Роль, теория и практика геодезического контроля (гк) технического состояния зданий и сооружений Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 528.4

Б.Н. Жуков

СГГ А, Новосибирск

РОЛЬ, ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ГЕОДЕЗИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ (ГК) ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Надежность и безопасность являются основными требованиями к качеству эксплуатации технических объектов, к которым в первую очередь относятся здания, сооружения и оборудование промышленных предприятий и гражданских комплексов.

Анализ аварий зданий и сооружений свидетельствует, что основными причинами их являются:

1. Некачественное проектирование (ошибки расчетных схем; ошибки выбора материала; слабой достоверностью инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий; неверным учетом природно-климатических, силовых и других воздействий; ошибки в обеспечении жесткости и устойчивости системы при принятии проектных решений);

2. Ошибки строительства (низкое качество строительно-монтажных работ: ослабление сечений элементов конструкций, узлов, сварных швов; замены стали с более низкими прочностными характеристиками; утяжеление конструкций при устройстве покрытий; низкое качество бетона; уменьшение количества арматуры; нарушение технологии бетонирования и др.);

3. Нарушения конструкций при эксплуатации (повреждения от силовых воздействий, приводящие к трещинам, разрывам, потери устойчивости, расшатыванию соединений; повреждения от механических воздействий, приводящие к прогибам, вмятинам, искривлениям, истираниям; повреждения от физических воздействий, приводящие к короблению и трещинам при низких и высоких температурах; повреждения от химических воздействий, приводящие к коррозии металла и разрушению бетона).

Многократное увеличение числа аварий в настоящее время связано не только с техническими причинами, показанными выше, но и с социальноэкономическими условиями, присущими нашему обществу: экономия,

небрежность, невежество, нанесение вреда путем взрывов и пожаров, и особенно, снижение уровня контроля на всех стадиях строительства и эксплуатации, а также разрушение системы планово-предупредительных ремонтов.

В последнее время в качестве основных причин выдвигаются неучтенные в проектах природные факторы - цунами, наводнения и подтопления территорий, силовые воздействия ураганов, селей и оползней и т.п.

Проблема увеличения надежности и продления срока службы конструкций является актуальной хозяйственной задачей, так как эффективность вытекающих из ее решения мероприятий по предотвращению отказов и аварий не подлежит сомнению.

Решение этой проблемы достигается правильно поставленной технической диагностикой и эксплуатацией его зданий, сооружений и оборудования.

Техническая эксплуатация здания или сооружения - использование здания или сооружения по функциональному назначению с проведением необходимых мероприятий по сохранению конструкций, при котором они способны выполнять заданные функции с параметрами, установленными требованиями технической документации.

Для надежной эксплуатации зданий и сооружений большое значение имеют оценки их технического состояния, в которых большая роль отводится геодезическому контролю положения и деформации конструкций.

Техническим состоянием называется совокупность подверженных изменению в процессе производства или эксплуатации свойств объекта, характеризуемая в определенный момент времени признаками, установленными технической документацией на этот объект. Признаками технического состояния объекта могут быть качественные и количественные характеристики его свойств.

Для оценки технического состояния строительных конструкций зданий и сооружений в отраслях промышленности на основе опыта работ разработаны категории состояний конструкций зданий и сооружений.

Для каждой категории состояний разработаны уровни основных дефектов и повреждений, пользуясь которыми специалист производит диагностирование конструкций и по совокупности измеряемых параметров технического контроля (а геодезист - по геометрическим параметрам) сможет сделать заключение о состоянии контролируемого объекта.

Система диагностирования реализует некоторый алгоритм. Этот алгоритм состоит из определенной совокупности элементарных проверок объекта, а также правил, устанавливающих последовательность реализации элементарных проверок, и правил анализа результатов последних. В качестве единичных диагностических признаков для зданий и сооружений в общем случае должны проверяться:

- Соответствие (несоответствие) исполнительной схемы объекта диагностирования или конструкций, изделий, материалов и прочего проектным данным и требованиям нормативно-технической документации;

- Отклонения конструкций или их составных частей от проектного положения по горизонтали, в плане и по вертикали;

- Деформация конструкций;

- Ослабление сечений конструкций, изделий и деталей крепления болтовых или сварных соединений;

- Снижение прочности стали;

- Снижение прочности бетона;

- Влажность материалов ограждающих конструкций;

- Ослабление (разрушение) противокоррозийного и

пароводоизоляционного покрытий.

Как видно из перечисления, одними из важнейших проверок являются проверки отклонения конструкций от проектного положения и их деформации (контроль геометрических параметров), которые определяются на основе геодезических измерений.

Геодезический контроль геометрических параметров, характеризующих техническое состояние объекта, является частью технического контроля технических состояний зданий и сооружений промышленных предприятий, должен базироваться на основных принципах и понятиях системы технического контроля, изложенных в машиностроении и строительстве и других сферах деятельности, с учетом специфики решаемых задач, объектов и условий контроля.

В СГГА, на основе научных исследований и практического опыта в работах [1] и [2] обобщены теоретические основы построения системы ГК, включающие принципы, структуру, элементы системы и их взаимосвязь. Изложены основные положения проектирования и производства ГК, включающие детальную проработку вышеназванных процессов, начиная от сбора исходной информации для проектирования ГК на предприятии до анализа состояния конструкций объекта по геометрическому признаку.

Наиболее важными факторами проектирования системы геодезического контроля (СГК) являются комплексный подход к решению проблемы, а также применение принципов системности, стандартизации, оптимальности, динамичности, преемственности, адаптации.

Комплексный подход предусматривает максимальное удовлетворение интересов всех организаций и предприятий, использующих результаты геодезического контроля (ГК) технических состояний - проектировщиков, строителей, эксплуатационников зданий и сооружений, а также учет всех основных факторов, влияющих на оценку технического состояния объектов.

Системный подход заключается в том, что геодезический контроль технического состояния должен разрабатываться как единая система, основные элементы которой - объект, метод, средства, документация и условия контроля.

Принцип оптимальности при разработке системы геодезического контроля заключается в том, что каждый элемент системы обеспечивает решение поставленных задач при минимальных затратах на её разработку и максимальном эффекте от её функционирования.

Принцип стандартизации состоит в том, что основные функции, задачи и требования к СГК должны обеспечиваться стандартами. Стандарты являются базой системы, позволяющей внедрять ГК по определению технического состояния объектов на всех промышленных предприятиях и гражданских комплексах.

Принцип динамичности заключается в том, что в СГК должна предусматриваться возможность её совершенствования и развития с учетом требований технического прогресса.

Принцип преемственности заключается в максимальном использовании передового опыта разработки СТК в машиностроении, приборостроении,

строительстве с учетом специфики эксплуатации строительных объектов и проведения геодезических работ.

Принцип адаптации состоить в разработке и введении в СГК элементов, обеспечивающих быструю приспособляемость СГК к специфике объектов контроля.

Исходя из выше изложенных принципов, построение СГК должно осуществляться с позиций системного подхода. Основываясь на системном подходе, СГК технического состояния конструкций зданий и сооружений определяют, как и систему технического контроля в машиностроении, через функцию ^гк, вход Хгк, выход 7гк, структуру ^гк и связь с окружающей

средой Н гк, т.е.

СГК = (Ргк.Хгк.Г^^гкНгк)- (1.1)

Структура включает совокупность элементов, свойства элементов и взаимосвязь элементов. Элементами ГК являются объекты контроля и их геометрические параметры, методы, средства измерений, исполнитель и документация. Результатами взаимодействия элементов СГК является технологический процесс геодезического контроля.

Система геодезического контроля функционирует по определенным правилам, установленным в технической документации контроля. Структура и взаимосвязь элементов приведены на рисунке.

Входами СГК служат здания и сооружения промышленного предприятия и управляющая документация в виде технических заданий на проектирование, проектная и исполнительная документация на

строительство и эксплуатацию. Сюда следует отнести также современную нормативную документацию по диагностике, техническому и геодезическому контролю конструкций.

Выходами является документация, отражающая техническое состояние объектов по геометрическому признаку. Эту информацию используют для управления технической эксплуатацией зданий, сооружений и оборудования предприятия.

К окружающей среде отнесены внешние и внутренние воздействия и нагрузки на здания и сооружения, возникающие в процессе эксплуатации и приводящие к изменению геометрических параметров конструкций зданий и сооружений; система организации и управления технической эксплуатацией и качество технологической документации на технический и геодезический контроли.

Взаимодействие окружающей среды и системы ГК представляется в виде связей и выходов системы.

Функция СГК состоит в предотвращении, на основе проверки геометрических параметров, брака в определении фактического технического состояния конструкций зданий, сооружений и технологического оборудования.

Система геодезического контроля характеризуется различными свойствами: точностью, стоимостью, достоверностью, полнотой и др. Все

свойства СГК можно разделить на связанные со свойствами будущего объекта (достоверность определения параметров, характеризующих техническое состояние объектов) и с экономическими показателями (стоимостью и трудоемкостью контроля).

«—

Окружающая среда

Внешние воздействия

Внутренние нагрузки и воздействия

Организация и управление эксплуатацией

Управляющая

документация

Подробное описание системы и процессов ГК приводятся в работах [1] и [2]. В них также на конкретных примерах приводятся особенности

проектирования и производства ГК для характерных объектов и присущих им видам геометрических параметров. Обширные приложения [2] содержат справочный материал технического и нормативного характера, позволяющий обеспечить качественное проектирование и выполнение геодезического контроля по оценке технического состояния инженерных объектов.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Жуков Б.Н. Геодезический контроль сооружений и оборудования промышленных предприятий: Монография.- Новосибирск: СГГА, 2003. -356 с.

2. Жуков Б.Н. Руководство по геодезическому контролю сооружений и оборудования промышленных предприятий при их эксплуатации. - Новосибирск: СГГА, 2004. -376 с.

© Б.Н. Жуков, 2005