Bouwprocessen worden vaak beïnvloed door externe factoren die ongelukken veroorzaken. Om ze te beheersen, worden speciale prognose- en complexe analysesystemen ontwikkeld, die het mogelijk maken om dergelijke bedreigingen te voorkomen door passende maatregelen te nemen of de tactiek van werkzaamheden te veranderen. Een van de centrale gebieden van een dergelijke controle is geotechnische monitoring (GTM), waarmee het mogelijk is om de toestand van het doelobject te voorspellen en zelfs te beheren in termen van zijn interactie met factoren met een negatieve impact van natuurlijke aard.
GTM-concept
GTM wordt opgevat als een reeks maatregelen met betrekking tot het bewaken van de staat van constructies van een faciliteit in aanbouw of reconstructie. Tijdens de controle wordt speciale aandacht besteed aan de basis van het lagerarray en de omliggende constructies. Technologische gegevens van werkzijn georganiseerd op basis van observatieposten die zich zowel in de constructiezone als daarbuiten in laboratoriumomstandigheden bevinden. Tegelijkertijd is geotechnische monitoring van gebouwen en constructies niet beperkt tot het bewaken van de staat van het doelobject tijdens de bouw ervan. Zelfs in de fase van projectontwikkeling kan het mogelijk zijn om het putinterventiesysteem te integreren in een reeks onderhoudsactiviteiten tijdens de exploitatie van de faciliteit.
GTM-doelen
De belangrijkste doelen van geotechnische monitoring zijn onder meer het waarborgen van de veiligheid tijdens de constructie en werking van de gecontroleerde constructie, evenals de vorming van een basis van indicatoren waarmee de mate van betrouwbaarheid kan worden beoordeeld. Dit geldt niet alleen voor installaties die in aanbouw zijn en in gebruik worden genomen, maar ook voor werken die worden uitgevoerd in het kader van reparaties en verbouwingen. De doelen van geotechnische monitoring worden bereikt door het tijdig detecteren van veranderingsprocessen in de onderzochte parameters. Er wordt rekening gehouden met zowel de kenmerken van de constructie als de eigenschappen van de funderingsgrond.
GTM-taken
De volgende taken worden opgelost in het proces van geotechnische controle:
- Regelmatige fixatie van veranderingen in de parameters van het geologische massief en de structuren erop.
- Tijdige detectie van afwijkingen in parameters, evenals eventuele wijzigingen die de verwachte trends in de loop van de lopende werkzaamheden kunnen verstoren.
- Beoordeling van risico's die geïdentificeerde afwijkingen van gecontroleerde parameters met zich meebrengen.
- Stel de redenen voor vastgelegde wijzigingen in.
- Op basis van de resultaten van geotechnische monitoring van gebouwen en constructies wordt een reeks maatregelen ontwikkeld om verdere negatieve processen te helpen voorkomen en elimineren.
Gebruik van geologische en technische maatregelen in de bouw
GTM is verbonden met de bouwprocessen in het stadium van de nulcyclus tijdens geodetische onderzoeken en grondwerken. Dit geldt met name voor de bodem, fundering en basis draagconstructies. Bij bouwkuipen vindt monitoring plaats ten opzichte van de omhullende constructies, waardoor de risico's van instorting worden uitgesloten. Enquêtes hebben ook invloed op ondergrondse voorzieningen - communicatie, technische constructies en tunnels. Als onderdeel van geotechnisch toezicht in de bouw wordt rekening gehouden met factoren die van invloed zijn op het object dat wordt gebouwd of gereconstrueerd. Er wordt rekening gehouden met zowel potentieel gevaarlijke geologische processen (verzakkingen, aardverschuivingen, overstroming) als dynamische effecten, waarvan de bronnen rechtstreeks bouwwerkzaamheden zijn.
GTO in bodembeheer
Tijdens de implementatie van GTM worden de toestand van het bodemmassief, het gedrag en mogelijke veranderingen in verband met de tijdens de bouw uitgeoefende belastingen beoordeeld. Met betrekking tot organische bodems worden de volgende kenmerken geanalyseerd:
- Vervorming van de basis onder de fundering van de constructie in aanbouw.
- Horizontale offset grondformatie diepte.
- Grondwaterpeil.
- Hydrodynamische druk die kan optreden in met water verzadigde organo-mineralen en organische bodems door het effect van extra belasting.
- De aard van de verandering in de fysieke en mechanische eigenschappen van de array.
Met betrekking tot bulkgronden voorziet geotechnische monitoring in de volgende metingen van gecontroleerde parameters:
- Bezinkingsgraad die optreedt als gevolg van zelfverdichting van nieuw gestorte en bestaande gronden.
- Laden vanaf het funderingsplatform van de constructie in aanbouw.
- Ladingen van enorme bouwmaterialen en apparatuur die ter plaatse zijn geplaatst.
- Basiskenmerken van bulkgronden.
Reikwijdte van het werk aan geologische en technische maatregelen
Volgens de regelgeving omvat geotechnisch toezicht de volgende activiteiten:
- Ontwikkeling van een programma en project om het doelobject te besturen. De lijst, volumes en werkwijzen worden bepaald op basis van de geologische onderzoeken die op de bouwplaats zijn uitgevoerd.
- Bepalen van de timing en frequentie van monitoringoperaties. Het schema wordt bepaald op basis van de geplande duur van de bouw, rekening houdend met grondwerken en operaties die verband houden met het elimineren van geïdentificeerde negatieve impactfactoren.
- Bepaling van gecontroleerde parameters. In dit geval wordt rekening gehouden met zowel de lokale geologische omstandigheden als de kenmerken van de faciliteit in aanbouw, waaronder:inclusief het niveau van zijn verantwoordelijkheid.
- Het verwerken van de ontvangen gegevens en het samenstellen van een rapportage, op basis waarvan maatregelen worden genomen om de geregistreerde risico's te verkleinen.
Geotechnisch monitoringproject
Tijdens de ontwikkeling van het project voor geologische en technische maatregelen wordt een reeks ontwerpoplossingen gevormd die een minimale impact op de faciliteit kunnen garanderen door negatieve impactfactoren. Hierbij wordt niet alleen rekening gehouden met de effectiviteit van de methoden, maar ook met de economische haalbaarheid van hun toepassing. Een technologische kaart van de productie van analytische maatregelen wordt samengesteld, optimale methoden voor het in kaart brengen van het grondgebied worden geselecteerd, rekening houdend met de klimatologische en geofysische parameters van een bepaalde regio. In het project van geotechnische monitoring van de constructie van een gebouw worden ook eisen gesteld aan de milieuveiligheid, die zich kunnen uiten in de vorm van beperkingen op het gebruik van bepaalde methoden om met name het natuurlijke landschap te beïnvloeden. Uiteindelijk presenteren de ontwikkelaars een uitgebreide reeks maatregelen met een tijdschema voor de implementatie en de mogelijkheid van bijsturing afhankelijk van de invloed van externe factoren.
Geotechnische voorspelling
Forecasting speelt een belangrijke rol in het putinterventiecomplex. Deze toolkit wordt gebruikt bij het ontwerpen van funderingen, ondergrondse delen van gebouwen en funderingen. Onder een dergelijke prognose wordt verstaan een beoordeling van de mogelijke impact van het bouwproces op de toestand en kenmerken van het bodemmassief. Dergelijke activiteiten zijn ook nodig voor:ontwikkeling van projecten voor het leggen van technische communicatie in een bebouwde kom. Als initiële gegevens voor geotechnische monitoring met voorspelling worden de parameters van de verplaatsingen van de omsluitende constructies gebruikt en wordt ook rekening gehouden met de aard van het spannings-rekeffect op de bodem van de opgerichte constructie. Bij berekeningen worden numerieke en analytische methoden gebruikt om mogelijke veranderingen te beoordelen. Bij het voorspellen van extra vervormingen die kunnen worden veroorzaakt door verticale belastingen van het object in aanbouw, is het toegestaan om het ontwerpschema te gebruiken in de vorm van een lineair vervormbare halve ruimte.
GTM-methoden
Om monitoring te implementeren, worden verschillende technologische benaderingen gebruikt, waaronder geodetische, visuele, vibrometrische, parametrische, enz. De eenvoudigste en meest voorkomende groep methoden omvat visueel-instrumentele controle, waarbij een object wordt geïnspecteerd en vervolgens wordt verwijderd de nodige metingen. Met name geotechnische monitoring van gebouwen met visuele controle legt de ontwikkeling van scheuren in constructies, afwijkingen in de positie van plafonds en muren, schadekenmerken, enz. vast. Geofysische monitoringmethoden bieden een andere benadering van monitoring. In dit geval wordt een complex van technisch-geologische en hydrogeologische onderzoeksactiviteiten uitgevoerd, die de parameters van de bouwplaats misschien helemaal niet beïnvloeden, maar ze bestuderen de eigenschappen van de lokale bodem en zijn fysieke kenmerken volledig, rekening houdend met de niveaus van grondwater.
Hulpmiddelen voor het vastleggen van geologische en technische metingen
Bij vrijwel alle methoden van moderne geotechnische controle worden technische middelen en apparaten gebruikt om de gecontroleerde indicatoren nauwkeurig te bepalen. Het kan een eenvoudig meetinstrument zijn, zoals een waterpas of een meetlint, of elektronische apparaten die automatisch doelparameters bepalen - niet alleen fysieke en geometrische, maar ook microklimatische. Om bijvoorbeeld de zetting en helling van een gebouw of zijn individuele constructies te meten, worden complexe geotechnische monitoringsystemen gebruikt die parametrische gegevens vastleggen dankzij vooraf geïnstalleerde sensoren en markeringen. Gedurende een bepaalde periode worden er metingen van gedaan, zodat u de dynamiek van de voortgang van een rol- of scheuropening kunt volgen. Maar voor voorspellingen zijn ook indicatoren zoals het temperatuurregime met de dynamiek van druppels, vochtigheidscoëfficiënten, drukniveaus, enz. Voor deze en andere meetoperaties zijn piëzometers, hellingmeters, massadoses, dynamometers, rekstrookjes en andere apparaten gebruikt.
Geotechnische monitoringprogramma's
Nadat de gecontroleerde waarden zijn vastgesteld, voeren geotechnici specifieke gegevens in een logboek in om een rapport te genereren. Verder wordt een uitgebreide analyse van de ontvangen informatie uitgevoerd om zo nodig beschermende maatregelen te ontwikkelen. Om dergelijke problemen op te lossen, worden speciale geotechnische monitoringprogramma's gebruikt, waaronder de volgende oplossingen:
- TUN2-systeem. Een eenvoudige en gebruiksvriendelijke softwaretool die is ontworpen om statische analyse van ondergrondse constructies uit te voeren.
- POLUPROM-programma. Het algoritme van dit systeem stelt u in staat om staafstructuren en structuren te berekenen, wat de mogelijkheid biedt om invloedslijnen te modelleren. Dit programma wordt ook gebruikt als een universele technische rekenmachine.
- Midas-complex. Een Koreaans multifunctioneel product dat elementaire geotechnische gegevensverwerkingshandelingen uitvoert, evenals gespecialiseerde berekeningen op het gebied van tunneling.
Conclusie
Geotechniek in de bouw in zijn primitieve vorm wordt al sinds de oudheid gebruikt, toen mensen probeerden de risico's van effecten van natuurlijke fenomenen te voorzien bij het bouwen van woningen. Tegenwoordig kunnen we spreken van multilaterale en hightech geotechnische monitoring, waarmee u middelen kunt identificeren, vastleggen, analyseren en ontwikkelen om zowel bestaande als mogelijke bedreigingen tijdens de bouw of exploitatie van verschillende faciliteiten te elimineren. Tegelijkertijd moet men de methoden van een dergelijke controle niet alleen beschouwen als een middel om eenzijdig problemen te melden. Moderne broninterventiemethoden worden steeds interactiever, wat aanleiding geeft om ze zowel te beschouwen als een middel om de veiligheid te waarborgen en als een hulpmiddel om optimale economische oplossingen te vinden voor de uitvoering van een project.
