Stavebné procesy sú často ovplyvnené vonkajšími faktormi, ktoré spôsobujú nehody. Na ich kontrolu sa vyvíjajú špeciálne prognostické a komplexné analytické systémy, ktoré umožňujú takýmto hrozbám predchádzať prijatím vhodných opatrení alebo zmenou taktiky pracovných činností. Jednou z centrálnych oblastí takéhoto riadenia je geotechnický monitoring (GTM), prostredníctvom ktorého je možné predpovedať a dokonca riadiť stav cieľového objektu z hľadiska jeho interakcie s faktormi negatívneho vplyvu prírodného charakteru.
koncept GTM
GTM sa chápe ako súbor opatrení súvisiacich s monitorovaním stavu konštrukcií objektu vo výstavbe alebo rekonštrukcii. Osobitná pozornosť sa pri kontrole venuje základni ložiskového poľa a okolitým konštrukciám. Technologické údaje o prácisú organizované na základe pozorovacích stanovíšť umiestnených v zóne výstavby aj mimo nej v laboratórnych podmienkach. Zároveň sa geotechnický monitoring budov a stavieb neobmedzuje len na sledovanie stavu cieľového objektu počas jeho výstavby. Dokonca aj vo fáze vývoja projektu môže byť možné integrovať systém zásahu do studne do súboru činností údržby počas prevádzky zariadenia.
Ciele GTM
Medzi hlavné ciele geotechnického monitoringu patrí zaistenie bezpečnosti pri výstavbe a prevádzke riadeného objektu, ako aj vytvorenie základne ukazovateľov, pomocou ktorých je možné posúdiť stupeň jeho spoľahlivosti. Týka sa to nielen budov vo výstavbe a uvádzaných do prevádzky, ale aj prác realizovaných v rámci opráv a rekonštrukcií. Ciele geotechnického monitoringu sa dosahujú vďaka včasnej detekcii procesov zmeny študovaných parametrov. Zohľadňujú sa charakteristiky konštrukcie aj vlastnosti základovej pôdy.
Úlohy GTM
V procese geotechnickej kontroly sa riešia nasledujúce úlohy:
- Pravidelná fixácia zmien parametrov geologického masívu a štruktúr na ňom nachádzajúcich sa.
- Včasné zistenie odchýlok parametrov, ako aj akýchkoľvek zmien, ktoré môžu narušiť očakávané trendy v priebehu prebiehajúcich prác.
- Hodnotenie rizík, ktoré so sebou prinášajú identifikované odchýlky kontrolovaných parametrov.
- Nastavte dôvody vykonaných zmien.
- Na základe výsledkov geotechnického monitoringu budov a stavieb sa vyvíja súbor opatrení, ktoré pomôžu predchádzať a eliminovať ďalšie negatívne procesy.
Použitie geologických a technických opatrení v stavebníctve
GTM je napojený na stavebné procesy v štádiu nultého cyklu pri geodetických prieskumoch a zemných prácach. Týka sa to najmä pôdneho podkladu, základov a základných nosných konštrukcií. Čo sa týka stavebných jám, monitoring sa vykonáva vo vzťahu k obvodovým konštrukciám, ktoré vylučujú riziká zrútenia. Prieskumy sa dotýkajú aj podzemných objektov – komunikácií, inžinierskych stavieb a tunelov. V rámci geotechnického monitoringu vo výstavbe sa zohľadňujú faktory, ktoré ovplyvňujú budovaný alebo rekonštruovaný objekt. Zohľadňujú sa potenciálne nebezpečné geologické procesy (klesanie, zosuvy pôdy, záplavy) aj dynamické vplyvy, ktorých zdrojom sú priamo stavebné práce.
GTO v kontrole pôdy
Pri implementácii GTM sa posudzuje stav zemného masívu, jeho správanie a prípadné zmeny súvisiace so zaťažením počas výstavby. Vo vzťahu k organickým pôdam sa analyzujú tieto charakteristiky:
- Deformácia základne pod základom rozostavanej konštrukcie.
- Horizontálny offsetový terénhĺbka formovania.
- Hladina podzemnej vody.
- Hydrodynamický tlak, ktorý sa môže vyskytnúť vo vodou nasýtených organominerálnych a organických pôdach vplyvom dodatočného zaťaženia.
- Povaha zmeny fyzikálnych a mechanických vlastností poľa.
Vo vzťahu k objemovým zeminám zabezpečuje geotechnický monitoring tieto merania kontrolovaných parametrov:
- Stupeň usadzovania, ku ktorému dochádza v dôsledku samozhutnenia novonasypaných a existujúcich zemín.
- Zaťaženie zo základovej platformy rozostavanej konštrukcie.
- Náklad z masívnych stavebných materiálov a zariadení umiestnených na mieste.
- Základné charakteristiky objemových pôd.
Rozsah prác na geologických a technických opatreniach
Podľa predpisov zahŕňa geotechnický monitoring tieto činnosti:
- Vývoj programu a projektu na ovládanie cieľového objektu. Zoznam, objemy a spôsoby operácií sú určené na základe geologických prieskumov vykonaných na stavenisku.
- Určenie načasovania a frekvencie monitorovacích operácií. Harmonogram je stanovený v závislosti od plánovanej dĺžky výstavby s prihliadnutím na pozemné práce a operácie súvisiace s elimináciou identifikovaných negatívnych faktorov vplyvu.
- Stanovenie kontrolovaných parametrov. V tomto prípade sa berú do úvahy miestne geologické podmienky a vlastnosti zariadenia vo výstavbe, vrátanevrátane úrovne jeho zodpovednosti.
- Spracovanie prijatých údajov a zostavenie správy, na základe ktorej sa prijmú opatrenia na zníženie zaznamenaných rizík.
Projekt geotechnického monitorovania
Pri vývoji projektu geologických a technických opatrení sa vytvára súbor konštrukčných riešení, ktoré by mohli zabezpečiť minimálnu mieru vplyvu na objekt negatívnymi vplyvovými faktormi. Toto zohľadňuje nielen efektívnosť metód, ale aj ekonomickú realizovateľnosť ich aplikácie. Zostaví sa technologická mapa výroby analytických opatrení, vyberú sa optimálne metódy prieskumu územia s prihliadnutím na klimatické a geofyzikálne parametre konkrétneho regiónu. V projekte geotechnického monitoringu stavby stavby sú predpísané aj požiadavky na environmentálnu bezpečnosť, čo sa môže prejaviť najmä v podobe obmedzení používania niektorých spôsobov ovplyvňovania prírodnej krajiny. V konečnom dôsledku vývojári predstavujú ucelený súbor opatrení s harmonogramom ich implementácie a možnosťou úprav v závislosti od vplyvu vonkajších faktorov.
Geotechnické prognózovanie
Predpoveď hrá dôležitú úlohu v komplexe zásahov do studní. Táto sada nástrojov sa používa pri navrhovaní základov, podzemných častí budov a základov. Prognózou tohto druhu sa rozumie posúdenie možného vplyvu procesu výstavby na stav a vlastnosti pôdneho masívu. Takéto činnosti sú tiež potrebné prevypracovanie projektov kladenia inžinierskych komunikácií nachádzajúcich sa v zastavanom území. Ako východiskové údaje pre geotechnický monitoring s predikciou sa používajú parametre posunov obvodových konštrukcií a zohľadňuje sa aj povaha deformačného účinku na zeminu z postavenej konštrukcie. Pri výpočtoch sa na posúdenie možných zmien používajú numerické a analytické metódy. Pri predpovedaní dodatočných deformácií, ktoré môžu byť spôsobené zvislým zaťažením od objektu vo výstavbe, je povolené použiť návrhovú schému vo forme lineárne deformovateľného polovičného priestoru.
metódy GTM
Na implementáciu monitorovania sa využívajú rôzne technologické prístupy vrátane geodetických, vizuálnych, vibrometrických, parametrických atď. Najjednoduchšou a najbežnejšou skupinou metód je vizuálno-inštrumentálne riadenie, pri ktorom sa kontroluje objekt s následným odstránením potrebné merania. Predovšetkým geotechnický monitoring budov s vizuálnou kontrolou zachytáva vývoj trhlín v konštrukciách, odchýlky polohy stropov a stien, charakteristiky poškodenia atď. Geofyzikálne metódy monitorovania ponúkajú odlišný prístup k monitorovaniu. V tomto prípade sa vykonáva komplex inžiniersko-geologických a hydrogeologických prieskumných činností, ktoré nemusia vôbec ovplyvniť parametre staveniska, ale plne študujú vlastnosti miestnej pôdy a jej fyzikálne charakteristiky s prihliadnutím na hladiny podzemnej vody.
Nástroje na zaznamenávanie geologických a technických opatrení
Prakticky všetky metódy modernej geotechnickej kontroly zahŕňajú použitie technických prostriedkov a zariadení na presné určenie kontrolovaných ukazovateľov. Môže to byť jednoduchý merací prístroj ako vodováha alebo meter, alebo elektronické zariadenia, ktoré automaticky fixujú cieľové parametre – nielen fyzikálne a geometrické, ale aj mikroklimatické. Napríklad na meranie sadania a päty budovy alebo jej jednotlivých konštrukcií sa využívajú komplexné geotechnické monitorovacie systémy, ktoré zachytávajú parametrické dáta vďaka predinštalovaným senzorom a markerom. Počas určitého časového obdobia sa z nich získavajú údaje, čo vám umožňuje sledovať dynamiku postupu otvárania kotúča alebo trhlín. Ale pre predpovedanie sú významné aj také ukazovatele ako teplotný režim s dynamikou kvapiek, koeficienty vlhkosti, úrovne tlaku atď.. Pre tieto a ďalšie meracie operácie sú vhodné piezometre, sklonomery, hmotnostné dávky, dynamometre, tenzometre a iné zariadenia. použité.
Programy geotechnického monitorovania
Po stanovení kontrolovaných hodnôt geotechnici zadajú špecifické údaje do protokolu, aby vygenerovali správu. Ďalej sa vykonáva komplexná analýza získaných informácií, aby sa v prípade potreby vyvinuli ochranné opatrenia. Na vyriešenie takýchto problémov sa používajú špeciálne geotechnické monitorovacie programy, medzi ktorými možno uviesť nasledujúce riešenia:
- systém TUN2. Jednoduchý a ľahko použiteľný softvérový nástroj určený na vykonávanie statickej analýzy podzemných stavieb.
- program POLUPROM. Algoritmus tohto systému umožňuje vykonávať výpočty prútových konštrukcií a konštrukcií, pričom ponúka možnosť modelovania línií vplyvu. Tento program sa tiež používa ako univerzálna technická kalkulačka.
- Komplex Midas. Kórejský multifunkčný produkt, ktorý vykonáva základné operácie spracovania geotechnických dát, ako aj špecializované výpočty v oblasti razenia tunelov.
Záver
Geotechnika v stavebníctve vo svojej primitívnej podobe sa využíva už od pradávna, keď sa ľudia pri výstavbe bytov snažili predvídať riziká vplyvov prírodných javov. V súčasnosti môžeme hovoriť o multilaterálnom a high-tech geotechnickom monitoringu, ktorý umožňuje identifikovať, evidovať, analyzovať a vyvíjať prostriedky na elimináciu existujúcich aj možných hrozieb pri výstavbe alebo prevádzke rôznych zariadení. Zároveň by sa metódy takejto kontroly nemali považovať len za prostriedok jednostranného hlásenia problémov. Moderné metódy zásahu do studní sa stávajú interaktívnejšími, čo dáva dôvod považovať ich za prostriedok zaistenia bezpečnosti aj za nástroj na nájdenie optimálnych ekonomických riešení pre realizáciu projektu.
