Геотехнический мониторинг зданий и сооружений

Что такое геотехнический мониторинг?

Геотехнический мониторинг представляет собой комплекс работ по наблюдению за поведением конструкций строящегося или реконструируемого объекта, его основания и окружающего грунтового массива. Это необходимая часть современного строительного процесса, которая позволяет контролировать безопасность возведения зданий и избегать негативного влияния на соседние постройки.

Мониторинг начинается с момента подготовки строительной площадки и продолжается в течение всего периода строительства, а также год после его завершения. Особую важность он приобретает при точечной застройке в сложившихся микрорайонах, где существует риск просадок и деформаций существующих зданий.

Цели и задачи

Основные цели

Геотехнический мониторинг направлен на обеспечение безопасности строительных работ и эксплуатации объектов. Главная цель заключается в контроле состояния грунтового массива и своевременном выявлении негативных процессов, которые могут повлиять на устойчивость сооружений.

Мониторинг позволяет отслеживать деформации грунтов основания, изменения напряженно-деформированного состояния массива и динамику подземных вод. Эти данные критически важны для принятия обоснованных инженерных решений на всех этапах строительства.

Задачи при проведении работ

Специалисты решают комплекс взаимосвязанных задач в процессе мониторинга. Измерение осадок фундаментов и деформаций конструкций составляет основу наблюдений. Контроль уровня грунтовых вод и их химического состава помогает прогнозировать коррозионные процессы.

Анализ полученных данных позволяет выявлять тенденции развития деформационных процессов. Сравнение фактических значений с расчетными показателями дает возможность корректировать проектные решения в режиме реального времени.

Обеспечение безопасности строительства

Геотехнический мониторинг служит инструментом предотвращения аварийных ситуаций на строительной площадке. Система раннего предупреждения основана на установлении предельно допустимых значений контролируемых параметров.

При превышении критических показателей автоматически активируются защитные мероприятия. Это может включать временную остановку работ, корректировку технологии или усиление конструктивных элементов.

Когда необходим?

Проведение геотехнического мониторинга регламентируется нормативными документами и техническими условиями проекта. Обязательность мониторинга определяется категорией ответственности сооружения, сложностью инженерно-геологических условий и потенциальным влиянием на окружающую застройку.

Этапы проведения

Объекты и виды геотехнического мониторинга

Мониторинг зданий и сооружений

Основная цель — раннее выявление деформаций и подтверждение безопасности эксплуатации. На практике контролируют осадки и крены, горизонтальные смещения, раскрытие трещин, вибрации от техники и транспорта, а также влияние уровня подземных вод на фундаменты и несущие элементы. Такой контроль требуется не только при новом строительстве, но и при реконструкции или при признаках повреждений уже эксплуатируемых объектов.

Геодезические и инструментальные измерения ведут по программе, согласованной с проектными допусками и СП 305/СП 22: снимают реперные отметки, отслеживают динамику параметров, сопоставляют результаты с расчетными моделями и, при необходимости, корректируют меры защиты. Итог — отчеты, графики тенденций и рекомендации по усилению конструкций или режиму эксплуатации.

Мониторинг грунтов и оснований

Поведение основания определяет надежность всего сооружения. Здесь наблюдают деформационные процессы в грунтовом массиве: осадки, просадки, подвижки, сдвиги, крены, а также изменения гидрогеологических условий. Для этого используют инклинометры, пьезометры, тензодатчики и другие датчики, иногда в составе автоматизированных систем с непрерывным сбором данных. Задача — вовремя заметить неблагоприятные тенденции и не допустить перехода обратимых деформаций в аварийные.

Мониторинг оснований особенно актуален в плотной городской застройке и на сложных грунтах, где даже небольшие изменения уровня подземных вод или локальные разгрузки могут запустить цепочку осадок. В отчетах фиксируют взаимосвязь колебаний УГВ и осадок, чтобы корректно прогнозировать развитие ситуации.

Мониторинг ограждающих конструкций и котлованов

На этапе нулевого цикла контролируют устойчивость ограждений и прилегающего массива: измеряют перемещения стен, анкеров и распорных систем, следят за осадками прилегающих зданий, контролируют состояние грунтовых вод. Частота наблюдений выше, чем на других этапах, поскольку изменения происходят быстрее, а цена ошибки велика.

Программу ведут до завершения подземной части, а в «чувствительных» условиях продлевают на период ранней эксплуатации. Если тренды указывают на рост смещений, проектируют оперативные меры — от изменения последовательности работ до усиления ограждения или дренажных мероприятий.

Кто выполняет геотехнический мониторинг

Работы выполняют специализированные инженерные организации, которые имеют опыт в геотехнике, геодезии и строительном контроле. В таких компаниях работают инженеры-геотехники, геодезисты, специалисты по автоматизированным системам наблюдений. При необходимости подключаются лаборатории для анализа грунтов и независимые эксперты для оценки полученных данных.

Важно, что мониторинг может вестись только при наличии утверждённой программы наблюдений, составленной в соответствии с проектной документацией и нормативами. Заказчику это гарантирует корректность измерений и объективность результатов.

Периодичность и регламент проведения

Периодичность зависит от стадии строительства и условий площадки. На этапе активного строительства контроль проводят чаще: от ежедневных визуальных осмотров до еженедельных инструментальных замеров. При стабилизации объекта частота уменьшается и может составлять один раз в месяц или квартал.

Регламент определяется проектом, СП и техническими условиями. Он включает перечень наблюдаемых параметров, допустимые пределы изменений и сроки отчётности. В случае превышения предельных значений фиксируется аварийное событие, о котором незамедлительно уведомляют заказчика и принимаются меры.

Результаты геотехнического мониторинга

Технические отчеты и графики

Все данные оформляются в виде отчётов с приложением таблиц, графиков динамики, схем расположения приборов. Такая документация позволяет проследить изменения параметров во времени, сопоставить фактические показатели с расчётными и принять решение о продолжении или корректировке работ.

Отчётность готовится в оговорённые сроки, а при резких изменениях параметров формируется внеплановое заключение.

Рекомендации и прогнозы

На основе наблюдений специалисты дают прогноз развития деформаций и состояния грунтов, предлагают меры для снижения рисков. Это может быть усиление конструкции, изменение технологии производства работ или установка дополнительных систем дренажа.

Для заказчика ценность состоит в том, что рекомендации основаны не на теоретических предположениях, а на реальных данных с площадки.

Работы ГК «Строй-Эксперт» по геотехническому мониторингу с использованием натурных методов включают:

• Геотехнический мониторинг оснований фундаментов и конструкций, ограждения котлована, массива грунта для возводимых и реконструируемых объектов с целью своевременного выявления деформаций;
• Геотехнический мониторинг окружающей застройки, расположенных в зоне влияния строительства, реконструкции или прокладки подземных коммуникаций, особенно актуальный для московского региона;
• Геотехнический мониторинг подземных инженерных коммуникаций, расположенных в зоне влияния, для предотвращения аварийных ситуаций и обеспечения безопасности объектов.

Методы, оборудование и технологии ГК «Строй-Эксперт»

Визуально-инструментальные методы (фиксация дефектов, определение ширины и глубин трещин, установка маяков и онлайн-датчиков для анализа динамики и т.п.) позволяют эффективно контролировать состояние конструкций и делать прогнозы возможных деформаций или разрушений. Специалисты компании, обладающие необходимым уровнем ответственности и членством в СРО, используют следующее оборудование:

• для получения качественных фотографий дефектов — цифровые фотоаппараты с большим зумом и специальными штативами, а также телефоны с высоким разрешением для оперативной фиксации,
• для наблюдения за раскрытием трещин — различные типы маяков: гипсовые, пластинчатые, точечные маяки, высокоточные часовые маяки, электронные измерительные датчики, онлайн-системы реального времени для отслеживания изменений значений,
• для организации наблюдений на высотных зданиях — квадрокоптер DJ Phantom 4 Pro, что значительно увеличивает количество точек контроля и улучшает оценку состояния объекта.

Геодезические методы или геодезический мониторинг (вертикальные перемещения конструкций, относительная разность осадок, крен конструкций, горизонтальные сдвиги) используются для контроля сложных строений, относящихся к категории повышенной опасности. Для определения перемещений конструкций проводятся измерения с использованием высокоточных геодезических приборов:

• цифровые нивелиры Sokkia SDL1X с комплектами инварных штрих-кодовых реек,
• электронные тахеометры Sokkia FX102, Sokkia CX102.

Полученные уникальные данные обрабатываются в программах CREDO DAT, CREDO_Нивелир или во встроенном программном обеспечении приборов. Затем обработанные результаты заносятся в Microsoft Excel или Credo Расчет деформаций для дальнейшей визуализации и составления документации. Периодичность мониторинга сетей и конструкций устанавливается в зависимости от сроков и условий эксплуатации вновь построенных или реконструируемых объектов.

Виброметрические методы используются для проведения измерений динамических воздействий от строящихся сооружений или других внешних факторов. Особенности этих методов заключаются в способности выявлять параметры негативных воздействий. Измерения проводятся с помощью портативного измерительного комплекса Алгоритм-3 в комплекте с датчиком вибрации АР98-100-01, результаты которых оформляются в виде протоколов вибродиагностики. Заказать проведение подобных мероприятий можно на сайте компании, где также указана стоимость услуг.

Тензометрические методы применяются для контроля напряженности в стальных распорках, тягах анкерных устройств и конструкциях. Все работы выполняются в соответствии с нормативными документами, что обеспечивает высокое качество и точность измерений.

Инструментарий

• Для периодического и непрерывного геотехнического мониторинга — накладные струнные датчики‑тензометры, в том числе СИТИС Спрут 1.01.01 с даталоггером Игла.
• Для визуализации показаний — приложение «Скат Лайт»
• Для определения напряжения распорок котлована — тензорезисторы

Геологические и гидрологические методы (уровень подземных вод, горизонтальные перемещения ограждающей конструкции по высоте, определение температур и состава подземных вод, определение глубин промерзаний грунтов за ограждающими конструкциями и т.п.).

Смещения грунта и шпунтового ограждения эксперты измеряют путем установки инклинометрических скважин с помощью инклинометра Soil C17, который комплектуется КПК и поддерживает связь с измерительным зондом по Bluetooth.

Для наблюдений за уровнем грунтовых вод специалистами оборудуются пьезометрические скважины совместно с электронным уровнемером Water Level Meter W7‑6.1‑30.

Технология наземного лазерного сканирования

Технология наземного лазерного сканирования

При мониторинге промышленных объектов и архитектурных строений лазерный сканер Trimble TX5 позволяет оперативно производить детализированную трехмерную съемку в автоматизированном режиме. При обработке таких данных можно получить информацию об отклонениях в каждой конкретной точке, оценить размер и величину трещин, сравнить результаты с допусками. Используя данные текущей и прошлых съемок, можно оценить изменение геометрии и трещин.

Нормативные документы

Референс-лист

• Физкультурно-оздоровительный комплекс без трибун для зрителей, Санкт-Петербург историческая часть здания и участка набережной р. Большой Невки;
• Бизнес-центр со встроенно-пристроенной механизированной автостоянкой, Санкт-Петербург, ул. Комиссара Смирнова;
• Погружение шпунтового ограждения на объектах строительства со встроенными помещениями и подземными автостоянками на территории квартала Усть-Славянка;
• Гостинично-офисный комплекс «Доклендс», Санкт-Петербург, пр. КИМа
• Многоквартирный дом со встроенными помещениями и встроено-пристроенным подземным гаражом (автостоянкой), Санкт-Петербург, Морской

Стоимость геотехнического мониторинга

Стоимость работ по геотехническому мониторингу зависит от множества факторов и рассчитывается индивидуально для каждого объекта.

На формирование цены влияют:

• состав необходимых мероприятий
• продолжительность наблюдений
• применяемые методики и оборудование
• сложность объекта

Наиболее затратными являются работы по установке пьезометрических и инклинометрических скважин, монтаж специальных датчиков и оборудование капитальных грунтовых реперов.

Часто задаваемые вопросы