Анализ требований нормативной документации для проведения мониторинга деформаций при строительстве зданий и сооружений

При возведении зданий и сооружений неизбежно возникают деформации, для обеспечений безопасности и контроля процессов, необходимо выполнять мониторинг деформаций.

Мониторинг деформаций — 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 [1].

Необходимость проведения наблюдений за перемещениями и деформациями возводимых зданий и сооружений возникает не только в целях совершенствования проектных решений, но и в целях определения количественных величин перемещений частей зданий в процессе их строительства с целью учета этих величин при выполнении разбивочных работ для смежных частей зданий, для монтажа конструкций и оборудования, а также для оценки в целом эксплуатационных свойств возведенных зданий. Кроме того, проведение мониторинга во время строительных работ требуется для обеспечения безопасности рабочим.

Рассмотрим некоторые виды объектов капитального строительства:

1. Аэродромы;
2. Подземные объекты;
3. Здания и сооружения;
4. Гидротехнические сооружения;
5. АЭС.

Вышеперечисленные виды капитального строительства имеют, свою особенность и регламентируется нормативными документами, поэтому требования к видам, составу, методам и точности проведения работ по мониторингу на всех видах объектов различается.

Рассмотрим требования нормативной документации по геотехническому мониторингу для строительства зданий и сооружений. Геотехническим мониторингом называют 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 [1].

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 переходу объектов в ограниченно работоспособное или аварийное состояние [1].

При проведении геотехнического мониторинга решаются следующие задачи [2]:

1. Систематическая фиксация изменений контролируемых параметров конструкций сооружений и геологической среды;
2. Своевременное выявление отклонений контролируемых параметров (в том числе их изменений, нарушающих ожидаемые тенденции) конструкций строящегося (реконструируемого) объекта и его основания от заданных проектных значений, параметров грунтового массива и окружающей застройки;
3. Анализ степени опасности выявленных отклонений контролируемых параметров и установление причин их возникновения;
4. Разработка мероприятий, предупреждающих и устраняющих выявленные негативные процессы или причины, которыми они обусловлены.

При выполнении геотехнического мониторинга применяются следующие методы (*) [2]:

1. Визуально–инструментальные (наблюдения за уровнем подземных вод, состоянием конструкций, в том числе поврежденных, с фиксацией дефектов маяками или аналогичными устройствами, фотофиксация и др.);
2. Геодезические (фиксация перемещений марок и др.) с применением нивелиров, теодолитов, тахеометров, сканеров (в том числе оптических, электронных, лазерных и др.) и навигационных спутниковых систем;
3. Параметрические (фиксация напряжений в основании под подошвой фундамента, под пятой сваи, в несущих конструкциях и др.) с применением комплекса датчиков напряжений и деформации (в том числе струнных, тензометрических, оптиковолоконных, инклинометрических и др.);
4. Виброметрические (измерение кинематических параметров колебаний: виброперемещений, виброскоростей, виброускорений);
5. Геофизические (электромагнитные, сейсмические и др.).

Геодезические методы проведения мониторинга, являются доминирующими методами в комплексе геотехнического мониторинга. Геодезический мониторинг деформаций зданий и сооружений — это систематический контроль на основе геодезических измерений состояния строительных конструкций, зданий и сооружений с целью оперативного предупреждения или устранения выявленных негативных явлений и процессов [3]. Целью геодезического мониторинга является своевременное выявление критических величин деформаций, установление причин их возникновения, составление прогнозов развития, выработка и принятие мер для устранения нежелательных процессов. Мониторинг деформаций возводимых зданий и конструкций является составной частью инструментального контроля точности и проводится геодезическими методами, инструментами и приборами в период возведения зданий и сооружений [4].

1. Вертикальные перемещения (осадки, вертикальные сдвиги, просадки, подъемы, прогибы и т. п.);
2. Горизонтальные перемещения (сдвиги);
3. Наклоны (крены).

При проведении геотехнического мониторинга с применением геодезических методов следует соблюдать требования ГОСТ 24846–2019. [5]

Класс точности измерений вертикальных и горизонтальных перемещений допускается устанавливать (таблица 1) [5]:

Таблица 1

1. I — для зданий и сооружений: исторической застройки, аварийных, технически сложных, в отдельных случаях — уникальных, длительное время (более 50 лет) находящихся в эксплуатации, возводимых на скальных и полускальных грунтах;
2. II — в остальных случаях для зданий и сооружений;
3. III, IV — для земляных сооружений.

Проанализировав, объемы, сроки, периодичность и методы, в нормативных документах СП 22.13330.2011 и ТСН 50–302–2004 выявились некоторые различия в периодичности проведения работ, которые рассмотрены в таблицах 2 [2] и 3 [7]:

Таблица 2

Таблица 3

Анализ нормативной документации показал, что требования к периодичности измерений различаются. В ТСН 50–302–2004 Санкт–Петербург, периодичность прописана для каждого вида и этапа работ. Главным отличием является то, что в Санкт–Петербурге геотехнический мониторинг зданий и сооружений в процессе ведения работ нулевого цикла нужно проводить каждую неделю, то есть чаще, чем в других регионах России.

Вывод: В статье рассмотрено понятие геотехнический мониторинга зданий и его состав работ. Главная цель геотехнического мониторинга обеспечение безопасности строительства и эксплуатационной надежности объектов.

Наиболее распространённые методы проведения геотехнического мониторинга является — геодезические. В его основу заложен систематический контроль на основе геодезических измерений состояния строительных конструкций, зданий и сооружений с целью оперативного предупреждения или устранения выявленных негативных явлений и процессов.

Также следует отметить, что в процессе анализа нормативной документации по геодезическому методу геотехнического мониторинга, выявлены несоответствие в нормативных документах, которые представлены выше по тексту в таблицах 2 и 3.

1. Г35 Геотехнический мониторинг оснований и фундаментов зданий и сооружений. Учебно-методическое пособие к выполнению практических занятий, КР, КП студентами очной формы обучения для направлений подготовки 08.04.01 «Строительство» и 08.05.01 «Строительство уникальных зданий и сооружений» /Сост. Д. Д. Сабирзянов. — Казань: Изд-во Казанск. Гос. архитект.-строит.ун-та, 2014. — 45 c.;
2. СП 22.13330.2011 (актуализированная редакция СНиП 2.02.01–83*) Основания зданий и сооружений. Минрегион России. М.2010 г.;
3. СТО НОСТРОЙ 2.1.198–2016;
4. СП 126.13330.2017 Геодезические работы в строительстве;
5. ГОСТ 24846–2019 Грунты;
6. СП 126.13330.2017 Геодезические работы в строительстве;
7. ТСН 50–302–2004 проектирование фундаментов СПБ.