deplasări. Valorile deplasărilor se găsesc în Anexa 4. Valorile deplasărilor au fost mai apropiate de valorile inițiale față de alți ani.

precizia de determinare a tasǎrilor punctelor din rețeaua niveliticǎ este de 0.39 mm. Deplasarea maximă a fost obținută la reperul B18 ca fiind de -31.51 mm (tasare), pe dig mal drept și la reperul R2 ca fiind de -10.43 mm (tasare), pe centrală.

pilaștrii PI și PII au fost considerați ficși în urma unor teste de stabilitate. În urmǎtoarea etapǎ a fost compensatǎ rețeaua constrânsǎ pe punctele fixe obținându-se deplasǎrile punctelor rețelei cu o precizie medie de 2.03 mm. Deplasǎrile maxime determinate pentru reperele de urmărire au fost de +1.26 mm pe axa X la reperul M9 și +4.18 mm pentru axa Y la reperul M11

Observații și recomandǎri

Avându-se în vedere situația din teren se impune:

întreținerea rețelei de urmărire a barajului în sensul asigurării condițiilor normale de lucru în rețea prin plantarea unei noi mărci M10, mutarea sau reconstituirea mărcii M11 mai jos pe peretele centralei, astfel încât să poată fi vizată în condiții optime, nu cu aproximație.

asigurarea condițiilor de vizibilitate a reperului M9 printre pomii fructiferi plantați pe taluzul mal drept al bazinului de liniștire.

marcarea corespunzătoare a reperelor de urmărire planimetrică de pe centrală și a celor de nivelment de pe centrală și diguri care au fost găsite și identificate cu dificultate.

deasemenea se impune și curățarea vegetației existente în rețeaua de microtriangulație.

BIBLIOGRAFIE

Cristescu, Nicolae, Topografie inginerească, București, Editura Didactică și Pedagogică, 1978

Cristescu, Nicolae, Mihail, Dan, Topografie, București , Editura Didactică și Pedagogică, 1970

Cristescu, Nicolae, Neamțu, Mircea, Topografie, București, Editura Didactică și Pedagogică, 1980

Dima, Nicolae, Teoria prelucrării mărimilor măsurabile, Fascicola 2, Alba Iulia, Universitatea 1 Decembrie 1918, 2000

Fotescu, Nicolae, Teoria erorilor de măsurare și metoda celor mai mici pătrate, București, Institutul de Construcții, 1979

Ghițău, Dumitru, Geodezie și gravimetrie geodezică, București, Editura Didactică și Pedagogică, 1983

Neamțu, Mircea, Ulea, Eugeniu, Atudorei, Mircea, Instrumente topografice și geodezice, București, Editura Tehnică, 1982

Neamțu, Mircea, Neuner, Johan, Onose, Dumitru, Măsurarea topografică a deplasărilor și deformațiilor construcțiilor, București, Institutul de Construcții, 1988

Nistor, Gheorghe, Geodezie aplicată la studiul construcțiilor, Iași, Editura Gheorghe Aschi, 1993

Priscu, Radu, Construcții hidrotehnice, vol. II, București, Editura Didactică și Pedagogică, 1974

*** Modog,Traian, Contribuții la urmărirea fenomenelor de stabilitate a construcțiilor hidrotehnice aferente zonei Criș – Drăgan Iad, Someș, Teză de doctorat, Universitatea din Petroșani, 2008

*** Modog, Traian, Curs: Topografie, 2009

*** Modog, Traian, Curs: Urmărirea comportării construcțiilor, 2011

*** Herban, Sorin, Curs: Urmărirea comportării construcțiilor în timp, http://www.ct.upt.ro/users/SorinHerban/Mudc.pdf

*** Ghergheleș, Liliana, Analiza proceselor dinamice ale construcțiilor și terenurilor, Teză de doctorat, Universitatea Tehnică din București, 2011,

http://dsd.utcb.ro/teze/Ghergheles%20Liliana%20-%20Rezumat.pdf

** Normativ privind urmărirea în timp a construcțiilor, indicativ P130 – 1999, elaborat de Institutul Național de cercetare – dezvoltare în construcții și economia construcțiilor

** Ordonanța de urgență nr. 244 din 28.11.2000 privind siguranța barajelor, republicată în Monitorul Oficial, Partea I nr. 96 din 04.02.2002

ANEXE

Anexa 1. Rețeaua de triangulație și modul de dispunere a reperilor de nivelment

Anexa 2. Poziționarea barajului

Anexa 3. Deplasări Planimetrice

Anexa 5. Grafic Deplasări Planimetrice

Anexa 6. Grafic Deplasări Verticale

BIBLIOGRAFIE

Cristescu, Nicolae, Topografie inginerească, București, Editura Didactică și Pedagogică, 1978

Cristescu, Nicolae, Mihail, Dan, Topografie, București , Editura Didactică și Pedagogică, 1970

Cristescu, Nicolae, Neamțu, Mircea, Topografie, București, Editura Didactică și Pedagogică, 1980

Dima, Nicolae, Teoria prelucrării mărimilor măsurabile, Fascicola 2, Alba Iulia, Universitatea 1 Decembrie 1918, 2000

Fotescu, Nicolae, Teoria erorilor de măsurare și metoda celor mai mici pătrate, București, Institutul de Construcții, 1979

Ghițău, Dumitru, Geodezie și gravimetrie geodezică, București, Editura Didactică și Pedagogică, 1983

Neamțu, Mircea, Ulea, Eugeniu, Atudorei, Mircea, Instrumente topografice și geodezice, București, Editura Tehnică, 1982

Neamțu, Mircea, Neuner, Johan, Onose, Dumitru, Măsurarea topografică a deplasărilor și deformațiilor construcțiilor, București, Institutul de Construcții, 1988

Nistor, Gheorghe, Geodezie aplicată la studiul construcțiilor, Iași, Editura Gheorghe Aschi, 1993

Priscu, Radu, Construcții hidrotehnice, vol. II, București, Editura Didactică și Pedagogică, 1974

*** Modog,Traian, Contribuții la urmărirea fenomenelor de stabilitate a construcțiilor hidrotehnice aferente zonei Criș – Drăgan Iad, Someș, Teză de doctorat, Universitatea din Petroșani, 2008

*** Modog, Traian, Curs: Topografie, 2009

*** Modog, Traian, Curs: Urmărirea comportării construcțiilor, 2011

*** Herban, Sorin, Curs: Urmărirea comportării construcțiilor în timp, http://www.ct.upt.ro/users/SorinHerban/Mudc.pdf

*** Ghergheleș, Liliana, Analiza proceselor dinamice ale construcțiilor și terenurilor, Teză de doctorat, Universitatea Tehnică din București, 2011,

http://dsd.utcb.ro/teze/Ghergheles%20Liliana%20-%20Rezumat.pdf

** Normativ privind urmărirea în timp a construcțiilor, indicativ P130 – 1999, elaborat de Institutul Național de cercetare – dezvoltare în construcții și economia construcțiilor

** Ordonanța de urgență nr. 244 din 28.11.2000 privind siguranța barajelor, republicată în Monitorul Oficial, Partea I nr. 96 din 04.02.2002

ANEXE

Anexa 1. Rețeaua de triangulație și modul de dispunere a reperilor de nivelment

Anexa 2. Poziționarea barajului

Anexa 3. Deplasări Planimetrice

Anexa 5. Grafic Deplasări Planimetrice

Anexa 6. Grafic Deplasări Verticale