Мониторинг
СИСТЕМА МОНИТОРИНГА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
Общие требования к системам мониторинга В настоящее время система мониторинга в более общем виде, по сравнению с названием настоящей публикации, регламентирована в рамках национального стандарта Российской Федерации «ГОСТ Р 22.1.12-2005. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Структуированная система мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений. Общие требования. М., 2005» и распространяется на различные категории потенциально-опасных объектов, зданий и сооружений, подлежащих оснащению структуированными системами мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений (СМИС).
1. Применительно к зданиям и сооружениям мониторинг - это система визуальных и инструментальных наблюдений за техническим состоянием конструкций существующих зданий и сооружений (МСК), нацеленная на оперативное установление возможных негативных воздействий и на их устранение. СМИС, как и МСК рекомендуется проектировать на базе программнотехнических средств, осуществляющих мониторинг и включающие следующие компоненты: комплекс измерительных средств, средств автоматизации и исполнительных механизмов; проводной или беспроводной сети передачи информации; соответствующие программы расчета напряженно-деформированного состояния конструкций зданий и сооружений.
2. Согласно п. 4.9 ГОСТ Р 22.1.12-2005 СМИС подлежат обязательной установке на потенциально опасных, особо опасных, технически сложных и уникальных объектах. К особо опасным объектам относят: - ядерно – и/или радиационно-опасные объекты (атомные электростанции, исследовательские реакторы, предприятия топливного цикла, хранилища временного и долговременного хранения ядерного топлива и радиоактивных отходов; - объекты уничтожения и захоронения химических и других отходов; - гидротехнические сооружения 1-го и 2-го классов; - крупные склады для хранения нефти и нефтепродуктов (свыше 20 тыс. тонн) и изотермические хранилища сжиженных газов; - объекты, связанные с производством, получением или переработкой жидкофазных или твердых продуктов, обладающих взрывчатыми свойствами и склонных к спонтанному разложению с энергией возможного взрыва, эквивалентной 4,5 тонн тринитротолуола; 2 - предприятия по подземной и открытой (глубина разработки свыше 150 м) добыче и переработке (обогащению) твердых полезных ископаемых; - тепловые электростанции мощностью свыше 600 МВт.
3. К технически сложным объектам относят: - морские порты, аэропорты основной взлетно-посадочной полосой длиной 1800 м и более, мосты и тоннели длиной более 500 м, метрополитены; - крупные промышленные объекты с численностью занятых более 10 тысяч человек.
4. К уникальным объектам относят объекты, для которых не установлены технические регламенты (высотные здания, стадионы, крупные торговые центры, киноконцертные залы и т.п.). Отнесение объектов к уникальным проводят на стадии согласования технического проекта.
5. Различают следующие виды мониторинга технического состояния зданий и сооружений (МСК):
6. 1. Общий мониторинг технического состояния зданий и сооружений – система наблюдения и контроля, проводимых по определенной программе, для выявления объектов, на которых произошли существенные изменения напряженно деформированного состояния несущих конструкций и для которых необходимо проведение обследования состояния.
7. 2. Мониторинг технического состояния зданий и сооружений, находящихся в ограниченно работоспособном или аварийном состоянии. При мониторинге зданий, для которых установлено, что их состояние соответствует аварийному или ограниченно работоспособному, контролируют процессы, протекающие в конструкциях и в грунте до и во время их восстановления или усиления.
8. 3. Мониторинг технического состояния зданий и сооружений, попадающих в зону влияния крупных строек или природно-техногенных воздействий – контроль процессов, протекающих в конструкциях и грунте для своевременного обнаружения и прогноза развития негативных ситуаций, а также принятие мер для их устранения.
. Мониторинг технического состояния особых зданий и сооружений осуществляется с целью обеспечения их безопасного функционирования и является основой проведения эксплуатационных работ на этих объектах.
Особыми зданиями и сооружениями считаются здания высотой более 75 м, для которых установлена необходимость постоянного мониторинга технического состояния несущих конструкций.
При создании систем МСК решаются следующие основные задачи:
• выбор объектов контроля (тип конструкций, число контролируемых однотипных конструкций); выбор наиболее ответственных конструктивных элементов зданий или сооружений, определение в них опасных сечений и назначение контрольных точек для установки приборов и измерений; 3
• разработка методов определения контролируемых параметров, выбор серийных или разработка индивидуальных технических средств контроля, изготовление и установка их на объекте;
• проведение инструментальных и визуальных наблюдений, определение фактических перемещений, напряжений, усилий в контролируемых конструктивных элементах;
• оценка технического состояния конструкций по данным сопоставления анализа инструментальных измерений с результатами аналитических или численных расчетов с критериальными параметрами. В последнее время все чаще применяется непрерывный диагностический контроль - мониторинг, т. е. система наблюдений за состоянием объекта для своевременного выявления изменений в объекте, оценки, а также прогноза прочности и надежности его элементов, предупреждения и устранения последствий негативных процессов.
Мониторинг позволяет в любой момент времени получить информацию о техническом состоянии элементов и конструкции в целом. Зарубежный опыт использования автоматизированных систем контроля технического состояния строительных конструкций показывает, что их стоимость составляет не менее 3% от стоимость объекта. 2. Системы непрерывного слежения за состоянием конструкций
Под мониторингом понимается контроль возможных деформационных процессов при строительстве и эксплуатации зданий и сооружений.
Цели функционирования мониторинга:
- оценка воздействия строительного и эксплуатационного процесса на объект; - контроль характера и интенсивности протекания деформационных процессов, опасных для объекта;
- формирование информации об опасных процессах для оперативного принятия решений по охране объекта. Задачи мониторинга: - проведение метрологически обеспеченных регулярных измерений деформационного процесса на площадке
; - проведение первичной обработки измерительных данных, накопление и архивирование их в базах данных; - оценка состояния объекта охраны и возможного негативного развития контролируемых опасных деформационных процессов;
- формирование набора выходных документов, характеризующих техногенную ситуацию и тенденции ее развития (сводок, бюллетеней, картограмм); - распространение выходных документов среди пользователей данной информации (соответствующие службы и руководители предприятий)
; - обеспечение информационного взаимодействия с другими службами и предприятиями, а также с государственными и ведомственными службами, контролирующими развитие процессов. Требования к функционированию мониторинга: Для эффективной поддержки принятия решений по безопасности функционирования многоквартирного жилого дома все функции мониторинга должны выполняться с необходимой степенью оперативности, а результаты мониторинга должны представляться пользователям в виде, удобном для анализа и принятия решений.
Этапы проведения: Мониторинг обеспечивает контроль и наблюдение за опасными процессами на всех этапах строительства. Выделяются следующие этапы проведения мониторинга:
- строительный этап;
- эксплуатационный этап.
Строительный этап мониторинга проводится в период строительства объектов с целью получения и сбора информации о возможном негативном влиянии строительства. На этом этапе осуществляются контроль и наблюдения за возможной активизацией и развитием деформационных процессов под воздействием техногенных факторов, возникающих при строительстве. Данные, полученные на строительном этапе мониторинга, как и данные, получаемые после завершения строительства, вводятся в базы данных, формируя массив исходных данных об опасных процессах, развитых на контролируемой территории.
Эти данные используются далее при проведении мониторинга на этапе эксплуатации. На этапе эксплуатации объектов мониторинг обеспечивает контроль за опасными деформационными процессами.
9. Работы на данном этапе проводятся с помощью метрологически обеспеченных регулярных измерений деформационного процесса на площадке, а получаемая информация вводится в базы данных мониторинга.
10. Объектами мониторинга на строительном этапе, являются опасные деформационные процессы в зоне возможного влияния строительства. Контроль проводится обслуживаемыми измерительными геодезическими средствами. Все данные, полученные на строительном этапе, заносятся в базы данных и представляются в виде таблиц высотных отметок и осадок реперов. Контролю подлежат осадки зданий и сооружений, горизонтальные смещения зданий и сооружений.
11. Мониторинг осадок зданий и сооружений на строительном этапе предусматривает контроль за положением осадочных марок и реперов всех объектов. На этих участках контроль осуществляется посезонно, до 4-х раз в год. Для процессов, активизация которых характеризуется сезонностью, контроль осуществляется в соответствии с сезонностью. При необходимости, при активно развивающихся процессах, наблюдения могут проводиться с повышенной частотой: до одного раза в месяц. При этом частота наблюдений на них определяется количеством процессоопасных сезонов (до 4-х раз в год) или этапами строительства здания (0%, 25%, 50%, 75%, 100% этапа строительства здания или сооружения). В случае обнаружения сдвижений и деформаций период наблюдений может быть сокращен вплоть до 1 недели.
12. · Мониторинг зданий и сооружений предусматривает организацию комплекса инструментальных наблюдений.
13. · Мониторинг включает периодические наблюдения (не реже 1 раза в месяц) за вертикальными и горизонтальными смещениями существующих зданий и сооружений и проводится в течение 2 лет.
14. · Инженерно-геодезические наблюдения проводятся для определения:
15. · - величины деформаций;
16. · - относительной разности осадок и кренов
17. · - измерения вертикальных осадок и горизонтальных смещений существующих зданий и сооружений.
18. · Система наблюдений включает два вида деформационных марок - исходные и деформационные.
19. · Исходные репера в необходимом количестве устанавливаются в цокольной части капитальных зданий или группы грунтовых реперов и центров, за пределами зоны влияния деформационных процессов в «стабильных» зонах, или используются ближайшие к строительству репера государственно геодезической сети. Количество опорных реперов определяется по отдельно разработанному проекту на проведение геотехнического мониторинга, исходя из местных условий стройплощадки, расположения вокруг нее зданий и сооружений и прочих помех, но не менее 6-и штук.
20. · Деформационные марки для определения вертикальных перемещений фундаментов существующих зданий и сооружений устанавливаются в нижней части несущих конструкций по всему периметру наблюдаемых зданий или сооружения, в том числе на углах, стыках конструкций, по обе стороны осадочных или температурных швов, в местах примыкания продольных и поперечных стен, опорах канатной дороги. Учитывая возможные вертикальные перемещения системы исходных реперов, предусматривается контроль их устойчивости. При выполнении каждого цикла наблюдений следует выполнять взаимное нивелирование реперов. Эти измерения позволяют своевременно выявить осадку сместившегося репера и учесть её величину при определении осадок наблюдаемых объектов.