Авторы: Шокарев В.С., Хилько С.В.
Источник: http://www.geozp.com/monit.htm
Каждый день из средств массовой информации мы узнаем о различных строительных авариях. Причины разные: подтопления территорий, оползни, нарушение технологии проведе-ния строительных работ, несанкционированные реконструкции и.т.д. В больших городах при-бавилась еще одна – уплотненная застройка жилых районов. Строительные объекты, эксплуа-тирующиеся в сложных инженерно – геологических условиях Украины, постоянно испытывают дополнительные статические и динамические нагрузки, что приводит к реализации потенциальных деформаций грунта в их основаниях. Вследствие неравномерной осадки грунтов, залегающих в основаниях, строительные конструкции испытывают деформации, зачастую превышающие предельные величины для данного класса зданий и сооружений. Дополнительное вмешательство в грунты придомовых пространств могут спровоцировать непредвиденные деформационные процессы.
Конечно есть СНиПы, регламентирующие все действия проектантов и строителей, в которых есть перечень всех необходимых геологических изысканий. Но кто и какими методами отсле-живает состояние рядом стоящих зданий? Если учесть, что от общего количества аварий 77% происходит в процессе эксплуатации объекта, то, очевидно, что перед началом новостройки, кроме инженерно-геологических изысканий, необходимо обследование технического состояния рядом стоящих зданий и сооружений, и, при необходимости, устранение выявленных дефектов.
Наибольший процент аварий на объектах происходит в следствии увеличения деформа-ций сверх нормативного показателя. Традиционно используемые геодезические методы наблю-дений за деформациями конструкций не могут обеспечить необходимую цикличность и точ-ность измерений, что приводит обычно только к констатации возникших и развивающихся де-формаций в конструкциях, без реальной возможности их прогнозирования и предупреждения аварийных ситуаций. Более того, они требуют определенного временного интервала наблюде-ний. Строительному подрядчику, как правило, установлены конкретные, сжатые сроки на постройку здания и ждать ему результатов этих изысканий некогда.
Вышесказанное обуславливает необходимость оснащения строительных объектов, находящихся в зоне нового строительства, современными средствами мониторинга с целью опера-тивного контроля и накопления данных о поведении строительных конструкций, с целью пре-дупреждения повреждения или разрушения.
Еще один аспект этой проблемы – участившиеся судебные иски жильцов, прилегающих к стройкам домов, на вроде бы начавшиеся деформации (в основном трещины в стенах) после начала строительства. Строителям приходится идти или на выплату компенсаций или на упре-ждающие меры. Порой не совсем законные. Конечно последнее слово в рассмотрении этих конфликтов за экспертами, но данные приборов, заранее установленных на объекте весомое подтверждение реально происшедших (или не происходящих) подвижек здания. Особенно ак-туальным этот вопрос становится сегодня, в период все более укрепляющейся демократии, ко-гда люди немедленно реагируют на любые ущемления их прав. Самая естественная реакция – блокировка выполнения работ, с последующим вмешательством властей, суда и.т.д. Наряду с действительно необходимыми и правомочными требованиями, обязательно найдутся и любители подзаработать на сложившейся ситуации. Более того, при удовлетворении иска хотя бы одному жильцу дома, остальные тоже вправе воспользоваться прецендентом для получения какой-нибудь компенсации. Стройка останавливается, убытки подрядчика растут, и еще не из-вестно будет ли получено разрешение на продолжение строительства, а если и будет, то при каких условиях и дополнительных издержках.
Чтобы избежать ошибок при проектировании зданий в густо заселенных районах, кото-рые могут привести к аварии, либо к возникновению конфликтной ситуации, мониторинг всех зданий должен вестись постоянно. Поэтому оснащение строительных объектов автоматизиро-ванными способами контроля нашли широкое применение в международной практике [1,2]. Например, фирма „Геокон”, являющаяся мировым лидером в области вибрирующих проволочных технологий, начиная с 1979г. применила в различных проектах десятки тысяч датчиков различной конструкции. В соответствии с данными мониторинга вносятся коррективы в ход выполнения работ и дальнейшей эксплуатации объекта. При этом возможен переход от стратегии «регламентных работ в определенные временные интервалы» к «обслуживанию и ремонту в зависимости от технического состояния», что позволит сэкономить материальные и энергетические ресурсы в тех случаях, когда срок регламентных работ наступил, а показания мониторинга говорят о хорошем состоянии объекта.
Рисунок 1 - Технические средства автоматизированной измерител но-информационной системы
1 – измеритель индуктивности; 2 - датчик УИД; 3- линии связи; 4 - блок сбора и передачи информации
Автоматизированная ИИС «Мониторинг», разработанная специалистами НИИСК и ООО «Геоинжиниринг», с использованием универсальных индуктивных датчиков (УИД) (Рис.1), позволяет на ранней стадии обнаружить направление и величину смещения объекта с точностью 0,001мм и соответственную ему величину крена [3]. По полученным данным рассчитываются относительные осадки объектов за время наблюдений. Пример графического интерфейса визуализации полученных данных показан на рис. 2.
Рисунок 2 - Пример графического интерфейса визуализации полученных данных
В автоматизированной системе информация передается по сетям мобильной связи в виде SMS сообщений через Интернет на почтовый ящик электронной почты, либо на любой мобильный телефон с последующей обработкой на ЭВМ. Система работает в автоматическом режиме с возможностью программирования периода включения. Работа осуществляется от сети 220 В и оснащена бесперебойным блоком питания (1000ч - дежурный режим, 48ч - режим измерения). Автоматически каждые 12 часов производится проверка заряда аккумулятора мобильного телефона и тестирование всей системы, контролируется также ход времени и календаря. После опроса датчиков (время измерения 99-ти датчиков - 12 сек) система переходит в режим энергосбережения. В процессе работы над системой разработан оригинальный измеритель индуктивности, который установлен в датчиках. Чувствительность измерителя до 0,5мкГн при погрешности измерений во всем используемом диапазоне 0,2%. При этом точность измерений смещения составляет 0,001мм, а расчетная погрешность определения крена составляет 0,05%. Для расчетов и визуализации деформаций контролируемых строительных объектов результатов разработана компьютерная программа «PENDULUM». Структурная схема автоматизированной ИИС „Мониторинг” приведена на рис. 3.
Рисунок 3 - Структурная схема автоматизированной ИИС «Мониторинг»
В настоящее время датчики установлены на ряде предприятий гг.Запорожья, Симферо-поля, Днепропетровска, Луганска и др.
При проведении патентоведческой экспертизы, аналогов нашим индуктивным датчикам на территории Украины и стран СНГ не обнаружено. Более того, имеющиеся западные образцы позволяют измерять наклон только в одном, заранее известном, направлении в ограниченном секторе (10º÷15º), что не позволяет вести полноценный мониторинг сооружения (пример: датчик фирмы “GEOKON”, model 6350 USA, $615,00).
Представляемая система получила высокую оценку специалистов на международных геотехнических конференциях в г.г.Киев, Одесса, Алма-Ата, Запорожье. Данные о системе включены в труды международных конференций в Японии (2005г.) и Словении (2006г.). Учи-тывая уникальность и стоимость системы (на порядок меньшая по сравнению с западными об-разцами) уверенны, что ИИС «Мониторинг» будет надежным помощником для принятия пра-вильных решений по вопросам контроля при выполнении строительных работ и эксплуатации объектов.
1. http://www.geokon.com
2. http://www.solinst.com
3. Шокарев В.С., Чаплыгин В.И., Хилько С.В., Пограничный А.В. Контроль технического состояния строительных конструкций при сейсмических и динамических нагрузках // Строительный конструкции.- № 60.-К: НИИСК.- 2004.-С. 564 - 567
4. ДСТУ Б В. 2.6.-25-2003. Автоматизированные системы технического диагностирования строительных конструк-ций. Общие технические требования – Введ. 01.07.2003. – К: Держбуд України, 2003.- 24с.