• ЭкспертСтрой
  • УМЦПК «Развитие»

Наши представительства:

Свердловская область, город Екатеринбург, улица Малышева 28
офис 511-517
Тел.: +7 (343) 385-94-95,
+7 (343) 385-94-95

628405, Тюменская область, Ханты-Мансийский автономный округ-Югра, город Сургут, улица Индустриальная 17/1,
офис 408
Тел.: +7 (3462) 63-91-01
Факс +7 (3462) 932-900

Город Москва,
улица Раушская набережная,
дом 4/5
Тел.: +7 (495) 642-05-12

+7 (343) 385 84 97

3432664937@ mail.ru

X
Реестр для служебного пользования!
Логин:

Введите имя пользователя

Пароль:

Введите пароль

Услуга - Геотехмониторинг

Главная/Экспертизы/Услуга - Геотехмониторинг

Геотехмониторинг

Мониторинг при строительстве, реконструкции и эксплуатации зданий и сооружений

Понятие «геотехнический мониторинг» появилось в нормативной литературе относительно недавно, с выходом в свет первых редакций московских (1998) и петербургских (1996) геотехнических норм. В них были формализованы естественные требования, касающиеся необходимости контроля состояния застройки вокруг объекта нового строительства или сложной реконструкции, а также сохраняемых конструкций самого реконструируемого здания. Естественность этих требований проистекала из необходимости реализации принципа «Не навреди!» при ведении строительной деятельности в условиях сложившейся городской застройки.

Дело в том, что действующие в тот момент строительные нормы и правила отражали преимущественно экстенсивный путь развития городов, предполагавший освоение новых территорий. Здания-встройки были сравнительно редким явлением, а реконструкция ограничивалась капитальным ремонтом без существенного изменения конструктивной схемы и нагрузок. Кроме того, в условиях тотальной государственной собственности за все ошибки, допущенные участниками строительного процесса, приведшие к повреждению городской застройки, платило государство.

На новом этапе, в который наша страна вступила с развитием рыночных отношений, появилась необходимость в интенсивном развитии городов, глубокой реконструкции кварталов существующей застройки, освоении подземного пространства мегаполисов. При этом участники строительства превратились в частные организации.

Надо сказать, что строительство в условиях плотной городской застройки (а тем более устройство подземных сооружений и этажей) является существенно более сложной задачей, чем «в чистом поле». Здесь критерием правильности принятых решений является обеспечение не только безопасности возводимого объекта, но и сохранности окружающей застройки. Последнее требование является чрезвычайно строгим: если для нового здания нормы допускают осадки порядка 10-20 см, то для обеспечения сохранности окружающей застройки «наведенную» строительством нового здания осадку приходится ограничивать величиной 1-2 см. Бόльших осадок историческое здание не выдержит, и в нем возникнут опасные трещины.

Таким образом, строительство в условиях сложившейся городской застройки должно осуществляться с поистине ювелирными допусками по осадкам соседних зданий. Для решения такой задачи требуются определенные усилия всех участников строительного процесса. Прежде всего требуется высокая точность и надежность геотехнических расчетов. Должны применяться модели грунта, отражающие его реальное поведение при нагружении и разгрузке, эффективные расчетные программы, реализующие такие модели. Расчеты взаимодействия оснований и сооружений становятся ключевыми для принятия проектных решений. Главным условием достижения необходимой точности геотехнических расчетов является высокий уровень инженерно-геологических изысканий, достоверность определения параметров физико- механических свойств грунтов.

При проектировании возникает необходимость в поиске таких конструктивных решений фундаментов и геотехнологий их реализации, которые обеспечили бы заданный минимальный уровень влияния на развитие осадок окружающей застройки. Очень важно контролировать соблюдение щадящих технологических режимов при производстве строительных работ на объекте.

Для того чтобы проследить за реальным состоянием окружающей застройки при строительстве объекта, развитием ее деформаций, соблюдением щадящих технологических режимов строительства и нужен геотехнический мониторинг.

Сегодня требование необходимости проведения мониторинга приобрело статус федерального закона (№ 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений»). Подробные требования к объему и составу мониторинга внесены в общефедеральный свод правил «Основания зданий и сооружений».

Надо признать, что и сегодня некоторые застройщики в погоне за прибылью пытаются сэкономить на безопасности окружающих зданий и реализуют такие проектные решения и применяют такие технологии, которые наносят ущерб историческим зданиям. Однако сегодня такое поведение оказывается вне закона. Приняты все необходимые законы, разработаны все необходимые своды правил для того, чтобы обеспечить безопасность городской застройки. Осталось только следить за их соблюдением.

Конечно же, мониторинг не может и не должен нести «жандармских» функций – это дело государственного строительного надзора. Мониторинг является надежным помощником службы строительного надзора, вооружая ее результатами инструментальных наблюдений. Именно поэтому сегодня, например, в Санкт-Петербурге государственный строительный надзор не допускает проведения работ без сопровождающего мониторинга. Но геотехнический мониторинг при строительстве и реконструкции - это прежде всего обратная связь между решениями, заложенными при проектировании, и откликом реальной среды на строительные воздействия.

Сегодня задачи мониторинга расширяются: Федеральный закон № 384-ФЗ предписывает проводить мониторинг зданий и сооружений в процессе их эксплуатации в течение всего срока их службы. Процедура, объем и состав такого эксплуатационного геотехнического мониторинга пока не прописаны в нормативных документах, это еще предстоит сделать. Но его необходимость не вызывает сомнений: известно, что профилактика заболеваний всегда эффективнее лечения запущенных болезней. Обеспечение длительной эксплуатационной пригодности зданий и сооружений невозможно без контроля их технического состояния. И геотехнический мониторинг при эксплуатации должен стать надежным помощником государственного эксплуатационного надзора, предусмотренного Законом № 384-ФЗ, но до сих пор не организованного на деле.

Определение понятия «геотехнический мониторинг»

Под мониторингом обычно понимается непрерывный процесс наблюдений и регистрации параметров объекта в сравнении с заданными критериями. Различают мониторинг состояния и параметров. Целью первого является отслеживание тенденций, указывающих на возникновение предельного состояния для принятия оперативных мер по стабилизации ситуации. Второй нацелен на наблюдение за определенными параметрами. Мониторинг состояния предусматривает наличие некой экспертной системы, позволяющей оценивать состояние объекта и принимать дальнейшие решения. Проще говоря, когда требуется оценить состояние здоровья, поставить диагноз и назначить методы лечения, зовут доктора, а когда нужно измерить температуру, пользуются градусником.

Геотехнический мониторинг заключается в одновременном проведении как мониторинга параметров, так и мониторинга состояния. Измерение параметров состояния объекта (осадок, кренов, напряжений в конструкциях, ширины раскрытия трещин, уровня грунтовых вод, горизонтальных смещений и др.) является необходимым, но не достаточным условием для выполнения геотехнического мониторинга. Результаты этих измерений необходимо сравнивать с прогнозируемыми значениями для текущего этапа строительства с учетом фактора времени. Такое сравнение становится возможным только в том случае, если разработана математическая модель взаимодействующей системы «объект строительства - основание - окружающая застройка».

В случае если результаты измерений расходятся с прогнозируемыми значениями и указывают на негативную тенденцию, необходимо вносить коррективы в проектное решение, проект производства работ, изменять технологические режимы и методы работы. Если же отклонения результатов наблюдений от прогнозируемых величин имеют позитивную направленность, возможно внесение изменений, упрощающих и удешевляющих реализацию проектного решения. Таким образом, геотехнический мониторинг носит интерактивный характер. Такой интерактивный мониторинг в зарубежной практике известен как метод наблюдений (observational method).

По СП «Основания зданий и сооружений» [1] геотехнический мониторинг - это комплекс работ, основанный на натурных наблюдениях за поведением вновь возводимого или реконструируемого сооружения, его основания, в том числе окружающего (вмещающего) объект грунтового массива, и окружающей застройки. При проведении геотехнического мониторинга согласно СП [1] решаются следующие задачи:

  • систематическая фиксация изменений контролируемых параметров сооружений и геологической среды;
  • своевременное выявление отклонений контролируемых параметров (в том числе изменений, нарушающих ожидаемые тенденции) конструкций строящегося (реконструируемого) объекта и его основания от заданных проектных значений, параметров грунтового массива и окружающей застройки - от значений, полученных в результате геотехнического прогноза;
  • анализ степени опасности выявленных отклонений контролируемых параметров и установление причин их возникновения;
  • разработка мероприятий, предупреждающих и устраняющих выявленные негативные процессы или причины, которыми они обусловлены [1].

Компоненты геотехнического мониторинга

Рассмотрим составляющие геотехнического мониторинга.

1. Проект мониторинга разрабатывается на основе геотехнического обоснования (прогноза) на стадии «Проектная документация». Он содержит схемы расстановки марок, датчиков, измерительного оборудования на объекте строительства или реконструкции и окружающих зданиях, попадающих в зону риска строительства (которая определяется расчетом и приводится в геотехническом обосновании). На схемах эти марки и датчики устанавливаются таким образом, чтобы дать наиболее полную информацию об объекте. Для того чтобы определить, в каких местах их следует устанавливать, используют математическую модель взаимодействующей системы «объект - основание - окружающая застройка», которая разрабатывается с помощью метода конечных элементов в рамках геотехнического обоснования. В проекте мониторинга указываются состав, объем, периодичность, длительность измерений, методика их проведения.

При необходимости проект мониторинга может содержать опытные (пионерные) участки, на которых устанавливается измерительное оборудование, для отработки щадящих режимов производства работ. Эти участки могут быть предназначены для апробации новых проектных решений. Например, в Санкт-Петербурге до недавнего времени отсутствовал опыт расчетов, проектирования и устройства глубоких котлованов в условиях плотной застройки. Институт «Геореконструкция» выполнил широкомасштабные натурные исследования поведения массива грунта при устройстве опытных котлованов [2, 4]. Эти исследования позволили разработать расчетные модели работы грунта, методологию расчетов и проектные решения, адаптировать современные геотехнологии к специфическим инженерно-геологическим условиям региона [3, 5].

В проекте мониторинга указываются критерии, количественно характеризующие допустимый уровень техногенных воздействий на основание и окружающую застройку, определяются «сигналы тревоги», свидетельствующие о возникновении негативной тенденции.

2. Система контроля измеряемых параметров состоит из предусмотренных проектом мониторинга геодезических марок для измерения осадок и кренов здания, датчиков для определения наклона стен, усилий в конструкциях, ширины раскрытия трещин. Для контроля напряженно-деформированного состояния основания предусматривают систему наблюдений за послойными вертикальными деформациями массива грунта (поверхностные и глубинные марки, экстензометры), горизонтальными смещениями (инклинометры), положением подземных вод (наблюдательные скважины, пьезометры), тотальными напряжениями и поровым давлением (мессдозы и датчики порового давления), усилиями в ограждающих конструкциях котлованов и системе их крепления (тензометры, динамометры), усилиями в сваях, давлением по подошве плиты днища подземного сооружения (мессдозы, тензометры) и др. Данная составляющая геотехнического мониторинга является информационной базой для диагностики состояния объекта и назначения при необходимости методов стабилизации ситуации.

3. Система «обратного» расчетного анализа поведения системы «объект - основание - окружающая застройка» является наиболее сложным элементом системы мониторинга, требующим высочайшей квалификации исполнителя. Она нацелена на выявление причин отклонения реального напряженно-деформированного состояния системы «объект - основание - окружающая застройка» от прогнозируемого, скорости его изменений от расчетных ожиданий. Правильная диагностика причин развития неблагоприятных тенденций позволяет предложить эффективные способы стабилизации ситуации. Кроме того, мониторинг может стать инструментом для принятия новых эффективных конструктивных и технологических решений. Для этого на основе измерений в натурных условиях могут быть определены реальные ресурсы несущей способности конструкций, реальное поле распределения напряжений и выявлены излишние запасы прочности.

Заключение

Резюмируя изложенное, можно дать такое определение: геотехнический мониторинг – это «доктор», способный поставить диагноз и назначить адекватное «лечение». Не следует подменять «доктора» «градусником», который способен только проводить измерения и не знает, что делать с их результатами. Геотехнический мониторинг должен быть интерактивным. Его результаты должны подвергаться обратному расчетному анализу на предмет соответствия проектному прогнозу. В этом случае мониторинг может стать инструментом не только обеспечения безопасности, но и обоснования нового экономически и технически эффективного решения.


Наши контакты

Ваше имя* Ваш телефон* Ваш e-mail
Ваше имя* Код проверки: