Na procesy budowlane często mają wpływ czynniki zewnętrzne, które powodują wypadki. Aby je kontrolować, opracowywane są specjalne systemy prognozowania i kompleksowej analizy, które umożliwiają zapobieganie takim zagrożeniom poprzez podejmowanie odpowiednich działań lub zmianę taktyki działań roboczych. Jednym z centralnych obszarów takiej kontroli jest monitoring geotechniczny (GTM), dzięki któremu możliwe jest przewidywanie, a nawet zarządzanie stanem obiektu docelowego pod kątem jego interakcji z czynnikami o negatywnym oddziaływaniu natury przyrodniczej.
Koncepcja GTM
GTM rozumiany jest jako zespół działań związanych z monitorowaniem stanu konstrukcji obiektu w budowie lub przebudowie. Szczególną uwagę podczas kontroli przywiązuje się do podstawy szyku nośnego i otaczających go struktur. Dane technologiczne pracyorganizowane są w oparciu o stanowiska obserwacyjne zlokalizowane zarówno w strefie budowy, jak i poza nią w warunkach laboratoryjnych. Jednocześnie monitoring geotechniczny budynków i budowli nie ogranicza się do monitorowania stanu docelowego obiektu w trakcie jego budowy. Nawet na etapie rozwoju projektu możliwe jest zintegrowanie systemu interwencji odwiertu z zestawem czynności konserwacyjnych podczas eksploatacji obiektu.
Cele GTM
Główne cele monitoringu geotechnicznego to zapewnienie bezpieczeństwa podczas budowy i eksploatacji kontrolowanej konstrukcji, a także stworzenie bazy wskaźników, za pomocą których można ocenić stopień jej niezawodności. Dotyczy to nie tylko obiektów w trakcie budowy i oddawania do użytku, ale także prac prowadzonych w ramach remontów i przebudów. Cele monitoringu geotechnicznego osiągane są dzięki terminowemu wykrywaniu procesów zmiany badanych parametrów. Uwzględniane są zarówno cechy konstrukcji, jak i właściwości gruntu fundamentowego.
Zadania GTM
W procesie kontroli geotechnicznej rozwiązywane są następujące zadania:
- Regularne utrwalanie zmian parametrów masywu geologicznego i znajdujących się na nim struktur.
- Terminowe wykrywanie odchyleń parametrów, a także wszelkich zmian, które mogą zakłócić oczekiwane trendy w toku prowadzonych prac.
- Ocena ryzyka, które pociąga za sobą zidentyfikowane odchylenia kontrolowanych parametrów.
- Ustaw przyczyny wprowadzonych zmian.
- W oparciu o wyniki monitoringu geotechnicznego budynków i konstrukcji, opracowywany jest zestaw środków, które pomogą zapobiegać dalszym negatywnym procesom i je eliminować.
Zastosowanie środków geologicznych i technicznych w budownictwie
GTM jest powiązany z procesami budowlanymi na etapie cyklu zerowego podczas badań geodezyjnych i prac ziemnych. W szczególności dotyczy to podłoża gruntowego, fundamentów i podstawowych konstrukcji nośnych. W odniesieniu do wykopów budowlanych prowadzony jest monitoring otaczających konstrukcji, co wyklucza ryzyko zawalenia. Badania dotyczą również obiektów podziemnych - komunikacyjnych, inżynieryjnych i tuneli. W ramach monitoringu geotechnicznego w budownictwie brane są pod uwagę czynniki, które mają wpływ na budowany lub przebudowywany obiekt. Pod uwagę brane są zarówno potencjalnie niebezpieczne procesy geologiczne (osiadania, osuwiska, sufuzja), jak i oddziaływania dynamiczne, których źródłem są bezpośrednio prace budowlane.
GTO w kontroli gleby
Podczas wdrażania GTM oceniany jest stan masywu gruntowego, jego zachowanie oraz ewentualne zmiany związane z obciążeniami wywieranymi podczas budowy. W odniesieniu do gleb organicznych analizowane są następujące cechy:
- Odkształcenie podstawy pod fundament budowanej konstrukcji.
- Poziome przesunięcie podłożagłębokość formacji.
- Poziom wód gruntowych.
- Ciśnienie hydrodynamiczne, które może wystąpić w glebach organicznych i organicznych nasyconych wodą pod wpływem dodatkowego obciążenia.
- Charakter zmiany właściwości fizycznych i mechanicznych tablicy.
W odniesieniu do gruntów masowych monitoring geotechniczny przewiduje następujące pomiary kontrolowanych parametrów:
- Stopień osiadania, który występuje w wyniku samozagęszczania nowo zrzuconych i istniejących gleb.
- Załaduj z platformy fundamentowej konstrukcji w budowie.
- Ładunki z masywnych materiałów budowlanych i sprzętu umieszczonego na miejscu.
- Podstawowe cechy gleb sypkich.
Zakres prac przy pomiarach geologiczno-technicznych
Zgodnie z przepisami monitoring geotechniczny obejmuje następujące czynności:
- Opracowanie programu i projektu do sterowania obiektem docelowym. Wykaz, wolumeny i metody działań ustalane są na podstawie badań geologicznych przeprowadzonych na placu budowy.
- Określanie czasu i częstotliwości operacji monitorowania. Harmonogram ustalany jest w zależności od planowanego czasu trwania budowy, z uwzględnieniem robót ziemnych oraz operacji związanych z eliminacją zidentyfikowanych negatywnych czynników oddziaływania.
- Określanie kontrolowanych parametrów. W tym przypadku brane są pod uwagę zarówno lokalne warunki geologiczne, jak i charakterystyka budowanego obiektu, w tym:w tym poziom jego odpowiedzialności.
- Przetwarzanie otrzymanych danych i sporządzanie raportu, na podstawie którego podejmowane są działania w celu zmniejszenia zarejestrowanych zagrożeń.
Projekt monitorowania geotechnicznego
W trakcie opracowywania projektu pomiarów geologiczno-technicznych powstaje zestaw rozwiązań projektowych, które mogą zapewnić minimalny stopień oddziaływania na obiekt negatywnych czynników. Uwzględnia to nie tylko skuteczność metod, ale także ekonomiczną wykonalność ich zastosowania. Opracowywana jest technologiczna mapa produkcji miar analitycznych, wybierane są optymalne metody badania terenu, biorąc pod uwagę parametry klimatyczne i geofizyczne danego regionu. W projekcie monitoringu geotechnicznego konstrukcji budynku określa się również wymagania dotyczące bezpieczeństwa środowiskowego, co może przejawiać się w postaci ograniczeń w stosowaniu niektórych metod oddziaływania na krajobraz naturalny, w szczególności. Docelowo deweloperzy przedstawiają kompleksowy zestaw działań wraz z harmonogramem ich realizacji i możliwością dostosowania w zależności od wpływu czynników zewnętrznych.
Prognozy geotechniczne
Prognozowanie odgrywa ważną rolę w kompleksie interwencji studni. Ten zestaw narzędzi służy do projektowania fundamentów, podziemnych części budynków i fundamentów. Przez taką prognozę rozumie się ocenę możliwego wpływu procesu budowlanego na stan i charakterystykę masywu gruntowego. Takie działania są również niezbędne dla:opracowanie projektów układania łączności inżynierskiej zlokalizowanych w obszarze zabudowanym. Jako dane wyjściowe do monitoringu geotechnicznego z predykcją wykorzystuje się parametry przemieszczeń konstrukcji otaczających, a także uwzględnia się charakter wpływu naprężenia-odkształcenia na grunt wznoszonej konstrukcji. W obliczeniach stosuje się metody numeryczne i analityczne do oceny ewentualnych zmian. W przewidywaniu dodatkowych odkształceń, które mogą być spowodowane obciążeniami pionowymi od budowanego obiektu, dopuszcza się wykorzystanie schematu projektowego w postaci półprzestrzeni odkształcalnej liniowo.
Metody GTM
W celu wdrożenia monitoringu stosuje się różne podejścia technologiczne, w tym geodezyjne, wizualne, wibrometryczne, parametryczne itp. Najprostsza i najczęstsza grupa metod obejmuje kontrolę wizualno-instrumentalną, w której obiekt jest sprawdzany, a następnie usuwany niezbędne pomiary. W szczególności monitoring geotechniczny budynków z kontrolą wizualną wychwytuje rozwój pęknięć w konstrukcjach, odchylenia w położeniu stropów i ścian, charakterystykę uszkodzeń itp. Metody monitoringu geofizycznego oferują inne podejście do monitoringu. W tym przypadku realizowany jest kompleks badań inżynieryjno-geologicznych i hydrogeologicznych, które mogą w ogóle nie wpływać na parametry placu budowy, ale w pełni badają właściwości lokalnej gleby i jej właściwości fizyczne, biorąc pod uwagę poziomy wód gruntowych.
Narzędzia do rejestracji pomiarów geologicznych i technicznych
Praktycznie wszystkie metody nowoczesnej kontroli geotechnicznej polegają na wykorzystaniu środków technicznych i urządzeń do dokładnego określenia kontrolowanych wskaźników. Może to być prosty przyrząd pomiarowy, taki jak poziomica czy taśma miernicza, albo urządzenia elektroniczne, które automatycznie ustalają docelowe parametry – nie tylko fizyczne i geometryczne, ale także mikroklimatyczne. Na przykład do pomiaru osiadania i przechyłu budynku lub jego poszczególnych konstrukcji wykorzystywane są złożone systemy monitoringu geotechnicznego, które dzięki preinstalowanym czujnikom i znacznikom rejestrują dane parametryczne. Przez pewien czas pobierane są z nich odczyty, co pozwala śledzić dynamikę postępu otwierania się zwoju lub pęknięcia. Ale dla prognozowania istotne są również takie wskaźniki, jak reżim temperatury z dynamiką kropli, współczynniki wilgotności, poziomy ciśnienia itp. Do tych i innych operacji pomiarowych służą piezometry, inklinometry, dawki masowe, dynamometry, tensometry i inne urządzenia. używany.
Programy monitoringu geotechnicznego
Po ustaleniu kontrolowanych wartości geotechnicy wprowadzają określone dane do dziennika w celu wygenerowania raportu. Ponadto przeprowadzana jest kompleksowa analiza otrzymanych informacji w celu opracowania, w razie potrzeby, środków ochronnych. Do rozwiązywania takich problemów stosuje się specjalne programy monitoringu geotechnicznego, wśród których można wymienić następujące rozwiązania:
- system TUN2. Proste i łatwe w użyciu narzędzie programowe przeznaczone do wykonywania statycznej analizy konstrukcji podziemnych.
- Program POLUPROM. Algorytm tego systemu pozwala na wykonywanie obliczeń konstrukcji i konstrukcji prętowych, oferując możliwość modelowania linii wpływu. Ponadto ten program jest używany jako uniwersalny kalkulator inżynierski.
- Kompleks Midasa. Koreański wielofunkcyjny produkt wykonujący podstawowe operacje przetwarzania danych geotechnicznych, a także specjalistyczne obliczenia z zakresu tunelowania.
Wniosek
Geotechnika w budownictwie w swojej prymitywnej formie była używana od czasów starożytnych, kiedy ludzie próbowali przewidzieć ryzyko wpływów zjawisk naturalnych podczas budowy mieszkań. Dziś możemy mówić o wielostronnym i zaawansowanym technologicznie monitoringu geotechnicznym, który pozwala na identyfikację, rejestrację, analizę i opracowanie środków eliminujących zarówno istniejące, jak i ewentualne zagrożenia podczas budowy lub eksploatacji różnych obiektów. Jednocześnie nie należy traktować metod takiej kontroli jedynie jako środka jednostronnego zgłaszania problemów. Nowoczesne metody interwencji w studniach stają się coraz bardziej interaktywne, co daje podstawy do uznania ich zarówno za środek zapewnienia bezpieczeństwa, jak i narzędzie do znajdowania optymalnych rozwiązań ekonomicznych dla realizacji projektu.
