Геотехнический мониторинг зданий и сооружений: контроль и безопасность строительства

Геотехнический мониторинг зданий и сооружений: контроль и безопасность строительства

Геотехнический мониторинг зданий и сооружений — это системное наблюдение и измерение состояния конструкций и оснований, которое проводят на всех этапах: от проектирования и строительства до эксплуатации. Цель — вовремя выявлять деформации, прогнозировать риски и обеспечивать безопасность как самого здания, так и окружающей застройки.

• Когда требуется геотехнический мониторинг?
• Какие методы используют специалисты?
• Что входит в программу работ?
• Какие документы нужны?
• Что получает заказчик в результате работ?

Разбираемся вместе с ГИПом Гектар Групп.

Что такое геотехнический мониторинг

Геотехнический мониторинг (ГТМ) — это комплекс измерений, направленных на контроль деформаций, изменений состояния грунтов и конструкций, а также на оценку влияния строительных процессов на соседние здания.

На сегодняшний день геотехнический мониторинг является основным средством наблюдения за деформационными процессами. Он позволяет обеспечить безопасность строительства и избежать необратимых процессов в конструкциях или грунтовых основаниях.

ГТМ проводят в соответствии с СП 305.1325800.2017 и СП 22.13330.2016, включая измерения:

• осадок, просадок, кренов и горизонтальных смещений;
• вибраций от строительной техники и транспорта;
• изменений уровня подземных вод.

Цели и задачи геотехнического мониторинга зданий

У каждой строительной площадки свои уникальные условия. Одна из главных проблем — нестабильное поведение грунта, особенно в условиях плотной городской застройки и наличия подземных коммуникаций. Без профессионального геотехнического мониторинга невозможно учесть все эти факторы и гарантировать безопасность.

Основные задачи геотехнического мониторинга:

Оценка состояния объектов

Определение фактических смещений и деформаций конструкций.

Прогнозирование изменений

Предсказание динамики осадок и рисков разрушений.

Контроль внешних факторов

Влияние подземных вод, сезонных колебаний и строительных нагрузок.

Соблюдение нормативов

Подтверждение соответствия проектным и строительным стандартам.

Когда требуется геотехнический мониторинг

Систематический контроль за состоянием конструкций и грунтов нужен в ряде случаев:

1. Строительство новых зданий
   Особенно высотных и технически сложных объектов.



2. Реконструкция и капитальный ремонт
   Расчет влияния новых нагрузок.
3. Разработка котлованов
   Контроль устойчивости ограждающих конструкций.
4. Строительство на сложных грунтах
   Неоднородные, просадочные, водонасыщенные грунты.
5. Обнаружение деформаций
   Трещины, крены, разрушения уже построенных зданий.
6. После ЧС
   Наводнений, оползней, землетрясений.

Геотехнический мониторинг зданий и сооружений необходим для определения эксплуатационной пригодности объекта и контроля строительства нулевого цикла. Мониторинг помогает предотвратить деформации и обеспечить безопасность не только нового здания, но и соседних объектов.

Документы для начала мониторинга

На подготовительном этапе специалистами рассчитывается влияние строительства на объекты окружающей застройки и инженерные сети. Иногда требуется обследование близлежащих зданий и сооружений.

Для составления программы наблюдений необходимы:

• Геоподоснова
• Материалы инженерных изысканий
• Градостроительный план земельного участка
• Генплан строительства
• Чертежи подземной части здания
• Данные о предыдущих обследованиях

После этого будет составлена подробная программа всех необходимых мероприятий, содержащая информацию о сроках и цикличности их проведения, применяемых методиках и пр. При этом план будет учитывать особенности существующего графика строительных, ремонтных или реконструкционных работ.

Программа геотехнического мониторинга: этапы

Программа ГТМ включает несколько шагов:

1. Определение целей и задач

Что будет контролироваться: деформации, вибрации, уровень подземных вод.

2. Сбор данных об объекте

Геология, проектные решения, условия эксплуатации.

3. Выбор методов и оборудования

Тахеометры, GNSS-приемники, инклинометры, пьезометры, вибродатчики.

4. Определение точек наблюдений

С учетом конфигурации здания и зон потенциального риска.

5. Установка оборудования

Монтаж и калибровка.

6. Сбор и хранение данных

Регулярные замеры или автоматизированный мониторинг.

7. Анализ информации

Выявление отклонений и прогнозирование динамики.

8. Разработка рекомендаций

По усилению конструкций или корректировке эксплуатации.

9. Документирование и отчетность

Методы и технологии мониторинга

При составлении программы мониторинга может быть использован весь комплекс исследований или только часть.

Визуальный осмотр

Фиксация трещин и установка маяков.

Геодезический мониторинг

Контроль осадок и кренов лазерными сканерами, нивелирами, GPS.

Тензометрический анализ

Измерение напряжений в фундаментах и несущих конструкциях.

Вибродинамический анализ

Замеры колебаний от стройтехники и транспорта.

Геофизические исследования

Сейсмические и электромагнитные датчики.

Автоматизированные системы IoT

Непрерывный сбор данных в реальном времени.

Периодичность геотехнического мониторинга

Согласно нормативам и рекомендациям:

• Фундаменты и несущие конструкции:
  не реже 1 раза в месяц во время строительства и год после ввода в эксплуатацию.
• Ограждения котлована:
  2 раза в месяц до окончания устройства подземной части.
• Грунт и соседние здания:
  ежемесячно с начала строительства + 12 месяцев после завершения.

Как интерпретируются данные

Инженеры анализируют замеры по следующим направлениям:

1. Сравнение с проектными допусками
   Выявление отклонений.
2. Выявление тенденций
   Опасные динамические изменения.
3. Корреляция параметров
   Взаимосвязь изменений грунтовых вод и осадок.
4. Прогнозирование
   Сценарии развития ситуации.
5. Корректировка стратегии мониторинга
   Добавление датчиков, изменение частоты измерений.

Риски и меры их снижения

Основные угрозы:

• Деформации конструкций
• Избыточные вибрации
• Оползни
• Подтопление

Решения:

• усиление оснований,
• дренаж и гидроизоляция,
• укрепление склонов,
• установка виброизоляции.

Результаты геотехнического мониторинга

Результатами геотехнического мониторинга зданий и сооружений является комплекс информации о состоянии конструкций, оснований и окружающей среды.

1. Технические отчеты

Включают:

• описание всех измерений (осадки, крены, трещины, вибрации, уровень подземных вод);
• таблицы с результатами и фотофиксацию дефектов;
• пояснения по методам и оборудованию.

Эти отчеты можно использовать для сдачи объекта и подтверждения соблюдения СП 305.1325800.2017 и СП 22.13330.2016.

2. Графики и схемы

Вы получаете:

• графики изменений параметров во времени;
• схемы расположения датчиков;
• диаграммы динамических воздействий.

Это позволяет наглядно видеть, есть ли тенденция к ухудшению.

3. Анализ и интерпретация данных

Специалисты:

• оценивают серьезность выявленных отклонений;
• анализируют взаимосвязь изменений грунтов и конструкций;
• прогнозируют развитие ситуации.

4. Рекомендации по дальнейшим действиям

Если выявлены риски, вы получаете конкретный план:

• усиление фундаментов или конструкций,
• корректировка режима эксплуатации,
• усиленный контроль отдельных зон,
• меры по дренажу и гидроизоляции.

5. Прогноз изменений

Отдельно предоставляется прогноз:

• как будут развиваться деформации,
• при каких условиях потребуется усиление или ограничение эксплуатации.

6. Архив данных

Все данные фиксируются в единой базе:

• протоколы замеров,
• отчеты,
• графики.

Это помогает отслеживать динамику и при необходимости подтверждать безопасность объекта.

7. Документация для проверок

Результаты мониторинга можно использовать:

• для сдачи объекта,
• во время проверок надзорных органов,
• в судебных спорах.

8. Основа для принятия решений

Данные мониторинга — это инструмент для:

• инвесторов (оценка рисков),
• проектировщиков (корректировка решений),
• строителей и собственников (планирование мер и бюджета).

Сколько стоит геотехнический мониторинг

На цену влияют:

• количество точек контроля,
• виды измерений,
• срок мониторинга (от месяцев до лет),
• наличие автоматизированных систем.

Самые дорогие работы — установка пьезометров, инклинометров, грунтовых реперов.

Почему заказывают геотехнический мониторинг в «Гектар Групп»?

“Гектар Групп” предлагает:

• Мониторинг деформаций и осадок ЗиС.
• Геодезические измерения и анализ данных.
• Оценка устойчивости склонов и земляных масс.
• Исследование грунтов и оценка их физико-механических свойств.
• Разработка рекомендаций по укреплению и стабилизации грунтов.