ИЗУЧЕНИЕ ВОПРОСОВ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

Для того, чтобы быть уверенным, что со зданием или сооружением не произойдет непредвиденных ситуаций во время его строительства или эксплуатации, используют мониторинг состояния строительных конструкций объекта, прилегающего грунта и близлежащей застройки, что позволяет оперативно отслеживать их состояние и контролировать механическую безопасность объектов.

Выделяются следующие основные виды мониторинга зданий и сооружений: геотехнический, геодезический, мониторинг несущих конструкций, а также мониторинг устройства фасадных систем.

Мониторинг необходимо проводить на всех этапах строительства, а также после введения в эксплуатацию в течении года, при стихийных и техногенных бедствиях и при обнаружении непредвиденных деформаций [1, С. 4].

В ходе длительных наблюдений и при изменении внешних условий необходимо обеспечить учет изменения условий и компенсационные поправки (температурные, влажностные и т.п.) для измерительных приборов.

В результате проведения каждого этапа мониторинга должна быть получена информация, достаточная для подготовки обоснованного заключения о текущем состоянии здания или сооружения и выдачи краткосрочного прогноза о его состоянии на ближайший период [2, С. 48].

Приоритетной задачей мониторинга является мониторинг несущих конструкций, так как данные мероприятия позволяют обеспечить гарантированную безопасность и надежность эксплуатации и строительства здания с точки зрения соблюдения прочностных характеристик конструкций [3, С. 588].

Суть проектирования системы мониторинга заключается в выборе контролируемых параметров и датчиков, которые эти параметры регистрируют. Проблема заключается в том, что нет определенных правил по определению мест установки и количеству датчиков.

Таким образом, основной задачей при проектировании любой системы мониторинга является вопрос о том, что нужно контролировать, какие параметры и элементы конструкций являются критическими и подлежащие контролю.

Однозначного ответа на этот вопрос быть не может, т.к. любая несущая конструкция является ответственной, в любой несущей конструкции может быть допущен заводской брак или дефекты при выполнении строительных работ. Контроль абсолютно всех конструкций объекта не рентабелен, поэтому основной целью при разработке мониторинга объекта должно быть определение оптимального состава конструктивных элементов и параметров контроля, который позволит наиболее полно оценить состояние конструктивных элементов объекта.

Выбор оптимального состава конструктивных элементов и параметров контроля осуществляется экспертным путем индивидуально для каждого объекта. При этом необходимо учитывать такие факторы как ответственность объекта, финансовые ограничения, местонахождение объекта, надежность проектных решений. Факторы местонахождения определяют потенциальные угрозы, реализация которых может повлечь ухудшение состояния конструктивных элементов или их разрушение [4, С. 257].

По СП 22.13330 мониторинг проводится для зданий категории геотехнической сложности 2 и 3 [5, С. 190]. Также прописан состав контролируемых параметров. По СП 305.1325800 количество и расположение датчиков устанавливается на основе расчетов деформаций. Также прописаны виды датчиков регистрации данных для каждого контролируемого параметра [6, С. 21].

В общем и целом, система мониторинга состоит из датчиков, измеряемых контролируемые параметры, и станций, которые принимают и анализируют информацию с датчиков в реальном времени. Проектирование станций рассмотрено в ГОСТ 32019 [7, С. 7].

Понятие «Геотехнический мониторинг» было введено в употребление на русском языке профессором Улицким еще в 80-х годах прошлого века. Мониторинг был впервые прописан в петербургских нормах по фундаментам в 2004 году (ТСН 50-302-2004) как обязательный элемент сопровождения строительства в условиях города [8, С. 144].

Контролируемые параметры при геотехническом мониторинге зависят от типа измерений, от высоты здания, от глубины котлована и от геотехнической категории [5, С. 190].

При мониторинге оснований и фундаментов имеет значение высота здания, так как чем выше здание, тем больше нагрузка на основание и тем выше необходимость в мониторинге фундаментов. Также имеет значение геотехническая категория, так как чем сложнее грунты, тем больше вероятность непредвиденных осадок фундамента и тем важнее необходимость мониторинга грунтов основания фундамента.

При мониторинге конструкций ограждения котлована имеет значение глубина котлована, так как чем глубже котлован, тем больше нагрузка на ограждение и соответственно появляется необходимость мониторинга ограждения. Также имеет значение геотехническая категория, так как чем сложнее инженерно-геологические условия на территории строительной площадки, тем больше вероятность непредвиденных деформаций ограждения, а также риска сложности учета поведения грунта основания.

После анализа нормативной документации и научных работ было выявлено, что на данный момент мониторинг строящихся зданий строго не регламентирован и оставляет за собой выбор расположений и количества датчиков за проектными организациями, поэтому вопрос о разработке дополнительных рекомендаций с учетом региональных особенностей и задач является актуальным.

Таким образом, цель - составить алгоритм действий по созданию шаблона системы мониторинга.

Задачи следующие:

На первом этапе проводится моделирование данного здания на каждом этапе строительства;

Вторым этапом является составление перечня контролируемых параметров на каждом этапе строительства и их схемы установки, а также установление норм для каждого из параметров.  Прописывается градуировка технического состояния объекта в процессе строительства, включающая не только фиксацию аварийного состояния, но и промежуточные состояния, характеризующие отклонения от нормативных показаний. Нужно понимать, что необходимо сопровождение и проработка системы на всех этапах возведения здания, а не только на момент завершения строительства. Для этого необходима выработка критериев и алгоритма действий для каждого сценария;

Третий этап. Прописывается, что есть аварийная ситуация для каждого измеряемого параметра на каждом этапе, также полученные данные с датчиков анализируются и делается вывод о правильности расстановки датчиков;

Четвертый этап заключается в создании перечня правил, где будет прописано, что делать при аварийной ситуации, при показании датчиков измерения данных отличающихся от нормативных;

В конечном итоге создается шаблон мониторинга для любого здания, где прописываются правила расстановки датчиков и действий при аварийных ситуациях и важные нюансы, общие требования к мониторингу, и подробные действия по построению системы мониторинга.