Геодезия

Геодезический мониторинг зданий и сооружений: цели, этапы и результаты проведения

820
Расскажите друзьям
Геодезический мониторинг зданий и сооружений: цели, этапы и результаты проведения

Геодезический мониторинг зданий и сооружений представляет собой комплекс работ, осуществляемый в процессе строительства, реконструкции или эксплуатации объектов с целью наблюдения за деформациями. Исследования направлены на выявление критических величин деформаций, а также установку причин их появления и составление прогнозов дальнейшего развития. В этой статье рассмотрим основные цели, этапы и результаты проведения геомониторинга.

Для чего необходим геодезический мониторинг?

В процессе проведения строительных или реставрационных работ вес объекта может увеличиваться, что приводит к различным осадкам и сдвигам грунта. Чтобы исключить риск обрушения, обеспечить его безопасную эксплуатацию проводится геодезический мониторинг зданий и сооружений. Он позволяет своевременно определить начинающийся процесс деформации, выявить причины его появления и спрогнозировать процесс развития.

В каких случаях обязательно проводится геомониторинг?
  • В процессе строительства и реконструкции сооружений.

  • В процессе строительства и эксплуатации промышленных объектов: энергетических, гидротехнических и прочих.

  • При реконструкции памятников архитектуры.

  • При изменении гидрологического или геологического режимов.

В нормативных актах СНИП, СП и ГОСТ предусмотрены осадки, крены и различные деформации зданий, которые допустимы в процессе их возведения. Главная задача геодезистов при проведении данного комплекса работ — не допустить, чтобы фактические значения деформаций превышали указанные предельно допустимые показатели.

Геомониторинг нужно проводить в течение не менее одного года после завершения строительства или реконструкции. Это необходимо для контроля вертикальных перемещений (осадок), горизонтальных перемещений (сдвигов) и отклонений от вертикали (кренов) с целью предупреждения риска появления деформаций, обрушений и несчастных случаев. При отсутствии стабилизации изменений контролируемых параметров деформаций требуется продлить сроки выполнения мониторинга.

Задачи, которые решает геодезический мониторинг
  • Обеспечение безопасности работ при строительстве или реконструкции объекта, а также в процессе его последующей эксплуатации (включая окружающую застройку).

  • Исключение риска обрушения здания в процессе возведения и дальнейшей эксплуатации.

  • Предупреждения незапланированных затрат, связанных с проведением внеплановых восстановительных или ремонтных работ.

Как правило, вопрос о необходимости проведения геомониторинга решается на стадиях предпроектной подготовки, проектного обеспечения строительства или реконструкции объекта.


Как проводится геомониторинг?

В процессе проведения работ определяются сдвиги, осадки, крены сооружений и зданий, в том числе их подземной части. Инженеры-геодезисты анализируют состояние инженерных коммуникаций, объектов окружающей застройки, грунтового массива и подземных вод. С помощью специального оборудования фиксируются все необходимые параметры, которые в последующем подвергаются камеральной обработке.  

В зависимости от требований, указанных в техническом задании, и целей проведения различают несколько видов геодезического мониторинга. Для каждого из них применяются свои методы измерений (проецирование, координирование, измерение направлений или углов).

Основные виды геомониторинга:
  • Горизонтальных смещений (кренов, сдвигов).

  • Вертикальных смещений (осадок) сооружений, зданий и инженерных коммуникаций.

  • Трещин объектов (зданий и сооружений).

  • Грунтового массива (в том числе подземных вод).

Если на несущих конструкциях зданий и сооружений были обнаружены дефекты (трещины), организовывается визуальный деформационный мониторинг. Это комплекс работ, который направлен на систематическое наблюдение за их текущим состоянием и возможным развитием. Он необходим, чтобы выяснить причину появления и характер деформаций конструкций и оценить степень их опасности при дальнейшей эксплуатации.

При выявлении трещин в конструкциях определяется их форма, положение, распространение по длине, направление, ширина и глубина раскрытия. По мере необходимости выполняется установка деформационных маяков. При проведении геодезического мониторинга грунтового массива осуществляются измерения его плановых и высотных  перемещений, при необходимости определяется уровень и химический состав подземных вод.

Различают две группы геодезических знаков, которые устанавливают на объекте для проведения работ:
  • Исходные реперы. Положение этих знаков принято считать стабильным в пределах строго обоснованного допуска. Они используются в качестве исходной основы, относительно которой определяют перемещения деформационных знаков.

  • Деформационные марки. Их устанавливают на зданиях и сооружениях. В каждом цикле измерений определяются их положения с помощью высокоточных геодезических приборов: тахеометров и нивелиров.


В каких случаях необходимо отслеживать деформации зданий и сооружений?

Геодезический мониторинг производится в обязательном порядке на начальном этапе строительства зданий и сооружений — в период выемки грунта (разработки котлована). В этом случае отслеживаются деформации строящихся (реконструируемых) объектов, уровень подземных вод, состояние грунтового массива, а также зданий, сооружений и надземных и подземных инженерных коммуникаций, которые попадают в зону влияния будущей застройки. Кроме того, геомониторинг необходим при возведении надземной части здания или сооружения. На этом этапе специалистами отслеживаются вертикальные перемещения (осадки) и отклонения от вертикали (крен) строящегося объекта. Геодезический мониторинг проводится в течение одного года после ввода здания в эксплуатацию. На данном этапе осуществляется оценка горизонтальных и вертикальных смещений.

Геомониторинг проводится:
  • Перед началом строительства (мониторинг массива грунта, в том числе и уровня подземных вод, и сооружений окружающей застройки).

  • На начальном этапе строительства (мониторинг ограждающих конструкций котлована с момента экскавации грунта).

  • В процессе возведения надземной части здания или сооружения для контроля вертикальных перемещений (осадок) и отклонений от вертикали (кренов).

  • В течение одного года после ввода объекта в эксплуатацию.  

Геодезический мониторинг призван обеспечивать безопасное возведение новых строительных объектов, а также эксплуатационную надежность реконструируемых зданий и новостроек.

Обязательно ли требуется проводить данные геодезические работы?

Следует отметить, что проведение данного вида геодезических работ является обязательным и регламентируется нормативными документами. Это позволяет своевременно определить причины образовавшихся отклонений и проанализировать создаваемую ними опасность, разработать специальные мероприятия, позволяющие избежать влияния негативных процессов и сэкономить средства на ликвидации их последствий.


Геомониторинг проводится в соответствии с нормативами:

  • СП (22.13330.2011) «СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений».

  • ГОСТ (24846-2012) «Грунты Методы измерений деформаций оснований зданий и сооружений».

  • Постановление Правительства Москвы за № 857 (от 7 декабря 2004 года).

  • Прочими документами.


Этапы проведения геодезического мониторинга

Перед началом проведения работ составляется специальная программа геодезического мониторинга, которая содержит описание исследуемых объектов, геологической обстановки и других параметров, оказывающих влияние на виды и точность геодезических работ.

Наблюдения за вертикальными перемещениями осуществляются с помощью высокоточных электронных нивелиров методом геометрического нивелирования по деформационным маркам, устанавливаемым по всему периметру здания, а при необходимости и внутри него. Для измерения крена требуется установка геодезических знаков на верхней и цокольной части объектов. В зависимости от необходимой точности, задач и условий строительной площадки, выбирается оптимальный метод проведения исследований: с помощью цифрового тахеометра или прочего оборудования. Для измерения горизонтальных перемещений подпорных стен, ограждения котлована, отдельных конструкций зданий и прочих объектов мониторинга, по периметру осуществляется установка деформационных марок.

Деформационный мониторинг трещин подразумевает проведение периодических осмотров зданий с целью фиксации дефектов (сколов, трещин и пр.). На выявленных трещинах проводится установка деформационных маяков для проведения периодических наблюдений за их раскрытием (фиксации ширины, длины и направления). В результате составляется дефектная ведомость.

Таким образом, геомониторинг подразумевает циклические измерения деформаций. В ходе проведения исследований инженеры получают данные, необходимые для расчетов деформационных характеристик, определения скорости их изменений и сравнения с предельными значениями. В результате составляется технический отчет, содержащий детальную информацию о полученных деформациях (фотографии, ведомости, схемы расположения марок и пр.), выводы и при необходимости рекомендации.

Схема работы:
  • Рекогносцировка (предварительное инженерное обследование участка).

  • Составление детального технического задания и разработка программы мониторинга.

  • Установки реперов, создание геодезической основы.

  • Установка деформационных марок. Проведение первого цикла геодезических исследований.

  • Проведение периодического мониторинга: периодических наблюдений, контроля стабильности и сохранности геодезической основы.

  • Формирование кратких технических заключений (промежуточной отчетности).

  • Составление итогового отчета по результатам всех исследований.

  • Разработка рекомендаций по предупреждению разрушений.


Результаты работ

По завершении работ клиенту предоставляется технический отчет, включающий в себя краткое описание (характеристику) объекта, ведомости, анализ, выводы и рекомендации.

В состав общего технического отчета входят:

Текстовая часть отчета, которая включает в себя: характеристику объекта, методику проведения геодезических работ (полевых и камеральных), перечень используемого оборудования и точность измерений.
Общие ведомости деформационных характеристик (включают в себя вычисленные значения по всем циклам наблюдений и результаты оценки точности измерений).
Итоговое значение деформаций (по каждой отдельно взятой точке наблюдения). Вычисляется на основе показателей, полученных в ходе измерений первого и последнего циклов исследований.
Анализ результатов, сопоставление с предельно допустимыми и расчетными значениями.
Выводы и рекомендации.
Схема расположения деформационных марок. На нее наносятся пронумерованные контрольные точки с указанием суммарных и текущих значений деформационных характеристик по каждой из них.
Также отчет может содержать: чертежи объекта с линиями равных деформаций, графики деформаций и эпюры распределения осадок по периметру объекта (если это было предварительно указано в техническом задании заказчика).


От чего зависит стоимость проведения геомониторинга?

Стоимость проведения геодезического мониторинга зависит от конкретных видов работ. В соответствии с требованиями заказчика, может проводиться полный комплекс исследований по СП (включая грунт, ограждение котлована, визуальный мониторинг за трещинами и пр.) или частичный — мониторинг осадок. Кроме того, на цену влияет точность геодезических работ (к примеру, 1 и 2 класс точности нивелирования для определения осадок). Чем точнее и сложнее исследования, тем они дороже. На стоимость оказывают влияние конструктивные особенности и размеры сооружения, количество требуемых деформационных марок. Кроме того, на цену влияют размеры зоны возможных деформаций. Это вызвано тем, что геодезическая сеть реперов для измерения осадок может находиться на значительном удалении от объекта мониторинга, поэтому для проведения мониторинга необходимо создать новую сеть реперов в непосредственной близости от объекта, но за пределами зоны влияния. Для расчета стоимости работ нужно уточнить все нюансы и составить подробное техническое задание.

Теперь Вы знаете, что такое геодезический мониторинг зданий и сооружений. Надеемся, что эта статья была полезна для Вас. Следите за нашими новостями в социальных сетях и получайте самую актуальную и свежую информацию в сфере инженерных изысканий!