Мониторинг зданий и сооружений в сочи. Мониторинг технического состояния зданий и сооружений Общий мониторинг состояния зданий сооружений
Объект капитального
Капитальный ремонт здания
Реконструкция здания
Модернизация здания
Моральный износ здания
Физический износ здания
Усиление -
Причины, вызывающие необходимость проведения технического обследования
Необходимость проведения обследования - его состав, объем и характер -продиктовано ГОСТ 31937-2011 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния».
Обследование и мониторинг технического состояния зданий и сооружений проводят в соответствии с предварительно разработанными программами.
Первое обследование технического состояния зданий и сооружений проводится не позднее чем через два года после их ввода в эксплуатацию. В дальнейшем обследование технического состояния зданий и сооружений проводится не реже одного раза в 10 лет и не реже одного раза в пять лет для зданий и сооружений или их отдельных элементов, работающих в неблагоприятных условиях (агрессивные среды, вибрации, повышенная влажность, сейсмичность района 7 баллов и более и др.). Для ункальных зданий и сооружений устанавливается постоянный режим мониторинга.
Техническое обследование также необходимо проводить:
По истечении сроков эксплуатации здания;
При обнаружении значительных и опасных дефе-
ктов и повреждений в процессе эксплуатации зда-
По результатам последствий пожаров, стихийных бедствий, аварий, связанных с разрушением здания (сооружения);
По инициативе собственника объекта;
При изменении технологического назначения здания (со - оружения);
По предписанию органов, уполномоченных на ведение го сударственного строительного надзора
Обнаруженные повреждения и дефекты конструкций вследствие температурных, коррозионных, силовых воздействий, нарушение геометрии строительных конструкций и всего здания;
Просадки и неравномерные осадки и деформации фундаментов;
Планируемые увеличения эксплутационных нагрузок в связи с изменением функционального назначения здания;
Реконструкция зданий во всем многообразии сопровождающих ее целей;
Возобновление остановленного строительства при отсутствии своевременной консервации, а при выполнении консервации – по истечении более 3 лет;
Необходимость контроля технического состояния вследствие произошедших стихийных бедствий (пожар, землетрясение, техногенные аварии);
Отсутствие проектной и исполнительной документации объекта;
Необходимость оценки состояния конструкций здания, находящегося вблизи строящихся объектов.
Состав программы обследования
Программой обследования устанавливают:
Перечень подлежащих обследованию строительных конструкций;
Перечень подлежащих обследованию инженерного оборудования и инженерных сетей;
Места и методы инструментальных измерений и испытаний конструкций не разрушающими методами;
Места вскрытия и отбора проб материалов, в том числе грунтов и для их испытания в лабораториях;
Необходимость проведения дополнительных инженерно-геологических изысканий;
Перечень необходимых поверочных расчетов;
Методы и способы исследований;
Перечень приборной базы исследований;
График выездов (посещений) на объект;
Состав экспертов и других специалистов
Детальное (инструментальное) обследование
Измеритель прочности бетона ОНИКС-2.3
Прибор действует по принципу склерометра и предназначен для оперативного определения прочности и однородности бетона ударно-импульсным методом. Прибор также применяется для оценки прочности, твердости, пластичности других материалов – полнотелого кирпича, растворов и т.д. Диапазон измерений от 2 до 100 мПа.
Погрешность 5 %.
Память 1000 серий или 200 серий по 15 ударов.
Прибор оснащен интерфейсом и программой обработки результатов.
Прибор универсальный ультразвуковой ПУЛЬСАР-1.0
Прибор предназначен для измерения времени и скорости распространения ультразвуковых волн в твердых материалах при поверхностном и сквозном прозвучивании. Прибор позволяет определять прочность, плотность и модуль упругости по установленным корреляционным зависимостям.
Основные виды контролируемых материалов: бетон (тяжелый, легкий), кирпич (керамический и силикатный).
Фиксированная база измерений 100 мм
Рабочая частота колебаний 60 кГц
Память результатов 200 серий
Питание от аккумуляторов (АА) 3,6 В
Регистратор РТВ
Серия регистраторов РТВ, выполненных на базе изделий DS1921-23, предназначена для регистрации тепловых процессов во времени и мониторинга температуры во времени с последующей обработкой информации на персональном компьютере. За счет малых габаритов (Ø17х6 мм) и полной автономности (регистраторы имеют встроенную литиевую батарею), герметичности, виброустойчивости регистраторы могут быть установлены в труднодоступных местах, там, где применение других средств контроля невозможно. Регистраторы РТВ являются эффективной заменой применяемых в настоящее время громоздких и неудобных в эксплуатации самопишущих приборов.
Большой набор функций и режимов работы делает РТВ чрезвычайно эффективным для регистрации и контроля температуры и влажности в следующих случаях:
Строительство и производство стройматериалов (в т.ч. дорожное строительство);
Транспортирование и хранение (склады, хранилища);
Контроль температуры изделий и техники при работе оборудования («Термошпион»);
Варианты исполнения прибора:
РТВ-2.0…РТВ-2.1 – регистраторы температуры;
РТВ-3.0 – регистраторы влажности.
Диапазон измеряемых температур
РТВ-2.0 от 0 до +85ºС
РТВ-2.1 от -40 до + 85ºС.
Основная абсолютная погрешность измерения температуры ±1ºС в диапазоне от -40 до +70ºС; ±2ºС в диапазоне от +70 до +125ºС.
Диапазон измеряемой влажности (для РТВ-3.0) от 0 до 100%.
Встроенные часы/календарь, отсчитывающие время от секунды до годов (с учетом високосных лет) с точностью хода не ниже ±2 мин/месяц при температуре от 0 до +45ºС.
Период отсчетов регистрируемых температуры и влажности от 1 до 273 часов.
Количество сохраняемых отсчетов температуры – до 2048, при этом длительность регистрируемого процесса – от 1,5 суток до 362 суток.
Все зафиксированные отсчеты температуры и влажности сохраняются с привязкой к реальному времени с точностью до минуты.
Обмерные работы
Цель обмерных работ – определение или уточнение геометрических размеров зданий, конструкций и их элементов, установление их соответствия проекту.
Объем и состав обмерных работ устанавливают во время предварительного обследования.
Обмерные работы производятся с помощью измерительных инструментов: рулетки, складных реек, наборов металлических линеек и угольников. Используются уровни, отвесы, штангенциркули, шаблоны и др. Положения основных базовых линий, углов и отметок должны определяться с помощью геодезических приборов – теодолита и нивелира. Погрешность измерений при этом должна быть не более 0,2 допускаемых величин отклонений .
Результаты обмеров наносятся на копии рабочих чертежей здания или на эскизы для последующего изготовления (восстановления) чертежей.
Состав обмерных работ включает:
Уточнение разбивочных осей здания;
Проверку пролетов и шагов конструкций;
Замер основных параметров несущих конструкций;
Определение фактических размеров сечений;
Проверку вертикальности и соосности конструкций, параметров площадок опирания в узлах;
Измерение прогибов, наклонов, перекосов, выпучивания, смещений;
В железобетонных и каменных конструкциях определение наличия трещин и величины их раскрытия;
В металлических конструкциях определяют сечения элементов, длину, катеты сварных швов, наличие деформаций элементов, а также наличие специальной обработки;
В деревянных конструкциях измеряют длины элементов, их искривление и коробление, наличие и размеры трещин, размеры участков биологического поражения.
Измерение температур
При теплотехнических исследованиях ограждающих конструкций производятся измерения температур твердых, газовых, жидкостных и сыпучих тел в диапазоне от минус 70 до плюс 1600 °С.
Измерения могут проводиться контактным и бесконтактным методом.
К контактным приборам относятся термометры: биметаллические, жидкостные, полупроводниковые и электрические, а также на основе термопар.
К бесконтактным приборам относятся: тепловизоры, инфракрасные термометры и пиранометры.
Для проведения термомониторинга используют автоматические самописцы или съемные электронные кассеты с цифровой памятью. При выявлении влияния на участки измерения источников излучения участки необходимо экранировать, сохраняя вокруг них свободное движение воздуха. Термопары применяют, в основном, для измерения температурных газовых и жидких сред, сыпучих материалов. При этом используются преимущественно хромель-копелевые (ХК), хромель-алюмелевые (ХА) и медь-константоновые термопары (ТМК).
Вторичными (считывающими) приборами для термопар являются высокоточные потенциометры КП-59, самопишущие ЭПП-09, ПОР.
Тарировочные графики для термопар обычно строятся из сопоставительных испытаний термопары во время таяния льда в термосе, где температура определяется с помощью ртутного термометра.
Бесконтактные методы измерения температур реализуются с помощью оптических пиранометров ОПИР-017 (в диапазоне -18…+400×°С), а также бесконтактных термометров типа «Thermoparu ±750».
Для получения температурного поля в ограждающих конструкциях используют тепловизоры АТП-44-М (ГОСТ 22629-85), AGA «Thermovizion-750», «Thermovizion-470».
Измерение кренов здания
Почти все старые здания, подлежащие реконструкции, приобретают крен – отклонение конструкций и вертикальных обрезов здания от нормального положения к горизонтальной плоскости в уровне планировки.
Крен зданийизмеряют следующими способами:
Вертикального проецирования с помощью отвеса;
Вертикального проецирования теодолитом или прибора оптического вертикального визирования;
Горизонтальных углов и угловых засечек.
Способ вертикального проецирования с помощью отвеса – самый простой и доступный, но применим для относительно невысоких зданий (h ≤ 15 м), что связано с трудностями закрепления верхних точек и влиянием ветра на отклонение нити отвеса. При этом способе отвес закрепляют наверху здания в крайней точке В , а отклонения нити отвеса от нижней точки А измеряют миллиметровой линейкой в двух взаимно перпендикулярных плоскостях здания (см. рис. 4.13, а), затем вычисляют общую линейную величину крена (l ) по формуле
Рис. 4.13. Схема измерения крена здания:
а – отвесом; б – с помощью теодолита
Относительную величину крена i вычисляют по формуле
, (4.27)
| где | h | − | высота здания, м. |
Угловую величину крена α, определяющую его направление, вычисляют следующим образом:
. (4.28)
Вертикальное проецирование с помощью теодолита выполняют так:
Теодолит устанавливают над постоянным знаком, находящимся в створе с одной из вертикальных плоскостей здания на расстоянии (1,5-2)·h ;
Наводят вертикальную ось трубы теодолита на хорошо обозначенную и видимую точку В ;
Трубу опускают до точки В" и берут отсчет по миллиметровой линейке внизу, в точке В" , которая приставлена к нижнему участку стены. Таким образом, измеряют горизонтальное отклонение от исходной точки В до В" , что обозначают ∆х ;
Измерение повторяют относительно другой плоскости этого же угла здания (см. рис. 4.13, б).
Вопросы для самопроверки
1. Поясните, чем отличается реконструкция зданий от ремонтов: капитального, текущего.
2. Какие причины вызывают постановку технического обследования?
3. Какова последовательность работ при проведении предварительного обследования?
3.1. В каких случаях начинается детальное техническое обследование?
4. В чем преимущество неразрушающих методов исследования конструкций перед лабораторными с отбором проб?
7. Как определяется моральный износ здания?
8. По каким критериям определяются условия теплозащиты здания?
9. Какие геодезические работы проводятся при реконструкции?
10. Для чего выполняются наблюдения за осадками фундаментов?
11. Как измеряется крен здания?
Общий мониторинг технического состояния зданий-
Система наблюдения и контроля, проводимая по определенной программе, утверждаемой заказчиком, для выявления объектов, на которых произошли значительные изменения напряженно-
деформированного состояния несущих конструкций или крена и для которых необходимо обследование их технического состояния.
Динамические параметры зданий (сооружений)- Параметры зданий и сооружений, характеризующие их динамические свойства, проявляющиеся при динамических нагрузках, и включающие в себя периоды и декременты собственных колебаний основного тона и обертонов, передаточные функции объектов, их частей и элементов.
Уникальное здание (сооружение)- Объект капитального
строительства, в проектной документации которого предусмотрена хотя бы одна из следующих характеристик: высота более 100 м, пролеты более 100 м, наличие консоли более 20 м, заглубление подземной части (полностью или частично) ниже планировочной отметки более чем на 15 м, с пролетом более 50 м или со строительным объемом более 100 тыс. м3 и с одновременнымпребыванием более 500 человек
Капитальный ремонт здания - комплекс строительных и организационно-технических мероприятий по устранению физического и морального износа, не предусматривающих изменение основных технико-экономических показателей здания или сооружения (площади,объема), включающих замену отдельных несущих конструктивных элементов и систем инженерного оборудования в случае необходимости.
Реконструкция здания - комплекс строительных работ и организационно-технических мероприятий, связанных с изменением основных технико-экономических показателей (нагрузок, планировки помещений, строительного объема и общей площади здания, инженерной оснащенности) с целью изменения условий.
Модернизация здания - частный случай реконструкции, предусматривающий изменение и обновление объемно-планировочного и архитектурного решений существующего здания старой постройки и его морально устаревшего инженерного оборудования в соответствии с требованиями, предъявляемыми действующими нормами к эстетике условий проживания и эксплуатационным параметрам жилых домов и производственных зданий.
Моральный износ здания - постепенное (во времени) снижение основных эксплуатационных показателей по уровню комфорта проживания или работы людей по отношению к современному, технических и санитарных требований эксплуатации зданий.
Физический износ здания - ухудшение технических и связанных с ними эксплуатационных показателей здания, вызванное причинами эксплуатации.
Усиление - комплекс мероприятий, обеспечивающих повышение несущей способности и эксплуатационных свойств строительной конструкции или здания и сооружения в целом по сравнению с фактическим состоянием или проектными показателями.
Мониторинг зданий и сооружений
ООО «ЭПБ-Проект» осуществляет работы по техническому мониторингу
зданий и сооружений.
Мониторинг - система визуальных и инструментальных наблюдений за сохранностью существующих зданий и сооружений, за воздействиями строительных работ на окружающую застройку и территорию (30-ти метровую зону риска), а также за состоянием конструкций объекта строительства или реконструкции, направленная на оперативное определение возможных негативных воздействий и на их устранение (согласно ТСН 50-302-2004 ).
Выдержки из Градостроительного кодекса РФ , касающиеся состояния конструкций и технического мониторинга зданий:
Градостроительный кодекс РФ глава 6.2. Эксплуатация зданий и сооружений:
«…Эксплуатационный контроль за техническим состоянием зданий, сооружений проводится в период эксплуатации таких зданий, сооружений путем осуществления периодических осмотров, контрольных проверок и (или) мониторинга состояния оснований, строительных конструкций, систем инженерно-технического обеспечения и сетей инженерно-технического обеспечения в целях оценки состояния конструктивных и других характеристик надежности и безопасности зданий, сооружений, систем инженерно-технического обеспечения и сетей инженерно- технического обеспечения и соответствия указанных характеристик требованиям технических регламентов, проектной документации… » (статья 55.24);
«…Если иное не предусмотрено федеральным законом, лицо, ответственное за эксплуатацию здания, сооружения, обязано вести журнал эксплуатации здания, сооружения, в который вносятся сведения о датах и результатах проведенных осмотров, контрольных проверок и (или) мониторинга оснований здания, сооружения, строительных конструкций, сетей инженерно-технического обеспечения и систем инженерно-технического обеспечения, их элементов, о выполненных работах по техническому обслуживанию здания, сооружения, о проведении текущего ремонта здания, сооружения, о датах и содержании выданных уполномоченными органами исполнительной власти предписаний об устранении выявленных в процессе эксплуатации здания, сооружения нарушений, сведения об устранении этих нарушений… » (статья 55.25).
Нормативная документация по техническому мониторингу:
Градостроительный кодекс РФ;
ГОСТ 31937-2011 «Правила обследования и мониторинга технического состояния»;
ТСН 50-302-2004 «Проектирование фундаментов зданий и сооружений в Санкт-Петербурге»;
Федеральный закон № 384 «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений»;
СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений».
Рис.1 Мониторинг зданий и сооружений (слева-направо: геодезический мониторинг, снятие показаний с трещиномеров)
Основные термины и определения согласно ГОСТ 31937-2011
Общий мониторинг технического состояния зданий (сооружений) - система наблюдения и контроля, проводимая по определенной программе, утверждаемой заказчиком, для выявления объектов, на которых произошли значительные изменения напряженно-деформированного состояния несущих конструкций или крена и для которых необходимо обследование их технического состояния (изменения напряженно-деформированного состояния характеризуются изменением имеющихся и возникновением новых деформаций или определяются путем инструментальных измерений).
Мониторинг технического состояния зданий (сооружений), попадающих в зону влияния строек и природно-техногенных воздействий - система наблюдения и контроля, проводимая по определенной программе на объектах, попадающих в зону влияния строек и природно-техногенных воздействий, для контроля их технического состояния и своевременного принятия мер по устранению возникающих негативных факторов, ведущих к ухудшению этого состояния.
Мониторинг технического состояния зданий (сооружений), находящихся в ограниченно работоспособном или аварийном состоянии - система наблюдения и контроля, проводимая по определенной программе, для отслеживания степени и скорости изменения технического состояния объекта и принятия в случае необходимости экстренных мер по предотвращению его обрушения или опрокидывания, действующая до момента приведения объекта в работоспособное техническое состояние.
Мониторинг технического состояния уникальных зданий (сооружений) - система наблюдения и контроля, проводимая по определенной программе для обеспечения безопасного функционирования уникальных зданий или сооружений за счет своевременного обнаружения на ранней стадии негативного изменения напряженно-деформированного состояния конструкций и грунтов оснований или крена, которые могут повлечь за собой переход объектов в ограниченно-работоспособное или в аварийное состояние.
Уникальное здание (сооружение) - объект капитального строительства, в проектной документации которого предусмотрена хотя бы одна из следующих характеристик: высота более 100 м, пролеты более 100 м, наличие консоли более 20 м, заглубление подземной части (полностью или
частично) ниже планировочной отметки более чем на 15 м, с пролетом более 50 м или со строительным объемом более 100 тыс. м.куб. и с одновременным пребыванием более 500 человек.
Текущее техническое состояние зданий (сооружений) - техническое состояние зданий и сооружений на момент их обследования или проводимого этапа мониторинга.
Система мониторинга технического состояния несущих конструкций - совокупность технических и программных средств, позволяющая осуществлять сбор и обработку информации о различных параметрах строительных конструкций (геодезические, динамические, деформационные и др.) с целью оценки технического состояния зданий и сооружений.
Система мониторинга инженерно-технического обеспечения - совокупность технических и программных средств, позволяющая осуществлять сбор и обработку информации о различных параметрах работы системы инженерно-технического обеспечения здания (сооружения) с целью контроля возникновения в ней дестабилизирующих факторов и передачи сообщений о возникновении или прогнозе аварийных ситуаций в единую систему оперативно-диспетчерского управления города.
Рис.2 Мониторинг за трещинами, кренами и осадками здания (слева-направо: дублирующий гипсовый и трехосный маяк; светоотражающая марка для наблюдения за кренами; марка для наблюдения за осадками здания).
Причины мониторинга строительных конструкций и здания в целом
Расположение в зоне влияния негативного воздействия от соседнего строительства и природно-техногенных воздействий (30-ти метровая зона риска окружающей застройки). Подробнее
Присвоение отдельным конструктивным элементам или зданию в целом следующих категорий технического состояния: ограничено-работоспособное, аварийное. Присвоение категорий осуществляется на основании комплексного обследования здания в соответствии с ГОСТ 31937-2011.
Мониторинг конструкций проводится, в случае если здание или сооружение - уникальное, высотное или большепролетное. Для мониторинга уникальных зданий и сооружений используются системы дистанционного автоматизированного мониторинга.
Цель и задачи мониторинга
Основной целью мониторинга является изучение, наблюдение и своевременный анализ напряженно-деформированного состояния (НДС) строительных конструкций.
Задачи мониторинга:
Контроль технического состояния конструкций и своевременное принятие мер по устранению возникающих негативных факторов, ведущих к ухудшению технического состояния;
Выявление конструкций или зданий в целом, на которых произошли изменение напряженно-деформированного состояния (НДС);
Обеспечение безопасного и своевременного обнаружения на ранней стадии негативного изменения напряженно-деформированного состояния конструкций и грунтов основания, которые могут повлечь переход объектов в ограниченно-работоспособное или в аварийное состояние;
Отслеживание степени и скорости изменения технического состояния объекта и принятия в случае необходимости экстренных мер по предотвращению его обрушения, а именно специализированная организация при обнаружении превышения установленных критериев обязана предложить временно приостановить работы и рекомендовать меры по нормализации ситуации. При несогласии застройщика и/или подрядчика с предложенными мероприятиями организация, осуществляющая мониторинг, обязана уведомить об этом государственные органы надзора.
Программа мониторинга
Согласно пункту 6.1.7 ГОСТ 31937-2011 программе мониторинга в обязательном порядке предшествует визуально-инструментальное обследование здания (сооружения) необходимое для обнаружения и фиксации дефектов, а также определения категории технического состояния отдельных конструкций и здания (сооружения) в целом.
При составлении программы мониторинга необходимо учитывать, что эксплуатация зданий (сооружений) при аварийном состоянии конструкций, включая грунтовое основание, не допускается. Устанавливается обязательный режим мониторинга.
Программу мониторинга разрабатывают на основании цели и задач мониторинга для каждого конкретного случая (здания, сооружения). В программе мониторинга указывают виды работ проводимых на объекте мониторинга и периодичность наблюдений (снятия показаний) с учетом технического состояния объекта. Программу мониторинга согласовывают с Заказчиком и при необходимости с КГИОП (при мониторинге объектов культурного наследия) и «КГА».
При разработке программы мониторинга руководствуются скоростью возможного протекания процессов изменения напряженно-деформированного состояния (НДС), а также таблицей 21.1 «Периодичность и продолжительность мониторинга» (ТСН 50-302-2004 ).
Периодичность (цикличность) мониторинга (снятия показаний)
Наименование видов работ
по мониторингу
В процессе ведения работ нулевого цикла (котлован, фундаменты)
В процессе строительства надземных
конструкций
В процессе
эксплуатации
Визуальный контроль технического состояния конструкций соседней застройки. Контроль состояния и датчиков на трещинах.
Не реже одного раза в месяц
Не реже одного раза в месяц
Не реже одного раза в квартал в течение первого года эксплуатации, далее не реже одного раза в год
Геодезические измерения деформаций сохраняемых конструкций и соседней застройки (осадок, кренов, горизонтальных смещений).
Не реже одного раза в неделю
Не реже одного раза в месяц в течение первого года эксплуатации, далее - ни одного раза в квартал
Не реже одного раза в две недели
Контроль параметров колебаний грунта и окружающей застройки
Фиксация уровня грунтовых вод по пьезометрам
Не реже одного раза в неделю
Контроль за соблюдением технологического регламента работ нулевого цикла
Весь период производства работ
Геологический контроль забоя скважин при устройстве буровых свай
Весь период изготовления свай
Технический контроль за состоянием возведенных конструкций нулевого цикла
Весь период ведения работ
Табл. 21.1 Периодичность и продолжительность мониторинга.
При выборе системы наблюдений учитывают цель проведения мониторинга, а также скорость протекания процессов и их изменение во времени, продолжительность измерений, ошибки измерений, в том числе за счет изменения состояния окружающей среды, а также влияния помех и аномалий природно-техногенного характера. Содержание и объем работ по мониторингу определяют в зависимости от геотехнической категории объекта строительства или реконструкции (геотехническая категория ).
В программе мониторинга указываются:
Цели мониторинга;
Зона действия мониторинга;
Предмет мониторинга (, состоянием соседней застройки, параметрами колебаний (вибродиагностика), уровнем грунтовых вод, поровым давлением, качеством работ и т.д.);
Периодичность и сроки проведения мониторинга;
Критерии остановки работ;
Механизм остановки работ при возникновении неблагоприятных воздействий и механизм оперативной выработки рекомендаций по их устранению.
Геотехническая категория - уровень сложности объекта строительства или реконструкции. Геотехническая категория устанавливается при предварительной оценке геотехнической ситуации на стадии технико-экономического обоснования (ТЭО) и уточняется на каждой стадии проектирования. Определение геотехнической категории для случая, когда окружающая (соседняя) застройка находится в пределах зоны риска () от реконструкции и строительства, осуществляют, исходя из сочетания следующих составляющих:
Уровня ответственности объекта реконструкции или строительства;
реконструкции или строительства;
Кроме того для объекта реконструкции при определении геотехнической категории учитывается категория его технического состояния.
При наличии элементов конструкций, находящихся в аварийном состоянии, до начала строительной деятельности на площадке необходимо устранить аварийность, после чего может быть оценена категория технического состояния здания (в том числе с учетом проведенного усиления).
Классификация геотехнических категорий представлена в ТСН 50-302-2004 .
Рис.3 Вертикальные перемещения до и после реконструкции здания (фрагмент отчета по геотехническому обоснованию строительства).
Виды и состав работ при мониторинге зданий и сооружений
Мониторинг состоит из двух этапов - подготовительного (установочного цикла) и рабочего этапа (циклов).
Состав работ установочного цикла:
Анализ исходной информации по результатам обследования зданий (сооружений);
Определяются фоновые параметры колебания конструкций зданий от имеющихся воздействий (вибродиагностика);
Устанавливаются и (для мониторинга трещин рекомендуем устанавливать дублирующие друг друга маяки - гипсовые и , как представлено на рис. 2);
Определяются крены стен зданий, неравномерность осадок;
Устанавливаются геодезические марки на цоколе с привязкой к городской реперной сети;
Устанавливаются пьезометры (режимные скважины) для контроля за уровнем подземных вод;
Уточняются проектные критерии по допустимым воздействиям.
Состав работ рабочего этапа (циклов):
Контроль состояния и на трещинах (фиксация ширины раскрытия/закрытия трещины);
Геодезические измерения деформаций зданий, в том числе измерения осадок в абсолютных отметках;
Наблюдения за параметрами колебаний (вибродиагностика);
Фиксация уровня подземных вод по пьезометрам;
Виды мониторинга:
1. Визуальный контроль технического состояния конструкций соседней застройки. Контроль состояния маяков и датчиков на трещинах.
2. Геодезические измерения деформаций сохраняемых конструкций и соседней застройки (осадок, кренов, горизонтальных смещений).
3. Контроль параметров колебаний грунта и окружающей застройки (геотехнический мониторинг и вибродиагностика). Комплекс работ по скважинной инклинометрии.
4. Фиксация уровня грунтовых вод по пьезометрам.
5. Контроль за соблюдением технологического регламента работ нулевого цикла.
6. Геологический контроль забоя скважин при устройстве буровых свай.
7. Технический контроль за состоянием возведенных конструкций нулевого цикла.
На каждой стадии мониторинга технического состояния конструкций зданий (сооружений) и грунта проводят следующие работы:
Определяют текущие динамические параметры объекта и сравнивают их с параметрами, измеренными на предыдущем этапе (вибродиагностика);
Фиксируют степень изменения ранее выявленных дефектов и повреждений конструкций объекта и выявляют вновь появившиеся дефекты и повреждения;
Проводят повторные измерения деформаций, кренов, прогибов и т. п. и сравнивают их со значениями аналогичных величин, полученными на предыдущем цикле;
Анализируют полученную на данном этапе мониторинга информацию и делают заключение о текущем техническом состоянии объекта;
А нализ деформаций объекта может выполняться в рамках напряженно-деформированной модели здания и грунтов основания.
Инклинометрия котлованов в рамках экскавации (откопки) грунта
С целью геотехнического мониторинга котлованов нашими специалистами осуществляется комплекс работ по скважинной инклинометрии. Суть скважинной инклинометрии заключается в периодических измерениях смещения грунта за гранью котлованов с целью своевременного предотвращения обрушения шпунтовых стенок а также предотвращению возникновения аварийных ситуаций. Монтаж инклинометрических скважин (трубок) осуществляется как за гранью шпунтовой стенки (после уже погруженного шпунта), так и непосредственно на этапе погружения шпунта с помощью приварки инклинометрических трубок к поверхности шпунта и их герметизации. Итогом работ по скважинной инклинометрии являются графики отклонения шпунта в зоне проведения измерений от первоначального (установочного) уровня. Схема расположения инклинометрических трубок определяется исходя из программы мониторинга.
Итог работ по мониторингу
Заказчику технического мониторинга сдают следующую документацию:
1. Отчет по установочному циклу наблюдений.
2. Письма на официальном бланке организации за каждый цикл наблюдений (уведомление заказчика на каждом этапе мониторинга о существующих на момент написания письма деформациях и сравнения их с нормативными допустимыми параметрами).
Понятие мониторинга технического состояния зданий и сооружений введено в систему нормативной документации с вступлением в действие (Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния). Ранее мы уже . Теперь остановимся на том что такое мониторинг и как он регламентирован данным ГОСТ.Предусмотрено четыре основных вида мониторинга:
- общий мониторинг технического состояния зданий и сооружений
- мониторинг технического состояния зданий и сооружений, попадающих в зону влияния строек и природно-техногенных воздействий
- мониторинг технического состояния зданий и сооружений, находящихся в ограниченно работоспособном или аварийном состоянии
- мониторинг технического состояния уникальных зданий и сооружений
Мониторинг уникальных зданий и сооружений носит обязательный характер. Системы для такого мониторинга должны разрабатываться на стадии проектирования и устанавливаться во время строительства для обеспечения наблюдение за состоянием конструкций в постоянном режиме. Для этого вида мониторинга используются комплексные автоматические стационарные системы, разрабатываемые индивидуально для каждого здания.
В процессе проектирования строительства новых и реконструкции существующих зданий определяется зона влияния этого строительства на расположенные вблизи строительной площадки здания и сооружения. За такими зданиями проектом должен быть предусмотрен другой вид мониторинга - мониторинг технического состояния зданий и сооружений, попадающих в зону влияния строек и природно-техногенных воздействий . Мероприятия по мониторингу разрабатываются в рамках ПОС на основании результатов обследования зданий и инженерно-геологических изысканий. Для мониторинга используют в основном геодезические методы, а так же визуальные наблюдения и измерение динамических параметров зданий.
Общий мониторинг технического состояния зданий и сооружений проводят для выявления существенных изменений в их напряженно-деформированном состоянии (явного ухудшения технического состояния). Для этого вида мониторинга используется измерение динамических параметров здания и визуальный осмотр. В связи с низкой трудоемкостью данных работ такой мониторинг может эффективно использоваться для наблюдением за состоянием группы зданий. Рекомендуется проводить его один раз в два года.
Мониторинг технического состояния зданий и сооружений, находящихся в ограниченно работоспособном или аварийном состоянии. При аварийном состоянии конструкций эксплуатация здания не допускается, а мониторинг за ними должен быть установлен в обязательном порядке на весь период до полного завершения работ по приведению конструкций в работоспособное состояние. При этом виде мониторинга используют комплекс наблюдений и измерений наиболее подходящий для контроля за изменением состояния конструкций. Обязательно определяются динамические параметры здания. При ограниченно работоспособном состоянии конструкций эксплуатация здания возможна либо при постоянном мониторинге за ними, либо при восстановлении/усилении конструкций. После завершения ремонтных работ за восстановленными/усиленными конструкциями может устанавливаться наблюдение (мониторинг). При наличии необходимости мониторинг может вестись и за конструкциями, находящимися в работоспособном состоянии.
Следует различать обозначенные выше виды мониторинга технического состояния зданий и сооружений, так как каждый вид мониторинга имеет свои конкретные цели и способы (инструменты) их достижения. Подбор методик и средств мониторинга должен осуществляться исходя из конкретных задач с учетом состояния и особенностей объекта. Мониторинг состояния зданий может существенно повысить безопасность их эксплуатации. Современные средства мониторинга в сравнении с распространенными ранее могут существенно снижать стоимость мониторинга при повышении качества, достоверности и оперативности контрольных мероприятий.
Что представляет собой мониторинг деформаций зданий?
Это систематические наблюдения за факторами, определяющими степень и скорость деформации зданий.
Мониторинг деформаций зданий выполняется непрерывно за данный период, что позволяет определить динамику деформационного процесса у фундаментов, стен, колонн, перекрытий, лестниц и элементов несущих жестких конструкций, зафиксировать изменения свойств грунта под сооружением.
- оценка актуального состояния аварийного объекта,
- обеспечение безопасности эксплуатации построек, попадающих в зону воздействия нового строительства, реставрации или реконструкции
- определение скорости и степени изменения технического состояния постройки.
Можно проводить исследование состояния строящихся соседних зданий или следить за динамикой раскрытия трещин в готовых объектах.
Почему нужно проводить мониторинг деформаций зданий?
Любые строительные работы обусловливают увеличение нагрузки на основания, нарушение целостности подземного пространства, организацию дополнительных магистральных коммуникаций – все это в разной степени воздействует на технические параметры окружающих сооружений. За счет выполнения мониторинга деформаций зданий застройщики получают целостную картину состояния близлежащих строений. Могут контролировать текущий рабочий процесс для предотвращения непредвиденных последствий проводимых работ.
Когда может потребоваться услуга мониторинга?
Профессиональный мониторинг зданий при строительстве проводят, когда необходимо осуществить ряд мероприятий в застроенном районе. Это может быть забивка свай, отрыв котлована или устройство коммуникаций, реконструкция архитектурных исторических памятников, а также в случаях:
- окончания нормативного периода эксплуатации дома,
- обнаружения дефектов в процессе технического обслуживании строения домовладельцем,
- изменения целевого назначения постройки,
- продажи или приобретения недвижимости,
- определения пригодности объекта к использованию после пожара,
- выявления последствий после природных бедствий,
- предписания органов строительного надзора.
Мониторинг осадок здания
позволяет разработать своевременные, адекватные решения для предотвращения воздействия негативных факторов на соседние сооружения при строительстве, гарантировать жильцам и домовладельцам безопасность проводимых ремонтных или строительных работ.
Длительное наблюдение за возможными осадками здания в зоне строительства позволяет:
- установить степень и скорость деформации (осадки) здания,
- вести контроль за изгибами, прогибами или кренами здания.
Эти наблюдения особенно актуальны при разработке котлованов и забивке свай, проводятся согласно ГОСТ 31937-2011.
Этапы обследования строящихся соседних зданий
Алгоритм технического мониторинга:
- Общий анализ проектных документов.
- Подготовительные работы.
- Визуальный осмотр конструкции.
- Предварительная оценка предстоящих объемов работ.
- Монтажные мероприятия.
- Инструментальное обследование здания (выявление глубины карбонизации бетонных плит, определение состояния арматуры, несущих балок, прочих конструкционных элементов).
По окончании исследовательских работ специалисты составляют карты дефектов, детальные таблицы, чертежи поверочных расчетов, отражающих реальное состояние сооружения.
Документы, получаемые после мониторинга
Результат мониторинга деформаций зданий эксперты отражают в экспертно-техническом заключении. Это пакет документов:
- обмерные чертежи,
- карты дефектов и вскрытий,
- фотоотчет с подробным описанием снимков,
- таблицы испытаний,
- заключение с присвоением исследуемому объекту категории выявленного технического состояния, соответствующей нормам ГОСТ и СП 13-102-2003,
- расчеты физического, морального износа конструкции в целом,
- список рекомендованных мероприятий для устранения обнаруженных дефектов, рекомендации относительно дальнейшей эксплуатации.
Заключение подписывают эксперты, выполняющие испытания, руководители подразделений, руководство компании.
Какие разрешения должна иметь компания?
Для правомерного мониторинга деформаций зданий специалисты компании должны иметь допуск к соответствующим работам. Сама компания – разрешающее свидетельство на осуществление работ, оказывающих воздействие на безопасность коммерческой, жилой недвижимости.
Сколько стоит мониторинг здания и сооружения?
Цену организации мониторинговых работ определяет ряд параметров: трудоемкость технического задания, масштаб работ, объем поставленных перед экспертами задач.
Учитывая наличие различных условий, стоимость исследования рассчитывается специалистами индивидуально для конкретного случая.
Что дает мониторинг имеющихся трещин?
В рамках полноценного обследования построек ответственным этапом выступает мониторинг трещин здания – определение причин их образования, динамики развития. Каждая трещина несет серьезную угрозу. Поскольку обычный осмотр редко помогает установить степень опасности, необходимо профессиональное наблюдение за развитием трещин в готовых конструкциях.
Процесс наблюдения за развитием расщелин предусматривает установку маячков на стены здания, которые помогают контролировать протекание деформаций в сооружениях, предотвратить обрушения или аварии. При мониторинге раскрытия трещин установка маяков на здание дает возможность четко фиксировать происходящие изменения. Это могут быть электронные, гипсовые, пластичные или точечные маячки.
Результаты обследования позволяют домовладельцам разработать, принять меры по дальнейшей эксплуатации сооружений, определить тип ремонтных мероприятий для устранения развития трещин. Лаборатория строительной экспертизы "А-эксперт" предлагает правомерные, компетентные услуги по выполнению строительного мониторинга в Москве, Санкт-Петербурге и других регионах России. Мы располагаем штатом опытных, сертифицированных специалистов, передовой технической базой для проведения мониторинговых работ на уровне мировых стандартов.
Здание не может быть всегда крепким и надежным. Оно со временем слабеет, деформируются его конструкции и элементы. Ещё серьезнее обстоит дело, когда рядом проводятся капитальные работы. Это - или новое строительство, или серьезные земляные работы. Здания стоят на фундаментах, а фундаменты стоят на земле. Т.е., земля - это тоже фундамент. Здание давит на землю, оно на землю опирается. Из-за этого возникают вертикальные и горизонтальные силы, действующие на грунт. И, если неподалеку от здания начать рыть котлован, то в земле в районе котлована происходят микросдвиги и плотность земли, которая находится под зданием, начинает из-за этого уменьшаться. Если за этим процессом не следить и не принять фиксирующие, укрепляющие меры, то здание может деформироваться, наклониться (Пизанская башня) и даже разрушиться. Чтобы этого не произошло, закажите мониторинг.
Внимание
Деньги за экспертизу Вам возместит проигравшая сторона.
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
«Московский Государственный Университет Природообустройства»
Строительный факультет
Кафедра экспертизы и управления недвижимостью
на тему: «Мониторинг зданий и сооружений»
Выполнили
студентки группы 419 В.И. Рыбина
Н.С. Филатова
Проверил В.Я. Жарницкий
Москва2011 г.
Введение
Основные термины
1. Общие правила проведения обследования и мониторинга технического состояния зданий и сооружений
2. Мониторинг технического состояния зданий и сооружений. Основные положения
3. Общий мониторинг технического состояния зданий и сооружений
4. Мониторинг технического состояния зданий и сооружений, находящихся в ограниченно работоспособном или аварийном состоянии
5. Мониторинг технического состояния зданий и сооружений, попадающих в зону влияния нового строительства, реконструкции или природно-техногенных воздействий
6. Мониторинг технического состояния уникальных зданий и сооружений
7. Общие требования к проектированию и разработке автоматизированных стационарных систем мониторинга технического состояния зданий (сооружений)
8. Требования к мониторингу общей безопасности объектов (с комплексной оценкой риска от аварийных воздействий природного и техногенного характера)
9. Геотехнический мониторинг зданий и сооружений (включая геодезический мониторинг)
10. Организация мониторинга зданий и сооружений в городе Москва
11. Примеры проектирования и эксплуатации схем мониторинга конструкций и оснований высотных зданий
Литература
Приложения
Введение
Для современного этапа экономического и общественного развития в России характерно расширение строительного производства и проведение масштабного строительства в крупных городах, в первую очередь, в Москве и Санкт-Петербурге, сопровождающееся постоянным ростом сложности возводимых объектов и условий, в которых осуществляется их строительство. Это неизбежно порождает новые задачи, связанные с обеспечением безопасной жизнедеятельности в условиях мегаполиса, определяющейся, во-первых, надежностью самих строящихся сооружений, и, во-вторых, влиянием проводимого строительства на уже существующую инфраструктуру.
Современные тенденции в строительстве, а именно - увеличение этажности зданий, уплотнение городской застройки, стесненность строительных площадок, освоение подземного пространства, насыщение инженерными коммуникациями неизменно приводят к возникновению и последующему увеличению негативного техногенного воздействия проводимого строительства на уже построенные объекты, расположенные в прилегающих зонах.
В связи с этим особое значение приобретает проблема контроля технического состояния зданий и сооружений с целью предупреждения возникновения аварийных ситуаций и обоснованность выбора комплекса инженерных мероприятий по их недопущению. При этом очевидно, что контроль технического состояния несущих конструкций должен носить систематический характер и позволять осуществлять оценку происходящих изменений на основе количественных критериев, т.е. базироваться на процедурах выявления соответствия фактической прочности, жесткости и устойчивости конструктивных элементов нормативным требованиям.
В настоящее время в г.Москва проводятся работы по обследованию технического состояния отдельных объектов. Однако большое количество зданий и сооружений не охвачено вообще никаким контролем, хотя жизнедеятельность города динамично приводит как к ухудшению свойств грунтов, так и к негативным воздействиям силового и не силового характера на наземные конструкции зданий и сооружений. Все это в условиях исчерпания нормативных сроков эксплуатации большого количества объектов не допустимо и требует системно организованных наблюдений. Ведь сроки эксплуатации многих зданий в нашей стране давно превысили все допустимые нормы, происходит накопление физического износа, что крайне опасно для жизнедеятельности людей. Такие здания нуждаются в постоянном контроле их технического состояния. И если в Москве и Санкт-Петербурге производится хоть какой-то контроль технического состояния зданий, то на периферии этот вопрос до сих пор остается без внимания.
Основные термины
Здание - результат строительства, представляющий собой объемную строительную систему, имеющую надземную и (или) подземную части, включающую в себя помещения, сети инженерно-технического обеспечения и системы инженерно-технического обеспечения и предназначенную для проживания и (или) деятельности людей, размещения производства, хранения продукции или содержания животных.
Сооружение - результат строительства, представляющий собой объемную, плоскостную или линейную строительную систему, имеющую наземную, надземную и (или) подземную части, состоящую из несущих, а в отдельных случаях и ограждающих строительных конструкций и предназначенную для выполнения производственных процессов различного вида, хранения продукции, временного пребывания людей, перемещения людей и грузов.
Уникальные здания и сооружения – сооружения, на которые в проектной документации предусмотрена хотя бы одна из следующих характеристик:
Использование конструкций и конструктивных систем, требующих применения нестандартных методов расчета, либо разработки специальных методов расчета, либо требующих экспериментальной проверки на физических моделях, а также применяемых на территориях, сейсмичность которых превышает 9 баллов;
Высота более 100 м;
Пролет более 100 м;
Вылет консолей более 20 м;
Заглубление подземной части ниже планировочной отметки земли более чем на 10 метров.
К уникальным зданиям и сооружениям следует относить, также, зрелищные, спортивные, культовые сооружения, выставочные павильоны, многофункциональные офисные, торгово-развлекательные комплексы и т.п. с максимальным расчётным пребыванием более 1000 человек внутри объекта или более 10000 человек вблизи объекта.
Жизненный цикл здания или сооружения - период, в течение которого осуществляются инженерные изыскания, проектирование, строительство (в том числе консервация), эксплуатация (в том числе текущие ремонты), реконструкция, капитальный ремонт, снос здания или сооружения.
Воздействие - явление, вызывающее изменение напряженно-деформированного состояния строительных конструкций и (или) основания здания или сооружения.
- механическая сила, прилагаемая к строительным конструкциям и (или) основанию здания или сооружения и определяющая их напряженно-деформированное состояниеНормальные условия эксплуатации - учтенное при проектировании состояние здания или сооружения, при котором отсутствуют какие-либо факторы, препятствующие осуществлению функциональных или технологических процессов.
Динамические параметры зданий и сооружений - параметры зданий и сооружений, характеризующие их динамические свойства, проявляющиеся при динамических нагрузках, и включающие в себя периоды и декременты собственных колебаний основного тона и обертонов, передаточные функции объектов, их частей и элементов и др.
Физический износ здания - ухудшение технических и связанных с ними эксплуатационных показателей здания, вызванное объективными причинами.
Моральный износ здания - постепенное (во времени) отклонение основных эксплуатационных показателей от современного уровня технических требований эксплуатации зданий и сооружений.
Текущее техническое состояние зданий и сооружений - техническое состояние зданий и сооружений на момент их обследования или проводимого этапа мониторинга.
Аварийное состояние - категория технического состояния строительной конструкции или здания и сооружения в целом, включая состояние грунтов основания, характеризующаяся повреждениями и деформациями, свидетельствующими об исчерпании несущей способности и опасности обрушения и (или) характеризующаяся кренами, которые могут вызвать потерю устойчивости объекта.
Обследование - комплекс мероприятий по определению и оценке фактических значений контролируемых параметров, характеризующих эксплуатационное состояние, пригодность и работоспособность объектов обследования и определяющих возможность их дальнейшей эксплуатации или необходимость восстановления и усиления.
Мониторинг - 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.
Общий мониторинг технического состояния зданий и сооружений - система наблюдения и контроля, проводимая по определенной программе, утверждаемой заказчиком, для выявления объектов, на которых произошли значительные изменения напряженно-деформированного состояния несущих конструкций или крена, и для которых необходимо обследование их технического состояния (изменения напряженно-деформированного состояния характеризуются изменением имеющихся и возникновением новых деформаций или определяются путем инструментальных измерений).
Мониторинг технического состояния зданий и сооружений, попадающих в зону влияния строек и природно-техногенных воздействий - система наблюдения и контроля, проводимая по определенной программе на объектах, попадающих в зону влияния строек и природно-техногенных воздействий, для контроля их технического состояния и своевременного принятия мер по устранению возникающих негативных факторов, ведущих к ухудшению этого состояния.
