Мониторинг зданий и сооружений в сочи. Общий мониторинг технического состояния зданий и сооружений Мониторинг состояния конструкций здания

Понятие мониторинга технического состояния зданий и сооружений введено в систему нормативной документации с вступлением в действие (Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния). Ранее мы уже . Теперь остановимся на том что такое мониторинг и как он регламентирован данным ГОСТ.
Предусмотрено четыре основных вида мониторинга:

общий мониторинг технического состояния зданий и сооружений
мониторинг технического состояния зданий и сооружений, попадающих в зону влияния строек и природно-техногенных воздействий
мониторинг технического состояния зданий и сооружений, находящихся в ограниченно работоспособном или аварийном состоянии
мониторинг технического состояния уникальных зданий и сооружений

В чем отличия указанных видов мониторинга и каковы особенности их использования?

Мониторинг уникальных зданий и сооружений носит обязательный характер. Системы для такого мониторинга должны разрабатываться на стадии проектирования и устанавливаться во время строительства для обеспечения наблюдение за состоянием конструкций в постоянном режиме. Для этого вида мониторинга используются комплексные автоматические стационарные системы, разрабатываемые индивидуально для каждого здания.
В процессе проектирования строительства новых и реконструкции существующих зданий определяется зона влияния этого строительства на расположенные вблизи строительной площадки здания и сооружения. За такими зданиями проектом должен быть предусмотрен другой вид мониторинга - мониторинг технического состояния зданий и сооружений, попадающих в зону влияния строек и природно-техногенных воздействий . Мероприятия по мониторингу разрабатываются в рамках ПОС на основании результатов обследования зданий и инженерно-геологических изысканий. Для мониторинга используют в основном геодезические методы, а так же визуальные наблюдения и измерение динамических параметров зданий.

Общий мониторинг технического состояния зданий и сооружений проводят для выявления существенных изменений в их напряженно-деформированном состоянии (явного ухудшения технического состояния). Для этого вида мониторинга используется измерение динамических параметров здания и визуальный осмотр. В связи с низкой трудоемкостью данных работ такой мониторинг может эффективно использоваться для наблюдением за состоянием группы зданий. Рекомендуется проводить его один раз в два года.
Мониторинг технического состояния зданий и сооружений, находящихся в ограниченно работоспособном или аварийном состоянии. При аварийном состоянии конструкций эксплуатация здания не допускается, а мониторинг за ними должен быть установлен в обязательном порядке на весь период до полного завершения работ по приведению конструкций в работоспособное состояние. При этом виде мониторинга используют комплекс наблюдений и измерений наиболее подходящий для контроля за изменением состояния конструкций. Обязательно определяются динамические параметры здания. При ограниченно работоспособном состоянии конструкций эксплуатация здания возможна либо при постоянном мониторинге за ними, либо при восстановлении/усилении конструкций. После завершения ремонтных работ за восстановленными/усиленными конструкциями может устанавливаться наблюдение (мониторинг). При наличии необходимости мониторинг может вестись и за конструкциями, находящимися в работоспособном состоянии.
Следует различать обозначенные выше виды мониторинга технического состояния зданий и сооружений, так как каждый вид мониторинга имеет свои конкретные цели и способы (инструменты) их достижения. Подбор методик и средств мониторинга должен осуществляться исходя из конкретных задач с учетом состояния и особенностей объекта. Мониторинг состояния зданий может существенно повысить безопасность их эксплуатации. Современные средства мониторинга в сравнении с распространенными ранее могут существенно снижать стоимость мониторинга при повышении качества, достоверности и оперативности контрольных мероприятий.

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

«Московский Государственный Университет Природообустройства»

Строительный факультет

Кафедра экспертизы и управления недвижимостью

на тему: «Мониторинг зданий и сооружений»

Выполнили

студентки группы 419 В.И. Рыбина

Н.С. Филатова

Проверил В.Я. Жарницкий

Москва2011 г.

Введение

Основные термины

1. Общие правила проведения обследования и мониторинга технического состояния зданий и сооружений

2. Мониторинг технического состояния зданий и сооружений. Основные положения

3. Общий мониторинг технического состояния зданий и сооружений

4. Мониторинг технического состояния зданий и сооружений, находящихся в ограниченно работоспособном или аварийном состоянии

5. Мониторинг технического состояния зданий и сооружений, попадающих в зону влияния нового строительства, реконструкции или природно-техногенных воздействий

6. Мониторинг технического состояния уникальных зданий и сооружений

7. Общие требования к проектированию и разработке автоматизированных стационарных систем мониторинга технического состояния зданий (сооружений)

8. Требования к мониторингу общей безопасности объектов (с комплексной оценкой риска от аварийных воздействий природного и техногенного характера)

9. Геотехнический мониторинг зданий и сооружений (включая геодезический мониторинг)

10. Организация мониторинга зданий и сооружений в городе Москва

11. Примеры проектирования и эксплуатации схем мониторинга конструкций и оснований высотных зданий

Литература

Приложения

Введение

Для современного этапа экономического и общественного развития в России характерно расширение строительного производства и проведение масштабного строительства в крупных городах, в первую очередь, в Москве и Санкт-Петербурге, сопровождающееся постоянным ростом сложности возводимых объектов и условий, в которых осуществляется их строительство. Это неизбежно порождает новые задачи, связанные с обеспечением безопасной жизнедеятельности в условиях мегаполиса, определяющейся, во-первых, надежностью самих строящихся сооружений, и, во-вторых, влиянием проводимого строительства на уже существующую инфраструктуру.

Современные тенденции в строительстве, а именно - увеличение этажности зданий, уплотнение городской застройки, стесненность строительных площадок, освоение подземного пространства, насыщение инженерными коммуникациями неизменно приводят к возникновению и последующему увеличению негативного техногенного воздействия проводимого строительства на уже построенные объекты, расположенные в прилегающих зонах.

В связи с этим особое значение приобретает проблема контроля технического состояния зданий и сооружений с целью предупреждения возникновения аварийных ситуаций и обоснованность выбора комплекса инженерных мероприятий по их недопущению. При этом очевидно, что контроль технического состояния несущих конструкций должен носить систематический характер и позволять осуществлять оценку происходящих изменений на основе количественных критериев, т.е. базироваться на процедурах выявления соответствия фактической прочности, жесткости и устойчивости конструктивных элементов нормативным требованиям.

В настоящее время в г.Москва проводятся работы по обследованию технического состояния отдельных объектов. Однако большое количество зданий и сооружений не охвачено вообще никаким контролем, хотя жизнедеятельность города динамично приводит как к ухудшению свойств грунтов, так и к негативным воздействиям силового и не силового характера на наземные конструкции зданий и сооружений. Все это в условиях исчерпания нормативных сроков эксплуатации большого количества объектов не допустимо и требует системно организованных наблюдений. Ведь сроки эксплуатации многих зданий в нашей стране давно превысили все допустимые нормы, происходит накопление физического износа, что крайне опасно для жизнедеятельности людей. Такие здания нуждаются в постоянном контроле их технического состояния. И если в Москве и Санкт-Петербурге производится хоть какой-то контроль технического состояния зданий, то на периферии этот вопрос до сих пор остается без внимания.

Основные термины

Здание - результат строительства, представляющий собой объемную строительную систему, имеющую надземную и (или) подземную части, включающую в себя помещения, сети инженерно-технического обеспечения и системы инженерно-технического обеспечения и предназначенную для проживания и (или) деятельности людей, размещения производства, хранения продукции или содержания животных.

Сооружение - результат строительства, представляющий собой объемную, плоскостную или линейную строительную систему, имеющую наземную, надземную и (или) подземную части, состоящую из несущих, а в отдельных случаях и ограждающих строительных конструкций и предназначенную для выполнения производственных процессов различного вида, хранения продукции, временного пребывания людей, перемещения людей и грузов.

Уникальные здания и сооружения – сооружения, на которые в проектной документации предусмотрена хотя бы одна из следующих характеристик:

Использование конструкций и конструктивных систем, требующих применения нестандартных методов расчета, либо разработки специальных методов расчета, либо требующих экспериментальной проверки на физических моделях, а также применяемых на территориях, сейсмичность которых превышает 9 баллов;

Высота более 100 м;

Пролет более 100 м;

Вылет консолей более 20 м;

Заглубление подземной части ниже планировочной отметки земли более чем на 10 метров.

К уникальным зданиям и сооружениям следует относить, также, зрелищные, спортивные, культовые сооружения, выставочные павильоны, многофункциональные офисные, торгово-развлекательные комплексы и т.п. с максимальным расчётным пребыванием более 1000 человек внутри объекта или более 10000 человек вблизи объекта.

Жизненный цикл здания или сооружения - период, в течение которого осуществляются инженерные изыскания, проектирование, строительство (в том числе консервация), эксплуатация (в том числе текущие ремонты), реконструкция, капитальный ремонт, снос здания или сооружения.

Воздействие - явление, вызывающее изменение напряженно-деформированного состояния строительных конструкций и (или) основания здания или сооружения.

- механическая сила, прилагаемая к строительным конструкциям и (или) основанию здания или сооружения и определяющая их напряженно-деформированное состояние

Нормальные условия эксплуатации - учтенное при проектировании состояние здания или сооружения, при котором отсутствуют какие-либо факторы, препятствующие осуществлению функциональных или технологических процессов.

Динамические параметры зданий и сооружений - параметры зданий и сооружений, характеризующие их динамические свойства, проявляющиеся при динамических нагрузках, и включающие в себя периоды и декременты собственных колебаний основного тона и обертонов, передаточные функции объектов, их частей и элементов и др.

Физический износ здания - ухудшение технических и связанных с ними эксплуатационных показателей здания, вызванное объективными причинами.

Моральный износ здания - постепенное (во времени) отклонение основных эксплуатационных показателей от современного уровня технических требований эксплуатации зданий и сооружений.

Текущее техническое состояние зданий и сооружений - техническое состояние зданий и сооружений на момент их обследования или проводимого этапа мониторинга.

Аварийное состояние - категория технического состояния строительной конструкции или здания и сооружения в целом, включая состояние грунтов основания, характеризующаяся повреждениями и деформациями, свидетельствующими об исчерпании несущей способности и опасности обрушения и (или) характеризующаяся кренами, которые могут вызвать потерю устойчивости объекта.

Обследование - комплекс мероприятий по определению и оценке фактических значений контролируемых параметров, характеризующих эксплуатационное состояние, пригодность и работоспособность объектов обследования и определяющих возможность их дальнейшей эксплуатации или необходимость восстановления и усиления.

Мониторинг - это систематическое или периодическое наблюдение за деформационно-напряжённым состоянием конструкций, или деформациями зданий (или сооружений) в целом, за состоянием грунтов, оснований и подземных вод в зоне строительства, своевременная фиксация и оценка отступлений от проекта, требований нормативных документов, сопоставление результатов прогноза взаимного влияния объекта и окружающей среды с результатами наблюдений с целью оперативного предупреждения или устранения выявленных негативных явлений и процессов.

Общий мониторинг технического состояния зданий и сооружений - система наблюдения и контроля, проводимая по определенной программе, утверждаемой заказчиком, для выявления объектов, на которых произошли значительные изменения напряженно-деформированного состояния несущих конструкций или крена, и для которых необходимо обследование их технического состояния (изменения напряженно-деформированного состояния характеризуются изменением имеющихся и возникновением новых деформаций или определяются путем инструментальных измерений).

Мониторинг технического состояния зданий и сооружений, попадающих в зону влияния строек и природно-техногенных воздействий - система наблюдения и контроля, проводимая по определенной программе на объектах, попадающих в зону влияния строек и природно-техногенных воздействий, для контроля их технического состояния и своевременного принятия мер по устранению возникающих негативных факторов, ведущих к ухудшению этого состояния.

Мониторинг технического состояния зданий и сооружений, находящихся в ограниченно работоспособном или аварийном состоянии - система наблюдения и контроля, проводимая по определенной программе для отслеживания степени и скорости изменения технического состояния объекта и принятия, в случае необходимости, экстренных мер по предотвращению его обрушения или опрокидывания, действующая до момента приведения объекта в работоспособное техническое состояние.

Мониторинг технического состояния уникальных зданий и сооружений - система наблюдения и контроля, проводимая по определенной программе для обеспечения безопасного функционирования зданий и сооружений за счет своевременного обнаружения на ранней стадии негативного изменения напряженно-деформированного состояния конструкций и грунтов оснований или крена, которые могут повлечь за собой переход объектов в ограниченно работоспособное или в аварийное состояние.

Система мониторинга технического состояния несущих конструкций - совокупность технических и программных средств, позволяющая осуществлять сбор и обработку информации о различных параметрах строительных конструкций (геодезические, динамические, деформационные и др.) с целью оценки технического состояния зданий и сооружений.

Система мониторинга инженерно -технического обеспечения - совокупность технических и программных средств, позволяющая осуществлять сбор и обработку информации о различных параметрах работы системы инженерно-технического обеспечения здания (сооружения) с целью контроля возникновения в ней дестабилизирующих факторов и передачи сообщений о возникновении или прогнозе аварийных ситуаций в единую систему оперативно-диспетчерского управления города.

Усиление - комплекс мероприятий, обеспечивающих повышение несущей способности и эксплуатационных свойств строительной конструкции или здания и сооружения в целом, включая грунты основания, по сравнению с фактическим состоянием или проектными показателями.

Восстановление - комплекс мероприятий, обеспечивающих доведение эксплуатационных качеств конструкций, пришедших в ограниченно работоспособное состояние, до уровня их первоначального состояния, определяемого соответствующими требованиями нормативных документов на момент проектирования объекта.

Реконструкция - изменение параметров объектов капитального строительства, их частей (высоты, количества этажей (далее - этажность), площади, показателей производственной мощности, объема) и качества инженерно-технического обеспечения.

1. Общие правила проведения обследования и мониторинга технического состояния зданий и сооружений

Обследование и мониторинг технического состояния зданий и сооружений проводятся специализированными организациями, оснащенными современной приборной базой и имеющими в своем составе высококвалифицированных и опытных специалистов. Требования к специализированным организациям, осуществляющим обследование и мониторинг технического состояния зданий и сооружений, определяются федеральным органом исполнительной власти, уполномоченным на ведение государственного строительного надзора. Федеральным органом исполнительной власти, уполномоченным на ведение государственного строительного надзора, также ведется реестр специализированных организаций.

Обследование и мониторинг технического состояния зданий и сооружений проводят:

Не позднее чем через два года после их ввода в эксплуатацию. В дальнейшем – не реже одного раза в 10 лет и не реже одного раза в пять лет для зданий и сооружений или их отдельных элементов, работающих в неблагоприятных условиях (агрессивные среды, вибрации, повышенная влажность, сейсмичность района 7 баллов и более и др.). Для уникальных зданий и сооружений устанавливается постоянный режим мониторинга;

По истечении нормативных сроков эксплуатации зданий и сооружений;

При обнаружении значительных дефектов, повреждений и деформаций в процессе технического обслуживания, осуществляемого собственником здания (сооружения);

По результатам последствий пожаров, стихийных бедствий, аварий, связанных с разрушением здания (сооружения);

По инициативе собственника объекта;

При изменении технологического назначения здания (сооружения);

По предписанию органов, уполномоченных на ведение государственного строительного надзора.

Результаты обследования и мониторинга технического состояния зданий и сооружений в виде соответствующих заключений должны содержать необходимые данные для принятия обоснованного решения по реализации целей проведения обследования или мониторинга.

Средства испытаний, измерений и контроля, применяемые при обследовании и мониторинге технического состояния объектов, должны быть подвергнуты своевременной поверке (калибровке) в установленном порядке и соответствовать нормативным документам и технической документации по метрологическому обеспечению.

При выполнении работ по обследованию и мониторингу технического состояния объектов должны соблюдаться правила техники безопасности.

При обнаружении во время проведения работ повреждений конструкций, которые могут привести к резкому снижению их несущей способности, обрушению отдельных конструкций или серьезному нарушению нормальной работы оборудования, кренам, способным привести к потере устойчивости здания или сооружения, необходимо немедленно проинформировать об этом, в том числе в письменном виде, собственника объекта, эксплуатирующую организацию, местные органы исполнительной власти и органы, уполномоченные на ведение государственного строительного надзора.

Заключения по итогам проведенного обследования технического состояния зданий и сооружений или этапа их мониторинга подписывают непосредственно исполнители работ, руководители их подразделений и утверждают руководители организаций, проводивших обследование или этап мониторинга.

2. Мониторинг технического состояния зданий и сооружений. Основные положения

Мониторинг технического состояния зданий и сооружений проводят для:

Контроля технического состояния зданий и сооружений и своевременного принятия мер по устранению возникающих негативных факторов, ведущих к ухудшению этого состояния;

Выявления объектов, на которых произошли изменения напряженно-деформированного состояния несущих конструкций и для которых необходимо обследование их технического состояния;

Обеспечения безопасного функционирования зданий и сооружений за счет своевременного обнаружения на ранней стадии негативного изменения напряженно-деформированного состояния конструкций и грунтов оснований, которые могут повлечь переход объектов в ограниченно работоспособное или в аварийное состояние;

Отслеживания степени и скорости изменения технического состояния объекта и принятия в случае необходимости экстренных мер по предотвращению его обрушения.

При выборе системы наблюдений необходимо учитывать цель проведения мониторинга, а также скорости протекания процессов и их изменение во времени, продолжительность измерений, ошибки измерений, в том числе за счет изменения состояния окружающей среды, а также влияния помех и аномалий природно-техногенного характера. Программу проведения мониторинга согласовывают с заказчиком. В ней, наряду с перечислением видов работ, устанавливают периодичность наблюдений с учетом технического состояния объекта и общую продолжительность мониторинга.

Методика и объем системы наблюдений при мониторинге, включая измерения, должны обеспечивать достоверность и полноту получаемой информации для подготовки исполнителем обоснованного заключения о текущем техническом состоянии объекта (объектов).

В ходе длительных наблюдений и при изменении внешних условий необходимо обеспечить учет изменения условий и компенсационные поправки (температурные, влажностные и т.п.) для измерительных устройств.

Используемые для наблюдений средства измерений и оборудование должны быть сертифицированы, поверены (калиброваны) и аттестованы уполномоченными органами.

В результате проведения каждого этапа мониторинга должна быть получена информация, достаточная для подготовки обоснованного заключения о текущем техническом состоянии здания или сооружения и выдачи краткосрочного прогноза о его состоянии на ближайший период.

Первоначальным этапом мониторинга технического состояния зданий и сооружений (за исключением общего мониторинга технического состояния зданий и сооружений) является обследование технического состояния этих зданий и сооружений. На этом этапе устанавливают категории технического состояния зданий и сооружений, фиксируют дефекты конструкций, за изменением состояния которых (а также за возникновением новых дефектов) будут осуществляться наблюдения при мониторинге.

В случае получения на каком-либо этапе мониторинга данных, указывающих на ухудшение технического состояния всей конструкции или ее элементов, которое может привести к обрушению здания или сооружения, организация, проводящая мониторинг, должна немедленно проинформировать об этом, в том числе в письменном виде, собственника объекта, эксплуатирующую организацию, местные органы исполнительной власти, территориальные органы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий, а на объектах, поднадзорных Ростехнадзору, - также территориальные органы Ростехнадзора.

3. Общий мониторинг технического состояния зданий и сооружений

· Общий мониторинг технического состояния зданий и сооружений проводят для выявления объектов, изменение напряженно-деформированного состояния которых требует обследования их технического состояния.

· При общем мониторинге, как правило, не проводят обследование технического состояния зданий и сооружений в полном объеме, а проводят визуальный осмотр конструкций с целью приблизительной оценки категории технического состояния, измеряют динамические параметры конкретных зданий и сооружений (приложение I.) и составляют паспорт здания или сооружения (приложение II).

· Если по результатам приблизительной оценки категория технического состояния здания или сооружения соответствует нормативному или работоспособному техническому состоянию, то повторные измерения динамических параметров проводят через два года.

· Если по результатам повторных измерений динамических параметров их изменения не превышают 10 %, то следующие измерения проводят еще через два года.

· Если по результатам приблизительной оценки категория технического состояния здания или сооружения соответствует ограниченно работоспособному или аварийному состоянию или если при повторном измерении динамических параметров здания или сооружения результаты измерений различаются более чем на 10 %, то техническое состояние такого здания или сооружения подлежит обязательному внеплановому обследованию.

· По результатам общего мониторинга технического состояния зданий и сооружений исполнитель составляет заключение (приложение III) по этапу общего мониторинга технического состояния зданий и сооружений и заключения о техническом состоянии каждого здания и сооружения, по которым проводился общий мониторинг технического состояния (приложение I).

При мониторинге технического состояния зданий и сооружений, категория технического состояния которых соответствует ограниченно работоспособному или аварийному состоянию, контролируют процессы, протекающие в конструкциях зданий и сооружений и грунте до выполнения работ по восстановлению или усилению объектов и во время проведения таких работ.

На каждой стадии мониторинга технического состояния конструкций зданий и сооружений и грунта проводят следующие работы:

Определяют текущие динамические параметры объекта и сравнивают их с параметрами, измеренными на предыдущем этапе;

Фиксируют степень изменения ранее выявленных дефектов и повреждений конструкций объекта и выявляют вновь появившиеся дефекты и повреждения;

Проводят повторные измерения деформаций, кренов, прогибов и т.п. и сравнивают их со значениями аналогичных величин, полученными на предыдущем этапе;

Анализируют полученную на данном этапе мониторинга информацию и делают заключение о текущем техническом состоянии объекта.

По результатам технического состояния зданий и сооружений, находящихся в ограниченно работоспособном или аварийном состоянии составляется заключение в установленной форме (приложение IV).

· Реализация целей мониторинга технического состояния зданий и сооружений, попадающих в зону влияния нового строительства и природно-техногенных воздействий, осуществляется на основе:

Определения абсолютных и относительных значений деформаций конструкций зданий и сооружений и сравнения их с расчетными и допустимыми значениями;

Выявления причин возникновения и степени опасности деформаций для нормальной эксплуатации объектов;

Принятия своевременных мер по борьбе с возникающими деформациями или по устранению их последствий;

Уточнения расчетных данных и физико-механических характеристик грунтов;

Уточнения расчетных схем для различных типов зданий, сооружений и коммуникаций;

Установления эффективности принимаемых профилактических и защитных мероприятий;

Уточнения закономерностей процесса сдвижения грунтовых пород и зависимости его параметров от основных влияющих факторов.

· Мониторинг технического состояния зданий и сооружений, попадающих в зону влияния нового строительства и природно-техногенных воздействий, планируют до начала строительства или ожидаемого природно-техногенного воздействия.

· Научно-техническое сопровождение и мониторинг нового строительства или реконструкции объектов допускается осуществлять в соответствии с МРДС 02-2008 «Пособие по научно-техническому сопровождению и мониторингу строящихся зданий и сооружений, в том числе большепролетных, высотных и уникальных».

· При мониторинге технического состояния зданий и сооружений, попадающих в зону влияния нового строительства или реконструкции объектов, устраиваемых открытым способом, используют данные (радиус зоны влияния, дополнительные деформации и др.) в соответствии с МГСН 2.07-2001 «Основания, фундаменты и подземные сооружения».

· Оценку зоны влияния динамических воздействий на окружающие здания и сооружения при погружении свайных элементов строящихся зданий проводят в соответствии со СНиП 3.02.01-87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты».

· Внешние границы мульды сдвижения на земной поверхности при подземном способе возведения объекта определяют по граничным углам, а внешние границы опасной ее части – по углам сдвижения. Значения этих углов зависят от свойств горных пород и определяются опытным путем. При отсутствии опытных данных значения граничных углов и углов сдвижения определяют в соответствии с нормативной документацией . Углы разрывов принимаются на 10° более углов сдвижения.

· Определение значений ожидаемых максимальных сдвижений и деформаций земной поверхности и ожидаемых сдвижений и деформаций в точках мульды сдвижений при подземном способе возведения объекта проводят в соответствии с ГОСТ .

· Общую продолжительность процесса сдвижения земной поверхности над производимой подземной выработкой и период опасных деформаций определяют в соответствии с ГОСТ .

· При мониторинге технического состояния зданий и сооружений, попадающих в зону влияния строительства или реконструкции объектов при подземном способе их возведения, проводят геодезическо-маркшейдерские работы, которые выполняются в процессе всего производственного цикла строительства объекта до затухания процесса деформирования как самого объекта, так и массива грунтовых пород в соответствии с согласованной в установленном порядке проектной документацией.

· Составлению программы наблюдений должны предшествовать оценка и прогноз геомеханического состояния породного массива в районе крупного строительства и зоне его влияния на объекты, расположенные на земной поверхности.

· Оценку геомеханического состояния до начала строительных работ проводят на основании геологических данных и инженерных изысканий. При этом особое внимание уделяют определению природного поля напряжений, характеристике тектонических нарушений, трещиноватости, слоистости, водообильности, карстообразованию и другим особенностям массива.

· Прогноз изменения геомеханического состояния породного массива под влиянием горных работ проводят как для типовых условий строительства и эксплуатации объекта, так и для аварийных ситуаций (разрушение крепи котлованов, прорыв в них плывунов, развитие карстовых образований, активизация древних оползней и т.д.). Прогноз состоит из определения ожидаемых параметров развития геомеханических процессов, основными из которых являются:

Размеры и местоположения зон сдвижения;

Значения максимальных сдвижений и деформаций;

Характер распределения деформаций в мульде сдвижения;

Общая продолжительность процесса сдвижения и периода опасных деформаций.

· Инструментальные наблюдения за сдвижением земной поверхности и расположенными на ней объектами проводят с целью получения информации об изменении геомеханического состояния породного массива, на основании которой можно своевременно принимать необходимые профилактические и защитные меры.

· Инструментальные наблюдения за сдвижением земной поверхности и сооружений проводят с помощью системы реперов, закладываемых в грунт и конструкции зданий и сооружений, а за сдвижением толщи горных пород – с помощью глубинных реперов, закладываемых в скважины. На застроенных территориях, для исключения возможности повреждений подземных коммуникаций, места закладки реперов должны согласовываться с органами местной исполнительной власти. Закладка реперов и начальные наблюдения на них должны проводиться до начала строительства. Порядок разбивки наблюдательной сети реперов представлен в ГОСТ .

· Одновременно с разбивкой наблюдательной сети реперов должны намечаться места для закладки трех исходных реперов, с помощью которых в дальнейшем будет определяться положение опорных реперов профильной линии по высоте и контролироваться их неподвижность.

· Для наблюдения за отдельными зданиями и сооружениями, попадающими в зону влияния нового строительства и природно-техногенных воздействий, закладываются стенные и грунтовые реперы. До начала наблюдений осуществляется обследование их технического состояния, регистрация динамических параметров, составление паспортов.

· Наблюдения за сдвижением земной поверхности, а также за деформациями зданий и сооружений, попадающих в зону влияния строительства подземного сооружения, заключаются в периодическом инструментальном определении положения реперов с фиксированием видимых нарушений, а также всех факторов, влияющих на значения и характер сдвижений и деформаций. Для зданий и сооружений также проводят измерения их динамических параметров.

· Наблюдения за деформациями оснований зданий и сооружений проводят по ГОСТ 24846. При наблюдениях за зданиями определяют неравномерность оседаний фундаментов, фиксируют трещины и другие повреждения конструкций, надежность узлов их опирания, наличие необходимых зазоров в швах и шарнирных опорах. Для промышленных зданий определяют также относительные горизонтальные перемещения отдельно стоящих фундаментов колонн, крены фундаментов технологического оборудования, а при наличии мостовых кранов – отклонения от проектного положения подкрановых путей: поперечный и продольный уклоны, изменения ширины колеи и приближение крана к строениям.

· Определение точности измерения вертикальных и горизонтальных деформаций проводят в зависимости от ожидаемого расчетного значения перемещения. При отсутствии данных по расчетным значениям деформаций оснований и фундаментов допускается устанавливать класс точности измерений вертикальных и горизонтальных перемещений:

I – для зданий и сооружений: уникальных, находящихся в эксплуатации более 50 лет, возводимых на скальных и полускальных грунтах;

II – для зданий и сооружений, возводимых на песчаных, глинистых и других сжимаемых грунтах;

III – для зданий и сооружений, возводимых на насыпных, просадочных, заторфованных и других сильно сжатых грунтах;

IV – для земляных сооружений.

· Предельные погрешности измерения крена в зависимости от высоты Н здания или сооружения не должны превышать следующих значений, мм:

Для гражданских зданий и сооружений 0,0001Н;

Для промышленных зданий и сооружений 0,0005Н;

Для фундаментов под машины и агрегаты 0,00001Н.

· Геодезическими методами и приборами по наблюдательным реперам измеряют вертикальные и горизонтальные перемещения земной поверхности и, при необходимости, дна котлована. При появлении трещин на земной поверхности в пределах приоткосной зоны организуют дополнительные систематические наблюдения за их развитием по протяженности, ширине и глубине.

· Одновременно с инструментальными наблюдениями на земной поверхности проводят маркшейдерские наблюдения непосредственно в подземном сооружении.

· По материалам измерений, вычислений и геолого-маркшейдерской документации составляют заключение (приложение V), содержащее необходимую информацию о состоянии зданий и сооружений, попадающих в зону влияния крупного нового строительства и природно-техногенных воздействий, изменении геомеханического состояния породного массива; степени опасности и скорости развития негативных процессов (если требуется). К заключению прикладывают документацию, подтверждающую сделанные в нем выводы.

6. Мониторинг технического состояния уникальных зданий и сооружений

Мониторинг технического состояния оснований и строительных конструкций уникальных зданий и сооружений проводят с целью обеспечения их безопасного функционирования, его результаты являются основой эксплуатационных работ на этих объектах. При мониторинге осуществляют контроль за процессами, протекающими в конструкциях объектов и грунте, для своевременного обнаружения на ранней стадии тенденции негативного изменения напряженно-деформированного состояния конструкций и оснований, которое может повлечь переход объекта в ограниченно работоспособное или аварийное состояние, а также получения необходимых данных для разработки мероприятий по устранению возникших негативных процессов.

Состав работ по мониторингу технического состояния оснований и строительных конструкций уникальных зданий и сооружений регламентируется индивидуальными программами проведения измерений и анализа состояния несущих конструкций в зависимости от технического решения здания или сооружения и его деформационного состояния.

В эксплуатируемом уникальном здании или сооружении, как правило, доступ к большей части несущих конструкций существенно ограничен, а работы по традиционному обследованию технического состояния конструкций трудоемки и дороги. Для таких объектов применяют специальные методы и технические средства раннего выявления и локализации мест изменения напряженно-деформированного состояния конструкций с последующим обследованием технического состояния выявленных опасных участков конструкций.

Для проведения контроля и ранней диагностики технического состояния оснований и строительных конструкций уникального здания или сооружения устанавливают автоматизированную стационарную систему мониторинга технического состояния (в соответствии с заранее разработанным проектом), которая должна обеспечивать в автоматизированном режиме выявление изменения напряженно-деформированного состояния конструкций с локализацией их опасных участков, определение уровня крена здания или сооружения, а в случае необходимости - и других параметров (деформации, давление и др.). Настройку автоматизированной стационарной системы мониторинга осуществляют, как правило, с использованием заранее разработанной математической модели для проведения комплексных инженерных расчетов по оценке возникновения и развития дефектов в строительных конструкциях, в том числе и в кризисных ситуациях.

Автоматизированная стационарная система мониторинга технического состояния оснований и строительных конструкций должна:

Проводить комплексную обработку результатов проводимых измерений;

Проводить анализ различных измеренных параметров строительных конструкций (динамических, деформационных, геодезических и др.) и сравнение с их предельными допустимыми значениями;

Предоставлять достаточную информацию для выявления на ранней стадии тенденции негативного изменения напряженно-деформированного состояния конструкций, которое может привести к переходу объекта в ограниченно работоспособное или аварийное состояние.

При выявлении мест изменения напряженно-деформированного состояния конструкций проводят обследование этих частей, и по его результатам делают выводы о техническом состоянии конструкций, причинах изменения их напряженно-деформированного состояния и необходимости принятия мер по восстановлению или усилению конструкций.

По результатам мониторинга технического состояния оснований и строительных конструкций уникальных зданий и сооружений выдают заключение, форма которого должна быть разработана по результатам проектирования автоматизированной стационарной системы мониторинга технического состояния оснований и строительных конструкций.

Мониторинг системы инженерно-технического обеспечения уникальных зданий и сооружений проводят с целью обеспечения ее безопасного функционирования. Его результаты являются основой работ по обеспечению безопасной эксплуатации этих объектов. При мониторинге осуществляется контроль за работоспособностью и результатами работы системы инженерно-технического обеспечения для своевременного обнаружения на ранней стадии негативных факторов, угрожающих безопасности уникальных зданий и сооружений.

Для проведения контроля и ранней диагностики технического состояния системы инженерно-технического обеспечения конкретного уникального здания (сооружения) устанавливают систему мониторинга инженерно-технического обеспечения (в соответствии с заранее разработанным проектом).

При мониторинге технического состояния уникальных зданий и сооружений по решению местных органов исполнительной власти, органов, уполномоченных на ведение государственного строительного надзора, или собственника объекта проводят мониторинг общей безопасности этих объектов (с комплексной оценкой риска) на случай возникновения аварийных воздействий природного и техногенного характера.

Требования к мониторингу общей безопасности объектов (с комплексной оценкой риска) на случай возникновения аварийных воздействий природного и техногенного характера представлены в ГОСТ .

Разработка автоматизированных стационарных систем мониторинга технического состояния оснований и строительных конструкций включает в себя следующие этапы:

1. на основе анализа возможных природно-техногенных воздействий, возможных неквалифицированных действий или отсутствия необходимых действий обслуживающего персонала, конструктивных особенностей объекта разрабатываются модели опасности для объекта;

2. на основе моделей опасности, знаний в области строительной механики (в том числе математического и физического моделирования) и работы строительных конструкций проводят анализ поведения конструкций объекта при реализации таких опасностей и составляют методику проведения мониторинга, а также перечень частей и элементов конструкций объекта, которые необходимо контролировать. Для каждой части и каждого элемента конструкций составляют перечень контролируемых параметров;

3. на основе известных или специально разрабатываемых способов и методов контроля параметров конструкций, аппаратуры и оборудования для контроля составляют технологию проведения мониторинга технического состояния упомянутых выше частей и элементов конструкций объекта;

4. на основе опыта обследования и анализа поведения строительных конструкций, учета скоростей развития негативных процессов в конструкциях и степени возможного допущения изменения их напряженно-деформированного состояния разрабатывают регламент проведения мониторинга.

На основе вышеописанных этапов разрабатывают проект автоматизированной стационарной системы мониторинга технического состояния оснований и строительных конструкций, в котором отражают следующие разделы:

Общие данные;

Основные сведения о конструктивных особенностях объекта;

Методика проведения мониторинга;

Технология проведения мониторинга;

Регламент проведения мониторинга;

Состав и технические характеристики комплекса мониторинга;

Формы заключений по этапу мониторинга;

Схемы размещения аппаратуры, оборудования, каналов связи системы мониторинга объекта;

Перечень автоматизированных или выполняемых автоматически процедур мониторинга;

Спецификация приборов и оборудования системы мониторинга.

В рамках проектирования системы мониторинга системы инженерно-технического обеспечения должны быть определены:

Перечень контролируемых параметров работы системы инженерно-технического обеспечения объекта;

Расчетные (проектные) значения контролируемых параметров работы системы инженерно-технического обеспечения объекта;

Состав и технические характеристики аппаратного и программного обеспечения системы мониторинга;

Месторасположение программно-аппаратного обеспечения системы мониторинга;

Алгоритм и критерии принятия управленческих решений по оценке работоспособности системы инженерно-технического обеспечения объекта, угрозы нарушения нормальной эксплуатации и передаче сообщений в единую систему оперативно-диспетчерского управления конкретного города;

Технические решения по взаимодействию системы мониторинга с системой инженерно-технического обеспечения объекта.

8. Требования к мониторингу общей безопасности объектов (с комплексной оценкой риска от аварийных воздействий природного и техногенного характера)

Мониторинг общей безопасности зданий и сооружений заключается в периодическом (на основе наблюдений и обследований) определении риска и скорости его роста до допустимого значения, устанавливаемого для конкретного объекта.

Под риском понимается вероятностная мера опасности или совокупности опасностей, устанавливаемая для объекта в виде возможных потерь за заданное время.

Оценка риска – это определение его значения количественным и качественным способами. Процесс последовательно выполняемых действий по идентификации и прогнозированию опасностей, оценке уязвимости объекта для этих опасностей и установлению возможных потерь объекта и его составляющих для всех случаев реализации опасностей с определенной интенсивностью, повторяемостью и длительностью воздействия за заданное время.

Для оценки риска анализируют следующие исходные данные:

Основные опасности, характерные для данного объекта и их различные сочетания;

Характер и условия эксплуатации объекта;

Характеристики, используемых на объекте веществ, материалов и продуктов;

Генеральный план, тип конструкции объекта, расположение прочих построек и объектов, способных повлиять на возникновение и развитие аварии;

Сведения об авариях и опасных инцидентах, происходивших ранее на объекте;

Зоны, представляющие повышенную опасность для возникновения взрывов при аварийных ситуациях;

Последствия аварий в виде степени повреждения объекта, и ожидаемого числа пострадавших;

Частоту, последствия аварий и приемлемый уровень риска;

Зоны индивидуального риска;

Возможности снижения риска и тяжести последствия аварий.

Уровень риска здания (сооружения) проверяют по формуле:

где Р – риск нанесения зданию (сооружению) ущерба определенного уровня при опасном воздействии данной интенсивности за срок службы объекта;

[Р] – допустимый уровень риска (фоновый уровень для Российской Федерации), который принимается равным 5∙10 -6 .

Значение риска Р определяют по формуле:

Р = Р(Н) × Р(А/Н) × Р(Т/Н) × Р(D/Н) × С,

где Р(Н) – вероятность возникновения опасности;

Р(А/Н) и Р(Т/Н) – вероятности встречи опасности с рассматриваемым объектом в пространстве и времени соответственно;

Р(D/Н) – вероятность нанесения ущерба данного уровня;

С – относительный ущерб (отношение стоимости ущерба к стоимость объекта).

Риск ниже фонового уровня, равного 5∙10 -6 , является приемлемым (не требует мероприятий по его снижению); свыше 5∙10 -5 – является недопустимым (требует срочной системы мер для его снижения); риск в интервале от 5∙10 -6 до 5∙10 -5 - для снижения уровня риска требуется система мер, полнота и сроки реализации которой устанавливаются с учетом экономических и социальных аспектов.

9. Геотехнический мониторинг зданий и сооружений (включая геодезический мониторинг)

Основной задачей геотехнического мониторинга является своевременное выявление и прогнозирование развития опасных геологических процессов, влияющих на безопасное состояние зданий и сооружений, в целях разработки и реализации мер по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций. Система геотехнического мониторинга является одной из составных частей системы безопасности любых проектируемых зданий и сооружений высокого уровня ответственности и должна входить в состав стационарной станции мониторинга. Наблюдения должны осуществляться как в период строительства, так и в период последующей эксплуатации. Система геотехнического мониторинга должна быть построена в соответствии с блок-схемой, показанной на рисунке.

Геотехнический мониторинг подразделяется на 3 основных: мониторинг подземных вод и проявлений опасных геологических процессов; мониторинг напряженно-деформированного состояния грунтового массива на контакте с фундаментом и конструкций проектируемого здания; геодезический мониторинг существующих зданий и сооружений в зоне влияния проектируемого строительства.

Рис. 1. Блок-схема. Принцип построения системы геотехнического мониторинга.

Наблюдения за подземными водами включают измерения уровней, температуры, определение химического состава, режим водоотлива (в период строительства) и дренажа (в период эксплуатации). Наблюдения за проявлениями опасных геологических процессов включают мониторинг вертикальных и горизонтальных перемещений грунтов, вызванных опасными геологическими процессами (оползни, карстово-суффозионные процессы, суффозия, неравномерные деформации). Наблюдения за грунтовым массивом на контакте со зданием включают мониторинг напряженно-деформированного состояния на контакте фундамента с основанием, ограждающих конструкций с окружающим грунтовым массивом. Наблюдения за строящимися зданиями и сооружениями включают наблюдения за осадками зданий по настенным реперам, напряжениями в фундаменте и несущих конструкциях подземной части, креном, колебаниями зданий, регулярные визуальные обследования поверхностей фасадов и несущих конструкций, описание и замеры трещин. Наблюдения за внешними воздействиями на объект включают замеры ветровых нагрузок, вибрационных и сейсмических воздействий, температуры воздуха, атмосферного давления, атмосферных осадков.

Наблюдения и сбор данных мониторинга необходимо проводить с использованием автоматизированных средств наблюдения (датчиков) во всех случаях, когда частота замеров не менее чем 1 раз в квартал или на труднодоступных участках наблюдаемого объекта. Беспроводные технологии связи обеспечивают экономичность строительства, повсеместную доступность пунктов наблюдения и оперативность доступа к данным. Измерительные комплексы позволяют осуществлять мониторинг уровней и температур на обширных территориях. Сбор данных производится с использованием беспроводных технологий - по радиоканалу, либо по GSM-сетям. Аппаратура этих систем может длительное время работать автономно без замен источников питания и технического обслуживания.

Система сбора данных наблюдений предусматривает считывание наблюдаемых параметров с датчиков в автоматическом режиме и ручной ввод данных, получаемых при ручном замере параметров и получаемых из сторонних источников (например, атмосферных осадков и давления, температуры воздуха - с ближайшей станции Госкомгидромета). Система выдачи прогнозных данных построена на использовании математических моделей наблюдаемых процессов и явлений. Регулярно по данным мониторинга производится калибровка моделей и расчет прогнозного состояния наблюдаемых параметров объекта и среды. Для каждого измеряемого параметра устанавливается предельно допустимые изменения и возможные наиболее опасные сочетания изменений наблюдаемых параметров. При выявлении тенденции приближения какого-либо параметра к предельно допустимому значению система прогнозирования формирует сигнал, предупреждающий о возможном наступлении опасного явления через вычисленный на модели промежуток времени. Система выдачи рекомендаций включает в себя формирование последовательности действий, необходимых для предотвращения развития опасных процессов. Рекомендации должны формироваться системой мониторинга в автоматическом режиме, на основе правил заложенных в программе, и выдаваться оператору. Информация об ожидаемом негативном явлении, которое может вызвать чрезвычайную ситуацию, должна направляться в автоматическом режиме в Городской центр по предупреждению чрезвычайных ситуаций. Система геотехнического мониторинга должна разрабатываться с включением нескольких локальных подсистем, частично контролирующих и дублирующих друг друга.

Мониторинг напряженно-деформированного состояния (НДС) грунтового массива:

В соответствии с "Инструкцией по проектированию зданий и сооружений в районах г. Москвы с проявлением карстово-суффозионных процессов" при проектировании в районах с проявлением карстово-суффозионных процессов необходимо предусматривать в проектах оснащение зданий и сооружений автоматической системой сигнализации о возможных деформациях в связи с проявлениями карстово-суффозионных процессов.

Геодезический мониторинг окружающих зданий и сооружений:

Все здания, попадающие в зону влияния проектируемого котлована, должны быть обследованы и их мониторинг должен быть начат до начала строительных работ. С момента начала вскрытия котлована необходимо проводить постоянные наблюдения за состоянием "стены в грунте".

Мониторинг НДС в подземной части здания:

Прямые измерения характеристик напряженно-деформированного состояния на контактах "фундамент-основание", вертикальных контактах со "стеной в грунте" в несущих конструкциях в фундаментной плите, перекрытиях и несущих стенах (колоннах) подземной частях комплекса.

Мониторинг наземной части здания:

Измерение характеристик напряженно-деформированного состояния в перекрытиях и несущих стенах (колоннах) наземной частях комплекса, собственных колебаний, крена здания.

Мониторинг динамических воздействий:

Включает измерение вибраций, ветровых воздействий (направление и силы ветра), сейсмометрические наблюдения.

10. Организация мониторинга зданий и сооружений в городе Москва

Особую роль мониторинг технического состояния зданий и сооружений имеет для таких крупных мегаполисов, как Москва. Масштабное строительство надземных и подземных зданий и сооружений, особенно в стесненных условиях центра города, жизнедеятельность самого мегаполиса оказывают существенное влияние на уже построенные здания и сооружения, приводят к ухудшению строительных свойств грунтов, что в свою очередь создает дополнительные нагрузки в ранее построенных зданиях и увеличивает риск потери их несущей способности.

В настоящее время в г.Москва различные научно-исследовательские и учебные заведения, проектные организации и частные фирмы проводят несогласованные работы по обследованию технического состояния отдельных зданий и сооружений города, в основном, как правило, либо объектов уже находящихся в аварийном состоянии, либо при новом строительстве, реконструкциях, перестройках и др. Однако большое количество зданий и сооружений не охвачено вообще никаким контролем, хотя жизнедеятельность города динамично приводит как к ухудшению свойств грунтов, так и к негативным воздействиям силового и не силового характера на наземные конструкции зданий и сооружений. Все это в условиях исчерпания нормативных сроков эксплуатации большого количества объектов не допустимо и требует системно организованных наблюдений, т.е. необходима служба мониторинга деформационного состояния зданий и сооружений существующей застройки города.

Московская система мониторинга деформационного состояния сооружений (МСМС) должна создаваться как общегородская система, предназначенная для целенаправленного сбора, накопления, обобщения, хранения и многоаспектного использования информации о деформационном состоянии (остаточном ресурсе) сооружений различного назначения, включая жилые и общественные здания, промышленные сооружения, исторические памятники и т.п. Ее информация необходима для многоаспектного информационного обеспечения процесса принятия долгосрочных и оперативных решений административно-управленческого и проектно-строительного характера, связанных с использованием информации об остаточных ресурсах сооружений города и опасности их разрушения.

Создание такой системы определяется необходимостью получения новых и эффективного использования существующих экспертных заключений о техническом состоянии, результатов обследования и испытаний, мониторинга технического состояния сооружений города для информационного обслуживания компетентных органов города, выполняющих решения задачи обеспечения безопасности сооружений существующей застройки г. Москвы при изменении инженерно-геологических свойств грунтов, изменении природно-техногенных и возникновении новых техногенных воздействий, изменении несущей способности сооружений во времени, а также из-за изменения условий эксплуатации, реконструкции, перестроек и т.п.

МСМС города как информационная система о техническом состоянии его сооружений кроме осуществления планового мониторинга должна аккумулировать вновь получаемую различными проектными и научными организациями информацию (в результате экспертиз, обследований, испытаний и научно-исследовательских работ) для повышения надежности прогнозируемого состояния сооружений и обеспечения их безопасности. В своей деятельности МСМС должна использовать данные других организаций и служб города, связанных с проблемами изменения условий силового и не силового воздействия на сооружения.

Функциональными задачами МСМС должны быть:

Организация планового системного мониторинга технического состояния зданий и сооружений города.

Организация, методическое руководство и выполнение работ по накоплению, хранению, защите и представлению пользователям информационных ресурсов по мониторингу технического состояния зданий и сооружений города.

Информационное обслуживание процесса долгосрочного и оперативного решения административно-управленческих и строительных задач общегородского уровня по обеспечению безопасности зданий и сооружений города.

Координация работ по созданию, эксплуатации и развитию МСМС, интеграция ее информационной базы в общегородскую информационную систему.

Выполнение научно-исследовательских и проектных работ, связанных с развитием и эксплуатацией МСМС.

Разработка и внедрение системы стандартизации и сертификации в организациях участвующих в МСМС, а также использующих ее информацию.

Организация разработки и разработка технологий мониторинга технического состояния зданий и сооружений, прикладных информационных технологий, технических средств наблюдений, согласования систем связи с другими смежными информационными системами.

Обеспечение сохранности государственной и коммерческой тайны, содержащейся в базах данных МСМС, защита информации МСМС от несанкционированного доступа, разрушения, организация регламентного использования информационных ресурсов МСМС.

Обучение обслуживающего персонала и пользователей МСМС.

Особое значение такая система имеет для мониторинга технического состояния уникальных, в том числе высотных, и экспериментальных зданий и сооружений. Важнейшей проблемой безопасной эксплуатации таких зданий является контроль напряженно-деформированного состояния их несущих конструкций.

В последнее время, особенно после трагедии c комплексом «Трансвааль-Парк», появилось много предложений по использованию для контроля технического состояния несущих конструкций зданий и сооружений автоматических станций, работающих непрерывно (круглосуточно) в режиме реального времени. Однако контроль технического состояния зданий в настоящее время нельзя осуществить автоматически, так как это состояние в соответствии с СП-13-102-2003 и разработанными, находящимися на утверждении МГСН 2.1004, определяется на основе поверочных расчетов с уточненными по результатам обследования расчетной схемой объекта и реальными прочностными характеристиками материала конструкций, что пока не поддается автоматизации. Контроль отдельных параметров ограниченного числа несущих элементов, часто мало говорит о реальном техническом состоянии здания. Режим же круглосуточного мониторинга вообще малоэффективен, а потому и нецелесообразен. Действительно обрушение сооружений может происходить по двум схемам: либо с постепенным накоплением напряжений и деформаций и последующим обрушением несущих конструкций, либо быстротечно (прогрессирующее обрушение) при возможно даже кратковременном, но существенном перегрузе важного несущего элемента конструкций, при разрушении которого и возможно последующее прогрессирующее обрушение.

При первом способе обрушения, как показывает многолетний опыт обследований и мониторинга зданий и сооружений, нет необходимости вести непрерывный контроль деформаций конструкций, достаточно его вести регулярно периодически, например, один раз в год. Защитой от второго способа обрушения в настоящее время может быть только надежный расчет несущих элементов конструкций и соответствующие конструктивные мероприятия, обеспечивающие недопустимость прогрессирующего обрушения, поскольку при такой схеме обрушения не могут помочь какие-либо системы контроля деформаций строительных конструкций, так как если процесс начался, то в силу его быстротечности равносильной взрыву даже предварительное обнаружение не дает возможности предпринять какие-либо действия для его предотвращения или спасения людей и оборудования.

В этой связи возникает необходимость ранней диагностики изменений напряженно-деформированного состояния конструкций и локализации мест такого изменения. Разработана методика диагностики изменения напряженно-деформированного состояния конструкций зданий и сооружений, основанная на их динамическом зондировании, и позволяющая достаточно недорого на ранней стадии выявлять такие изменения, своевременно проводить обследование технического состояния конструкций и предпринимать превентивные меры по не допущению аварийных ситуаций.

11. Примеры проектирования и эксплуатации схем мониторинга конструкций и оснований высотных зданий

Высотные здания (более 75 м) становятся особенностью современного силуэта крупного города. Обеспечение безопасности при их строительстве и эксплуатации требует постоянного контроля состояния (мониторинга) объекта. Вслед за промышленными и специальными сооружениями, такие работы в настоящее время предпринимаются для зданий гражданского назначения. Учитывая, что высотное здание является очень сложным инженерным сооружением, необходимо контролировать техническое состояние и функционирование разнообразных компонентов - инженерных сетей, конструкций в целом и отдельных узлов, поведения грунтового массива и пр. Все эти элементы взаимосвязаны и составляют единую систему мониторинга здания, объединяющую набор отдельных технических решений. Важными вопросами создания системы являются проблемы подбора оборудования и методик, их объединения для мониторинга состояний конструкций надземной и подземной частей высотного здания и грунтов основания.

Существенно, что требования проведения инструментального мониторинга содержатся в Московских Городских Строительных Нормах (МГСН-4.19-2005), которыми руководствуются не только при возведении высотных зданий и многофункциональных комплексов в Москве, но и в других городах России (например, в г. Казани). Нормативы США и Европы предусматривают наблюдение за состоянием конструкций и грунтов основания, но не содержат конкретных указания по методам проведения инструментального мониторинга. Благодаря развитию методик и средств измерений, цифровой обработки сигналов, в настоящее время для мониторинга существует широкий набор возможностей выбора инструментов и методик. Тут важно для конкретного объекта и заданных технико-экономических показателей подобрать оптимальный вариант схемы мониторинга, наиболее полно контролирующих его состояние. Ниже представлены примеры создания различных вариантов схем на основании опыта мониторинга высотных зданий в России (с 2003 г.) и обобщения практики строительства за рубежом.

Инструментальный мониторинг конструкций и оснований зданий опирается, в основном, на четыре класса методик:

Геодезические измерения; выполняются как с помощью традиционной нивелировки, так и с использованием современных цифровых датчиков, спутниковых GPS-технологий, возможно лазерное сканирование объекта. Данные методики позволяют определять перемещение объекта (здания или отдельных его частей) в пространстве, в том числе, измерять осадки и крены. Получаемые данные соответствуют состоянию на момент измерений, т.е. при достаточно редких по времени замерах методики не дают подробной динамики поведения объекта;

Инженерно-геологические наблюдения состояния грунтового массива в основании и в окрестности здания. Существует набор схем как разной трудоемкости и стоимости, так и разной разрешающей способности и информативности - от измерений в отдельных скважинах до межскважинного просвечивания (вплоть до получения 3-мерного томографического изображения). В зависимости от выбора датчиков, можно вести мониторинг дифференциальных (послойных) или суммарных осадок грунтов основания, уровня воды, порового давления в породах (параметра, используемого в расчетах за рубежом). Помимо скважин, важную информацию получают при размещении под фундаментной плитой сети датчиков давления на грунт, в сваях - вертикальных нагрузок. Наблюдения могут вестись непрерывно или достаточно часто по времени, т.е. есть возможность следить за особенностями динамики объекта;

Измерения нагрузок и деформаций в конструкциях фундамента и надземной части. Тут также существует набор инструментов, ниже рассмотрены схемы с использованием вибрационных датчиков напряжений, монтируемых по 1-, 2- и 3-м пространственным координатам X, Y, Z в точке и размещаемых в фундаментной плите, а также в стенах, пилонах и колонах здания. Наблюдения могут вестись в автоматическом режиме и, в том числе, непрерывно;

Сейсмометрические методики; могут выполняться различными измерительными устройствами - деформографами, наклономерами и сейсмометрами (велосиметрами, акселерометрами). Схемы наблюдений разнообразны, включают варианты возбуждения колебаний здания как искусственными (удары, вибраторы), так и естественными (ветер, микросейсмы) источниками. Сейсмометрические измерения дают "мгновенную" картину состояния объекта, наблюдая которую во времени можно получить разнообразную информацию об особенностях динамики сооружения.

Следует отметить, что если первые три типа наблюдений дают в основном "прямую" информацию (величины осадок, нагрузок и пр.), то регистрация колебаний требует как достаточно сложной предварительной обработки, так и создания моделей динамики сооружения. Особенностью сейсмометрических методик является то, что схемы наблюдений могут быть достаточно простыми (вплоть до одной точки). Кроме того, они дают возможность контролировать не только величины ускорений, но и, как показано ниже, позволяют судить о совместной работе здания и грунтов основания, в том числе выявить неизвестные ранее явления.

Комплексирование первых трех типов мониторинга с сейсмометрическими наблюдениями позволяет связать между собой все получаемые данные. На рис. 2 представлен пример схемы мониторинга, разработанной для высотного комплекса "Континенталь" с плитным фундаментом в Москве на пр. Маршала Жукова. Схема мониторинга включает инструментальную (аппаратурную) часть и программное обеспечение, собирающее данные, их обрабатывающее и оценивающее состояние здания.

Рис. 2. Блок-схема инструментального мониторинга высотного комплекса “Континенталь” в Москве.

На рис. 3 показаны примеры инструментального оснащения схем мониторинга для плитного фундамента (Москва), а также для плитно-свайного (Казань). Инструментальное оснащение мониторинга может варьироваться, но основными элементами являются:

Скважинные измерения осадок в грунтах, при малом числе скважин - дополняются измерениями наклонов;

Измерения порового давления и вариации уровня грунтовых вод;

Определения нагрузок на грунт и напряжений в фундаментной плите и сваях;

Измерение напряжений в конструкциях: стенах, пилонах и колонах;

Наблюдение колебаний здания.

Рассмотрим принципы проектирования размещения оборудования. Определяющим для подбора конкретных измерительных средств является объемно-планировочное и конструктивное решения объекта, результаты инженерно-геологических изысканий. Основу геометрии размещения составляют результаты расчетов статики и динамики сооружения, важную роль играют результаты аэродинамических испытаний макетов. Проиллюстрируем конкретными примерами.

Рис. 3. Схема расстановки оборудования инструментального мониторинга высотных зданий в Москве (А) и в Казани (В): 1 - геодезические измерения осадок, 2 – датчики давления на грунт, 3 – скважинные измерения осадок (послойных и суммарных), 4 - датчики порового давления, 5 – тензодатчики, 6 - сейсмометрические измерения колебаний, 7 – двухкоординатный инклинометр (измерение крена).

На рис. 4 и 5 представлены результаты расчетов осадок, нагрузок и моментов для коробчатой фундаментной плиты высотного корпуса жилого комплекса "Континенталь" в Москве. Сопоставление расчетов показывает, что зоне наибольших осадок в центральной части плана соответствует область растяжений, что в значительной мере определяет конфигурацию расстановки датчиков разных типов. На плане показаны места установки скважинных датчиков осадок (суммарных и послойных), порового давления, а также датчиков давления на грунт и напряжений в плите (по 3 направлениям X, Y, Z). Видно, что скважины для измерения осадок (5 шт.) позволяют контролировать состояние объекта по основным осям плана, причем для зон разной нагруженности. Достаточно "спокойная" инженерно-геологическая ситуация и устойчивость здания по соотношению ширина-высота позволили здесь "сэкономить" на датчиках крена. Датчики давления на грунт и напряжений в плите образуют своеобразные поля, геометрия их расположения определяется расчетными полями осадок и нагрузок, причем контролируются участки разного нагружения и осадки.

Рис. 4. Проектирование схемы мониторинга фундаментной плиты высотного здания "Континенталь" в Москве - расположение датчиков на результатах расчетов: вверху - осадок, внизу - вертикальной нагрузки; датчики: 1- 3D тензометры, 2 - давления на грунт, скважинные измерения: 3 - порового давления, 4 - послойных и 5 - суммарных осадок.

Таким образом, данная схема позволяет не только вести мониторинг объекта, но и сопоставлять расчетные и реальные величины, получаемые на натурном объекте. Приведенные примеры и опыт мониторинга комбинированных плитно-свайных фундаментов в Германии демонстрируют, что применение схем мониторинга грунтового массива и фундаментов позволяет не только следить за состоянием здания, но и на основании анализа натурных и расчетных данных применять в последующих зданиях более эффективные конструктивные решения.

Рис. 5. Проектирование схемы мониторинга фундаментной плиты высотного здания "Континенталь" в Москве - расположение датчиков на результатах расчетов: вверху - горизонтальной (по оси X) нагрузки, внизу - моментов относительно оси X; датчики - те же, что на рис. 4.

Датчики в элементах конструкций здания. В зарубежной практике принято устанавливать поля 1-мерных датчиков напряжений по системе взаимно-перпендикулярных линий. Результаты измерений легко визуализировать в поля деформаций. При более экономной схеме в ключевых точках монтируются 3D-датчики по осям X, Y, Z. Датчики крепятся на арматуру в процессе строительства. Сигнальные кабели от датчиков сводятся в комнату мониторинга, откуда идет автоматический опрос показаний (рис. 1)

На рис. 6 на примере результатов расчетов сил и моментов для колонн стилобата высотного жилого комплекса "Континенталь" в Москве показано размещение 3D-датчиков. Контролируется напряженно-деформированное состояние участков наибольших нагрузок и моментов. На данном объекте мониторинг напряжений ведется в фундаментной плите, в стенах и колонах стилобата и на уровне 1-го этажа. Особое внимание уделяется пилонам и колонам. Существенно, что датчики расположены таким образом, что образуют объемную схему мониторинга в нижней части здания.

Сейсмометрический мониторинг. Для возможности обследования здания в целом используются датчики в диапазоне частот от 0,2 Гц и выше, причем низкочастотный край диапазона ориентирован на выявление изменений в состоянии конструкций и может применяться для оценки физических характеристик грунтов оснований в условиях естественного залегания (модулей упругости, параметров нелинейности, флюидонасыщенности и пр.).

Остановимся на основных способах сейсмометрического мониторинга зданий. Для отслеживания изменений необходимо повторение наблюдений при сравнении регистрируемых волновых полей. Исходя из способов получения волновых полей и схем обработки, можно выделить три группы методик мониторинга конструкций зданий:

С возбуждением колебаний зданий искусственными источниками - ударами разной силы по зданию или в не его. Основные недостатки - требуется создание идентичного воздействующего сигнала для накопления отклика и подавление микросейсм; доступны лишь отдельные части здания, т.к. достаточно сложно возбудить колебания ниже 1 Гц - частоты, характерные для основного тона собственных колебаний высотных зданий.

При воздействии на здание микросейсм и их регистрации на коротких профилях в здании с последующей корреляционной обработкой. Например, при анализе функции когерентности каналов выявляют собственные колебания зданий, проводится построение амплитудных и фазовых распределений по объему сооружения. В это способе возможно, при условии подходящего соотношения частот, ошибочное включение в обработку колебаний, наведенных на здание от других объектов.

Источником, возбуждающим собственные колебания здания, являются постоянно присутствующие пульсации атмосферного давления, регистрируют одновременно пульсации давления (микробарографом) и микросейсмы по 3 компонентам (X, Y, Z), наблюдения могут вестись в одной точке, в том числе вне здания. При обработке выделяют тонкие линии в спектре, анализируют временной ход их амплитуд в сравнении с ходом вариаций атмосферного давления, что позволяет отсеять наведенные колебания от соседних сооружений. Мониторинг по этому способу может вестись в одной точке, обследования целостности здания - в нескольких ключевых точках.

Последний способ представляется наиболее технологичным и экономичным. Кроме того, модификация этой методики может применяться для изучения свойств оснований сооружений, а также для задач сейсмического просвечивания. В настоящее время по способу оборудована станция стационарного мониторинга высотного жилого здания "Эдельвейс" в Москве (ул. Давыдковская), измерения проводятся с интервалом в 10 суток в течение около 3 лет.

Рис. 6. Пример размещение 3D-тензометров на схеме результатов расчетов сил и моментов для колонн стилобата высотного жилого комплекса "Континенталь" в Москве: 1- датчики в колоннах, 2 - в стенах.

Опыт мониторинга высотного жилого дома "Эдельвейс" показывает, что схема наблюдений, использующая для возбуждения колебаний здания ветровые пульсации, позволяет определить собственные частоты и следить за изменением их во времени. На рис. 7 показано изменение во времени (временной ход) значений собственных частот основного тона для высотного 44-эт. жилого дома "Эдельвейс" (0,54 и 0,72 Гц в направлениях разных осей плана X, Y). После ввода в эксплуатацию наблюдается тенденция к систематическому уменьшению значений - за год на 0,015 Гц, что связано, по-видимому, с "загрузкой" здания;

Рис. 7. Изменение во времени собственных частот основного тона колебаний здания "Эдельвейс" в горизонтальной плоскости (по осям X, Y).

Построение в разных точках траекторий движения собственных колебаний, на этой базе - получение картины деформаций. На рис. 8 на фундаментной плите наиболее выразительны траектории в вертикальной плоскости поперек корпуса - видны различия траекторий в противоположных точках плана, свидетельствующих о деформировании плиты. Оценка значений дает добавочные напряжения при нормативном ветре 0,5% от расчетных статических, при сильном ветре - до 2%. Существенно, что это многоцикловое динамическое воздействие, которое следует иметь в виду при армировании;

Выявление нарушений в конструктивных связях. В высотном здании присутствует деформационный шов, на рис. 8 видны различия в траекториях по разные стороны деформационного шва - в горизонтальной плоскости амплитуды колебаний поперек корпуса совпадают, а вдоль - для крайней точки амплитуда больше, чем для центральной. Данные позволяют оценить расхождение блоков здания по шву;

Наблюдением особенностей совместной работы здания с грунтами основания, в том числе появление так называемой присоединенной массы грунта к фундаменту после возведения здания. Эффект проявляется в том, что в период замерзания и оттаивания грунта появляется еще один пик в спектре - для здания "Эдельвейс" на частоте 0,18 Гц. Явление создания присоединенной массы к колеблющемуся штампу на грунте хорошо известен в вибрационной сейсморазведке, аналогичный эффект возможен тут как результат постоянных слабых колебаний здания при нежестком закреплении.

Рис. 8. Траектории движения точек при ветровых колебаниях высотного здания в г. Москва: на 30 этаже и на фундаментной плите (положение точек показано на плане).

Существенно, что этот эффект отмечен нами для двух обследованных зданий в Москве - "Эдельвейс" и высотного главного корпуса МГУ. В качестве опорных для МГУ использовались результаты сейсмометрических работ, выполненных И.Л. Корчинским в 1950-х гг.

Важным вопросом организации сейсмометрического мониторинга является подбор датчиков и их размещение. Основные параметры для выбора типа датчика - частотный диапазон и чувствительность. Несомненно, что сейсмометр должен регистрировать собственные колебания основного тона и нескольких более высокий гармоник. Для высотных зданий основной тон лежит в диапазоне менее 1 Гц (обычно 0,2-0,8 Гц), частоты выше 25-30 Гц регистрировать нецелесообразно (полезный сигнал маскируется промышленными помехами). Таким образом, мониторинг должен вестись датчиками, ориентированными на сейсмологические наблюдения. В настоящее время нами опробованы различные типы датчиков:

Велосиметры - российские С-5-С, СМ-3, КМВ (конструкции ИФЗ РАН), и зарубежные - фирмы Guralp CMG-3ESPC (трехкомпонентный широкополосный с частотным диапазоном от 100 сек (0,01Гц) до 50 Гц и чувствительностью 2*10 000 В/м/с);

Акселерометры - конструкции ИФЗ РАН и фирмы Guralp CMG-5Т (трехкомпонентный форс-балансный).

Проведены испытания, в том числе с установкой на одном постаменте. По результатам испытаний для обследований зданий и сооружений приняты датчики фирмы Guralp CMG-5Т или отечественные СМ-3 (трехкомпонентная расстановка). Для стационарного мониторинга в соответствии с требованиями метрологии приняты датчики фирмы Guralp CMG-3ESPC и CMG-5Т, укомплектованные датчиками GPS для наблюдений в едином мировом времени и с автономной регистрацией на флеш-памяти устройством GSR-24 (фирмы GeoSIG). Такой подход позволяет оборудовать систему мониторинга не только датчиками по международному стандарту, но и в случае чрезвычайных ситуаций иметь сейсмический «черный ящик», содержащий информацию о происшествии.Размещение датчиков по зданию определяется его архитектурно-планировочным решением. Тут также существенную роль играют результаты аэродинамических испытаний макетов. На рис. 9 приведена схема статических (средних) ветровых нагрузок на фасад высотного корпуса на пр. Маршала Жукова в Москве. Видна явная неравномерность нагрузки, что создает предпосылку для дополнительных деформаций объекта. Для таких сложных зданий целесообразно устанавливать 4 датчика - по 2 на верхних этажах и на фундаментной плите, причем располагать их в противоположных концах плана для возможности выявления крутильных колебаний. Существенно, что датчики должны вести наблюдения в едином времени, что возможно путем синхронизации их по GPS-временным маркам. Для зданий более простой формы количество датчиков может быть уменьшено, вплоть до 1 шт., с размещением на верхнем этаже.

Рис. 9. Нагрузки на фасад высотного здания "Континенталь" в Москве по результатам аэродинамических испытаний макета (слева - наветренный, справа - подветренный фасады)

Опыт проектирования схем мониторинга, их монтажа и проведения наблюдений показывает эффективность использования в едином комплексе цифровых измерительных устройств различных типов, дающих сведения о состоянии конструкций и грунтов основания зданий. Инструменты мониторинга объединяются в единую схему с помощью программного комплекса, управляющего сбором, обработкой и анализом информации. Подбор и размещение датчиков определяется путем анализа материалов инженерно-геологических изысканий, расчетов статики и динамики сооружения, результатов аэродинамических испытаний макетов высотных зданий.

мониторинг проектирование здание высотный

Литература

1) Айме К.А. Мониторинг зданий и котлованов, ч. 2 //Строительные материалы, оборудование, технологии века, № 11, 2005, С. 37-39.

2) Временные нормы и правила проектирования многофункциональных высотных зданий и зданий-комплексов в г. Москве МГСН 4.19-2005. М., 2005. - 129 с.

3) ГОСТ Р 53778-2010 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния».

4) Корчинский И.Л. Колебания высотных зданий, Науч. сообщ. вып. 11, ЦНИПС, М., 1953, 44 с.

5) Селезнев В.С., Еманов А.Ф., Барышев В.Г., Кузьменко А.П. Способ определения физического состояния зданий и сооружений. Патент РФ 2140625 С1, 17.02.98, Бюлл. № 30, 27.10.99.

6) Технический регламент о безопасности зданий и сооружений, введенный в действие Федеральным законом Российской Федерации от 30.12.2009 года N 384 – ФЗ

7) Шахраманьян М.А., Нигметов Г.М. и др. Способ динамических испытаний зданий. Патент РФ № 2141635, G01M7/00, 1999.

Интернет-источники:

2) www.geodin.ru

3) http://www.kyowa.ru/products/civil/index.htm

4) http://www.ingil.ru/scientific-activities/16-monitoring.html

Приложения

Приложение I

Форма заключения (текущего) по этапу общего мониторинга технического состояния зданий (сооружений)

Заключение составляется головной организацией по результатам этапа общего мониторинга технического состояния зданий (сооружений).

заключение по этапу общего мониторинга технического состояния зданий (сооружений)
1	Перечень адресов объектов
2	Номер этапа мониторинга
3
4
5
6
7
8	Общая оценка ситуации
9

Приложение II

Форма паспорта здания (сооружения), заполняемого при общем мониторинге зданий (сооружений)

Паспорт здания (сооружения)
1	Адрес объекта
2	Время составления паспорта
3	Организация, составившая паспорт
4	Назначение объекта
5	Тип проекта объекта
6	Число этажей объекта
7	Наименование собственника объекта
8	Адрес собственника объекта
9	Степень ответственности объекта
10	Год ввода объекта в эксплуатацию
11	Конструктивный тип объекта
12	Форма объекта в плане
13	Категория деформационного состояния объекта
14	Тип воздействия наиболее опасного для объекта
15	Период основного тона собственных колебаний вдоль большой оси
16	Период основного тона собственных колебаний вдоль малой оси
17	Период основного тона собственных колебаний вдоль вертикальной оси
18	Логарифмический декремент основного тона собственных колебаний вдоль большой оси
19	Логарифмический декремент основного тона собственных колебаний вдоль малой оси
20	Логарифмический декремент основного тона собственных колебаний вдоль вертикальной оси
21	Значение крена объекта вдоль большой оси
22	Значение крена объекта вдоль малой оси
23	Фотографии объекта

Приложение III

Форма заключения (текущего) по этапу мониторинга технического состояния объекта при общем мониторинге зданий (сооружений)

объекта при общем мониторинге технического состояния зданий и сооружений
1	Адрес объекта
2	Номер этапа мониторинга
3	Время проведения этапа мониторинга
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22	Собственник объекта

Приложение IV

Форма заключения (текущего) по мониторингу технического состояния здания, находящегося в ограниченно работоспособном или аварийном состоянии

заключение по этапу мониторинга технического состояния объекта
1	Адрес объекта
2	Номер этапа мониторинга
3	Время проведения этапа мониторинга
4	Организация, проводившая этап мониторинга
5	Наличие изменения ранее выявленных дефектов и повреждений
6	Появление новых дефектов и повреждений
7	Предыдущее значение крена объекта вдоль большой оси
8	Текущее значение крена объекта вдоль большой оси
9	Предыдущее значение крена объекта вдоль малой оси
10	Текущее значение крена объекта вдоль малой оси
11	Предыдущее значение периода основного тона собственных колебаний вдоль большой оси
12	Текущее значение периода основного тона собственных колебаний вдоль большой оси
13	Предыдущее значение периода основного тона собственных колебаний вдоль малой оси
14	Текущее значение периода основного тона собственных колебаний вдоль малой оси
15	Предыдущее значение периода основного тона собственных колебаний вдоль вертикальной оси
16	Текущее значение периода основного тона собственных колебаний вдоль вертикальной оси
17	Предыдущее значение логарифмического декремента основного тона собственных колебаний вдоль большой оси
18	Текущее значение логарифмического декремента основного тона собственных колебаний вдоль большой оси
19	Предыдущее значение логарифмического декремента основного тона собственных колебаний вдоль малой оси
20	Текущее значение логарифмического декремента основного тона собственных колебаний вдоль малой оси
21	Предыдущее значение логарифмического декремента основного тона собственных колебаний вдоль вертикальной оси
22	Текущее значение логарифмического декремента основного тона собственных колебаний вдоль вертикальной оси
23	Установленная категория технического состояния объекта
24	Собственник объекта

Приложение V

Форма заключения (текущего) по мониторингу технического состояния зданий (сооружений), попадающих в зону влияния нового строительства и природно-техногенных воздействий

Составляется головной организацией по результатам этапа мониторинга технического состояния зданий и сооружений, попадающих в зону влияния нового строительства и природно-техногенных воздействий.

заключение по этапу мониторинга технического состояния объектов, попадающих в зону влияния нового строительства и природно-техногенных воздействий
1	Информация, определяющая местонахождение и тип воздействия (эпицентр природно-техногенного воздействия, адрес стройки)
2	Номер этапа мониторинга
3	Время проведения этапа мониторинга
4	Радиус зоны влияния воздействия
5	Перечень объектов, попадающих в зону влияния воздействия
6	Головная организация этапа мониторинга
7	Перечень организаций, проводивших этап мониторинга технического состояния объектов, с указанием, какой объект обследовался и какой организацией.
8	Перечень объектов, категория технического состояния которых соответствует ограниченно работоспособному состоянию.
9	Перечень объектов, категория технического состояния которых соответствует аварийному состоянию.
10	Общая оценка ситуации
11	Информация, требующая экстренного решения возникших проблем безопасности

Приложение VI

Приборы для мониторинга зданий и сооружений

Датчики напряжений серии BR-BT позволяют непосредственно измерять напряжения в бетоне, а не получать значения путём определения деформации. С помощью функции измерения температуры можно одновременно измерять напряжения и температуру.

Датчики грунтового давления серии GTI-E201-S созданы для спуска в скважину, проделанную в точке измерения. Это не только избавляет от необходимости проведения широкомасштабных земляных, восстановительных и насыпных работ, но и позволяет выполнять измерения, не нарушая структуры места измерения.

Тензометрические датчики серии BS-25AT/BS-25BT предназначены для измерения деформации, возникающей внутри бетона со сравнительно большой долей заполнителей. Так как данные датчики имеют функцию измерения температуры, с их помощью можно одновременно измерять температуру и деформацию.

Датчики напряжения серии BFD-A-TS созданы для измерения напряжения арматурных стержней, чьи номинальные диаметры больше диаметров при измерениях датчиками серии BF-CT. Датчики серии BFD-A-TS также монтируются путём приваривания обоих концов к арматурному стержню. Существует несколько моделей датчиков на выбор в соответствии с диаметром арматурных стержней. Каждая модель имеет функцию измерения температуры для одновременного измерения напряжения и температуры.

Датчики серии BT-100B встраиваются в бетон или устанавливаются в грунте и предназначены для измерения распределения температуры конструкций или измерения температуры для компенсации коэффициента линейного расширения бетона.

Комбинированные датчики серии BJ-AT вставляются на стыке примыкающих друг к другу бетонных блоков и предназначены для измерения зазора между блоками. Функция измерения температуры позволяет выполнять одновременное измерение смещения и температуры. Кроме того, для измерения трещин в бетоне или скалистом основании благодаря специализированному приёмнику можно заделывать датчики в бетон, а монтажные ножки или крепления позволяют устанавливать датчик на поверхности.

Датчики смещения серий BJB-C-S, BJB-D-S и BJB-E-S используются для измерения смещения скального основания и осадки грунта. Доступны различные модели на выбор в соответствии с диапазоном измерения, размерами и условиями проведения исследований.

Датчики серии BJC-AT созданы для измерения трещин внутри бетона, в который они заделаны. С помощью комбинированного датчика серии BJ-AT проводится измерение трещин, образующиеся между комбинированным датчиком и наконечником соединенного с ним удлиняющего стержня.

Датчики серии BEM-A - датчики подземного грунтового давления с диаметром чувствительной поверхности 80мм. Конструкция из нержавеющей стали позволяет применять датчики на море.

Датчики линейного перемещения серии DT-A имеют в основе тезометрический принцип преобразования и предназначены для долговременных стабильных измерений. Позволяют проводить измерения относительных и абсолютных перемещений от нулевой точки.

– длительное по времени наблюдение за осадками одного или нескольких зданий при помощи комплекса изысканий, геодезических изысканий , инженерно обследовательских, геологических методов при строительстве в стесненных условиях городской застройки.

Компания «Центр проектирования и инжиниринга СА» Имеет значительный опыт и проводит работы по мониторингу зданий и сооружений.

Цель: определить степень и скорость деформации (осадки) зданий, так же контроль за изгибами, прогибами и креном здания или ряда зданий попадающие в зону нового строительства.
Чаще всего мониторинг проводят при отрывке котлованов, забивке свай или прокладке коммуникаций в зоне существующих зданий.

Кроме того, происходят реконструкции исторических архитектурных памятников, а уже построенные дома требуют обследования для оценки их состояния и пригодности для дальнейшего использования (допустим, при подготовке к продаже). Мы обследуем на арендованных автовышках все фасады на предмет трещин. Все это требует проведения определенного комплекса исследований с применением соответствующих методик и оборудования – мониторинга. Причем допуск к подобным работам имеют только высококвалифицированные специалисты с лицензией на проведение подобных исследований. Компания ЦПИ СА имеет штат именно таких сотрудников. Она поможет быстро и качественно решить проблемы, проведя мониторинг вашей недвижимости.

Что такое мониторинг зданий

Мониторинг зданий и сооружений представляет собой контроль за функционированием различных систем: надежности всей конструкции, инженерной сети и ее отдельных узлов, контроль за состояние грунтового массива и т.д. Все это включает инженерные исследования, геодезические измерения, инженерно-геологические изыскания, измерение возможных деформаций и еще целого комплекса необходимых измерений.


Результаты испытания грунта методом компрессорного сжатия 1	План расстановки марок	Результаты испытания грунта методом компрессорного сжатия 2

Когда и с какой периодичностью?

По действующей нормативной базе каждое здание и сооружение подлежит обследованию через два года после ввода в эксплуатацию. В дальнейшем его проводят через определенные периоды времени:

Для конструкций, работающих в неблагоприятной среде (агрессивные среды, вибро- и сейсмонагрузки, повышенная влажность и др.) проверка проводится раз в 5 лет.
Для обычной среды – один раз в 10 лет.
Для исторических построек и памятников – постоянный режим наблюдения.
После окончания нормативного срока эксплуатации объекта.
При появлении значительных дефектов и повреждений при техническом обслуживании сооружения владельцем.
Изменение целевого назначения здания. Перед перепрофилированием проводятся исследования, доказывающие его пригодность для эксплуатации под новые функции.
При продаже-покупке объектов недвижимости. Перед продажей владелец обязан предоставить документ, подтверждающий пригодность объекта для дальнейшей эксплуатации.
Для определения пригодности сооружения для эксплуатации после пожара. Модуль упругости и предел текучести бетона, основного строительного материала в наши дни, значительно ухудшаются после воздействия высокой температуры и последующего охлаждения струей воды из пожарных гидрантов.
В случае произошедших стихийных бедствий (землетрясений силой от 7 баллов по шкале Рихтера и т.д.) и аварий, повлекших разрушение объекта.
По предписанию органов государственного строительного надзора.

Этапы проведения мониторинга

Этапы проведения подобных операций нашими специалистами имеют четкую последовательность:

Анализ предоставленной клиентом документации: проект, исполнительная документация, результаты ранее проведенных исследований и др.
Визуальное обследования объекта и предварительная оценка объемов работ.
Очистка фасадов зданий от высолов и гидрофобизация.
Проведение обследования строительных конструкций при помощи специальных инструментов - инструментальное обследование зданий . Выполняются различные работы по определению состояний несущих балок, глубины карбонизации бетона, состоянии арматуры и т.д.
При необходимости измерения включают разрушающие методы: проход шурфов, контрольные вскрытия и др.
После проведенных исследований составляются точные чертежи, карты дефектов и таблицы проверочных расчетов.

Результаты мониторинга для заказчика

Результаты проведенных исследований отражаются в техническом заключении, которое представляет собой пакет документов:

Само техническое заключение с обозначением размеров и описанием всех строительных конструкций (фундамент, стены, кровля, пол, плиты, балки и т.д.)
Точные обмерные чертежи с привязкой всех несущих конструкций.
Карты дефектов. При обследовании уже введенных в эксплуатацию домов и строений.
Карта вскрытий, сделанных для проведения мониторинга. На нее наносятся места проведенных вскрытий конструкций для анализа их состояния, а также места сделанных шурфов с привязкой к геодезической сетке.
Фото отчет со снимками и подробное описание каждого снимка.
Таблицы испытаний и обработка их результатов.
Техническое заключение о состоянии объекта с присвоением категории технического состояния по ГОСТ Р 53778-2010 и СП 13-102-2003.
Расчет морального и физического износа зданий и сооружений, находящихся в эксплуатации.
Список необходимых работ для устранения выявленных дефектов и проведения ремонта, рекомендации по дальнейшей эксплуатации.

Заключение по результатам проведенных работ подписывается самими специалистами, проводившими испытания. Затем оно утверждается их непосредственными руководителями подразделений и руководством компании. Заключение служит основанием для заданий на проектирование дальнейших работ по укреплению конструкций обследованного объекта, если это необходимо. В случае выявления значительных повреждений конструкций здания, заказчик немедленно информируется, а также направляется информация в органы госнадзора за строительством. Все результаты исследований заносятся в паспорт обследованного строения.

Мониторинг зданий и сооружений – одно из направлений деятельности компании ЦПИ СА. Высококвалифицированные специалисты, обладая большим опытом проведения работ в этой области, проведут обследования в минимальные сроки, но абсолютно не теряя качества работ.

Закажите мониторинг зданий и сооружений в компании Центр Проектирования и Инжиниринга.

Свяжитесь с нами!

Ирования.

Применяют для уникальных, высотных и технически сложных зданий.

Мониторинг, осуществленный на стадии изысканий, должен дополняться мониторингом на стадии с роительства. Посл дний, обеспечивает получение данных о ходе выпол нения проекта и изменениях в окружающей среде, а для ответственных сооружений является источником инфо рмации для принятия решений в ходе научного сопровождения строительства.

Цель. При выборе системы наблюдений необходимо учитывать цель проведения мониторинга, а так- же скорости протекания процессов и их изменение во времени, продолжительность измерений, ошибки измерений, в том числе за счет изменения состояния окружающей среды, а также влияния помех и аномалий природно-техногенного характера. Программу проведения мониторинга согласовывают с заказчиком. В ней, наряду с перечислением видов работ, устанавливают периодичность наблюдений с учетом технического состояния объекта и общую продолжительность мониторинга. (Основной целью мониторинга является формирование плана капитального ремонта по стратегии "ремонт по отказу".

Цель мониторинга - проведение наблюдений и своевременное выявление недопустимых отклонений в поведении вновь существующих объектов, находящихся в зоне влияния нового строительства, а также сохранение окружающей природной среды.

Мониторинг технического состояния включает в себя сплошное обследование жилищного фонда один раз в пять лет для планирования капитального ремонта.

Рассмотрим принципиальную схему мониторинга здания

Рис. 2. Блок схема инструментального мониторинга высотного комплекса «Континенталь» в Москве.

На рис. 3 показаны примеры инструментального оснащения схем мониторинга для плитного фундамента (Москва), а также и для плитно-свайного (Казань). Инструментальное оснащение мониторинга может варьироваться, но основными элементами являются:

Скважинные измерения осадок в грунтах, при малом числе скважин - дополняются измерениями наклонов,

Измерения порового давления и вариации уровня грунтовых вод,

Определения нагрузок на грунт и напряжений в фундаментной плите и сваях,

Измерение напряжений в конструкциях: стенах, пилонах и колонах,

Наблюдение колебаний здания.

Рис.3. Примеры инструментального оснащения схем мониторинга для плитного фундамента А(Москва), а также и для плитно-свайного В(Казань).

Задачи. Обеспечение безопасной эксплуатации зданий и сооружений промышленных предприятий является актуальной задачей, которая решается комплексом мер на стадиях от проектирования до ликвидации объекта. Обеспечение промышленной безопасности зданий и сооружений осуществляется на основе действующих нормативно-правовых документов, которые устанавливают требования непосредственно к конструкциям зданий и сооружений, по надзору за их техническим состоянием, к технологическим процессам, размещаемым в зданиях и сооружениях, к работающему и обслуживающему персоналу предприятий.

В зависимости от поставленныз задач натурные обследования зданий и сооружений охватывают следующие этапы:

Предварительное обследование,

Детальное инструментальное обследование,

Определение физико-технических характеристик материалов обследуемых конструкций в лабораторных условиях,

Обобщение результатов обследований.

Предварительное обследование зданий и сооружений: определение общего состояния строительных конструкций, определение состава исследований, сбор первичной информации по объекту.

Детальное инструментальное обследование направлено на выявление: факторов, формирующих производственную среду и сравнение с нормативными требованиями; технического состояния несущих и ограждающих конструкций.

На практике постоянный мониторинг по экономическим соображениям предпринимается достаточно редко и только по отношению к отдельным сооружениям, причем по большей части с конкретными задачами. С общеметодической точки зрения такой мониторинг правильнее было бы назвать «длительным специальным обследованием» или «подконтрольной эксплуатацией» инженерного сооружения.

Для подобной практики имеются, как минимум, три основания:

Дороговизна оборудования;

Сложность обработки больших массивов постоянно поступающей информации и неотработанность механизмов оперативного принятия решения на ее основе;

Ограниченность номенклатуры доступных к универсальному использованию приборных систем, предназначенных для этой цели.

Управление риском в настоящее время является наиболее перспективным направлением, которое может включать в себя компоненты ранее разработанных методов оценки безопасности объектов. При этом, реализация методов управления рисками необходимо осуществлять с внедрением систем мониторинга объекта. На рис. 4 представлен подход по реализации методов оценки и управления рисками, контроля и мониторинга объектов с применением существующей системы по проведению экспертизы зданий и сооружений.

Рис.4. Повышение безопасности зданий и сооружений с применением методов управления рисками и мониторинга.

Повторное обследование зданий и их элементов, находящихся в аварийном состоянии, – раз в шесть месяцев, находящихся в ветхом состоянии – раз в год, в неудовлетворительном состоянии – раз в два года, а также выборочное обследование отдельных конструкций и систем по запросам владельцев при выходе их из строя, повреждениях, нарушениях режимов с ежегодным анализом всех заявок, поступивших в объединенные диспетчерские системы (ОДС), для планирования текущего ремонта и технического обслуживания (ТО).

До начала обследования собираются и анализируются архивный материал, содержащий информацию о техническом состоянии зданий района, выполненных ремонтных работах, акты и предписания специализированных эксплуатационных организаций о состоянии инженерного оборудования (лифты, противопожарная автоматика и дымоудаление, электроснабжение, вентиляция). Анализируются заявки, полученные на ОДС. [ 4,256]

На основании этих данных выдается задание на обследование каждого дома с учетом особенностей зданий и наиболее слабых элементов.

Осматривают все подвалы, чердаки, лестничные клетки, общие холлы и т. д. Выборочно проверяют квартиры, обязательно на первых и последних этажах, в торцовых секциях. Минимальный осмотр составляет 25% от общего количества квартир в доме. В каждом помещении обследуются все конструкции и инженерное оборудование. Описание дефектов заносится в рабочий журнал. При невозможности определить причины деформаций и повреждений визуальным способом проводится дополнительное инструментальное обследование.

Особо выделяются аварийные участки и узлы; их подробно описывают.

Полностью осматривают кровли и фасады. Для различных типов зданий установлен объем репрезентативной выборки количества обследования квартир. При обследовании инженерных систем выделяются их части в подвалах, квартирах, на чердаках. Непосредственно в ходе обследования выдаются рекомендации и предписания на необходимые срочные ремонтно-восстановительные или охранные работы.

После проверки всех помещений полученная информация с учетом данных архива и ОДС классифицируется по видам конструкций И систем. В бланк, заполняемый на каждое строение, заносят паспортные данные и сведения о капитальных ремонтах, приведенных в здании.

В разделе «Результаты обследования» отмечается техническое состояние 23 элементов здания (по схеме: конструкция; перечень дефектов и повреждений; объем повреждений в процентах от общего объема элемента; общая характеристика технического состояния элемента.

Описание дефектов и повреждений дастся по методике определения физического износа жилых зданий (ВСН-53-86 (р)), которая разработана в помощь специалистам, выполняющим обследование; в ней дано подробное описание возможных дефектов н повреждений конструкций и систем различной модификации элементов с указанием минимального объема контроля.

Техническое состояние каждого элемента оценивается как аварийное, когда требуется срочный ремонт или замена (А), неудовлетворительное (Н) или удовлетворительное (У).

По совокупности состояния элементов техническое состояние здания оценивается как аварийное, когда конструкции грозят обрушением; неудовлетворительное, если эти характеристики преобладают в большинстве элементов; частично неудовлетворительное, если в неудовлетворительном состоянии находятся только несколько элементов, и удовлетворительное.

Обследование выполняется высококвалифицированными специалистами, прошедшими специальный курс обучения. Достоверность данных обследования выборочно проверяет руководитель бригады в каждом административном округе города, техническое состояние оценивается в присутствии представителей владельца здания и подрядной организации, отвечающей за его эксплуатацию.

В выходном документе (заключении о техническом состоянии жилого строения) отражаются: паспортные данные, включая серию здания, гол постройки, физический износ по данным БТИ, а также информация о наличии технической документации на здание (технические заключения, проекты ремонта и т. п.) и результаты предыдущего обследования технического состояния.

Приводится информация о выполнении рекомендаций предыдущего обследования по капитальному ремонту элементов здания (включая объем ремонта); затем результаты обследования технического состояния конструкции и систем здания с указанием объема повреждений по состоянию на день обследования; далее данные специализированных эксплуатационных организаций о техническом состоянии систем вентиляции, газоходов, лифтов, электроснабжения, газоснабжения, противопожарной автоматики и дымоудаления и дополнительные данные, освещающие индивидуальные особенности зданий и состояние их конструкций. В итоге делаются выводы по результатам обследования по зданию в целом и рекомендации по ремонтно-восстановительным работам на ближайшие пять лет.

Результаты обследований используются при выявлении приоритетов в обеспечении безаварийного содержания жилых домов, предупреждении появлений аварий и отказов основных строительных конструкций, формировании титульных списков на капитальный ремонт зданий и отдельных конструкций и их систем, контроле над эффективным использованием бюджетных и привлеченных средств, выделяемых на содержание жилищного фонда.

Накопленная и формализованная информация ласт возможность решать оперативные и стратегические задачи по организации технического обслуживания и ремонта жилищного фонда.

Компьютерные программы, существующие в настоящее время, позволяют представлять и анализировать возможные варианты планов технического обслуживания и ремонта (ТОиР), выбирать из них экономически выверенные и рациональные.

Актуальной проблемой на сегодняшний день является разработка разнообразных систем мониторинга конструкций зданий и сооружений, и внедрение их в практику строительства.

Одно из них это - волоконно-оптические измерительные системы: свойства, принципы, применение.

Современное состояние строительной науки и практики в области градостроительства, инфраструктуры наземных транспортных коммуникаций, возведения сооружений в сейсмоопасных регионах, сооружения атомных станций и других актуальных приложений настоятельно требует разработки эффективных методик непрерывного исследования состояния материала строительных конструкций и воздействующих нагрузок. Развитие цивилизации в целом приводит, с одной стороны, к созданию новых методов для достижения большей надежности и безопасности, а, с другой стороны – к формированию условий повышенного потенциального риска техногенных катастроф. В этой связи усилия разработчиков систем мониторинга надежности направлены на создание смарт-технологий, способных организовать непрерывную автономную диагностику каких-либо конструкций, в режиме реального времени.

Современные волоконно-оптические датчики позволяют измерять многие физические параметры: деформацию, давление, температуру, расстояние, положение в пространстве, скорость вращения, скорость линейного перемещения, ускорение, колебания, массу, звуковые волны, уровень жидкости, концентрацию газа, и т.д..

Волоконно-оптические измерительные системы представляют собой набор волоконно-оптических датчиков (ВОД), объединенных в единую сеть той или иной топологической конфигурации с заданным алгоритмом опроса, которые целесообразно разделить на два широких класса в зависимости от роли волоконного световода (ВС), которую он играет в ВОД:

1. ВС выполняет только транзитную функцию среды-носителя для передачи оптического излучения к чувствительному элементу (ЧЭ), расположенному в зоне измерений;

2. ВС является средой-носителем для передачи сигналов и одновременно является чувствительным элементом ВОД.

В первом случае чувствительный элемент ВОД представляет собой объект, инородный по отношению к ВС, обладающий свойством изменять характеристики световой волны (амплитуда, фаза, поляризация, длина волны и т.д.) вследствие изменения измеряемого физического параметра. При этом чувствительный элемент находится в контакте с точкой среды, параметры которой (или параметры некоторой окрестности которой) контролируются ВОД. Поэтому для организации мониторинга, распределенного в некоторой трехмерной области сплошной среды, требуется наличие нескольких ВОД. Количество точек измерения можно определить как произведение количества ВОД на число измерительных каналов одного ВОД. Схема измерительных систем такого типа представлена на рис. 4.1.

Во втором случае волоконный световод в определенном смысле суть объект и субъект измерений одновременно. При этом предполагается, что имеется взаимнооднозначное соответствие между состоянием участка световода и параметрами окружающей его среды. Измерительные системы этого типа используют свойства световода преобразовывать измеряемые воздействия в соответствующие изменения характеристик световой волны, распространяющейся по световоду. В этом случае значительно упрощается оптическая схема измерительной системы и появляется возможность осуществлять распределенный контроль состояния объекта вдоль трассы прокладки волоконного световода. Соответствующая упрощенная схема измерительных систем представлена на рис.4.2.

Целенаправленное изучение вопросов мониторинга с помощью волоконно-оптических измерительных систем, активно происходящее за рубежом, определяют необходимость анализа европейских и американских исследований в этом направлении. (Приложение 2)

Для осуществления такого мониторинга необходимо уже при разработке проектно-сметной документации предусматривать наличие в возводимом объекте устройств, контролирующих состояние его конструкций и элементов, сбор и отображение информации о напряжениях, деформациях, температуре, влажности и т.д. в контролируемых точках объекта. Мониторинг технического состояния элементов и конструкций уникальных объектов может проводиться и с использованием переносного комплекта приборов и устройств с определенной периодичностью в ходе эксплуатации объектов.

Такой подход позволит избежать внезапного возникновения аварийных ситуаций и обеспечит успешную и экономичную эксплуатацию сложных зданий и сооружений. Вместе с тем, для реализации такого подхода необходима соответствующая доработка нормативно-технической документации в области обследования технического состояния зданий и сооружений, учитывающая технико-экономическую эффективность этого мероприятия.

Заключение

Мониторинг технического состояния зданий и сооружений является самостоятельным направлением строительной деятельности, охватывающим комплекс вопросов, связанных с обеспечением эксплуатационной надежности зданий, с проведением ремонтно-восстановительных работ, а также с разработкой проектной документации по реконструкции зданий и сооружений.

Объем мониторинга зданий и сооружений увеличивается с каждым годом, что является следствием ряда факторов: физического и морального их износа, перевооружения и реконструкции производственных зданий промышленных предприятий, реконструкции малоэтажной старой застройки, изменения форм собственности и резкого повышения цен на недвижимость, земельные участки и др. Особенно важно проведение мониторинга зданий и сооружений, что часто связано с изменением действующих нагрузок, изменением конструктивных схем и необходимостью учета современных норм проектирований зданий. В процессе эксплуатации зданий вследствие различных причин происходят физический износ строительных конструкций, снижение и потери их несущей способности, деформации как отдельных элементов, так и здания в целом. Для разработки мероприятий по восстановлению эксплуатационных качеств конструкций, необходим мониторинг с целью выявления причин преждевременного износа понижения их несущей способности.

При мониторинге зданий и сооружений применяется лучшее оборудование и приборы, внесенные в Госреестр средств измерения РФ.

Большое значение для реального контроля технического состояния зданий и сооружений города с большепролетными конструкциями имеет аппаратурное обеспечение этого процесса. В этом направлении необходимо на основе исследований предлагаемых рынком систем, приборов и устройств создать каталог оборудования, рекомендуемого для мониторинга текущего технического состояния зданий и сооружений с большепролетными конструкциями. Кроме того, для мониторинга особо сложных и больших уникальных объектов с большепролетными конструкциями необходимо совершенствование оборудования и разработка комплексной автоматизированной станции, в том числе на беспроводной основе..

Список использованной литературы

1. Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 53778-2010 "Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния" (утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 марта 2010 г. N 37-ст). Москва, Стандартинформ,2010

2. Бойко М.Д. Техническое обслуживание и ремонт зданий и сооружений. Л., Строй¬издат, 1986г.

3. Касьянов В.Ф., Калинин В.М., Авдеева Т.А., Сокова С.Д. Оценка технического состояния эксплуатируемых зданий и инженерных систем. М., МИСИ им. В.В. Куйбышева 1993г.

4. Козачек В.Г., Нечаев Н.В., и др. Обследование и испытание зданий и сооружений. ФГУТТ «Издательство «Высшая школа», М., 2004г., 446с.

5. Порывай Г.А., Датюк О.В. Техническая эксплуатация зданий. М., МИСИ им. В.В. Куйбышева, 1983г.

6. Стражников А.М., Ройтман А.Г., Мониторинг технического состояния жилых зданий. Опыт городов и регионов. Москва. 2000г.,9с.

7. Шубин Л.Ф., Датюк О.В., Кононович Ю.В. и др. Примеры расчетов по организации и управлению эксплуатацией зданий. М., Стройиздат, 1991г.

8. http://fire01.ucoz.ru/publ В.В. Гурьев. Опыт Российской инженерной академии и ГУП МНИИТЭП в области мониторинга безопасности строительных конструкций.

9. http://www.zetms.ru/support/articles/seismo/building_monitor.php?print=Y Капустян Н. К, Вознюк А. Б.Опыт проектирования и эксплуатации схем мониторинга конструкций и оснований высотных зданий/

10. Свод правил по проектированию и строительству Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений и N 28 от 9 марта 2004 г

Байбурин, Р.А. Концепция системы мониторинга и управления рисками на резервуарных парках [Текст]/Р.А. Байбурин, Н.Х. Абдрахманов//Промышленная безопасность на взрывопожарных и химически опасных производственных объектах. Технический надзор, диагностика и экспертиза, 2007

Варфоломеев, А.Ю. Автоматизированная система диагностики промышленного оборудования [Текст]/А.Ю. Варфоломеев, А.В. Микулович, В.И. Микулович, В.Т. Шнитко//Техническая диагностика и неразрушающий контроль, 2006, №4

Введенский, П.В. Современные приборы мониторинга и диагностики промышленных сооружений [Текст]/П.В. Введенский //Промышленная безопасность на взрывопо-жарных и химически опасных производственных объектах. Технический надзор, диагностика и экспертиза, 2007

Харебов, В.Г. Система комплексного диагностического мониторинга опасных производственных объектов [Текст]/В.Г. Харебов, Ю.П. Бородин, В.А. Шапорев//В мире неразрушающего контроля, 2006, №4 (34)

Потапкин, Е.В. Мониторинг существующих зданий и возводимых объектов – единый механизм строительства [Текст]/ Е.В. Потапкин//Промышленное и гражданское строительство, 2006, №12

Воздействий

Цели мониторинга технического состояния зданий (сооружений), попадающих в зону влияния нового строительства и природно-техногенных воздействий, реализуют на основе:

Определения абсолютных и относительных значений деформаций конструкций зданий (сооружений) и сравнения их с расчетными и допустимыми значениями;

Выявления причин возникновения и степени опасности деформаций для нормальной эксплуатации объектов;

Принятия своевременных мер по борьбе с возникающими деформациями или по устранению их последствий;

Уточнения расчетных данных и физико-механических характеристик грунтов;

Уточнения расчетных схем для различных типов зданий (сооружений) и коммуникаций;

Установления эффективности принимаемых профилактических и защитных мероприятий;

Мониторинг технического состояния зданий (сооружений), попадающих в зону влияния нового строительства и природно-техногенных воздействий, планируют до начала строительства или ожидаемого природно-техногенного воздействия.

Научно-техническое сопровождение и мониторинг нового строительства или реконструкции объектов допускается осуществлять в соответствии с МРДС 02-2008.

При мониторинге технического состояния зданий (сооружений), попадающих в зону влияния нового строительства или реконструкции объектов, устраиваемых открытым способом, используют данные (радиус зоны влияния, дополнительные деформации и др.) в соответствии с МГСН 2.07-2001.

Оценку зоны влияния динамических воздействий на окружающие здания и сооружения при погружении свайных элементов строящихся зданий проводят в соответствии с СНиП 3.02.01-87.

Внешние границы мульды сдвижения на земной поверхности при подземном способе возведения объекта определяют по граничным углам, а внешние границы опасной ее части - по углам сдвижения. Значения этих углов зависят от свойств горных пород и определяются опытным путем. При отсутствии опытных данных значения граничных углов и углов сдвижения определяют в соответствии с приложением П ГОСТ 31937-2011. Углы разрывов принимают на 10° более углов сдвижения.

Определение значений ожидаемых максимальных сдвижений и деформаций земной поверхности и ожидаемых сдвижений и деформаций в точках мульды сдвижений при подземном способе возведения объекта проводят в соответствии с приложением Р ГОСТ 31937-2011.

Общую продолжительность процесса сдвижения земной поверхности над производимой подземной выработкой и период опасных деформаций определяют в соответствии с приложением С ГОСТ 31937-2011.

При мониторинге технического состояния зданий (сооружений), попадающих в зону влияния строительства или реконструкции объектов при подземном способе их возведения, проводят геодезическо-маркшейдерские работы, которые выполняются в процессе всего производственного цикла строительства объекта до затухания процесса деформирования как самого объекта, так и массива грунтовых пород в соответствии с согласованной в установленном порядке проектной документацией.

Составлению программы наблюдений должны предшествовать оценка и прогноз геомеханического состояния породного массива в районе крупного строительства и зоне его влияния на объекты, расположенные на земной поверхности.

Оценку геомеханического состояния до начала строительных работ проводят на основании геологических данных и инженерных изысканий. При этом особое внимание уделяют определению природного поля напряжений, характеристике тектонических нарушений, трещиноватости, слоистости, водообильности, карстообразованию и другим особенностям массива.

Прогноз изменения геомеханического состояния породного массива под влиянием горных работ проводят как для типовых условий строительства и эксплуатации объекта, так и для аварийных ситуаций (разрушение крепи котлованов, прорыв в них плывунов, развитие карстовых образований, активизация древних оползней и т. д.). Прогноз состоит из определения ожидаемых параметров развития геомеханических процессов, основными из которых являются:

Размеры и местоположения зон сдвижения;

Значения максимальных сдвижений и деформаций;

Характер распределения деформаций в мульде сдвижения;

Общая продолжительность процесса сдвижения и периода опасных деформаций.

Инструментальные наблюдения за сдвижением земной поверхности и расположенными на ней объектами проводят в целях получения информации об изменении геомеханического состояния породного массива, на основании которой можно своевременно принимать необходимые профилактические и защитные меры.

Инструментальные наблюдения за сдвижением земной поверхности и сооружений проводят с помощью системы реперов, закладываемых в грунт и конструкции зданий и сооружений, а за сдвижением толщи горных пород - с помощью глубинных реперов, закладываемых в скважины. На застроенных территориях для исключения возможности повреждений подземных коммуникаций места закладки реперов должны согласовываться с органами местной исполнительной власти. Закладка реперов и начальные наблюдения на них должны проводиться до начала строительства. Порядок разбивки наблюдательной сети реперов представлен в приложении Т ГОСТ 31937-2011.

Одновременно с разбивкой наблюдательной сети реперов должны намечаться места для закладки трех исходных реперов, с помощью которых в дальнейшем будет определяться положение опорных реперов профильной линии по высоте и контролироваться их неподвижность.

Для наблюдения за отдельными зданиями (сооружениями), попадающими в зону влияния нового строительства и природно-техногенных воздействий, закладывают стенные и грунтовые реперы. До начала наблюдений обследуют техническое состояние зданий (сооружений), измеряют динамические параметры, составляют паспорта.

Наблюдения за сдвижением земной поверхности, а также за деформациями зданий и сооружений, попадающих в зону влияния строительства подземного сооружения, заключаются в периодическом инструментальном определении положения реперов с фиксированием видимых нарушений, а также всех факторов, влияющих на значения и характер сдвижений и деформаций. Для зданий (сооружений) также проводят измерения их динамических параметров.

Наблюдения за деформациями оснований зданий (сооружений) проводят по ГОСТ 24846. При наблюдениях за зданиями определяют неравномерность оседаний фундаментов, фиксируют трещины и другие повреждения конструкций, надежность узлов их опирания, наличие необходимых зазоров в швах и шарнирных опорах. Для промышленных зданий определяют также относительные горизонтальные перемещения отдельно стоящих фундаментов колонн, крены фундаментов технологического оборудования, а при наличии мостовых кранов - отклонения от проектного положения подкрановых путей: поперечный и продольный уклоны, изменения ширины колеи и приближение крана к строениям.

Определение точности измерения вертикальных и горизонтальных деформаций проводят в зависимости от ожидаемого расчетного значения перемещения. При отсутствии данных по расчетным значениям деформаций оснований и фундаментов допускается устанавливать класс точности измерений вертикальных и горизонтальных перемещений:

I - для зданий (сооружений): уникальных, находящихся в эксплуатации более 50 лет, возводимых на скальных и полускальных грунтах;

II - для зданий (сооружений), возводимых на песчаных, глинистых и других сжимаемых грунтах;

III - для зданий (сооружений), возводимых на насыпных, просадочных, заторфованных и других сильно сжатых грунтах;

IV - для земляных сооружений.

Предельные погрешности измерения крена в зависимости от высоты Н здания (сооружения) не должны превышать следующих значений, мм:

Для гражданских зданий (сооружений) - 0,0001Н;

Для промышленных зданий (сооружений) - 0,0005Н;

Для фундаментов под машины и агрегаты - 0,00001Н.

Геодезическими методами и приборами по наблюдательным реперам измеряют вертикальные и горизонтальные перемещения земной поверхности и, при необходимости, дна котлована. При появлении трещин на земной поверхности в пределах приоткосной зоны организуют дополнительные систематические наблюдения за их развитием по протяженности, ширине и глубине.

Одновременно с инструментальными наблюдениями на земной поверхности проводят маркшейдерские наблюдения непосредственно в подземном сооружении.

По материалам измерений, вычислений и геолого-маркшейдерской документации составляют заключение, содержащее необходимую информацию о состоянии зданий и сооружений, попадающих в зону влияния крупного нового строительства и природно-техногенных воздействий, изменении геомеханического состояния породного массива; степени опасности и скорости развития негативных процессов (при необходимости). К заключению прикладывают документацию, подтверждающую сделанные в нем выводы.

Форма заключения о техническом состоянии объекта, попадающего в зону влияния нового строительства и природно-техногенных воздействий, представлена в приложении У ГОСТ 31937-2011.

Приложение У
(обязательное)

Форма заключения (текущего) по мониторингу технического состояния зданий (сооружений), попадающих в зону влияния нового строительства и

природно-техногенных воздействий

Составляется головной организацией по результатам этапа мониторинга технического состояния зданий (сооружений), попадающих в зону влияния нового строительства и природно-техногенных воздействий.

Заключение по этапу мониторинга технического состояния объектов, попадающих в зону влияния нового строительства и природно-техногенных воздействий
1 Информация, определяющая местонахождение и тип воздействия (эпицентр природно-техногенного воздействия, адрес стройки)
2 Номер этапа мониторинга

4 Радиус зоны влияния воздействия
5 Перечень объектов, попадающих в зону влияния воздействия
6 Головная организация этапа мониторинга
7 Перечень организаций, проводивших этап мониторинга технического состояния объектов, с указанием, какой объект обследовался и какой организацией
8 Перечень объектов, категория технического состояния которых соответствует ограниченно работоспособному состоянию
9 Перечень объектов, категория технического состояния которых соответствует аварийному состоянию
10 Общая оценка ситуации
11 Информация, требующая экстренного решения возникших проблем безопасности

Приложения - Заключения по этапу мониторинга технического состояния каждого объекта, находящегося в ограниченно работоспособном или аварийном состоянии (см. приложение Н).

Заключения по этапу мониторинга технического состояния каждого объекта, не находящегося в ограниченно работоспособном или аварийном состоянии (см. приложение Л).

Совмещенный план наблюдательной системы реперов и подземного сооружения.

Вертикальные геологические разрезы по профильным линиям.

Ведомости сдвижений реперов в вертикальной и горизонтальной плоскостях по направлению профильной линии.

Ведомости скоростей смещения реперов.

Ведомости оседания реперов и измеренных длин интервалов между ними.

Результаты вычислений по каждому из реперов оседания земной поверхности по всем расчетным интервалам между реперами:

Наклонов, кривизны, радиусов кривизны, горизонтальных деформаций;

Характерных точек мульды сдвижения относительно границ подземного сооружения (границ зоны влияния, точек с максимальными растяжениями и сжатиями, точек с максимальными наклонами, точек с максимальной кривизной;

Участков земной поверхности, на которых образовались сосредоточенные деформации в виде трещин, ступеней и уступов).

Общие положения

Геотехнический мониторинг – комплекс работ, основанный на натурных наблюдениях за поведением конструкций вновь возводимого или реконструируемого сооружения, его основания, в том числе грунтового массива, окружающего (вмещающего) сооружение, и конструкций сооружений окружающей застройки.

Целью геотехнического мониторинга является обеспечение безопасности строительства и эксплуатационной надежности объектов нового строительства или реконструкции и сооружений окружающей застройки за счет своевременного выявления изменения контролируемых параметров конструкций и грунтов оснований, которые могут привести к переход у объектов в ограниченно работоспособное или аварийное состояние

Задачи, решаемые при проведении геотехнического мониторинга, определяются СП22.13330.2011 (пункт 12.2).

Объекты нового строительства и реконструкции, подлежащие геотехническому мониторингу, устанавливаются СП 22.13330.2011 (пункт 12.4) в зависимости от уникальности объекта, уровня ответственности сооружений, категории сложности инженерно-геологических условий и глубины котлована. Уникальность объекта и уровень ответственности сооружения устанавливаютсяв соответствии с Федеральным законом от 30 декабря 2009 г. N384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений», Градостроительным кодексом РФ от 29.12.2004 N190-ФЗ и указаниями ГОСТ 27751.

Сооружения окружающей застройки уровней ответственности КС-3 (повышенный) и КС-2 (нормальный), в т.ч. подземные инженерные коммуникации, подлежат геотехническому мониторингу при их расположении в зоне влияния нового строительства или реконструкции, размеры которой определяются по результатам геотехнического прогноза. При отсутствии результатов геотехнического прогноза влияния возводимого сооружения объекты геотехнического мониторинга окружающей застройки назначаются по предварительной зоне влияния, определяемой в соответствии с указаниями СП22.13330.2011 (пункт 9.36).

Геотехнический мониторинг объектов нового строительства и реконструкции, а также сооружения окружающей застройки, в т.ч. подземных инженерных коммуникаций, осуществляют в соответствии с программой, которая разрабатывается и утверждается в составе проектной документации.

Для сооружений уровня ответственности КС-3 (повышенный) при III категории инженерно-геологических условий или по специальному заданию в других случаях на основании программы разрабатывается проект геотехнического мониторинга (наблюдательной станции).

Наблюдательная станция геотехнического мониторинга в период строительства должна обеспечивать возможность ее последующего включения в структурированную систему мониторинга и управления инженерными системами сооружений (СМИС)в случае, если предусмотрена система мониторинга объекта в период эксплуатации. При этом используемые приборы и оборудование рекомендуется подбирать исходя из условий обеспечения проектного срока действия системы мониторинга в период эксплуатации, требуемой точности и устойчивости к внешним воздействиям, возможности дистанционного снятия показаний

Разработка программы и проекта геотехнического мониторинга, а также его проведение выполняется специализированными организациями, основным направлением деятельности которых является выполнение комплексных инженерных изысканий и проектирование оснований, фундаментов и подземных частей сооружений, располагающими квалифицированным и опытным персоналом, соответствующим сертифицированным оборудованием и программным обеспечением.

Строительных конструкций

Рассмотренные выше системы мониторинга напряженно-деформированного состояния строительных конструкций разрабатываются на основе различных датчиков: тензорезисторов, волоконно-оптических, пьезоэлектрических и струнных. Следовательно, для выбора системы мониторинга необходимо проанализировать датчики, на основе которых она построена.

ЗАО «Триада- Холдинг»

Струнный датчик напряжения.

Струнный датчик напряжения используется для измерения напряжений. Состоит из катушки и струнного элемента с выпусками из металлических стержней с обоих концов. Датчики приваривают к арматурному каркасу или крепят на поверхность металлической конструкции. Датчики отличает повышенная прочность, надежность и герметичность. Данные с датчиков можно считывать как в индивидуальном режиме, так и составе системы сбора данных.

Достоинства: прочный, надежный, простой в работе, подходит для использования при считывании и накоплении данных в дистанционном режиме, герметичен (водонепроницаем), калибруется индивидуально, большая длина кабеля не влияет на устойчивость сигнала, не реагирует на изгибание, встроенный термистор.

Рис. 1.12 Общий вид датчика напряжений.

Замоноличиваемый струнный тензометр.

Замоноличиваемые струнные тензометры фирмы Soil Instruments предназначены для измерения деформаций в железобетонных конструкциях. Измерительный сенсор датчика состоит из струнного элемента, прикрепленного к специальным фланцам на концах корпуса датчика и вторичного преобразователя в виде электромагнитной катушки.

Корпус датчика изготовлен из нержавеющей стали. Измерительная база составляет 150 мм. Перед заливкой бетона датчик можно крепить к арматуре обычной вязальной проволокой или создавать 2-, 3- или 4-направленную розетку, обеспечивая, таким образом, возможность измерения деформаций в нескольких направлениях. Кроме того, датчик можно замоноличивать в бетонный блок для последующего замоноличивания всего блока (с установленным датчиком внутри) в новую конструкцию или в предварительно прорезанные отверстия в существующей конструкции. После замоноличивания датчика блок с электромагнитной катушкой, установленный на корпусе датчика, фиксирует любые деформации в конструкции.

Датчики можно опрашивать индивидуально либо автоматически в дистанционном режиме (если они являются частью системы сбора данных).

Кабели от датчиков прокладывают к считывающему устройству или измерительному пункту, и их, так же как и датчик, следует предохранять от повреждений во время заливки бетона.

Рис. 1.13 Замоноличиваемый струнный тензометр.

Беспроводной датчик наклона для измерения относительных смещений конструкции.

Электроуровни представляют собой жидкостные датчики, не содержащие подвижных частей. Они получают питание по мостовой или полумостовой схеме, а их выходная мощность зависит от величины и направления отклонения датчика. В датчик встроены выпрямитель и цифровой радиоприемник. Диапазон работы приемника составляет до 1000 м (в зависимости от модели и условий установки). Для передачи данных в цифровом формате применяется система кодирования сигнала.

Датчик имеет компактные размеры. Устанавливать датчик следует с таким расчетом, чтобы он не был подвержен температурным воздействиям, а также, чтобы при установке и в процессе эксплуатации имелась возможность проводить его обнуление.

Конструкция датчика предполагает установку непосредственно на поверхность конструкции. Датчик потребляет очень мало энергии и не создает электромагнитных помех.

Достоинства прибора: беспроводная связь между датчиком и накопителем данных, срок службы 10 лет (при считывании данных каждый час), передача данных в цифровом формате обеспечивает высокое качество и безопасность работы, возможность построения полного профиля вертикальных смещений, возможность автоматизации работы с помощью программного обеспечения «I-Site».

Рис. 1.14 Беспроводной датчик наклона.

Струнный датчик нагрузки.

Струнный датчик нагрузки состоит из стального корпуса цилиндрической формы со встроенными струнными чувствительными элементами (до 6 штук) для измерения сжатия цилиндра под действием нагрузки. Прочный многожильный кабель с оплеткой из ПВХ используется для соединения датчика со считывающим устройством через терминал. Как вариант возможно подключение датчиков напрямую к считывающему устройству. Для распределения нагрузки и компенсации неточностей выравнивания при установке под датчик помещают опорную плиту. Еще одну опорную плиту располагают между датчиком и анкером или устройством для натяжения болтов. Чтобы обеспечить получение надежных результатов, плиту замоноличивают так, чтобы ее верхняя грань была установлена плоско и перпендикулярно болту или кабелю.

Терминал требуется для соединения каждого чувствительного элемента датчика. (Показания усредняются считывающим устройством, и значение представляется на дисплее в инженерных единицах).

Рис. 1.15 Струнный датчик нагрузки.

Струнный датчик давления грунта.

Струнные датчики давления грунта предназначены для измерения давления в грунтовых массивах или насыпных конструкциях. Плоский элемент круглой формы состоит из двух сваренных по периферии пластин из нержавеющей стали, узкий зазор между которыми заполнен гидравлическим маслом; струнный преобразователь соединен с плоским элементом короткой стальной трубкой, образуя закрытую гидравлическую систему.

Датчик (элемент и преобразователь) устанавливают в среде, за которой осуществляется наблюдение, а армированный кабель соединяет его с терминалом, портативным считывающим устройством или накопителем данных. Точность показаний не зависит от длины кабеля.

Рис. 1.16 Струнный датчик давления грунта.

Датчик трещин BCD-5B.

Датчик трещин создан для измерения трещин, появляющихся в бетонных конструкциях и скалистом основании в шахтах и на карьерах. Обычные датчики трещин обладают большим измерительным усилием и не могут обеспечить высокую точность измерений, если не зафиксированы жестко. Более того, их трудно устанавливать на слабом скалистом грунте. По сравнению с ними для получения точных измерений датчик BCD-5B обладает чрезвычайно малым измеряемым усилием при простоте установки даже на слабом скалистом основании.

Волоконно-оптический датчик деформаций (СВОДД).

Волоконно-оптические датчики могут использоваться в ситуациях, в которых электронные устройства либо вообще нельзя использовать, либо такое использование сопровождается значительными трудностями и расходами.

Специалистами НПК «Мониторинг-Центр» ведутся интенсивные работы по созданию систем строительного мониторинга на базе волоконно-оптических измерительных систем. Сегодня НПК «Мониторинг-Центр» предлагает датчики деформаций и температуры, которые могут быть использованы в широком классе задач по обеспечению контроля уровня безопасности здания.

Технические характеристики комплекса измерения деформаций на базе СВОДД

Базовым датчиком, используемым в системе мониторинга, является волоконно-оптический датчик деформаций. Датчик имеет несколько вариантов исполнения, позволяющих заливать его в железобетонную конструкцию или крепить на поверхности строительных элементов. Установка датчиков в точках потенциального источника деструкции (большие нагрузки, моменты) регламентируется на стадии проекта. Контроль может вестись как в течение монтажа, так и во время эксплуатации сооружения. Электронный блок обработки сигналов получает постоянную информацию о состоянии конструкции во внутренних и внешних точках контроля. Сопоставление этой информации с проектными данными в постоянном режиме позволяет делать выводы о «здоровье» конструкции.

Измеритель сигналов волоконно-оптических датчиков (ИСВОД)

Технические характеристики.

Используемый в системе мониторинга электронный блок передачи и обработки сигналов (ИСВОД) имеет унифицированную структуру. Передача сигналов может осуществляться как по волоконно-оптическим каналам связи, так и по имеющимся электрическим сетям (что не требует дополнительных работ по оборудованию каналов связи), а также и в беспроводном формате.

Применение волоконно-оптических датчиков ЗАО «Мониторинг-Центр» в строительных конструкциях и сооружениях.

Вывод:

Датчики, на основе которых построены системы мониторинга обладают рядом достоинств и недостатков.

Тензодатчики. Достоинства: малые габариты и вес; малоинерционость, что позволяет применять тензодатчики как при статических, так и при динамических измерениях; обладают линейной характеристикой; позволяют дистанционно и во многих точках проводить измерения; способ установки их на исследуемую деталь не требует сложных приспособлений и не искажает поле деформаций исследуемой детали.

Основные недостатки тензодатчиков это температурная чувствительность, что в условиях крайнего севера сводит на нет все достоинства тензорезисторов, и малый выходной сигнал, который трудно измерять с высокой точностью.

Струнные датчики. Достоинства: стабильная частота выходного сигнала, нечувствительность к большой длине кабеля, меньшая по сравнению с тензодатчиками чувствительность к окружающей среде.

Основной недостаток однострунных датчиков - резко нелинейная статическая характеристика. У дифференциальных струнных датчиков нелинейность статической характеристики значительно меньше. Точность преобразования струнных датчиков увеличивается, если основной составляющей жёсткости механической системы является жёсткость струны.

Наиболее подходящим типом датчиков для применения в условиях крайнего севера и агрессивной среды являются волоконно-оптические датчики. Обладая рядом преимуществ:

Невосприимчивость к электромагнитным помехам;

Устойчивость к воздействиям внешней среды;

Твердотельная структура позволяет выдерживать предельные уровни вибрационных и ударных нагрузок;

Высокая чувствительность и широкополосность позволяют измерять и передавать информацию на значительное расстояние;

Отсутствие взаимной интерференции;

Взрывобезопасность (гарантируется абсолютной неспособностью волокна быть предпосылкой искры);

Высокая коррозионная стойкость, в особенности к химическим растворителям, маслам, воде;

Практически не имеют недостатков.

Наиболее подходящими датчиками для системы мониторинга напряженно-деформированного состояния строительных конструкций являются волоконно-оптические датчики, несмотря на их цену (от 45 до 65 тыс. руб.) они наилучшим образом подходят для работы в агрессивных условиях, а также в условиях крайнего севера (работают при температуре до -60°С). Немаловажным является и тот факт, что максимальное удаление датчика от станции составляет 1000 метров без ухудшения передаваемого сигнала, что является недостижимым результатом для датчиков другого типа.

Примеры проектирования и эксплуатации систем мониторинга конструкций и оснований зданий и сооружений.

ТЕМА 3. ОБЩИЙ МОНИТОРИНГ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ. МОНИТОРИНГ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ, НАХОДЯЩИХСЯ В ОГРАНИЧЕННО РАБОТОСПОСОБНОМ ИЛИ АВАРИЙНОМ СОСТОЯНИИ. МОНИТОРИНГ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ, ПОПАДАЮЩИХ В ЗОНУ ВЛИЯНИЯ НОВОГО СТРОИТЕЛЬСТВА, РЕКОНСТРУКЦИИ И ПРИРОДНО-ТЕХНОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ. МОНИТОРИНГ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ УНИКАЛЬНЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ.

Общий мониторинг технического состояния зданий и сооружений

Общий мониторинг технического состояния зданий и сооружений – это система наблюдения и контроля, проводимая по определенной программе, утверждаемой заказчиком, для выявления объектов, на которых произошли значительные изменения напряженно-деформированного состояния несущих конструкций или крена, и для которых необходимо обследование их технического состояния (изменения напряженно-деформированного состояния характеризуются изменением имеющихся и возникновением новых деформаций или определяются путем инструментальных измерений).

Общий мониторинг технического состояния зданий и сооружений проводят для выявления объектов, изменение напряженно-деформированного состояния которых требует обследования их технического состояния.

При общем мониторинге, как правило, не проводят обследование технического состояния зданий и сооружений в полном объеме, а проводят визуальный осмотр конструкций с целью приблизительной оценки категории технического состояния, измеряют динамические параметры конкретных зданий и сооружений (см. приложение Л ГОСТ 31937-2011) и составляют паспорт здания или сооружения (см. приложение М ГОСТ 31937-2011).

Если по результатам приблизительной оценки категория технического состояния здания или сооружения соответствует нормативному или работоспособному техническому состоянию, то повторные измерения динамических параметров проводят через два года.

Если по результатам повторных измерений динамических параметров их изменения не превышают 10 %, то следующие измерения проводят еще через два года.

Если по результатам приблизительной оценки категория технического состояния здания или сооружения соответствует ограниченно работоспособному или аварийному состоянию или если при повторном измерении динамических параметров здания или сооружения результаты измерений различаются более чем на 10 %, то техническое состояние такого здания или сооружения подлежит обязательному внеплановому обследованию.

По результатам общего мониторинга технического состояния зданий и сооружений исполнитель составляет заключение (см. приложение К ГОСТ 31937-2011) по этапу общего мониторинга технического состояния зданий и сооружений и заключения о техническом состоянии каждого здания и сооружения, по которым проводился общий мониторинг технического состояния (см. приложение Л ГОСТ 31937-2011).

Приложение К
(обязательное)

Форма заключения (текущего) по этапу общего мониторинга
технического состояния зданий (сооружений)

Заключение по этапу общего мониторинга технического состояния зданий (сооружений)
1 Перечень адресов объектов
2 Номер этапа мониторинга
3 Время проведения этапа мониторинга
4 Головная организация этапа мониторинга
5 Перечень организаций, проводивших этап мониторинга технического состояния объектов, с указанием, какой объект обследовался и какой организацией
6 Перечень объектов, категория технического состояния которых соответствует ограниченно работоспособному состоянию
7 Перечень объектов, категория технического состояния которых соответствует аварийному состоянию
8 Общая оценка ситуации
9 Информация, требующая экстренного решения возникших проблем безопасности

Приложение - Заключения по мониторингу технического состояния каждого объекта при общем мониторинге технического состояния зданий и сооружений города см. в приложении Л.

Приложение Л
(обязательное)

Форма заключения (текущего) по этапу мониторинга технического состояния объекта
при общем мониторинге зданий (сооружений)

Заключение по этапу мониторинга технического состояния объекта при общем мониторинге технического состояния зданий и сооружений
1 Адрес объекта
2 Номер этапа мониторинга
3 Время проведения этапа мониторинга
4 Организация, проводившая этап мониторинга
5 Предыдущее значение крена объекта вдоль большой оси
6 Текущее значение крена объекта вдоль большой оси
7 Предыдущее значение крена объекта вдоль малой оси
8 Текущее значение крена объекта вдоль малой оси
9 Предыдущее значение периода основного тона собственных колебаний вдоль большой оси
10 Текущее значение периода основного тона собственных колебаний вдоль большой оси
11 Предыдущее значение периода основного тона собственных колебаний вдоль малой оси
12 Текущее значение периода основного тона собственных колебаний вдоль малой оси
13 Предыдущее значение периода основного тона собственных колебаний вдоль вертикальной оси
14 Текущее значение периода основного тона собственных колебаний вдоль вертикальной оси
15 Предыдущее значение логарифмического декремента основного тона собственных колебаний вдоль большой оси
16 Текущее значение логарифмического декремента основного тона собственных колебаний вдоль большой оси
17 Предыдущее значение логарифмического декремента основного