Precyzyjne pomiary osiadań na przykładzie Stokaża Amoniaku. Pomiary przemieszczeń i osiadań to jedne z najdokładniejszych pomiarów z zakresu geodezji inżynieryjnej. Kluczowym jest dobranie odpowiednio dokładnego sprzętu do specyfiki obiektu, który ma być obserwowany w czasie. Równie istotnym elementem jest sieć odniesienia, względem obranego przedmiotu pomiarów. W ostatnim czasie realizowaliśmy projekt na terenie zakładów przemysłowych Grupa Azoty Zakłady Azotowe Kędzierzyn S.A. Naszym zadaniem było założenie nowej osnowy, sieci niwelacji precyzyjnej. Była ona niezbędna do wykonania kontroli osiadania Stokaża Amoniaku znajdującego się na terenie zakładów. Kontrola miała zweryfikować osiadania i odkształcenia konstrukcji zbiornika, w czasie oraz ze względu na stan jego wypełnienia.
Etap I – założenie sieci i stabilizacja punktów odniesienia. Po otrzymaniu materiałów archiwalnych z zakładowej komórki geodezyjnej zaprojektowaliśmy nową sieć niwelacyjną. W trakcie projektowania skupiliśmy się na wyborze odpowiedniej lokalizacji punktów odniesienia. Repery nawiązania musiały być zlokalizowane w wyważonej odległości od zbiornika. Dostatecznie daleko aby wyeliminować wpływ ruchu zbiornika na teren i odpowiednio blisko, ponieważ długość ciągu niwelacji negatywnie wpływa na dokładność pomiarów. Wybrane zostały trzy lokalizacje punktów nawiązania wokół stokażu. Teren został sprawdzony przez konstruktora pod kątem budowy geologicznej podłoża. W wyniku weryfikacji ustalone zostały ostateczne lokalizacje reperów oraz głębokość ich posadowienia. W każdej lokalizacji zastabilizowano po trzy repery odniesienia. Każda trójka reperów tworzy gniazdo. W ten sposób podczas opracowania pomiarów mamy gwarancję zachowania stałości punktów w gnieździe. Dodatkowo jeżeli jeden z punktów uległby uszkodzeniu, lub zmieniłby swoją wysokość, to taki punkt przy trzech reperach możemy wychwycić i wyeliminować.
Podsumowując zasada trzy gniazda po trzy punkty daje gwarancję, że przy wykonywaniu obliczeń, jako punkty nawiązania, są wybierane punkty stałe a ewentualnie poruszone nie wpływają na wyniki pomiarów.
Po stabilizacji a przed pomiarem 0, punkty nawiązania musiały mieć czas aby ewentualnie ustabilizować się na gruncie. Przyjmuje się zasadę, że taki czas to około 2 tygodnie. Po tym okresie wykonaliśmy pierwsze pomiary
Etap II – pomiar 0. Pierwszy pomiar sieci, podobnie jak kolejne wykonany był z zachowaniem wszelkich zasad pół precyzyjnej niwelacji. W pierwszej etapie pomierzone zostały oczka dla poszczególnych gniazd. Jeżeli oczka zamykały się w granicach 0.3-0.7mm taki pomiar był akceptowany i zespół pomiarowy przechodził do obserwacji kolejnego etapu sieci. Jak przedstawia szkic sieci pomiędzy gniazdami i punktami na zbiorniku założono trzy punkty węzłowe. Pomiędzy gniazdami i punktami węzłowymi zachowany został taki sam reżim dokładnościowy. Jeżeli obserwacje z gniazda do punktu węzłowego mieściły się w granicach 0.3-0.7mm wówczas pomiary przechodziły na kolejny etap obserwacji. Przedostatnim etapem pomiaru była niwelacja odcinków pomiędzy punktami węzłowymi i jednym z wybranych reperów na badanym zbiorniku. Przy tych odcinkach obowiązywały te same zasady dokładności. Na koniec procedury pomiarowej wykonany został pomiar wszystkich punktów zamocowanych na podstawie zbiornika. Łącznie było to 30 punktów kontrolnych.
16 punktów rozmieszczonych jest jako pierścień reperów, równomiernie wokół korpusu. Pozostałe 14 punkty umiejscowionych jest pod dnem zbiornika. Wszystkie z punktów na stokażu zostały pomierzone w tym samych ramach precyzyjnej niwelacji. Ze względu na lokalizację pomiary były wykonywane przy tzw. odwróconej łacie. Podczas pomiarów podobnie jak wcześniej zastosowano zasadę zamkniętych oczek niwelacyjnych. Daje to pewność, że ewentualne błędy pomiarowe zostaną wyeliminowane podczas wyrównania pomiarów metoda MNK dzięki obserwacjom nadliczbowym.
Etap III – Wyrównanie niwelacji. Jak wspomnieliśmy wcześniej całość obserwacji została wyrównana metodą MNK w wyrównaniu ścisłym. Wyrównanie pomiaru 0 wykonano w dwóch częściach. Pierwszym krokiem było narzucenie wysokości nowo założonym reperom na podstawie jednego ze starych punktów, który był dołączony do niwelacji w trakcie pomiaru. Celowo do narzucenia wysokości wykorzystano jeden punkt. W innym przypadku różnica wysokości starych reperów, obarczona jakimś, nieznanym błędem mogłaby negatywnie wpłynąć na całość wszystkich obserwacji.
Po ustaleniu wysokości reperów odniesienia, z pierwszej części wyrównania, wykonaliśmy drugie obliczenie, gdzie jako stałe punkty wykorzystano już obliczone wysokości reperów.
W ten sposób uzyskaliśmy właściwe wysokości dla wszystkich punktów sieci i reperów na zbiorniku amoniaku. Podczas analizy wyrównania mogliśmy przeanalizować macierz poprawek na wszystkich pośrednich ciągach niwelacyjnych, pomiędzy odcinkami reperów stałych i węzłowych. Przeciętne poprawki do przewyższeń wahały się na poziomie 0.1 mm. Wybiórczo pojawiły się trzy, cztery poprawki na poziomie 0.4-0.5 mm. Dzięki dużej ilości obserwacji nadliczbowych kilka powyższych pomiarów nie miało znaczenia i wpływu na całość wyrównania.
Kolejne kroki wykonane w trakcie projektu. Po założeniu sieci i wykonaniu operatu z pomiaru 0, wykonaliśmy kolejne dwa pomiary w odstępach czasowych. Terminy przeprowadzenia prac były ściśle ustalane z komórką odpowiedzialną za eksploatację zbiornika oraz konstruktora. W trakcie każdego z pomiarów realizowany był ten sam sposób pomiarowy dla poszczególnych części sieci niwelacyjnej. W każdym z kolejnych pomiarów zbiornik miał inny poziom wypełnienia. Na podstawie obliczeń można stwierdzić, że ilości amoniaku w zbiorniku mają wpływ na ruch reperów umiejscowionych na zbiorniku. Analiza wyników badań, wykonana przez konstruktora od przemysłowych obiektów budowlanych została przekazana do wydziału odpowiedzialnego za kontrolę i bezpieczeństwo konstrukcji stokażu.
Inne obiekty badane okresowo. Nasza firma wykonuje corocznie obserwacje na różnych obiektach budowlanych. Jednym z nich jest kontrola ruchu wiaduktów najazdowych na płytę główną nad dworcem głównym w Krakowie. Innym obiektem jest badania osiadań i wpływu ruchów składowiska odpadów Barycz pod Krakowem. Badanie tego ostatniego obiektu ma znaczenie związane z wpływem i ruchem obszarów czynnych i nieczynnych składowiska na pobliskie wody gruntowe oraz bliskość korytarzy zabytkowej Kopalni Soli w Wieliczce.
