GEODETSKO OSMATRANJE INŽENJERSKIH OBJEKATA
Prof. dr Zoran Sušić, dipl.inž.geod.
INŽENJERSKA KOMORA CRNE GORE
PRAVILNIK O NAČINU I POSTUPKU OSMATRANJA PONAŠANJA TLA I OBJEKTA U TOKU GRAĐENJA I UPOTREBE - ("Službeni list Crne Gore", br. 051/25 od 27.05.2025)
Član 1. Ovim pravilnikom utvrđuje se način i postupak osmatranja ponašanja tla i objekta, u toku građenja i upotrebe objekta.
Član 2. Osmatranje ponašanja tla i objekta obuhvata provjeru ponašanja tla i objekta registrovanjem početnih stanja (nulto mjerenje) i praćenje promjena tla i objekta koji nastaju u toku građenja i tokom upotrebe objekta (kontrolne serije mjerenja).
Član 5. Rezultati osmatranja ponašanja tla i objekta služe za ocjenu stanja tla i objekta, za blagovremeno ustanovljavanje tendencija promjena ponašanja tla i objekta i zajedno sa drugim faktorima, za utvrđivanje uzroka nepredviđenog ponašanja tla i objekta i određivanje potrebnih mjera za obezbjeđenje sigurnosti objekta u toku građenja i upotrebe.
Kada rezultati osmatranja ponašanja tla i objekta u toku građenja dostižu granične vrijednosti utvrđene revidovanim glavnim projektom, odnosno vrijednosti utvrđene kriterijumima ustanovljenim u projektu osmatranja tla i objekta, stručni nadzor o tome obavještava investitora objekta, koji obezbjeđuje stručnu ocjenu ponašanja tla i ugroženih objekata, uputstva za dalja osmatranja i/ili za preduzimanje mjera za obezbjeđenje sigurnosti objekta.
Rezultati kontrolne serije mjerenja u toku građenja objekta koja je izvršena nakon završetka radova na objektu čine sastavni dio dokumentacije neophodne za tehnički prijem i puštanje objekta u upotrebu i predstavljaju nultu seriju za osmatranje ponašanja tla i objekta u toku upotrebe objekta.
Član 4.
Projekat osmatranja ponašanja tla i objekta sadrži naročito:
1) projektni zadatak;
2) predmet osmatranja i koncepciju ponašanja tla i objekta;
3) program, metode i obim osmatranja tla i objekata;
4) projekat geodetskih radova osmatranja;
5) mjerna mjesta, instrumente za mjerenje, plan i program mjerenja;
6) serije osmatranja i vremenski plan osmatranja u toku građenja i upotrebe objekta;
7) način obrade mjerenja, prikazivanja rezultata i formiranja dokumentacije o osmatranjima;
8) kriterijume za upoređivanje rezultata mjerenja sa dozvoljenim vrijednostima;
9) zahtjeve za održavanje mjernih mjesta i instrumenata u periodu osmatranja;
10) način praćenja i prikaza rezultata osmatranja ponašanja tla i objekta;
11) tehničke uslove realizacije projekta, predmjer i predračun radova
PRAVILNIK O NAČINU I POSTUPKU OSMATRANJA PONAŠANJA TLA I OBJEKTA U TOKU GRAĐENJA I UPOTREBE - ("Službeni list Crne Gore", br. 051/25 od 27.05.2025)
Dozvoljene vrijednosti deformacija određuje projektant u zavisnosti od tipa konstrukcije, osjetljivosti na deformacije, interakcije tlo-konstrukcija, zahtjeva za upotrebljivost.
Primjer standarda – SRPS EN 1997-1
INSTRUMENTI U POSTUPKU DEFORMACIONIH MJERENJA
INSTRUMENTI U POSTUPKU DEFORMACIONIH MERENJA
INSTRUMENTI U POSTUPKU DEFORMACIONIH MERENJA
InSAR – radarska interferometrija
INSTRUMENTI U POSTUPKU DEFORMACIONIH MERENJA
INSTRUMENTI U POSTUPKU DEFORMACIONIH MERENJA
- Geotehnički i drugi specijalni instrumenti -
DEFORMACIONA MJERENJA NA HIDROTEHNIČKIH OBJEKTIMA
Brana na Tisi
Predmet geodetskog monitoringa:
AUTOPUT SMOKOVAC – MATEŠEVO, SECTION SMOKOVAC – UVAČ (km 0+0,000 - km 40+871,873)
Most se sastoji od:
KOMPLEKSNI INŽENJERSKI OBJEKTI – TUNEL I MOST GORNJE MRKE
Tunel Mrke
Proračun tačnosti proboja tunela
Geodetske mreže za potrebe izgradnje tunela
Monitoring iskopa tunela
NOVA AUSTRIJSKA TUNELSKA METODA (NATM) – KONTROLA RADIJALNIH DEFORMACIJA (glavni pokazatelj stabilnosti iskopa)
KOMPLEKSNI INŽENJERSKI OBJEKTI – TUNEL GORNJE MRKE
KOMPLEKSNI INŽENJERSKI OBJEKTI – MOST UVAČ 4
Dužina mosta: 94 + 710 m (lijeva traka); 890 m (desna traka); 4+16 raspona u lijevoj traci, 20 raspona u desnoj traci; 25 tačaka referentnog dela mikromreže za geodetsko osmatranje i 227 tačaka na objektu
KOMPLEKSNI INŽENJERSKI OBJEKTI – MOST JABUKA
Skica dela geodetske mikromreže mosta Moračica sa elementima preciznosti (1-α = 0.95)
PROJEKAT GEODETSKE MIKROMREŽE ZA PRAĆENJE SVIH FAZA GEODETSKIH RADOVA TOKOM IZGRADNJE INFRASTRUKTURNIH OBJEKATA
KRITERIJUMI KVALITETA GEODETSKE MIKROMREŽE
KRITERIJUMI KVALITETA GEODETSKE MIKROMREŽE
Geodetski radovi u tunelogradnji�Machine control tehnologija u proboju tunela
Mašina za proboj tunela
Rotaciona glava mašine za bušenje – prečnik tunela
Rezači (zavise od vrste stijenske mase, kreću se po koncentričnim krugovima)
Koncept iskopa eksplozivom – nedostaci (više operacija – miniranje, provjertavanje, skidanje nestabilnih blokova, utovar, transport). Rotaciona glava mašine za bušenje, pod kontrolom pogonskog agregata, je u stalnoj interakciji sa tlom pod dejstvom hidrauličkog sistema za potiskivanje.
Mašine sa jednim štitom (za zemljišta bez prisustva podzemnih voda kada se koristi injekciona masa u vidu drenažnog sistema u cilju odvođenja vode iz stijena).
Mašine sa duplim štitom (integracija funkcionisanja mašine sa štitom za stabilizaciju).
Mašine sa kombinovanim štitom – kontrola pritiska u komori za iskopani materijal pomoću vazdušnog jastuka.
Rezači na rotacionoj glavi
Sistem za prikupljanje materijala
Iskopani materijal se premješta transportnom trakom
Hidraulički klipovi se odupiru novopostavljenim betonskim segmentima gurajući mašinu naprijed
Mehanizam za transport montažnih elemenata
Kontrolna soba za upravljanje mašinom
Rotaciona poluga dodaje prefabrikovane betonske tunelske segment u formi prstena
GLAVNI ELEMENTI MAŠINE ZA BUŠENJE TUNELA
Totalnom stanicom na konzoli zida unutar tunela (mogućnost premještanja) se navigira mašina za bušenje, gde se prostorni položaj i orijentacija ažuriraju u vrlo kratkom vremenskom intervalu.
PRORAČUN TAČNOSTI PROBOJA TUNELA
Računanje relativne elipse povjerenja (1-α = 0.95)
Primena robotizovane totalne stanice sa žiroskopom za potrebe realizacije različitih geodetskih radova u tunelu (uglovna preciznost od 0.8 mgon, što obezbeđuje linearnu tačnost od 1.2 cm po jednom kilometru). Za potrebe proboja tunela koji spaja Englesku i Francusku, postignuta je lateralno standardno odstupanje od 35 mm na čitavoj dužini tunela od 50.5 km. Ovo je jedino moguće bilo izvesti primjenom žiroskopa (Gyromat 2000).
Proboj tunela - ušteda multi milionskih investicija integrisanim sistemom totalna stanica + žiroskop
Žiroskop je uređaj za merenje promene ugla vezanog neki objekat odnosno inercioni sistem i za održavanje orijentacije. Funkcioniše na osnovu principa ugaonog momenta.
Hong Kong – Zhuhai-Macau sistem most – podvodni tunel (55 km)
Cilj: prolaz velikih brodova
Blizina aerodoroma u Hong Kongu
Rješenje dijela trase kao podvodni tunel
GEODETSKE MIKROMREŽE U TUNELOGRADNJI (Crna Gora)
- primjeri povezivanja portalnih mreža -
Primjer povezivanja portalnih mreža kroz podzemnu cijev
Nadzemna geodetska mikromreža
Portalne mreže
GEODETSKO OSMATRANJE I MONITORING NATM
GEODETSKO OSMATRANJE I MONITORING NATM
Mjerenje radijalnih deformacija
Sekcije mjerenja su bile definisane u zavisnosti od klase stijenske mase u skladu sa RMR klasifikacijom i to:
Tokom izvođenja radova ustanovljeni su nepovoljniji geološki uslovi sa intezivno ispucalim i karbonizovanim krečnjacima sa glinenom ispunom, značajnom pojavom rasjeda kao i pojavom vertikalnih kanala i pećina bez ispune i sa glinenom ispunom. Nakon završetka radova na iskopu utvrđeno je da je 90% stijenske mase bilo klase III RMR [12] a 10% IV RMR klase.
Loši geološki uslovi su otežali izvođenje radova u dijelu proboja i same stabilnosti iskopa pa je u skladu sa NATM, povećan obim radova na osmatranju i monitoringu. Ukupan broj ugrađenih profila u tunelu Mrke je 10 za lijevu cijev i 8 za desnu.
GEODETSKO OSMATRANJE I MONITORING NATM
Dijagram pomjeranja tokom vremena
Translatorno – vertikalno pomjeranje
GEODETSKA DEFORMACIONA ANALIZA
MNK
DEFORMACIONA ANALIZA GEODETSKIH MREŽA
UZROČNO-POSLEDIČNI
KINEMATIČKI MODELI
MODELI KONGRUENCIJE
STATIČKI MODELI
DINAMIČKI MODELI
OPISNI
DEFORMACIONI MODELI
Klasifikacija modela u deformacionoj analizi
Vremenski aspekt:
Dejstvo sila:
Stanje objekta:
Nema modelovanja
Nema modelovanja
Dovoljno dugo u stanju ravnoteže
Pomjeranje kao f-ija vremena
Nema modelovanja
Konstantno u pokretu
Nema modelovanja
Deformacije kao f-ije opterećenja
Dovoljno dugo u stanju ravnoteže
Pomjeranje kao f-ija vremena i opterećenja
Konstantno u pokretu
DEFORMACIONA ANALIZA GEODETSKIH MREŽA
Ili Hanoverski postupak – pionirska metoda konvencionalne deformacione analize, Publikovana 1971. godine u Hanoveru od strane Pelcera, dok je za praktičnu primjenu prilagodio Nimajer 1976. godine.
KORAK 1.
KORAK 2.
Računanje srednjeg rascepa (neuklapanja):
Tetsiranje hipoteze o podudarnosti:
DEFORMACIONA ANALIZA GEODETSKIH MREŽA
KORAK 3.
KORAK 4.
DEFORMACIONA ANALIZA GEODETSKIH MREŽA
KORAK 1.
KORAK 2.
Zajedničko posredno izravnanje obe epohe mjerenja
Lokalizacija nestabilnih tačaka iz skupa uslovno stabilnih
Nezavisno posredno izravnanje po epohama 1 i 2
Ispitivanje stabilnosti tačaka na objektu
Računanje i grafička interpretacija relativnih elipsi povjerenja
Pomerena tačka
Stabilna tačka
KORAK 3.
DEFORMACIONA ANALIZA GEODETSKIH MREŽA
Robusna IWST metoda deformacione analize (eng. Iterative Weighted Similarity Transformation
KORAK 1 - U prvom koraku sprovodi se nezavisno izravnanje mjerenja nulte (prethodne) i kontrolne (aktuelne) epohe po Gaus-Markovljevom modelu posrednog izravnanja primjenom metode najmanjih kvadrata. U postupku izravnanja vrši se identifikacija grubih grešaka u mjerenjima primenom konvencionalnih metoda, kao što su Data snooping test ili τ test, ili primenom robusnih metoda identifikacije grubih grešaka (Danska metoda, L1 norma i dr).
KORAK 3 - U trećem koraku vrši se testiranje stabilnosti tačaka mreže, odnosno ispituje se da li su ocjenjeni vektori pomeranja pojedinačnih tačaka rezultat realnog pomjeranja koje je prisutno ili su posledica stohastičkih varijacija merenja, odnosno slučajnih grešaka mjerenja.
KORAK 2 – U ovom koraku vrši se robusna S transformacija vektora pomjeranja tačaka mreže u cilju redukcije vektora izravnatih koordinata x1 i x2 u zajednički datum. Ovaj zadatak se sastoji od uklapanja vektora x2 u vektor x1 i svođenjem na težište mreže.
Deformaciona analiza mosta Mrke primjenom IWST metode
DEFORMACIONA ANALIZA GEODETSKIH MREŽA
ZASNIVA se na primeni strejn analize na osnovu ponovljenih geodetskih mjerenja i koristi se prvenstveno za određivanje dopunskih parametara koji pomažu u jasnom tumačenju karakterističnih obrazaca kretanja geoloških blokova ili različitih delova objekta. Mreža se deli na konačne elemente (trouglove) u kojima se računaju parametri strejna.
Metoda se može sprovesti na dva načina:
Ukupna dilatacija kao zbor dilatacija u pravcu X i Y ose
Klizanje u proizvoljnoj tački između osa X i Y
Strejn tenzor
Varijansa vektora pomeranja tačaka trougla
ukupna dilatacija
čisto smicanje
inženjersko smicanje
ukupno smicanje
maksimum glavnog strejna
minimum glavnog strejna
azimut ose maksimalnog strejna e1
pravac maskimalnog strejna
Izražena kompresija na rasjedu 2 geološka bloka
Izražena esktenzija na rasjedu 2 geološka bloka
Primjer transkurentnog rasjeda (klizanje dva bloka)
NUMERIČKI PRIMJER
Za potrebe primene prethodno opisanih metoda deformacione analize geodetskih mreža koncipirana je dvodimenzionalna geodetska mreža za monitoring pomjeranja i deformacija mostovske konstrukcije. Reč je o apsolutnoj geodetskoj mreži koja se sastoji od pet referentnih tačaka projektovanih van zone očekivanih deformacija i dvadeset četiri tačke na objektu.
2 EPOHE MJERENJA (66 horitontalnih pravaca i 66 dužina)
V2 – 10 mm
LR2 – 7 mm
LS21 – 14 mm
LS23 – 20mm
Simulirana pomeranja:
Primjenom Pelcerove, Karlsrue i IWST metode identifikovane su pomerene (nestabilne) tačke mreže i ocjenjeni vektori pomjeranja svih tačaka mreže. Sa druge strane, primenom Velšove metode geodetska mreža podeljena je na konačne elemente oblika trougla za koje su sračunati osnovni i dodatni strejn parametri koji su omogućili podrobniju analizu deformacija mostovske konstrukcije. Sve tačke na kojima su simulirana pomeranja identifikovane su kao nestabilne (pomjerene) primjenom Pelcerove, Karlsrue i IWST metode.
UVOD U DEFORMACIONA MERENJA I ANALIZU
Autori:
Prof. dr Zoran Sušić, Fakultet tehničkih nauka, Univerzitet u Novom Sadu
Doc. dr Mehmed Batilović, Fakultet tehničkih nauka, Univerzitet u Novom Sadu
Edicija: TEHNIČKE NAUKE – UDŽBENICI
Izdavač: Fakultet tehničkih nauka u Novom Sadu
ISBN 978-86-6022-634-3
COBISS.SR-ID 134918921
HVALA NA PAŽNJI!