19Управление рисками в составе мониторинга объектов геотехнического и подземного строительства
Чунюк Дмитрий Юрьевич
кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой механики грунтов и геотехники, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), KafedraMGG@mgsu.ru
Любое строительство геотехнических и подземных объектов связано с факторами риска. Для управления данными факторами еще на стадии проекта должен быть определен перечень мероприятий для их снижения. Одним из основных мероприятий является мониторинг. В статье описан эффективный метод управления рисками с помощью мониторинга и научно-технического сопровождения проектов, приведены классификации потенциальных опасностей для геотехнического и подземного строительства. С применением цветовой градации в табличной форме даны категории опасностей и описан регламент и действия для их снижения. В статье подробно описаны результаты, полученные на реальных объектах при управлении рисками с помощью мониторинга и научно-технического сопровождения на каждом этапе строительства. Ключевые слова: строительство геотехнических и подземных объектов, управление рисками, жизненный цикл объекта
При строительстве объектов в мегаполисах существуют различные факторы риска, способные повлиять на объект. Для минимизации проявления негативных факторов еще на этапе проектирования необходимо проводить мероприятия способные на ранней стадии выявить любые отклонения от проекта. Одним из основных мероприятий для снижения риска является мониторинг.
Для удобства разделим риски по основным этапам жизненного цикла объекта: предпроектные, проектные, строительные, риски в процессе эксплуатации.
Оценку рисков и их управление необходимо производить с использованием информации об объектах-аналогах. Чем больше таких объектов, тем выше точность выявления негативных факторов.
Любое управление рисками должно включать в себя:
системный характер управления. Такое свойство очень важно, так как подразумевает комплексный подход к управлению рисками и помогает рассматривать возможную совокупность различных рисковых событий.
сложную структуру системы управления. Такое свойство подразумевает рассмотрение взаимосвязи рисков и изучение характера и степени влияния факторов на развитие рискового события.
высокую результативность системы управления. Это свойство является пожалуй основным, так как позволяет избежать негативного воздействия на строительный объект как в процессе строительства, так и в процессе эксплуатации. Оно должно быстро адаптироваться под изменение условий и реагировать на них.
Вышеперечисленные факторы риска предъявляют специальные требования к проектированию и строительству, заставляя проектировщиков для обеспечения надёжной работы сооружения в течение всего срока эксплуатации вести работы, которые включают необходимость прогнозирования возможных изменений (ухудшения) всех характеристик учитывающихся при строительстве.
При составлении плана работ с целью минимизации негативного влияния на строительство помимо мониторинга применяются различные методы. Одним из них является экспертная оценка. Такой метод представляет собой сбор имеющийся информации по факторам влияющим на строительство и составление опросной анкеты. Далее экспертная группа, состоящая из экспертов в данной области отвечает на вопросы в анкете. На последнем этапе проводится описание как управлять выявленными рисками.
\ Идентификация и анализ J
1 1
Определение методов управления
1 1
Выбор подходящего метода
управления
1 1
г Применение выбранного метода
1 г
Г л Мониторинг и дополнения к выбранному методу
V_
Рис. 1
Исходя из вышесказанного становится понятно, что перед определение состава работ по мониторингу объектов необходимо учесть множество различных факторов. На рис. 1 укрупненно показаны факторы, учет которых необходимо проводить.
Все факторы риска предъявляют специальные требования к проектированию и строительству, заставляя проектировщиков для обеспечения надёжной работы сооружения в течение всего срока эксплуатации вести работы, которые включают необходимость прогнозирования возможных изменений (ухудшения) всех характеристик учитывающихся при строительстве
При строительстве необходимо выявить не только риски среди одного типа Ртип, но и риски из общего перечня Робщ. Исходя из объемов рисков в дальнейшем будем им присваивать степень опасности А, Б и В.
Исходя из каждой группы рисков установим, что существуют следующие уровни опасности при проявлении риска:
А - безопасный;
Б- средней опасности;
В - опасный.
Любые факторы риска должны рассматриваться как в долгосрочной, так и в краткосрочной перспективе. Поэтому уровень риска особенно при строительстве и эксплуатации будем рассматривать как переменную величину, требующую постоянного контроля.
Таблица 1
Определение степени опасности в зависимости от объема выявленных рисков
№ п/п Название группы рисков Объем выявленных рисков, в %
из общего перечня рисков, Робщ. из общего перечня рисков, Робщ.
1 Градостроительные (архитектурные) - инвестиционные риски. (архитектурно - градостроительные риски) 0<Робщ.<20 0<Ртип.<20
20<РОбщ.<60 20<Ртип.<60
60<Робщ.<100 60<Ртип.<100
2 Изыскательские риски (производственные риски) 0<Робщ.<20 0<Ртип.<20
20<Робщ.<60 20<Ртип.<60
60<Робщ.<100 60<Ртип.<100
3 Проектные риски (производственные риски) 0<Робщ.<20 0<Ртип.<20
20<Робщ.<60 20<Ртип.<60
60<Робщ.<100 60<Ртип.<100
4 Строительные риски (производственные риски) 0<Робщ.<20 0<Ртип.<20
20<Робщ.<60 20<Ртип.<60
60<Робщ.<100 60<Ртип.<100
5 Эксплуатационные риски (производственные риски) 0<Робщ.<20 0<Ртип.<20
20<Робщ.<60 20<Ртип.<60
60<Робщ.<100 60<Ртип.<100
Базовой составляющей при любом строительстве: надземном или подземном, является мониторинг. При управлении рисками в долгосрочной перспективе, а не на одном этапе жизненного цикла объекта, мониторинг рекомендуется включать в состав работ по научно-техническому сопровождению.
Научно-техническое сопровождение включает в себя следующие этапы: подготовительный работы; основные работы;
составление промежуточных и итоговых заключений по объекту строительства.
От правильности составления подготовительных работ в последствии зависит полнота и точность проведения научно-технического сопровождения. В данный этап входят:
- ознакомление с проектом здания и технической документацией (ПОС, ППР, ППСР и т.д.);
- составление программы работ, в том числе и техническое задание на мониторинг. Программа согласуется с Заказчиком и проектной организацией;
- разработка проекта по мониторингу технического состояния рассматриваемого объекта;
- составление программы мониторинга напряженно-деформированного состояния элементов здания (узлов, элементов и других элементов).
К основным работам в обязательном порядке должны относиться геотехнический мониторинг, системные наблюдения за техническим состоянием конструкций здания, составление прогноза возможных осадок и деформаций, контроль за соблюдением проекта, дополнительный мониторинг особо опасных элементов.
На заключительном этапе должен быть выполнен отчет по результатам научно-технического сопровождения и выполненного мониторинга.
Геотехнический мониторинг в составе научно-технического сопровождения производится в целью применения адекватных мероприятий необходимых для предупреждения проявления нештатных ситуаций, которые могут привести к аварии.
Также геотехнический мониторинг выполняется для актуализации прогнозов и оценок, сделанных на предыдущих этапах. Геотехнический мониторинг должен проводиться постоянно и не являться статичным изображением, а быть изменяющейся картинкой.
Научно-техническое сопровождение должно включать риск-ориентированный подход. При таком подходе к основным аспектам подверженным контролю относятся наиболее опасные или подозрительные процессы, выявляемые в ходе геотехнического мониторинга. Остальные процессы подвергаются контролю в фоновом режиме.
При научно-техническом сопровождении должна производиться проработка развития возможных негативных процессов, которые могут привести к аварии. Затраты на выполнение работ по геотехническому мониторингу, которые в зависимости от объекта строительства и эксплуатации могут составлять до 10% от стоимости строительства. В некоторых особо сложных случаях стоимость геотехнического мониторинга может превышать 10% от стоимости строительства.
Если рассматривать геотехнический мониторинг как часть научно-технического сопровождения для уменьшения рисков при строительстве, то к основным целям можно отнести:
■ своевременное выявление и контроль за развитием отклонений в поведении грунтов основания или основных конструктивных элементов конструкции;
■ контроль за состоянием конструкций не только строящегося здания, но и за объектами попадающими в зону влияния строительства;
■ при обнаружении отклонений от проекта, которые в последующем могут привести к аварии необходима корректировка или разработка специальных мероприятий способных минимизировать негативные воздействия.
К основным задачам геотехнического мониторинга на любом этапе строительства можно отнести:
- обеспечение проектной надежности оснований и конструируемых объектов;
- обеспечение сохранности окружающей застройки, попадающей в зону влияния;
- обеспечение стабильности свойств грунтов и предотвращение негативных изменений окружающей среды;
- сохранность существующих подземных сооружений и конструкций;
- в случае выявления отклонений необходимо незамедлительно подготовить застройщику задания для устранения и предупреждения отклонений.
Система геотехнического мониторинга является источником получения новой геотехнической информации о работе сооружения и основания или при подземном строительстве о работе обделок и массива. При ведении работ геотехнический мониторинг позволяет определить, как работы по строительству влияют на активизацию опасных процессов.
При применении автоматизированных систем мониторинга в online режиме обеспечивается получение необходимыми данными для обеспечения выбора наиболее безопасных режимов эксплуатации. Такой тип мониторинга должен применяться только для особо опасных объектов или объектов эксплуатирующийся на слабых грунтах.
При анализе данных системы геотехнического мониторинга на контролируемых сооружениях выполняется поиск новых факторов риска, которые при соответствующем обосновании могут быть включены в схему контроля и принятия решений по снижению категории опасности.
Таблица 2
Категории опасности и регламент действия служб.
Категория опасности Цветовое обозначение Регламент действия Действия по снижению риска
Категория 1 Красный В экстренном режиме Оповещение всех специальных служб. Комплексный анализ данных всех методов геотехнического мониторинга. Визуальное и инструментальное обследование участка сооружения. Риск необходимо уменьшить до категории 2. Стоимость работ при таком подходе меняться не должна
Категория 2 Желтый В плановом режиме Комплексный анализ всех методов геотехнического мониторинга. Должны проводиться визуальные осмотры участков сооружения. Результаты обследования передаются в проектную организацию. Должны быть приняты меры для снижения риска до тех пор, пока их стоимость не превышает ущерб от риска
Категория 3 Зеленый Никаких действий не проводится, продолжается ведение геотехнического мониторинга. Меры по снижению риска не требуются.
Таблица 3
Данные результатов идентификации, систематизации, управления геотехническими рисками и сопоставление данных со степенью снижения общей безопасности цикла возводимого объекта на каждом этапе его жизненного цикла
Время продолжения работ на данном этапе Снижение безопасности объекта строительства при отсутствии управления геотехническими рисками, в % Снижение безопасности объекта строительства при плохом управлении геотехническими рисками Снижение безопасности объекта строительства при хорошем управлении геотехническими рисками
Общая безопасность Объем факторов риска Оста-точная без-опасность Общий объем по факторам риска Объем по типам факторов риска Среднее значение Остаточ ная без-опасность Общий объем по факторам риска Объем по типам факторов риска Среднее значение Остаточ ная без-опасность
Бобщ Рк Бост.к Робщ Ртип Рсред. 1 Бост.1 Робщ Ртип Рсред. 2 Бост.2
0 100 0 100 0 0 0 100 0 0 0 100
1 100 10 90 52 38 45 55 22 12 17 83
2 100 20 80 45 31 38 62 16 12 14 86
3 100 30 70 71 45 58 42 13 27 20 80
4 100 40 60 45 27 36 64 15 5 10 90
5 100 50 50 56 54 55 45 22 6 14 86
6 100 60 40 24 30 27 73 16 4 10 90
7 100 70 30 54 51 52,5 47,5 15 11 13 87
8 100 80 20 56 39 47,5 52,5 13 3 8 92
9 100 90 10 42 46 44 56 8 4 6 94
10 100 100 0 48 44 46 54 5 3 4 96
100 90 80 а 70 : 60
! 50 I 40 ; 30 20
Критический риск - Рк Остаточная безопасность - Бост.к Плохо управаляемый риск -Рсред.1 Остаточная безопасность - Бост.1 'Хорошо управляемый риск -Рсред.2 Остаточная безопасность - Бост.2
5 6 7 8 9 10
Продолжительность этапа жизненного цикла объекта, месяцы
Рис. 1. Графическое изображение результатов идентификации, систематизации, управления геотехническими рисками и сопоставление данных со степенью снижения общей безопасности цикла возводимого объекта на каждом этапе его жизненного цикла.
В процессе разработки методики управления рисками основной задачей является определение остаточной безопасности объекта. На основе анализа объектов были выделены общий объем факторов риска и объем по типам факторов риска. Для управления рисками также рассчитывалась общая и остаточная безопасность объекта при отсутствии управления геотехническими рисками, а также при плохом и хорошем управлении.
На основе полученных данных было построено графическое изображение результатов идентификации, систематизации, управления геотехническими рисками и сопоставление данных со степенью снижения общей безопасности цикла возводимого объекта на каждом этапе строительства.
Выводы
На основе полученных данных можно сделать вывод, что геотехнические риски существуют на всех этапах строительства и их управление играет колоссальную роль для безопасности объекта. Для качественного управления, идентификации и оценки рисков необходимо выполнять мониторинг строящихся и эксплуатируемых объектов. В качестве долгосрочной перспективы рекомендуется проводить мониторинг в составе научно-технического сопровождения.
Все данные мероприятия учитываются еще на стадии проектирования, либо на стадии проекта.
Литература
1. СП 22.13330.2016 Основания зданий и сооружений / 2 02 01 83* 22 13330 2016. СНиП 2.02.01-83* Актуализированная редакция
2. Современные методы оценки риска для людей при пожарах в высотных зданиях / Под общ. ред. И.А. Болодьяна // Строительная безопасность. — 2005.—№ 1. — С. 82—83.
3. Чунюк Д.Ю., Сельвиян С.М. Определение вероятности возникновения сверхнормативных деформаций зданий в зоне влияния глубоких котлованов. Экономика строительства. 2022. № 1 (73). С. 54-61
10
0
4. Чунюк Д.Ю. Особенности классификации и составляющие геотехнического риска в строительстве. Промышленное и гражданское строительство. 2013 №9. С. 42-44.
5. Чунюк Д.Ю., Каган М.Л. Оценка аварийно-опасных зон деформации зданий вблизи глубоких котлованов/ Научное обозрение. 2015. № 14. С. 113-116. ISSN: 18154972
Risk management as part of the monitoring of geotechnical and underground construction facilities Chunyuk D.Yu.
National Research Moscow State University of Civil Engineering (NRU MGSU)
Any construction of geotechnical and underground facilities is associated with risk factors. To manage these factors at the project stage, a list of measures to reduce them should be determined. One of the main activities is monitoring. The article describes an effective method of risk management through monitoring and scientific and technical support of projects, classifications of potential hazards for geotechnical and underground construction are given. With the use of color gradation in tabular form, the categories of hazards are given and the regulations and actions to reduce them are described. The article describes in detail the results obtained at real facilities when managing risks with the help of monitoring and scientific and technical support at each stage of construction. Keywords: construction of geotechnical and underground facilities, risk management, facility life cycle References
1. SP 22.13330.2016 Foundations of buildings and structures / 2 02 01 83* 22 13330 2016. SNiP 2.02.01-83* Updated version
2. Modern methods of risk assessment for people in case of fires in high-rise buildings / Ed. ed. I.A. Bolodyana // Construction
safety. - 2005. - No. 1. - S. 82-83.
3. Chunyuk D.Yu., Selviyan S.M. Determination of the probability of occurrence of excess deformations of buildings in the zone of
influence of deep pits. Economics of construction. 2022. No. 1 (73). pp. 54-61
4. Chunyuk D.Yu. Features of classification and components of geo-technical risk in construction. Industrial and civil construction.
2013 No. 9. pp. 42-44.
5. Chunyuk D.Yu., Kagan M.L. Evaluation of emergency zones of deformation of buildings near deep pits / Scientific review. 2015.
No. 14. P. 113-116. ISSN: 1815-4972
