Obiekty wysmukłe, których wysokość jest kilkakrotnie większa od szerokości, są bardziej niż każde inne obiekty budowlane narażone na działania sił przyrody, które w połączeniu z wadami konstrukcyjnymi mogą doprowadzić do katastrofy budowlanej.
Aby temu zapobiec obiekty budowlane wysmukłe objęte są okresowymi pomiarami pionowości, przemieszczeń i odkształceń. Rejestracja postępujących odkształceń trwałych obiektu pozwala na zastosowanie środków prewencyjnych i niedopuszczenie do katastrofy budowlanej.
Zobacz naszą nowoczesną Mapę Geoportal360
Charakterystyka budowli wysmukłych
Budowlami wysmukłymi (wieżowymi) nazywa się takie budowle, których wymiary spełniają następujący warunek:
h / b max ≥ 5
gdzie:
h – wysokość obiektu,
b max – maksymalna szerokość obiektu.
W przypadku, gdy iloraz wysokości obiektu budowlanego do szerokości obiektu budowlanego jest większy bądź równy 5, uznaje się, że obiekt budowlany posiada kształt wysmukły, a więc obiekt wysmukły, to taki, którego wysokość jest kilkakrotnie większa (pięciokrotnie) od szerokości.
Przykłady obiektów budowlanych wysmukłych
Do obiektów budowlanych wysmukłych zalicza się m.in. takie obiekty jak:
- szyby windowe,
- słupy elektroenergetyczne,
- filary mostów lub wiaduktów,
- kominy przemysłowe,
- wieże stalowe,
- wieże strunobetonowe,
- maszty farm wiatrowych,
- maszty antenowe na odciągach,
- silosy,
- ściany budynków i inne.
Podstawowym warunkiem geometrycznym, jaki muszą spełniać budowle o charakterze wysmukłym, jest pokrycie się osi pionowej z kierunkiem działania siły ciężkości.
Wszelkie odstępstwa od tej zasady, zauważone w wyniku pomiarów i wskazujące na różnice między teoretycznym a rzeczywistym położeniem osi wzdłuż całej wysokości obiektu, nie tylko uniemożliwiają bezpieczną eksploatację tych obiektów, ale przede wszystkim mogą doprowadzić do katastrofy budowlanej.
Czynnikami powodującymi wychylenie obiektów wysmukłych od pionu są najczęściej:
- wady konstrukcyjne obiektu budowlanego,
- ukryte wady materiału,
- wady powstałe na etapie budowy obiektu budowlanego,
- zmiany warunków hydrologicznych podłoża,
- nierównomierne osiadanie fundamentów obiektu wynikające z niedostatecznego rozpoznania terenu,
- siły boczne związane z siłą wiatru,
- działanie długo i krótkoterminowych obciążeń wiatru, śniegu jak również obciążeń spowodowanych ruchami tektonicznymi.
Kiedy i w jakim celu wykonuje się geodezyjne pomiary pionowości?
Celem geodezyjnych pomiarów pionowości obiektów wysmukłych jest zapewnienie bezpieczeństwa budowy obiektu oraz jego utrzymania.
W obecnym stanie prawnym nie jest możliwe prowadzenie budowy obiektu budowlanego bez profesjonalnej obsługi geodezyjnej. Podstawowym zadaniem, jakie stawia się geodezyjnej obsłudze obiektów budowlanych wysmukłych (wieżowych) jest:
- realizacja pionowego kierunku wznoszenia,
- realizacja projektowanej krzywizny ściany budowli w poziomie i pionie.
Geodezyjne pomiary pionowości obiektu budowlanego wykonywane są na kilku etapach „życia” obiektu budowlanego wysmukłego, tj. na etapie:
- rozpoczęcia budowy,
- prowadzenia budowy,
- eksploatacji obiektu wybudowanego.
Badania pionowości obiektów budowlanych na etapie eksploatacji nazywane są geodezyjnymi okresowymi pomiarami pionowości, przemieszczeń i odkształceń. Dla przykładu: kominy murowane i żelbetonowe powinny być poddawane kontroli pionowości:
- w pierwszym i drugim roku eksploatacji komina pomiar pionowości co najmniej raz w roku,
- w trzecim i następnym roku pomiar pionowości powinien być wykonany co trzy lata (Polska Norma PN-88/B-03004).
Pomiary przemieszczeń i odkształceń obiektów budowlany wysmukłych wykonuje się wówczas, gdy przewiduje je projekt budowlany bądź potrzebę wykonania tych pomiarów zgłosił inwestor lub inny zainteresowany podmiot.
Okresowe geodezyjne pomiary pionowości oraz przemieszczeń obiektu i jego podłoża pozwalają na rejestrację postępujących odkształceń trwałych obiektu i zasygnalizowanie ewentualnej konieczności stosowania środków prewencyjnych.
Przeczytaj: Pionowanie konstrukcji budowlanej – geodezyjny pomiar pionowości
Metody pomiaru pionowości obiektów wysmukłych
Pomiarami obiektów wysmukłych zajmuje się dziedzina geodezji, która nosi nazwę: pomiary deformacji.
Przez deformację obiektu należy rozumieć przemieszczenie oraz jego odkształcenie:
- przemieszczenie polega na zmianie położenia obiektu na skutek przesunięcia lub obrotu obiektu, przy czym wzajemne położenie punktów nie ulega zmianie;
- odkształcenie natomiast polega na zmianie kształtu lub objętości albo kształtu i objętości obiektu, na skutek czego następują zmiany wzajemnych odległości punktów danego obiektu.
Pomiarami pionowości obiektów budowlanych objęta jest część wysokościowa, narażona na oddziaływanie różnych czynników zewnętrznych.
Do najpopularniejszych metod pomiaru pionowości obiektów wysmukłych przeprowadzanych w oparciu o instrumenty takie jak teodolity i elektroniczne tachimetry należą:
- metoda dwusiecznych – jest to metoda pomiaru mająca charakter pomiaru tzw. jednokrotnego, tj. polegającego na porównaniu wyników pojedynczego pomiaru z warunkiem pionowości i prostoliniowości osi głównej obiektu. Zakłada się ponadto, że oś obiektu przebiega przez środek przekroju najbliższego podstawie budowli;
- metoda wcięć – wykorzystywana do pomiaru kształtu chłodni kominowych. W metodzie cięć mają zastosowanie teodolity laserowy oraz klasyczny;
- metoda bezpośredniego rzutowania – wykorzystywana jest najczęściej tam gdzie obiekt posiada niewielkie rozmiary poziome u swej podstawy i jest dostępny i widoczny z co najmniej dwóch korzystnych do obserwacji kierunków. Metodę tę wykorzystuje się do pomiaru odkształceń np. kominów, szczególnie cylindrycznych żelbetowych lub stalowych, które często bywają przedmiotem obserwacji.
Od kilku lat do pomiarów pionowości obiektów wysmukłych wykorzystuje się nowoczesne tachimetry skanujące. Technologia skaningu laserowego daje pełny obraz deformacji nie tylko osi komina, ale również powłoki komina.
Zdaniem badających zastosowanie do pomiaru pionowości obiektów wysmukłych tachimetrów skanujących eliminuje ewentualne błędy pomiaru wynikające z czynnika ludzkiego.
Przeczytaj: Pomiar elewacji budynku
Podstawa prawna oraz pozostałe źródła:
- Ewelina Mikulska-Pietrzak. Prowadzenie geodezyjnej obsługi budowy i eksploatacji obiektów budowlanych.
- Rozporządzenie Ministra Gospodarki Przestrzennej i Budownictwa z dnia 21 lutego 1995 r. w sprawie rodzaju i zakresu opracowań geodezyjno-kartograficznych oraz czynności geodezyjnych obowiązujących w budownictwie.
- Rozporządzenie Ministra Rozwoju Regionalnego i Budownictwa z dnia 16 lipca 2001 r. w sprawie zgłaszania prac geodezyjnych i kartograficznych, ewidencjonowania systemów i przechowywania kopii zabezpieczających bazy danych, a także ogólnych warunków umów o udostępnianie tych baz.
- Ustawa z dnia 17 maja 1989 r. Prawo geodezyjne i kartograficzne.
Zdjęcie: Pixabay.com
