Мониторинг ›

Геотехнический мониторинг грунтов

Термин «мониторинг», введенный в повседневную строительную практику профессором В.М.Улицким (научным руководителем компании «Геореконструкция») еще два десятка лет назад, стал обязательной составляющей строительного процесса с выходом в свет петербургских геотехнических норм ТСН 50-302-204.

Со вступлением в силу Федерального закона 384-ФЗ требования к мониторингу поднимаются на новый уровень, которому могут соответствовать только профессионалы, владеющие не только навыками измерений, но и инструментом расчетного анализа и обширными знаниями в области проектирования и технологий строительства. Таким требованиям в Санкт-Петербурге удовлетворяет компания «Геореконструкция».

Своей главной задачей при проведении геотехнического мониторинга мы считаем не измерения как таковые, а оперативное определение мероприятий, способных переломить негативные тенденции и стабилизировать ситуацию.

Предложить такие мероприятия по силам только высококвалифицированным геотехникам, в совершенстве владеющим современным расчетным аппаратом механики грунтов, всеми нюансами новейших геотехнологий, сложностями геотехнического проектирования.
Только такой мониторинг может быть эффективным при строительстве подземных сооружений и небоскребов, при сложной реконструкции кварталов исторической застройки.

Основной задачей геотехнического мониторинга грунтов является непрерывный контроль за изменением их в процессе строительства и части эксплуатационного периода сооружения в зоне влияния строительных процессов (вскрытие котлованов и глубинных траншей).

Целью геотехнического мониторинга является контроль за напряженно-деформированным состоянием грунтового массива: 
• измерения деформаций (вертикальных, горизонтальных, угловых перемещений), 
• измерения напряжений (изменяющихся в зависимости от условий эксплуатации возведенного здания и процесса возведения с момента отрывки котлована).

Полученные данные оперативно передаются проектировщикам для сопоставления расчётных и достигнутых на стройплощадке значений.

Геотехнический мониторинг грунтов следует проводить с момента вскрытия котлована до начала эксплуатации сооружения. Срок завершения работ по мониторингу как правило обусловлен фактическими показателями проекта и результатами мониторинга, свидетельствующими о стабилизации конструкций.
  
Такая система геотехнического контроля, являясь всеобъемлющей, позволяет своевременно фиксировать малейшие тенденции отклонения от исходного состояния конструкций охраняемых сооружений и, при необходимости, используя арсенал соответствующих технологических средств, оперативно предотвращать возможные негативные последствия.

Геодезический мониторинг

• Определение осадок, кренов зданий и сооружений
• Обмерные работы

Геодезический мониторинг предусматривает непрерывное наблюдение за деформациями возводимого  сооружения, в частности: осадками и кренами. Получаемые значения деформаций в результате замеров сопоставляются нашими специалистами с расчетными значениями предельных деформаций.

Процесс формирования напряженно-деформированного состояния грунта под подошвой фундамента возведенного сооружения сопровождается деформациями окружающей застройки. При полном уплотнении массива и перераспределении напряжений, процесс осадки сооружения можно считать завершенным, если скорость осадки не превышают 3 мм/год, что должно отразиться на отсутствии характерных изменений в значениях на длительном промежутке времени, получаемых при проведении геодезического мониторинга. Этот момент является завершающим, как для геодезического мониторинга, так и геотехнического, что делает их взаимосвязанными.

Тестирование свай и железобетонных конструкций

• Определение сплошности сваи методом ITS
• Определение сплошности свай и железобетонных конструкций с применением аппаратуры межскважинного прозвучивания
• Определение длины сваи
• Дефектоскопия ж/б конструкций
• Определение напряжений и деформаций в ж/б конструкциях
• Диагностика состояния конструкций (температура, влажность, прочность бетона)

Для тестирования свай на строительных площадках  Санкт-Петербурга c 1998 года применяется неразрушающий, интернациональный способ контроля сплошности ствола и длины сваи: метод IТS (Integrity Test System). 

Методика ITS позволяет установить фактическую длину свай в грунте не имеющих дефектов ствола и  выявить имеющиеся дефекты буровых свай: разрывы бетонирования, включения грунта в тело сваи, «шейки» -  сужение ствола свай меньше проектного. Возможные асимметричные «наросты» бетона диаметром существенно больше проектного, также следует отнести к дефектам изготовления свай, уменьшающими расстояниями между сваями. Дефекты ствола могут способствовать развитию коррозии арматуры и бетона, являться концентраторами напряжений, провоцирующими перенапряжения в стволе. Сваи с существенными дефектами ствола являются группой риска в связи с дефицитом их несущей способности, как  по материалу  сваи, так и по грунту.

Наибольшим спросом в современных условиях строительства пользуется так называемая ультразвуковая томография буронабивных свай и железобетонных конструкций по технологии Ultrasonic Crosshole Testing.

Ультразвуковая томография свай осуществляется с применением технологии межскважинного прозвучивания по международной методике в соответствии со стандартом ASTM D6760-08. Межскважинное прозвучивание подразумевает наличие двух или более пластиковых или металлических труб, помещённых в бетон и заполненных водой. Излучатель и приёмник ультразвуковых волн перемещают параллельно по трубам, измеряя время распространения волн в бетоне. Данные в автоматическом режиме регистрируются на компьютере, создавая пространственную карту дефектов. Преимущество данного вида диагностики буронабивных свай и железобетонных конструкций перед другими, заключается в более высокой точности и достоверности полученного результата. Межскважинное прозвучивание по технологии Ultrasonic Crosshole Testingосуществляется нашими специалистами на оборудовании, сертифицированном для применения на территории Российской Федерации. Глубина поиска дефектов может достигать 100 метров. 

Определение длины сваи и наличие дефектов выполняется также при помощи отечественной аппаратуры "ИДС-1". Измеритель длины сваи «ИДС-1» предназначен для определения длины сваи методом, основанном на отражении механического колебания от границы раздела сред с разными физическими свойствами. 
Метод измерения прибора, основан на измерении времени между интервалами излучения упругой продольной волны в свае и прихода отраженных волн. Продольная волна излучается молотком. Длина вычисляется, исходя из измеренного интервала времени. При этом скорость продольной волны упругих колебаний в свае, считается известной (её можно рассчитать по формуле, измерить прибором, или откалибровать прибор по известной свае).
Отраженная продольная волна возникает в местах изменения механического импеданса (механический импеданс пропорционален скорости продольной волны в свае и площади поперечного сечения). Таким образом, если считать сваю однородной (скорость постоянна) там, где происходит изменение профиля сваи, происходит отражение волны. И чем резче это изменение, тем больше коэффициент отражения, а следовательно можно сделать вывод о размерах дефекта.

Контроль качества свай на ответственных объектах мы осуществляем, используя одновременно и ITS и ИДС-1.

Для оценки прочности бетона свай (конструкций) используется молоток Шмидта.

Сотрудниками отдела выполняются натурные обследования  конструкций с целью определения степени  насыщения их влагой.
Количественная оценка влагосодержания стен производится с помощью электронного прибора Gann Hydromette UNI 1 с использованием активного электрода В50, который работает, используя концентрированное высокочастотное поле со стереоскопическим эффектом глубиной  до 120мм. Прибор позволяет определять значение влажности строительных конструкций неразрушающим методом.

Измерения относительных деформаций материала осуществляются струнными тензометрами и регистрирующей аппаратурой фирмы Slope Indicator. Данный тип тензометров включает в себя термопару, что позволяет измерять температуру в месте установки прибора.

Вибромониторинг и вибродиагностика

Измерение вибрации и оценка ее воздействия на конструкцию

За время эксплуатации, конструкции здания подвергаются воздействию вибрации как естественной природы (связанной с такими явлениями, как ветер или землетрясение), так и техногенной (вызванной деятельностью человека, например строительными работами, движением транспорта). Из опытов обследований очевидно, что вибрация может стать одной из причин повреждения конструкции здания, снижения его эксплуатационной надежности: уменьшая устойчивость, ухудшая несущую способность конструкций. Очивидными признаками снижения эксплуатационной надежности является появление и развитие трещин, отделения от несущего каркаса элементов конструкций и т.п. Вибрацию сооружения следует контролировать, для определения, насколько действующие вибрационные нагрузки опасны как для конструкции в целом, так и для ее частей.

Динамический мониторинг является инструментом оперативной корректировки хода производства работ и выполняется как для обеспечения сохранности конструкций строящегося или реконструируемого здания (сооружения), так и соседней застройки. Основной задачей мониторинга является своевременная фиксация превышений критериев безопасного ведения работ.

Вибродиагностика машин и механизмов

Контроль вибрации решает две основные задачи: 
1) предупреждение повышенной вибрации и связанного с этим интенсивного износа механизмов; 
2) диагностики опасных развивающихся дефектов, способных привести к серьезным повреждениям, а в ряде случаев - к полному разрушению механизма. 

Целями вибродиагностики являются: 
• сокращение затрат на восстановление агрегата, так как предупреждается развитие дефектов; 
• определение оптимальной технологии восстановления работоспособности агрегата, если обнаруженный дефект исключает возможность его нормальной эксплуатации.

Система вибромониторинга позволяет в режиме реального времени проводить оценку технического состояния динамического оборудования и его узлов, определяя характер и локализацию дефекта (группы дефектов) по соответствующим вибрационным параметрам работы агрегата.

Геофизические исследования

• Определение физико-механических характеристик грунтов основания
• Выполнение исследований сейсмических характеристик грунта оснований зданий и подземных сооружений
• Обследование конструкций реконструируемых зданий и сооружений
• Обследование оснований и фундаментов реконструируемых зданий
• Обследование соседней застройки, окружающей объект реконструкции и строительства

Накопленный опыт инженерно-геологических изысканий в плотной  городской застройке показывает, что исследования, проводимые традиционными инженерно-геологическими методами, зачастую не в полной мере обеспечивают необходимый уровень надежности исходных данных  о грунтах. Это связано с ограничением глубин и необходимого количества геологических скважин, трудностью отбора образцов грунта ненарушенной структуры. Ограничение доступа для визуального обследования таких инженерных сооружений как коллекторы, «стены в грунте», тоннели, сваи, фундаменты и другие подземные сооружения существенно снижает точность принятия инженерных решений. 

Специалистами отдела геотехнического мониторинга для решения подобных задач применяются комплексные геофизические методы, проводимые совместно с традиционными методами инженерно-геологических изысканий. Отдел оснащен специальной виброизмерительной аппаратурой, пьезодатчиками, усилителями, аналого-цифровыми преобразователями. Для обработки полученных результатов используется уникальное комплексное программное обеспечение, специально разработанное  для применения в строительной практике, основанное на применении вейвлет-анализа при обработке сейсмических сигналов. Применение такого подхода позволяет более надёжно оценивать физико- механические параметры поверхностных слоев грунта, производить поиск неоднородностей, разуплотнений грунта, а также определять с большой точностью наличие дефектов в скрытых, недоступных конструкциях: продольных и поперечных трещин, целостности защитного слоя,  нарушение сопряжений арматуры.

Уникальность применяемой  методики позволяет нашим специалистам принимать активное участие в таких сложных работах, как:  изыскания на Орловском тоннеле, мониторинг на подводном нефтепроводе на реке Охта при строительстве моста  КАД, мониторинг при проходке щита метро на участке «Размыв» на пл. Мужества, а также при различных нештатных ситуациях в коллекторах Водоканала.

Оснащение

Отдел мониторинга компании оснащен самым современным оборудованием для регистрации колебаний грунта при динамических воздействиях:

• цифровой четырехканальный виброметр первого класса SVAN 948  c акселерометром  В3143М1 для одновременного измерения вибрации по трем осям X, Y, Z;
• компьютерная сейсмостанция с аналоговыми цифровыми платами АЦП-330, АЦП-440 для измерения амплитуды и частоты колебаний 
и др. аппаратура;

Особо сложные и опасные объекты

 Промышленные предприятия
Высотные здания
Подземные сооружения
Фундаменты с динамическими нагрузками
Транспортные сооружения

Контакты:
Тел: +7 (812) 339-35-87
Факс: +7 (812) 339-36-25
E-mail: mail@georec.spb.ru

Адрес:
190005 Россия, Санкт-Петербург,
Измайловский пр., д. 4, оф. 414