Stavební procesy jsou často ovlivňovány vnějšími faktory, které způsobují nehody. K jejich kontrole jsou vyvíjeny speciální prognostické a komplexní analytické systémy, které umožňují těmto hrozbám předcházet přijetím vhodných opatření nebo změnou taktiky pracovních činností. Jednou z centrálních oblastí takové kontroly je geotechnický monitoring (GTM), jehož prostřednictvím je možné předvídat a dokonce řídit stav cílového objektu z hlediska jeho interakce s faktory negativního vlivu přírodní povahy.
koncept GTM
GTM je chápán jako soubor opatření souvisejících se sledováním stavu konstrukcí zařízení ve výstavbě nebo rekonstrukci. Zvláštní pozornost je při kontrole věnována základně ložiskového pole a okolním konstrukcím. Technologická data prácejsou organizovány na základě pozorovacích stanovišť umístěných jak v zóně výstavby, tak mimo ni v laboratorních podmínkách. Geotechnický monitoring budov a staveb se přitom neomezuje pouze na sledování stavu cílového objektu při jeho výstavbě. Dokonce i ve fázi vývoje projektu může být možné začlenit systém zásahu do vrtu do souboru činností údržby během provozu zařízení.
Cíle GTM
Mezi hlavní cíle geotechnického monitoringu patří zajištění bezpečnosti při výstavbě a provozu řízené stavby a také vytvoření základny ukazatelů, pomocí kterých je možné posuzovat míru její spolehlivosti. To se týká nejen budovaných a uváděných do provozu, ale i prací prováděných v rámci oprav a rekonstrukcí. Cílů geotechnického monitoringu je dosahováno díky včasné detekci procesů změny studovaných parametrů. Zohledňují se jak vlastnosti konstrukce, tak vlastnosti základové půdy.
Úkoly GTM
V procesu geotechnické kontroly jsou řešeny následující úkoly:
- Pravidelná fixace změn parametrů geologického masivu a struktur na něm umístěných.
- Včasné odhalení odchylek v parametrech a také jakýchkoli změn, které mohou narušit očekávané trendy v průběhu probíhajících prací.
- Posouzení rizik, která s sebou nesou identifikované odchylky kontrolovaných parametrů.
- Nastavte důvody pro provedené změny.
- Na základě výsledků geotechnického monitoringu budov a staveb je vyvíjen soubor opatření, která pomohou předcházet a eliminovat další negativní procesy.
Využití geologických a technických opatření ve stavebnictví
GTM je napojena na stavební procesy ve fázi nultého cyklu při geodetických průzkumech a zemních pracích. Zejména se to týká půdního podkladu, základů a základních nosných konstrukcí. U stavebních jam je monitoring prováděn ve vztahu k obestavným konstrukcím, které vylučují rizika zřícení. Průzkumy se dotýkají i podzemních objektů – komunikací, inženýrských staveb a tunelů. V rámci geotechnického monitoringu ve výstavbě jsou zohledňovány faktory, které ovlivňují budovaný nebo rekonstruovaný objekt. Zohledněny jsou jak potenciálně nebezpečné geologické procesy (sesuvy, sesuvy, záplavy), tak dynamické vlivy, jejichž zdrojem jsou přímo stavební práce.
GTO v kontrole půdy
Při realizaci GTM se posuzuje stav zemního masivu, jeho chování a případné změny související se zatížením vyvíjeným během výstavby. Ve vztahu k organickým půdám jsou analyzovány následující charakteristiky:
- Deformace základny pod základem rozestavěné konstrukce.
- Horizontální offset zeměhloubka formace.
- Hladina podzemní vody.
- Hydrodynamický tlak, který se může objevit ve vodou nasycených organominerálních a organických půdách vlivem dodatečné zátěže.
- Povaha změny fyzikálních a mechanických vlastností pole.
Ve vztahu k objemovým zeminám zajišťuje geotechnický monitoring následující měření řízených parametrů:
- Stupeň sedání, ke kterému dochází v důsledku samozhutňování nově vysypané a stávající zeminy.
- Zatížení ze základové platformy rozestavěné konstrukce.
- Náklad z masivních stavebních materiálů a zařízení umístěných na místě.
- Základní charakteristiky objemových půd.
Rozsah prací na geologických a technických opatřeních
Podle předpisů zahrnuje geotechnický monitoring následující činnosti:
- Vývoj programu a projektu pro ovládání cílového objektu. Seznam, objemy a způsoby operací jsou stanoveny na základě geologických průzkumů prováděných na staveništi.
- Určení načasování a frekvence monitorovacích operací. Harmonogram je stanoven v závislosti na plánované délce výstavby s přihlédnutím k zemním pracím a operacím souvisejícím s eliminací zjištěných negativních vlivových faktorů.
- Stanovení řízených parametrů. V tomto případě se berou v úvahu jak místní geologické podmínky, tak vlastnosti budovaného zařízení, včetněvčetně úrovně jeho odpovědnosti.
- Zpracování přijatých dat a sestavení zprávy, na základě které jsou přijata opatření ke snížení zaznamenaných rizik.
Projekt geotechnického monitoringu
Při vývoji projektu geologických a technických opatření vzniká soubor konstrukčních řešení, která by mohla zajistit minimální míru ovlivnění zařízení negativními vlivovými faktory. To zohledňuje nejen efektivitu metod, ale také ekonomickou proveditelnost jejich aplikace. Je sestavena technologická mapa výroby analytických opatření, jsou vybrány optimální metody průzkumu území s přihlédnutím ke klimatickým a geofyzikálním parametrům daného regionu. V projektu geotechnického monitoringu stavby stavby jsou předepsány i požadavky na ekologickou nezávadnost, která se může projevit zejména v podobě omezení používání některých způsobů ovlivňování přírodní krajiny. Vývojáři nakonec předkládají ucelený soubor opatření s harmonogramem jejich realizace a možností úprav v závislosti na vlivu vnějších faktorů.
Geotechnické předpovědi
V komplexu zásahů do studní hraje důležitou roli předpověď. Tato sada nástrojů se používá při navrhování základů, podzemních částí budov a základů. Prognóza tohoto druhu je chápána jako posouzení možného vlivu stavebního procesu na stav a vlastnosti zemního masivu. Takové činnosti jsou také nezbytné prozpracování projektů pro pokládku inženýrských komunikací umístěných v zastavěném území. Jako výchozí data pro geotechnický monitoring s predikcí se používají parametry posunů obvodových konstrukcí a zohledňuje se také charakter napěťově-deformačního účinku na zeminu od vztyčené konstrukce. Při výpočtech se k posouzení možných změn používají numerické a analytické metody. Při predikci dodatečných deformací, které mohou být způsobeny vertikálním zatížením od budovaného objektu, je povoleno použít návrhové schéma ve formě lineárně deformovatelného poloprostoru.
Metody GTM
Pro implementaci monitorování se používají různé technologické přístupy, včetně geodetických, vizuálních, vibrometrických, parametrických atd. Nejjednodušší a nejběžnější skupinou metod je vizuálně-přístrojové řízení, při kterém se kontroluje objekt s následným odstraněním potřebná měření. Zejména geotechnický monitoring staveb s vizuální kontrolou zachycuje vývoj trhlin v konstrukcích, odchylky polohy stropů a stěn, charakteristiky poškození atd. Geofyzikální metody monitoringu nabízejí odlišný přístup ke sledování. V tomto případě je realizován komplex inženýrsko-geologických a hydrogeologických průzkumných činností, které nemusí vůbec ovlivnit parametry staveniště, ale plně studují vlastnosti zdejší zeminy a její fyzikální charakteristiky s přihlédnutím k hladiny podzemní vody.
Nástroje pro záznam geologických a technických opatření
Prakticky všechny metody moderní geotechnické kontroly zahrnují použití technických prostředků a zařízení k přesnému určení kontrolovaných ukazatelů. Může se jednat o jednoduchý měřicí přístroj jako je vodováha nebo svinovací metr, nebo elektronická zařízení, která automaticky fixují cílové parametry – nejen fyzické a geometrické, ale i mikroklimatické. Například pro měření sedání a paty budovy nebo jejích jednotlivých konstrukcí se používají komplexní geotechnické monitorovací systémy, které zachycují parametrická data díky předinstalovaným senzorům a markerům. Po určitou dobu se z nich odečítají údaje, které vám umožňují sledovat dynamiku postupu otevírání role nebo trhliny. Ale pro předpověď jsou významné i takové ukazatele jako teplotní režim s dynamikou kapek, vlhkostní koeficienty, tlakové úrovně atd. Pro tyto a další měřicí operace jsou vhodné piezometry, sklonoměry, hmotnostní dávky, dynamometry, tenzometry a další zařízení. použité.
Geotechnické monitorovací programy
Po zafixování kontrolovaných hodnot geotechnici zadají konkrétní data do protokolu, aby vygenerovali zprávu. Dále je provedena komplexní analýza obdržených informací, aby se v případě potřeby vyvinula ochranná opatření. K řešení těchto problémů se používají speciální geotechnické monitorovací programy, mezi nimiž lze zaznamenat následující řešení:
- systém TUN2. Jednoduchý a snadno použitelný softwarový nástroj určený k provádění statické analýzy podzemních staveb.
- program POLUPROM. Algoritmus tohoto systému umožňuje provádět výpočty prutových konstrukcí a konstrukcí a nabízí možnost modelování linií vlivu. Tento program se také používá jako univerzální inženýrská kalkulačka.
- Komplex Midas. Korejský multifunkční produkt, který provádí základní operace zpracování geotechnických dat a také specializované výpočty v oblasti tunelování.
Závěr
Geotechnika ve stavebnictví ve své primitivní podobě se používala od pradávna, kdy se lidé snažili předvídat rizika dopadů přírodních jevů při výstavbě bydlení. V dnešní době lze hovořit o multilaterálním a high-tech geotechnickém monitoringu, který umožňuje identifikovat, evidovat, analyzovat a vyvíjet prostředky k eliminaci existujících i možných hrozeb při výstavbě nebo provozu různých zařízení. Metody takové kontroly bychom přitom neměli považovat pouze za prostředek jednostranného hlášení problémů. Moderní metody zásahů do studní se stávají interaktivnějšími, což dává důvod je považovat jak za prostředek zajištění bezpečnosti, tak za nástroj pro nalezení optimálních ekonomických řešení pro realizaci projektu.
