Строительный контроль. Методическое пособие под общей редакцией д т. н., профессора В. С. Котельникова москва2010 г. 2
 Скачать 3.57 Mb.
|
|
4.3. Состав работ по мониторингу несущих конструкций. 4.3.1. Состав работ по мониторингу несущих конструкций зданий и сооружений определяется «Программой», включающей системы проведения измерений и анализа напряженно-деформационного состояния несущих конструкций. 4.3.2. Инструментальный мониторинг конструкций здания базируется на учете нагрузок и измерении деформаций в конструкциях фундаментов и надземной части, с использованием геодезических, сейсмических, вибрационных, акустических и других методов. 4.3.3. В ходе проведения работ по мониторингу следует проводить систематические наблюдения за: - деформациями отдельных конструкций; - деформациями отдельных узлов; - общими деформациями здания. 451 4.3.4. При проведении длительных наблюдений необходимо предусмотреть и обеспечить стабильность системы наблюдений и параметров измерительных устройств, при изменениях в окружающей среде (температуры, влажности и т.д.) 4.3.5. Следует проводить измерение деформаций при наблюдении за особо ответственными конструкциями в процессе раскружаливания или снятия опор большепролетных конструкций. 4.3.6. При наблюдениях за состоянием несущих бетонных и каменных конструкций в процессе их возведения необходимо фиксировать появление и состояние трещин (направление, протяженность и величина раскрытия). 4.3.7. Для ранней диагностики технического состояния особо ответственных узлов и конструкций и локализации мест изменения напряженно-деформационного состояния необходимо проводить геодезический мониторинг за деформациями фундаментов, кренами здания и прогибами фундаментных плит, перекрытий и покрытий, а также проводить инструментальный мониторинг в автоматическом или автоматизированном режиме. 4.3.8. Для выявления изменений напряженно-деформационного состояния конструкций, автоматические и автоматизированные средства контроля необходимо устанавливать в процессе возведения здания или сооружения. В последующем эти средства контроля могут быть использованы при проведении мониторинга здания или сооружения в период эксплуатации. 4.3.9. В случае выявления критических изменений напряженно-деформационного состояния конструкций или узлов, выполнять обследования этих зон с помощью инструментальных методов, производить анализ состояния всего здания и по этим результатам делать выводы о техническом состоянии конструкций, причинах изменения их напряженно-деформационного состояния и необходимости проведения мероприятий по восстановлению или усилению конструкций. 4.3.10. Следует применять системы инструментального мониторинга за состоянием конструкций, находящихся в проектном положении, основанные на измерениях деформаций в различных характерных точках конструкций с использованием отечественных и зарубежных магнитоупругих и струнных датчиков; пьезодинамометров; преобразователей напряжений; прогибомеров; оптиковолоконных датчиков и др. устройств. 4.4. Результаты мониторинга. 4.4.1. По результатам мониторинга составляется отчет, который представляется Заказчику (застройщику), генеральному проектировщику и организации проводящей НТСС. 4.4.2. Отчет должен содержать: - результаты мониторинга, представленные в виде дефектных ведомостей, графиков изменения деформационного состояния отдельных узлов, элементов и конструкций в целом, актов освидетельствования технического состояния конструкций; - заключение о надежности выполненных конструкций и дальнейшей возможности продолжения работ по возведению здания, о соответствии фактических параметров состояния конструкций - расчётным (или проектным); - техническое задание (при необходимости) на разработку мероприятий по предупреждению и устранению негативных изменений и прогноз их влияния на состояние здания в целом; - предложения по дальнейшему проведению мониторинга. 4.4.3. В случае возникновения в ходе строительства деформаций (или других явлений), отличных от прогнозируемых и представляющих опасность для людей, здания или окружающей застройки, необходимо незамедлительно информировать об этом генпроектировщика и заказчика строительства. 4.5. Геодезический мониторинг несущих конструкций. 4.5.1. Геодезические измерения следует проводить для определения: - вертикальных деформаций фундаментов; 452 - горизонтальных деформаций фундаментов; - кренов здания (сооружения); - деформаций ограждения котлована; - деформаций отдельных конструкций и частей здания (прогибы, смещения). 4.5.2. При измерении вертикальных перемещений следует применять (как основной) метод геометрического нивелирования с использованием нивелиров с погрешностью измерений не более 2,5 мм на 1 км двойного хода. 4.5.3. При измерении горизонтальных перемещений следует применять: - метод створных наблюдений (в случае прямолинейности здания (сооружения) или его частей) с использованием теодолитов с погрешностью измерений ( в секундах) 5"-2". - метод триангуляции (при невозможности обеспечить устойчивость концевых опорных знаков створа) с использованием теодолитов с погрешностью измерений 5"-2" или тахеометров с погрешностью угловых измерений 5"-2". 4.5.4. При измерении кренов следует применять: - метод проецирования с использованием теодолитов, снабжённых накладным уровнем или приборов вертикального проецирования; - использовать метод координирования или метод измерения горизонтальных направлений с использованием теодолитов с погрешностью измерений 5"-2" или тахеометров с погрешностью угловых измерений 5"-2". 4.5.5. При измерении деформаций ограждения котлована следует применять методы указанные в п.п. 4.5.2. - 4.5.4. 4.5.6. Деформации отдельных конструкций и частей здания следует определять с применением высокоточных геодезических приборов, обеспечивающих погрешность измерений не более 0,2 величин отклонений (или деформаций) допускаемых проектом или строительными нормами. 4.5.7. При проведении геодезического мониторинга несущих конструкций следует руководствоваться требованиями, изложенными в ГОСТ 24846-81 «Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений» и СНиП 3.01.03-84 «Геодезические работы в строительстве». 4.6. Системы и оснащение мониторинга напряженно-деформационного состояния несущих конструкций. 4.6.1. При оснащении систем мониторинга применяются следующие приборы и технические средства. - Инклинометры. Стационарные и переносные. По условиям установки: поверхностные и встраиваемые. Поверхностные инклинометры устанавливаются на вертикальных и горизонтальных конструкциях зданий или сооружений для фиксации перемещений. Стационарные инклинометры устанавливаются в трубных направляющих, фиксируют смещения и деформации. Переносные инклинометры позволяют производить оперативный контроль горизонтальных и вертикальных поверхностей по реперным, контрольным площадкам. - Экстенсометры. Датчики осадки. DSM-система (дифференциального мониторинга осадок), предназначена для долговременного мониторинга, контроля за поведением здания. - Датчики нагрузки. Применяются для мониторинга нагрузок в основании сооружений (датчики нагрузки грунта) или в строительных конструкциях (датчики нагрузки бетона). - Тензометрические датчики. Используются для измерения напряжений в стальных и железобетонных конструкциях. Установка производится (чаще всего) на арматуру перед заливкой бетона при изготовлении железобетонных конструкций. - Гидравлические (анкерные) датчики нагрузки применяются для мониторинга нагрузок на основные опорные элементы сооружения. - Измерители трещин и стыков. Применяются для мониторинга раскрытия трещин, стыков в сооружениях. Эффективны для мониторинга оползневых склонов, мониторинга 453 зданий, окружающих котлован, поведения элементов строительной конструкции при переменных нагрузках. - Регистраторы и накопители. Портативные переносные устройства с жидкокристаллическим дисплеем и универсальные портативные регистраторы-накопители, в составе которых микрокомпьютер, счётчик сигналов, таймер, сканер и др. 4.6.2. Стационарная станция мониторинга деформационного состояния несущих конструкций. Задание на проектирование должно предусматривать оборудование стационарной станции мониторинга деформационного состояния несущих конструкций с целью выявления мест накопления повреждений за счет анализа передаточных функций для различных частей здания и измерения его наклонов. Необходимо обеспечить оборудование мест установки измерительных пунктов станции для размещения приборов, в соответствии с техническими условиями по мониторингу здания, в том числе вблизи: - центральной вертикальной оси здания, если оно имеет простую, симметричную форму в плане (параллелепипед, призма, цилиндр, конус); - центральных вертикальных осей частей здания, на которое оно может быть разделено, если имеет сложную форму в плане (в этом случае измерительные пункты должны располагаться на одном уровне по вертикали для всех частей здания). При возможности следует устанавливать измерительные пункты станции мониторинга на грунте на расстоянии 50-100 м от здания. При возможности также следует устанавливать измерительные пункты станции мониторинга на грунте под подошвой фундамента (для фиксации контактных напряжений), в арматурном каркасе фундамента, внутри и/или на поверхности вертикальных несущих конструкций (для фиксации деформаций). Отдельно оборудуются измерительные пункты станции для установки приборов, измеряющих крены здания. Эти пункты устанавливаются на самом нижнем подземном этаже здания в пяти точках для простых симметричных зданий (параллелепипед, призма, цилиндр, пирамида, конус) и в пяти точках для каждой части сложного в плане здания. Измерительные пункты станции для установки приборов, фиксирующих крены здания, располагаются симметрично по отношению к вертикальной оси здания на максимальном удалении от нее, но не ближе 0,2 м от стен, вдоль продольной и поперечной осей здания. Один измерительный пункт оборудуется в центре здания. Таким образом, в каждой вертикальной плоскости здания располагается по три измерительных пункта. Места установки измерительных пунктов станции должны располагаться в монолитных железобетонных или кирпичных нишах с закрывающимися на замок дверцами, либо в металлических закрывающихся на замок контейнерах, жестко соединенных с несущими конструкциями здания. Доступ к измерительным пунктам должен быть обеспечен только персоналу станции. По заданию заказчика строительства допускается разработка математической модели здания или сооружения с целью объективного анализа результатов мониторинга и сравнения контролируемых параметров с расчетными. 4.6.3. Система мониторинга строительных конструкций на базе волоконно-оптических датчиков (ВОД), разработана в ООО «Мониторинг-центр» при участии ОАО «КТБ ЖБ». Позволяет производить замеры в автоматизированном и автоматическом режимах. Датчики расположены в защитном кожухе и крепятся в намеченных точках к конструкциям. Применение ВОД позволяет: - получить информацию об изменении деформаций контролируемых конструкций в непрерывном режиме; - получить информацию об изменении состояния давления на подошве фундаментной плиты здания; - обеспечить съем данных дистанционно; - обработать, хранить и выдать информацию внешним потребителям; 454 - организовать высокую точность измерений и независимость их от электрических и магнитных помех. 4.6.4. Стационарная станция, работающая по методике динамического зондирования и ранней диагностики деформационного состояния несущих конструкций, основанной на анализе изменения передаточных функций, построенных для различных по высоте участков здания либо для различных участков здания вдоль протяженной оси. Техническая характеристика системы измерения деформаций на базе комплекса с волоконно-оптическими датчиками Наименование параметра Величина Диапазон измеряемой относительной деформации 0...2 ×10 -2 Погрешность измерения на всем диапазоне 1,5% Порог чувствительности 10 mе Удаленность объекта контроля <3000 м Потребляемая мощность Не более 2 Вт Температура эксплуатации -30...+60 °С Устойчивость к коррозии Да Влажность при эксплуатации 0...100% Срок службы Не менее 15 лет Размеры корпуса датчика 60мм ´ 60 мм ´ 20мм Диапазон измерительной базы 0,1...1,0 м Датчики обеспечивают измерение ускорений колебаний здания от 10 м/с 2 по трем ортогональным компонентам в полосе, частот от 0,5 до 50 Гц, в динамическом диапазоне от 120 Дб, при частоте дискретизации сигнала 400 Гц/канал. Для размещения датчиков необходимы ниши или ящики размером 500 ´500´500 мм на несущих конструкциях здания через каждые пять этажей. Датчики регистрации крена здания обеспечивают измерения углов наклона при точности измерения ±3". Система связи обеспечивает передачу данных 32 датчиков в центр сбора в стандарте интерфейса RS-485. Программное обеспечение разработано для Windows 2000 Windows ХР. Станция разработана ГУП МНИИТЭП совместно с РИА и ООО «Сервиспрогресс». 4.6.5. Станция сейсмометрического мониторинга высотного здания. Рекомендуется к внедрению аппаратура с применением сейсмометрических технологий для мониторинга высотных зданий. Этот комплекс позволяет вести мониторинг с использованием измерений соотношения амплитуд собственных частот колебаний здания. Используется эффект влияния изменения механических характеристик материала и уменьшения площади сечения строительной конструкции на частотные характеристики здания. Технические характеристики интерфейсного блока: Число входных каналов 4;8 Разрядность АЦП 22 Диапазон измерения -2,56В+2,56В Темп измерении 139,5 измерений/сек (7,168 мсек) 279 измерений/сек (3,584 мсек) Частота среза ВЧ фильтра на уровне 3 Дб 36,5 Гц, 73 Гц Ослабление сигнала на частоте, равной половине темпа измерений 16 Дб Усиление 1,10,100,1000 Частота среза НЧ в режиме подавления постоянной составляющей 0,1 Гц макс. Потребляемый ток I 120 мА Габариты (мм) 225 ´73´199 4.6.6. Могут быть рекомендованы также стационарные системы наблюдения на базе роботизированных тахеометров, системы GPS (глобальная система позиционирования), системы на базе датчиков наклона, заранее закрепленных в определенных точках 455 ответственных конструкций и проводящие непрерывные измерения под управлением компьютерных программ. 5. МОНИТОРИНГ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ 5.1. Общие положения. 5.1.1. При проведении мониторинга следует руководствоваться критериями качества, содержащимися в проектной документации, стандартах, а также государственных нормативных актах в части устройства наружных ограждений, и соответствующими нормативами регионального уровня по устройству и монтажу систем наружной теплоизоляции, покрытий и светопрозрачных конструкций. 5.1.2. При отсутствии стандартов на применяемое наружное ограждение, как временной мерой, следует руководствоваться критериями качества при монтаже, определёнными в Технических свидетельствах или Технических условиях на систему наружного утепления. 5.1.3. При мониторинге осуществляется контроль состояния элементов наружных ограждений на предмет соответствия деформационным и другим характеристикам, подлежащим контролю и приведённым в проектной документации (либо в соответствующем нормативном документе). 5.1.4. Мониторинг ограждающих конструкций зданий и сооружений осуществляется в соответствии с Программой, которая разрабатывается организацией, проводящей мониторинг и согласовывается с организацией осуществляющей НТСС. 5.1.5. Б случае применения автоматизированных систем контроля к разработке Программы мониторинга целесообразно привлекать организацию - разработчика автоматизированной системы. 5.1.6. Программа мониторинга ограждающих конструкций должна разрабатываться до начала работ по их устройству и учитывать уровень ответственности и технологические особенности возведения здания (сооружения). 5.1.7. В Программе должны быть указаны ответственные узлы и конструкции, подлежащие мониторингу, их контролируемые параметры, (которые указываются в проекте на устройство наружных ограждений), а также состав работ и выбор системы и методики наблюдений, объемы контрольных операций, оборудование и т.д. 5.1.8. Ответственные узлы и конструкции наружных ограждений: «Разрушение либо недопустимые деформации, которых, могут привести к прогрессирующему разрушению других конструкций или обрушению фрагментов наружных ограждений здания (сооружения), либо привести к снижению безопасности здания, или людей, находящихся в нем или вблизи него». Применительно к навесным фасадным системам (НФС) это могут быть узлы крепления к основным конструкциям каркаса и узлы крепления облицовочных элементов к каркасу НФС. 5.1.9. При проведении мониторинга необходимо учитывать малую инерционность современных наружных ограждений, их повышенную уязвимость при воздействии природных и техногенных факторов ( перепады температур, ветровая и снеговая нагрузки, вибрации, сейсмика, аварии, пожары, диверсии и т.д.), а также невозможность проведения визуального контроля за смонтированными и закрытыми слоями. 5.1.10. Необходимо учитывать работу ограждающих конструкций в условиях экстремальных воздействий уже в ходе выполнения СМР, и принимать эффективные меры по предотвращению увлажнения слоя утеплителя и затеканию атмосферной влаги внутрь конструкции по выступающим частям и кронштейнам. 5.1.11. При выборе системы наблюдений необходимо учитывать повышенные скорости протекания процессов изменения напряженно-деформационного состояния в ограждающих конструкциях, продолжительность измерений, ошибки измерений, в том числе за счет изменения погодных параметров, а также влияния помех и аномалий природно- техногенного характера. 5.1.12. При проведении длительных наблюдений и изменении внешних условий (температуры, влажности, характера ветровых воздействий и т.д.) необходимо обеспечить стабильность системы наблюдений и параметров измерительных устройств. 456 5.1.13. Используемые для наблюдений приборы и оборудование должны регулярно поверяться с заданной в «Программе» периодичностью. 5.1.14. Для раннего выявления негативных изменений напряженно-деформационного состояния ограждающих конструкций, автоматизированные средства контроля необходимо устанавливать в процессе их монтажа. В дальнейшем эти средства целесообразно использовать для возможного проведении мониторинга в период эксплуатации. 5.1.15. Первоначальным этапом мониторинга ограждающих конструкций зданий и сооружений, в случае, если он ведется не с начала строительства, (реконструкция), является обследование их технического состояния. При этом фиксируются дефекты и повреждения конструкций и устанавливаются категории их технического состояния, определяются критические зоны в отношении механической или иной безопасности и уточняются адекватные зафиксированному состоянию способы наблюдений, а в необходимых случаях разрабатываются рекомендации по приведению конструкций в работоспособное состояние. |