Осадка. 
Наблюдение за осадками инженерных сооружений

Осадкой сооружения называют смещение сооружения, либо отдельных его частей в вертикальной плоскости (рис. 1.1).

Осадка возникает из-за постоянного давления массы сооружения на грунты в основании фундамента. Кроме того, осадка может быть вызвана, карстовыми и оползневыми явлениями, изменениями грунтовых вод, работой тяжелых механизмов, движением.

Рисунок 1.1 Осадка, а — исходное положение здания; б — равномерная осадка; внеравномерная осадка транспорта, сейсмическими явлениями и т. п. При коренном изменении структуры пористых и рыхлых грунтов происходит быстро протекающая во времени деформация — просадка.

Осадка обычно начинается сразу же после начала строительства и продолжается в течение всего периода возведения сооружения по, а также после окончания строительства. Скорость осадки сильно зависит от состава грунта.

В отличие от осадки, просадка вызывается коренным изменением структуры грунта. Например, при уплотнении, замачивании, оттаивании, или сотрясении грунтов (в зависимости от состава), а также в результате выщелачивания грунтов, подработки территории и др. Сокращение объёма грунта за счёт усыхания называется усадкой.

Различают равномерные и неравномерные осадки. Равномерные происходят, когда давление на грунт и его сжимаемость во всех частях основания под фундаментом схожи. При несоблюдении этого условия появляются неравномерные осадки, приводящие к наклонам, прогибам, искривлениям и иным деформациям сооружения.

Крен

Крен — вид деформации, свойственный сооружениям башенного типа (рис. 1.2). Появление крена может быть вызвано неравномерностью осадки сооружения, изгибом и наклоном верхней его части из-за одностороннего температурного нагрева и ветрового давления. Поэтому полную информацию о кренах и изгибах можно получить лишь по результатам совместных наблюдений за положением фундамента и корпуса башенного сооружения.

Рисунок 1.2 Крен Крен (наклон) определяется как разность осадок точек i и j, фиксированных на противоположных краях сооружения или его частей, вдоль выбранной оси. Наклон в направлении продольной оси сооружения называется завалом, а в направлении поперечной оси — перекосом. Для оценки устойчивости сооружения более наглядна характеристика крена, отнесённая к расстоянию между точками i и j.

В наиболее простых случаях крен определяется с помощью отвеса или прибора вертикального проектирования. В сложных условиях, особенно для сооружений большой высоты, для определения крена применяются способы вертикального проектирования, координат, углов.

Изгиб и кручение

Сооружения башенного типа (дымовые трубы, телебашни, небоскрёбы) испытывают кручение и изгиб, вызываемые неравномерным солнечным нагревом, давлением ветра и изменением температуры и давления с высотой.

Кручение плоских элементов сооружения возникает в случае, когда их параллельные стороны испытывают противоположные по знаку деформации. Кручение сооружений относительно вертикальной оси характерно для сооружений башенного типа (рис 1.3).

Так же существует понятие горизонтального кручения, которое применяется в тоннелестроении.

Рисунок 1.3 Изгиб и кручение.

Горизонтальный сдвиг

Смещение сооружений в горизонтальной плоскости может быть вызвано боковым давлением грунта, воды, ветра и т. п. (рис. 1.4).

Горизонтальное смещение отдельной точки сооружения характеризуется разностью ее координат, и, , полученных в текущем и начальном циклах наблюдений.

Рисунок 1.4 Горизонтальный сдвиг. Положение осей координат, как правило, совпадает с главными осями сооружения.

Пропеллерность

Пропелерность — это вид деформации характеризующийся одновременными положительными и отрицательными значениями осадок. Обычно пропеллерность характерна для зон вечной мерзлоты, а так же при промерзании и оттаивании грунта. Основная причина разжижение грунта в период оттаивания и вспучивание в период промерзания (рис. 1.5.).

Рис. 1.5 Пропеллерность