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 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.

• 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).

• 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.

• 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.

• 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.

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.

• 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.

От чего зависит стоимость проведения геомониторинга?

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!