CC BY
135
МОНИТОРИНГ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ НЕСУЩИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ТЕАТРА ОПЕРЫ И БАЛЕТА Г. АСТАНА
Елена Николаевна Хмырова
Карагандинский государственный технический университет, Республика Казахстан, 100027, г. Караганда, Бульвар Мира, 56, доцент кафедры маркшейдерского дела и геодезии, к.т.н., тел. (7212) 56-26-27
Ольга Газисовна Бесимбаева
Карагандинский государственный технический университет, Республика Казахстан, 100027, г. Караганда, Бульвар Мира, 56, доцент кафедры маркшейдерского дела и геодезии, к.т.н., тел. (7212) 56-26-27
Гульнара Ергалиевна Жунусова
Карагандинский государственный технический университет, Республика Казахстан, 100027, г. Караганда, Бульвар Мира, 56, доцент кафедры маркшейдерского дела и геодезии, к.т.н., тел. (7212) 56-26-27
В статье рассмотрены вопросы создания системы мониторинга технического состояния строительных конструкций объекта для своевременного выявления дефектов, предупреждения и устранения негативных процессов.
Ключевые слова: инструментальные геодезические измерения, наблюдения за смещениями и деформациями основания, циклы наблюдений.
MONITORING OF THE TECHNICAL STATE OF THE CARRYING STRUCTURES OF THE OPERA AND BALLET THEATER ASTANA CITY
Elena N. Khmyrova
Karaganda state technical university, Kazakhstan Republic, 100027, Karaganda, 56 Mira avenue, associate professor of “Mine survey and geodesy” department, cand.tech.sci., тел. (7212) 56-26-27 e-mail: [email protected]
Olga G. Besimbaeva
Karaganda state technical university, Kazakhstan Republic, 100027, Karaganda, 56 Mira avenue, associate professor of “Mine survey and geodesy” department, cand.tech.sci., тел. (7212) 56-26-27
Gulnara E. Jhunusova
Karaganda state technical university, Kazakhstan Republic, 100027, Karaganda, 56 Mira avenue, associate professor of “Mine survey and geodesy” department, cand.tech.sci., тел. (7212) 56-26-27, e-mail: [email protected]
In the article there are examined the questions of the creation of the system of monitoring the technical state of the structures of object for the timely development of defects, prevention and elimination of negative processes.
Key words: instrument geodetic measurements, observation of displacement and deformations of base, the cycles of observations.
Целью мониторинга является оценка технического состояния объектов строительства для своевременного выявления дефектов, предупреждения и устранения негативных процессов, проведение которого соответствует основополагающим требованиям закона Республики Казахстан «О техническом регулировании», и одним из требований «Технического регламента «О безопасности зданий и сооружений, строительных материалов и изделий», рассматриваемого в 2011 году в рамках таможенного союза и евразийского экономического сообщества для применения в государствах-членах ЕврАзЭС.
В задачи мониторинга входит разработка рекомендаций по обеспечению надежности функционирования несущих строительных конструкций на объекте в период его строительства, предупреждение и устранение дефектов конструкций, а также осуществление контроля фактического исполнения принятых конструктивных решений.
Театр оперы и балета г. Астана относится к уникальным сооружениям и при его возведении использовался новый метод наблюдений за осадками и деформациями фундамента, который базировался на том, что периодичность наблюдений за деформациями сооружения определялась по признаку роста нагрузки на основание.
Мониторинг за состоянием строительных конструкций здания основан на инструментальных геодезических измерениях осадок, деформаций и смещений специально закрепленных контрольных точек (деформационных и осадочных марок) относительно пунктов (реперов) геодезической сети, находящихся вне зоны распространения давления от сооружения, обеспечивающие неизменным их положение длительное время.
При создании системы мониторинга решались следующие основные задачи:
- Выбор объектов контроля (тип конструкций, число контролируемых однотипных конструкций);
- Выбор наиболее ответственных конструктивных элементов конструкций, определение в них опасных сечений и назначение контрольных точек для установки приборов и измерений;
- Проведение инструментальных и визуальных наблюдений, определение фактических деформаций отдельных конструкций и частей здания;
- Определение (оценка) технического состояния конструкций по данным сопоставления (анализа) натурных наблюдений с результатами расчетов или с критериальными характеристиками;
- Установка средств контроля за деформациями отдельных конструкций или частей здания на период возведения здания.
Марки за состоянием строительных конструкций здания театра оперы и балета в г. Астана установлены на всех несущих конструкциях (колоннах) по периметру здания, расположение которых позволит учитывать влияние увеличивающейся нагрузки на основание фундамента.
Геодезические наблюдения за осадками и деформациями основания выполнялись с применением цифрового лазерного нивелира DNA 03 фирмы Leica Geosystems (Швейцария).
Первый базовый цикл наблюдений проводился через пять дней после устройства реперов и закладки марок. После каждой последующей серии инструментальных наблюдений производилась обработка данных и определение осадок и деформаций здания, построение графиков полученных деформаций, установление корреляционной связи между деформационными показателями и причин их возникновения.
Несмотря на большую длительность процесса консолидации, основная часть деформации естественного основания, при наличии в основании большой по мощности толщи глин (плавунов), приходится на строительный период, до 75%. Поэтому число циклов наблюдений за деформациями сооружения в строительный период определялось по признаку роста нагрузки на основание. Первый цикл наблюдений начинался после того, как масса каждой секции сооружения достигла 25 % от полной массы сооружения. Последующие циклы измерений осадок производились при достижении нагрузки в 50, 75 и 100 % полной массы сооружения.
Проект размещения марок, представленный на рис. 1, выполнен с учетом конструкций здания и увязан с геологическими данными о грунтах основания.
Рис. 1. Схема расположения геодезических осадочных марок на отм.-
5.500...+0.500м
Частота измерений осадок в период эксплуатации сооружения во многом зависит от качества прогнозирования осадок сооружения. При строительстве театра оперы и балета был выполнен прогноз ожидаемых осадок, при котором учитывались такие факторы как: упругая отдача дна котлованов,
гидрогеологические условия, тип сооружения и метод его возведения, что позволило значительно сократить цикличность натурных наблюдений и сэкономить значительные трудовые и денежные ресурсы.
Удовлетворительное решение задачи прогноза осадок сооружения в настоящее время может быть найдено лишь путем сочетания теоретических методов с эмпирическими приемами, основанными на анализе результатов натурных наблюдений за осадками построенного сооружения.
По результатам геодезического мониторинга за состоянием строительных конструкций здания построены графики вертикальных (рис. 2) и
горизонтальных смещений.
Рис. 2. График вертикальных смещений осадочных марок
Результаты геодезических измерений за положением деформационных и осадочных марок позволяют сделать вывод, что процесс консолидации грунтов продолжается, следовательно, необходимо продолжить наблюдения по разработанной методике.
Графики наблюдений за другими видами деформаций (креном, трещинами и т. д.) составлены с учетом изложенного, и корректируются в зависимости от скорости деформации.
Геодезические наблюдения за горизонтальными смещениями на объекте -«Театр оперы и балета» в г. Астана выполнялись с применением электронного тахеометра серии ТСЯ 1201+ по стационарно установленным призмам.
При разработке цикличности наблюдений за горизонтальными смещениями руководствовались тем, что строительная площадка находится в зоне распространения давления от зданий и сооружений, находящихся в непосредственной близости, т.е. на расстоянии менее 0,5Н высоты объектов. При назначении периодичности циклов наблюдений горизонтальных смещений учитывался характер грунта, наличие подземных грунтовых вод и тип возводимого сооружения. Первый цикл наблюдений выполнялся после стабилизации положения опорных знаков и когда горизонтальные усилия на сооружение еще не проявлялись. Каждая следующая серия наблюдений проводилась в зависимости от увеличения или уменьшения бокового давления на сооружение, если оно превышает 25% от проектного. В результате этого определялась промежуточная упругая и остаточная деформация основания.
При выявлении всех видов деформаций необходимо стремиться, чтобы наблюдения проводились через равные промежутки времени, а измерения выполнялись в кратчайшие сроки.
Результаты наблюдений за положением марок в системе геомониторинга используются для разработки мероприятий по устранению негативных явлений, протекающих в конструкциях. Для ранней диагностики технического состояния и локализации мест изменения напряженно-деформированного состояния в наиболее ответственных узлах конструкций предусмотрен геодезический контроль над осадками и углов здания, железобетонных конструкций, над характером раскрытия трещин. Периодичность циклов инструментальных наблюдений после возведения сооружения, т.е. при достижении полной массы сооружения, зависит от величины и скорости осадок. Наблюдения за состоянием объекта должны продолжаться до полной стабилизации осадок, т.е. когда скорость смещений затухает и становится менее 1-2 мм в год.
Наблюдения будут возобновлены в случае изменения условий эксплуатации сооружения, изменения строительной обстановки на площадке (разработке новых котлованов) или появления не предусмотренных проектом деформаций.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. СНиП РК 5.01-01-2002 Основания зданий и сооружений. - Алматы: «КА200Я»,
2003.
2. МДС 13-22.2009. Методика геодезического мониторинга технического состояния высотных и уникальных зданий и сооружений. - Москва: ООО «ТЕКТ0ПЛАН»,2010.
3. СНиП РК 5.03-37-2005 Несущие и ограждающие конструкции - Астана: «КА200Я»,2006.
4. СНиП РК 1.03-26-2004 Г еодезические результаты в строительстве.
© Е.Н. Хмырова, О.Г. Бесимбаева, Г.Е. Жунусова ,2012
