CC BY
10
Проведение мониторинга конструкций и грунтов оснований жилых зданий с целью
определения их эксплуатационного состояния Monitoring of structures and soil bases of residential buildings in order to determine their
operational condition
Нам Владислав Владимирович,
Московский Государственный Строительный Университет Nam Vladislav Vladimirovich,
Moscow State University Of Civil Engineering
Аннотация. В статье рассматриваются особенности проведения мониторинга конструкции и грунтов оснований жилых зданий с целью определения их эксплуатационного состояния. Автор приходит к выводу: чтобы всесторонне оценить состояние жилого здания и его пригодность к эксплуатации, необходимо проводить оценку его состояния средствами различных измерительных приборов нового поколения. Указанные приборы позволяют выявить недостатки строительной конструкции, а также ее основания, что ускоряет сам процесс мониторинга и снимает дополнительную нагрузку на специалистов. Своевременно и качественно организованный контроль жилого здания позволит вовремя оценить значительные деформационные изменения конструкции и принять меры укреплению, реконструкции или ремонту здания.
Summary. The article discusses the features of monitoring the structure and soil bases of residential buildings in order to determine their operational condition. The author comes to the conclusion: in order to comprehensively assess the condition of a residential building and its suitability for operation, it is necessary to assess its condition by means of various measuring devices of a new generation. These devices allow you to identify the shortcomings of the building structure, as well as its foundations, which speeds up the monitoring process itself and removes additional load on specialists. Timely and well-organized control of a residential building will allow you to assess significant deformation changes in the structure in time and take measures to strengthen, reconstruct or repair the building.
Ключевые слова: мониторинг жилых зданий, эксплуатационное состояние, конструкции, грунты.
Keywords: monitoring of residential buildings, operational condition, structures, soils.
Строительство жилых зданий на современном этапа происходит достаточно интенсивно, однако стоимость квартир в новых домах достаточно высока, и часто граждане не могут позволить себе приобрести новое жилье, оставаясь проживать в жилых домах, срок эксплуатации которых составляет 30 и более лет. Подобных домов на балансе российских управляющих компаний достаточно много, и уровень износа таких жилых зданий высок. По этой причине необходим регулярный мониторинг конструкции и грунтов оснований жилых зданий с целью определения их эксплуатационного состояния. Это позволит исключить аварийные ситуации и несчастные случаи, возможные в случае эксплуатации жилых зданий, непригодных для жилья [4].
Рассмотрим инструментарий и методы проведения мониторинга напряженно-деформированного состояния конструктивных элементов.
Данный процесс предопределяет ряд причин, таких, в частности, как недостаточно высокое качество строительных материалов, дополнительно возникающие нагрузки, которые не учтены в проектной документации, проблемы, связанные с проведением строительных работ и пр.
Чтобы контролировать тенденцию развития напряжений в конструктивных элементах жилых зданий, применяются тензометрические датчики различных типов. В указанных датчиках используются струнно-акустические, резистивные или оптоволоконные сенсоры. За счет указанных данных имеется возможность измерить реальную величину относительной деформации в точке размещения такого датчика. Важно, чтобы наблюдения проводились без перерыва, за счет э того можно получить данные о динамике указанной измеряемой величины показателя. После, на основе модуля упругости материала, из которого изготовлена конструкций. есть возможность перевода данных относительной деформации в реальные величины механических напряжений и на основе них дать оценку всей конструкции здания [5].
Указанные виды датчиков могут использоваться в течение всего срока эксплуатации здания. Способы монтажа таких датчиков различны. Они могут быть установлены на арматуру или на специальных подвесах внутри арматурного каркаса непосредственно перед заливкой бетона. Также казанные датчики могут быть накладными, способ крепления датчиков к конструкции в данном случае - посредством эпоксидной смолы или с использованием аппарата точечной сварки.
Чтобы рационализировать процесс измерения деформации конструкции с помощью указанных приборов, необходимо размещать их в тех точках здания, которые, согласно
проведенным расчетам, несут на себе наибольшую нагрузку. Также датчики могут быть информативны при их размещении на конструктивных элементах фундаментов [2].
Также необходимо рассмотреть организацию контроля изменения пространственных характеристик объекта и структурной целостности конструкции. Если имеет место неравномерная осадка грунтов основания, а также если нарушена работа конструкции, то пространственные характеристики жилого здания - смещение конструкции и ее элементов, отклонения по вертикали и пр. - будут подвержены изменениям. Данные параметры могут контролироваться посредством геодезических методов (нивелировка, пространственное лазерное сканирование и пр.) или инструментальных средств (наклономеров, отвесов и пр.). Так как данные, полученные в результате такого подвида мониторинга, способны продемонстрировать только финальный результат конструктивной деформации. Однако процесс деформации и то, насколько изменяются грунты оснований, данный способ не отражает.
Достаточно часто в практике строительства применяются именно геодезические методы контроля изменения пространственных характеристик сооружения, цель которых -определить, были ли смещены определенные конструктивные элементы здания, или существует ли возможность подобного смещения. К современным геодезическим методикам следует отнести GPS-мониторинг и лазерное сканирование жилых зданий [1].
Первая методика предполагает установку на периметре жилого здания высокоточных GPS приемников, а также создание опорной сети, на основе базовых станций, расположенных вне зоны влияния сооружения. Наиболее часто для указанных целей применяют высокоточный двухчастотный приемник Sokkia GSR2700 ISX.
За счет определения координат контрольных точек и последующего сопоставления полученных данных получают информацию о том, перемещаются ли конструктивные элементы относительно друг друга и в какой степени.
Прохождение лазерного луча через сканирующую матрицу позволяет через уровень плотности точек матрицы определить степень перемещения конструктивных элементов здания [2].
Наиболее часто для указанных целей применяется импульсный лазерный дальномер, механизм его действия основан на прохождении через систему зеркал, которые осуществляют пошаговое отклонение лазерного луча. Чаще всего применяется двухзеркальная система, одно из зеркал отвечает за вертикальное смещение луча, а другое - за горизонтальное. Управление зеркал осуществляется посредством прецизионных сервомоторов.
Сканирование проводится в несколько этапов и с разных позиций, чтобы задействовать все точки объекта. После получения данных производят их совмещение в единое пространство посредством специального программного модуля. Дальнейшие систематические исследования посредством лазерного сканирования объекта позволят проводить общий анализ перемещения конструкции, чтобы своевременно оценить состояние тех или иных ее элементов.
Современные специалисты в области строительства широко применяют сегодня ряд систем, позволяющих проводить операции в рамках геодезического мониторинга высотных зданий, например, GeoMos (Leica Geosystems), Циклоп (Геодезический мониторинг) и пр. Указанные системы позволяют осуществить оценку состояния строительных конструкций посредством использования различных технических средств, при этом, оценку промежуточных и конечных параметров производит непосредственно система, значит, ошибка, возникающая по причине человеческого фактора, исключена. Среди измерительных средств в таких системах применяют высокоточные электронные тахеометры и нивелиры, датчики углов наклона и спутниковые системы GPS, температурные датчики и т.д [2].
Наряду с геодезическими методиками контроля применяют также инструментальные средства мониторинга. В частности, это датчики наклона поверхности, которые дают возможность изменить отклонение здания от вертикали.
Чтобы получить целостную картину деформации конструктивных элементов жилого здания, осуществляют дополнительный контроль по сочленениям и стыкам, которые наиболее подвергнуты деформации. Именно данная информация позволяет отразить нарушение структурной целостности конструкции. Такие измерения позволяют оценить датчики перемещений.
Указанные приборы размещают при помощи анкерных креплений на обеих сторонах трещины или стыка и позволяют измерить расстояние между двумя контрольными точками. Разноплоскостное расположение таких датчиков дает возможность контролировать перемещение частей строительной конструкции в двух (вертикально, горизонтально) или более направлениях.
Также важным моментом выступает контроль грунтов оснований жилых зданий. При таком виде контроля мониторингу подлежат особенности грунтов оснований, возможные их деформации, а также проводится оценка нагрузки на грунты [4].
Также важную роль в исследовании грунтов играют датчики давления. Камера измерения давления передает информацию на мембрану измерительного элемента, где посредством сенсора полученная информация преобразуется в электрический сигнал.
Полученная информация позволяет вовремя отследить общее состояние грунтов основания здания и предотвратить их изменение или деформацию, что может повлечь за собой обрушение отдельных элементов строительной конструкции или здания в целом.
Таким образом, чтобы всесторонне оценить состояние жилого здания и его пригодность к эксплуатации, необходимо проводить оценку его состояния средствами различных измерительных приборов нового поколения. Указанные приборы позволяют выявить недостатки строительной конструкции, а также ее основания, что ускоряет сам процесс мониторинга и снимает дополнительную нагрузку на специалистов.
Своевременно и качественно организованный контроль жилого здания позволит вовремя оценить значительные деформационные изменения конструкции и принять меры укреплению, реконструкции или ремонту здания.
Список литературы
1. Рощина, С.И. Эксплуатация, ремонт и обслуживание зданий и сооружений Текст.: учеб. пособие / С.И. Рощина, В.И. Воронов, В.Ю. Щуко; Владим. гос. ун-т. Владимир: Изд-во ВлГУ, 2005. - 108с.
2. Сазыкин, И.А. Обследование и испытание сооружений Текст.: учеб. пособие / И.А. Сазыкин М.: РГОТУПС, 2013.-93 с.
3. Семенов, A.C. Организация технического обследования зданий жилищного фонда Текст./ A.C. Семенов //Жилищное строительство.- 2010. - №12.- С.23-25.
4. Теличенко, В.И. Безопасность и качество в строительстве Текст.: учебное пособие/ В.И. Теличенко, М.Ю. Слесарев, В.Н. Свиридов, В.Ф. Стойков, И.Н. Нагорняк. - М.: Издательство АСВ, 2012. - 336с.
5. Ушаков, И.И. Основы диагностики строительных конструкций Текст. / И.И. Ушаков, Б.А. Бондарев. Ростов н/Д: Феникс, 2008. - 204с.
6. Фоков, Р.И. Стратегия организации капитального ремонта и модернизации жилищного фонда Москвы Текст./ Р.И, Фоктов, А.М, Стражников, А.Г. Ройтман// Промышленное и гражданское строительство,- 2010. -№ 1. - С.28 30.
References
1. Roshchina, S. I. Operation, repair and maintenance of buildings and structures Text: textbook. manual / S. I. Roshchina, V. I. Voronov, V. Yu. Shchuko; Vladim. GOS. UN-t. Vladimir: VlSU Publishing house, 2005. — 108s.
2. Sazykin, I. A. Survey and testing of structures Text: textbook. manual / I. A. Sazykin M.: RGOTUPS, 2013. — 93 s.
3. Semenov, A. C. Organization of technical inspection of housing stock buildings text. /A. C. Semenov / / Housing construction.- 2010. — No. 12. — P. 23-25.
4. Telichenko, V. I. Safety and quality in the construction of Text.: tutorial/ Telichenko V. I., Slesarev M. Yu., V. N. Sviridov, V. F. Stojkov, I. N. Nagornyak. - M.: Publishing house ASV, 2012. - 336 p.
5. Ushakov, I. I. bases of diagnostics of building structures the Text. / I. I. Ushakov, B. A. Bondarev. Rostov n/D: Feniks, 2008. - 204c.
6. Fitness centres, R. I. strategy of the organization of capital repairs and upgrading of housing the Text./ R. And Faktov, A. M, the Guards, Roitman, A. G.// Industrial and civil construction in 2010. - No. 1. - P. 28 30.
