Главная Мониторинг деформационного поведения здания, попавшего в зону влияния нового строительства
Мониторинг деформационного поведения здания, попавшего в зону влияния нового строительства Печать E-mail

Для фиксации наблюдаемых точек устанавливают опорные катафотные минипризмы на стенах здания и на сваях стены в грунте

Мониторинг деформационного поведения зданий, подвергающихся воздействиям при сооружении новых объектов, — составная часть научно-технического сопровождения строительства. При этом применяют комплекс высокоточных автоматизированных технологий наблюдения.

В качестве примера рассмотрим возведение нового пассажирского терминала в аэропорту «Внуково» (начато в 2006 г.). На протяжении всего периода строительства требуется обеспечивать жизнедеятельность следующих зданий аэропорта: сохраняемой части аэровокзала (АВК-2), надземного автопаркинга, вышки контрольно-диспетчерского пункта (КДП) и примыкающего к ней служебного здания КДП (рис.1). Программа мониторинга включала геодезические наблюдения за деформациями этих зданий, визуальный контроль технического состояния несущих конструкций, а также наблюдения за трещинообразованием и деформационным поведением стены в грунте. Основная цель мониторинга — оперативное предупреждение аварийных ситуаций на эксплуатируемых объектах.

На этапе нулевого цикла строительства (устройство стены в грунте, разработка котлована, установка анкеров для крепления ограждения котлована) предусматривались геодезические наблюдения с периодичностью один раз в три дня по маркам на колоннах каркаса здания аэровокзала и паркинга, а также по цоколю вышки и служебного здания КДП. Были предусмотрены еженедельные визуальные и инструментальные наблюдения за техническим состоянием несущих конструкций и их трещинообразованием. Для повышения оперативности получения данных использовалась методика наблюдений системой «Циклоп», использование которой обязательно в ряде стран Европы, но в России ее только начинают применять.

К достоинствам системы относят оперативность получения данных и высокую частоту измерений; к недостаткам — возможность проведения наблюдений только в пределах прямой видимости от прибора, ограниченность расстояния от наблюдаемых объектов (до 100 м), более низкую точность наблюдений, чем при традиционном нивелировании II класса, а также относительно высокую стоимость работ.

Система «Циклоп» представляет собой станцию наблюдения, в комплексе которой имеется высокоточный геодезический прибор «Leica» «ТСА1201», персональный компьютер с программным обеспечением и дополнительное оборудование связи и питания. Для фиксации наблюдаемых точек устанавливают опорные катафотные минипризмы на стенах здания и на сваях стены в грунте. Непосредственные циклические измерения производятся автоматически: на объекте их периодичность устанавливалась один раз в 30 мин. В поле наблюдения системы попадала только вышка КДП, а остальные здания оставались неохваченными, поэтому на данном объекте была применена комбинированная система мониторинга, сочетающая традиционную методику наблюдений с методикой автоматизированной системы «Циклоп» (рис. 2). Тахеометром «Циклоп» управляли с помощью компьютера (программа «Геомониторинг»), обрабатывали поступающие данные и получали информацию в форме графиков и таблиц. Точность определения плановых координат деформационных марок составляла ±(2-4) мм, высотной отметки — ±(1-2) мм, что обеспечивалось удалением станции наблюдения от объекта на расстояние до 100 м.

При проведении наблюдений за деформациями здания паркинга были учтены его ранее зафиксированные осадки, образовавшиеся из-за строительства тоннеля в 2005 г. Их значение составляло 28 мм при допустимых 30 мм для железобетонного каркаса в соответствии с МГСН 2.07-01. Кроме того, были превышены неравномерные осадки, поэтому на новом этапе мониторинга приняли предельно допустимое значение 2 мм, которое неоднократно фиксировалось. Результаты обследования и расчетов на действующие нагрузки и нивелировки плит перекрытия показали, что они существенно перегружены. В соответствии с рекомендациями был разработан проект усиления колонн каркаса и монолитных железобетонных перекрытий здания металлоконструкциями с целью повышения несущей способности конструкций.

За период наблюдений за АВК-2 было установлено активное развитие деформаций на этапе устройства инъекционных предварительно напряженных анкеров 1-го и 2-го ярусов котлована и компенсационного нагнетания цементного раствора в основание здания. Первоначально характер деформаций был определен нивелировкой пола, далее по периодическим наблюдениям по маркам на колоннах каркаса здания зафиксирован незначительный (до 5 мм) подъем здания. Возникновение трещин фиксировалось только в ограждающих конструкциях.

Особое внимание уделялось процессам деформации здания вышки КДП, обеспечивающей безопасность полетов над взлетными полосами, частью Москвы и области. Здесь, помимо развития вертикальных деформаций, продолжились процессы трещинообразования. В целом вертикальные деформации, как и на АВК-2, носили волнообразный характер с общей тенденцией к подъему, а скачок их значений был зафиксирован на период выполнения работ по нагнетанию глинистого тиксотропного раствора по технологии «jet grouting» вблизи основания здания. За счет разности глубины заложения фундаментов здания вышки и ее крыльца, последнее пришло в аварийное состояние и было срочно демонтировано. В дальнейшем вертикальные деформации здания стабилизировались.

При сопоставлении новых дефектов с зафиксированными в результате обследований и характером наблюдаемых деформаций установлено, что возможной причиной продолжения процессов трещинообразования на вышке КДП явились не только строительные работы, но и наличие на отдельных участках концентраторов напряжений, возникших в процессе эксплуатации и вследствие перераспределения напряжений в конструкциях и превышающих расчетное сопротивление кирпичной кладки на сжатие. Всего на здании вышки было установлено шесть мини-призм, которые позволяли фиксировать смещения зданий в трех плоскостях и измерять крен здания, а также еще четыре марки по периметру здания.

Непосредственно к зданию вышки примыкает служебное здание КДП. Значения деформаций этих зданий различаются по этажности и глубине заложения подошвы фундамента. Ранее на служебном здании были усилены надфундаментные конструкции (фасады) в целях сохранения его пространственной жесткости. По данным обследования, состояние строительных конструкций признано неудовлетворительным, в том числе и фундаментов, которые не усиливались, а также в зоне контакта «фундамент—грунт». Это стало возможной причиной резкого деформирования строительных конструкций на участке установки опоры под эстакаду вблизи здания. Устройство фундамента под опору из буронабивных свай не вызвало каких-либо существенных изменений деформаций здания, а основная осадка произошла после бетонирования опоры.

Оценка степени воздействия нового строительства на примыкающую к строительной площадке застройку как одна из задач мониторинга особенно актуальна, например, в стесненных условиях Москвы. Так, было рассмотрено деформационное поведение здания Департамента внебюджетного финансирования строительства Москвы (ул. Воздвиженка), прилегающего к строящемуся торгово-офисному комплексу «Военторг» с подземной стоянкой. Установлено, что причиной превышения предельно допустимых значений осадок на некоторых участках здания являются не только строительные работы, которые велись в соответствии с проектом и нормами, но и сочетание действующих нагрузок, состояние несущих конструкций и эксплуатационных факторов. Так, в период реконструкции были усилены ленточные фундаменты, а за период наблюдения с 2005 - 2007 гг. было отмечено трещинообразование на участке с неудовлетворительным состоянием контакта «фундамент-грунт» вследствие неравномерности осадок. Помимо этого, разнились деформации по маркам, установленным на стенах здания и на плите усиления (см. табл. 1). Это позволило сделать вывод о том, что ленточные фундаменты не работают как единое целое совместно с плитой, такие предположения подтверждаются и расчетами.

Развитие высотного строительства в Москве демонстрирует неэффективность классических схем мониторинга, так как они не позволяют судить о напряженно-деформированном состоянии совместно грунтов основания и несущих конструкций зданий. Так, для ММДЦ «Москва-Сити» (15-й участок) НИИОСП им. Н. М. Герсеванова был разработан проект автоматизированной системы долгосрочного мониторинга, предусматривающего наблюдения за состоянием плитного ростверка, наружных стен лестнично-лифтовых блоков и пространственных металлических ферм технических этажей. Для этого в конструкцию ростверка, буронабивных свай и наружных стен устанавливаются струнные преобразователи, которые обеспечивают дистанционный контроль ряда параметров: давления строящегося здания на грунт основания; деформаций арматуры и бетона плитного ростверка; напряжений в бетоне буронабивных свай; деформаций арматуры и бетона наружных стен лестнично-лифтовых блоков и поясов, раскосов пространственных металлических ферм.

Все измерения проводятся с помощью персональных компьютеров, которые подключаются к многоканальному программируемому терминалу в процессе производства монтажа, до и после монтажа на арматурном каркасе, до и после бетонирования, в течение первых 1,0 дней твердения бетона и экзотермического процесса, до и после монтажа на поясах и решетках главных и второстепенных ферм технических этажей. В период возведения фундаментной плиты частоту измерений предлагается установить 3 раза в неделю, а при возведении высотной части наблюдения осуществлять по всем установленным датчикам один раз в неделю. Главной проблемой при монтаже подобных систем является обеспечение сохранности датчиков и подводящих коммуникаций.

При ведении наблюдений за деформационным поведением ответственных сооружений, попадающих в зону влияния нового строительства, актуально совмещение традиционных геодезических методов мониторинга с автоматизированными системами, позволяющими увеличивать частоту наблюдений. Причиной дополнительных деформационных процессов, в частности осадок, может являться не только ведение строительных работ, но и неполная реализация рекомендованных мероприятий по усилению фундаментов при реконструкции или реставрации.

При строительстве высотных зданий и сооружений целесообразно применять автоматизированные долгосрочные системы мониторинга со специальной аппаратурой, позволяющей следить за напряженно-деформированным состоянием грунтов основания, фундаментов, и несущих конструкций здания. При использовании нагнетательных технологий по усилению оснований (например, jet grouting) возможен подъем здания до 10 мм.

А.Н. Гаврилов, Е.М. Грязнова, К.С. Борчев, Д.С. Куркин, (МГСУ)
Журнал "Промышленное и гражданское строительство"

Журнал "СЕВЕР промышленный" № 12 2008

Еще статьи на тему "здания":

Энергетический паспорт здания

О реконструкции здания Дома физкультуры

Проект «Строительство жилого здания стандарта «социальное жилье» в Мурманске

Мониторинг зданий, сооружений и территорий для обеспечения безопасности от воздействия опасных процессов

Техобследование здания общеобразовательного учреждения

Мониторинг деформационного поведения зданий, попадающих в зону влияния нового строительства

Некоммерческое разрушение здания

Строительство зданий и сооружений: безопасность строительства и качество возведения каменных, металлических и деревянных строительных конструкций

Мониторинг зданий, сооружений и территорий для обеспечения безопасности от воздействия опасных процессов

Теплоизоляционные конструкции здания

Мониторинг деформационного поведения здания 400 из 520 на основе 1500 оценок.43196 обзоров пользователей.

busy
 

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

Язык сайта:

English Danish Finnish Norwegian Russian Swedish

Популярное на сайте

Ваш IP адрес:

54.234.228.185

Последние комментарии

При использовании материалов - активная ссылка на сайт https://helion-ltd.ru/ обязательна
All Rights Reserved 2008 - 2018 https://helion-ltd.ru/

@Mail.ru