26.01.2025
Время чтения: 6 минут
Автор статьи:Башмаченков Никита Геннадьевич — заместитель генерального директора
В этой статье мы разберем понятие геотехнического мониторинга, его цели и задачи, основные виды, этапы выполнения, используемые методы и технологии, а также требования к периодичности наблюдений и анализу полученных данных. Также мы разберем, кто отвечает за проведение мониторинга и в каких случаях он обязателен по нормативным документам.
Что такое геотехнический мониторинг?
Геотехнический мониторинг — это систематическое наблюдение за состоянием зданий, сооружений и окружающих их грунтов с целью предупреждения и предотвращения деформаций, аварий и разрушений. Он включает в себя сбор и анализ данных о параметрах, влияющих на устойчивость объектов: осадках, кренах, перемещениях конструкций, изменениях уровня подземных вод, давлении в массивах грунта, вибрациях и других факторах.
Такой мониторинг особенно важен в условиях сложных инженерно-геологических и гидрогеологических условий, при строительстве в плотной городской застройке, вблизи метро, исторических зданий и других уникальных объектов. Он является неотъемлемой частью проектирования и эксплуатации зданий и сооружений, а также необходим при реконструкции или во время всего жизненного цикла уникальных объектов, таких как стадионы, электростанции, порты.
Геотехнический мониторинг подразделяется на виды по разным критериям:
- По объектам контроля:
- Фундаменты и конструкции вновь возводимых сооружений
- Фундаменты и конструкции реконструируемых сооружений
- Конструкции ограждения котлованов
- Массив грунта, окружающий объекты строительства/реконструкции
- Подземные инженерные коммуникации
- Сооружения окружающей застройки
- По типу измерений:
- Визуально-инструментальные
- Геодезические
- Параметрические
- Виброметрические
- Геофизические
- Гидрогеологические
- Температурные
- По особым условиям
- Мониторинг уникальных зданий и сооружений
- Мониторинг в условиях плотной городской застройки
- Мониторинг при наблюдательном методе проектирования
- Мониторинг при строительстве в условиях распространения органоминеральных и органических грунтов
- Мониторинг при строительстве в условиях распространения насыпных грунтов
- Мониторинг при строительстве в условиях распространения просадочных грунтов
- Мониторинг при строительстве в условиях распространения многолетнемерзлых грунтов
- Мониторинг при строительстве на территориях, подверженных сейсмическим воздействиям
- Мониторинг при строительстве на территориях с распространением оползневых процессов
- Мониторинг при строительстве на территориях с возможностью карстообразования
- Мониторинг при строительстве на подтопленных территориях
- Мониторинг при строительстве на подрабатываемых территориях
Цели геотехнического мониторинга
Геотехнический мониторинг объекта выполняется с рядом важных целей:
- Обеспечение безопасности людей и сохранности имущества.
- Контроль за соответствием фактических параметров проектным значениям.
- Предотвращение возникновения аварийных ситуаций.
- Своевременное выявление начальных стадий деформаций.
- Прогнозирование развития опасных процессов.
- Снижение рисков при строительстве и эксплуатации объектов.
- Обоснование необходимости корректировки проектных решений.
Когда необходим геотехнический мониторинг?
Необходимость проведения геотехнического мониторинга возникает в ряде случаев, вот некоторые из них:
- При строительстве на участках с особенностями геологических условий площадки (подтопленные территории, просадочные грунты, территории подверженные оползневым процессам и прочее).
- При строительстве вблизи существующих зданий и в том числе инженерных коммуникаций.
- В случае реконструкции существующего объекта.
- При попадании в зону влияния строительства объектов метрополитена.
- При строительстве уникальных зданий, высотных зданий или зданий с повышенным уровнем ответственности.
- В процессе эксплуатации объектов, представляющих повышенную опасность или объектов, для которых мониторинг предусмотрен на протяжении всего жизненного цикла.
- При эксплуатации зданий, на которых фиксируются раскрытия трещин, визуальные дефекты, крен.
Кто проводит геотехнический мониторинг?
Геотехнический мониторинг выполняется специализированными организациями, имеющими соответствующую лицензию и аккредитацию. К работе привлекаются инженеры-геотехники, геодезисты, специалисты по обследованию зданий и сооружений, проектировщики и другие профильные эксперты.
Требования к таким организациям включают:
- Наличие современного оборудования и программного обеспечения.
- Квалифицированный штат специалистов.
- Опыт выполнения аналогичных работ.
- Документальное подтверждение компетентности.
Кроме того, в ряде случаев, особенно на крупных объектах, надзор за проведением геотехнического мониторинга осуществляют заказчики, технические заказчики и государственные надзорные органы.
Как проводится геотехнический мониторинг зданий и сооружений поэтапно
Процесс геотехнического мониторинга включает несколько последовательных этапов:
- Анализ исходной документации, предоставленной заказчиком
- Изучение проведенных на объекте изысканий (геологические, гидрогеологические и т.д.)
- Определение перечня объектов наблюдений согласно разработанной оценке влияния строительства и обследованию зданий и сооружений, в том числе инженерных коммуникаций, попадающих в зону влияния нового строительства/реконструкции
- Разработка программы мониторинга
- Описание особенностей вновь возводимого или реконструируемого объекта
- Указание объектов мониторинга
- Перечисление контролируемых параметров (вертикальные перемещения, горизонтальные перемещения, мониторинг уровня грунтовых вод, инклинометрия и т.д) и методов их фиксации
- Приведение расчетных (проектных) параметров возможных деформаций зданий, строений и сооружений, в том числе окружающей застройки
- Описание этапов, сроков и периодичностей проведения наблюдений
- Монтаж оборудования
- Установка геодезических марок, скважин (инклинометрических, гидрогеологических), различных датчиков (струнные, тензорезисторные, оптоволоконные).
- Проведение регулярных циклов измерений
- Сбор и обработка данных согласно техническому заданию и плану работ.
- Оперативная фиксация изменений и выявление отклонений.
- Анализ результатов
- Сравнение фактических данных с расчетными.
- Выводы о состоянии объекта и прогноз его поведения.
- Отчетность
- Подготовка технических отчетов.
- Формирование рекомендаций при выявлении отклонений.
Методы и технологии проведения геотехнического мониторинга
| Метод / Технология | Описание |
| Визуально-инструментальные методы | Состоят из визуальных наблюдений (осмотр объекта) и инструментальных измерений (фиксация дефектов и повреждений в конструкциях). Следует применять для наблюдения за возводимым
(реконструируемым) сооружением, сооружениями окружающей застройки, конструкциями проходных и полупроходных коллекторов, поверхностью прилегающего грунта, в т. ч. вдоль трасс инженерных коммуникаций. |
| Геодезические методы | Следует применять для измерения вертикальных и горизонтальных перемещений искусственных сооружений, земной поверхности, грунтового массива по глубине.
Геодезические методы используют с применением нивелиров, тахеометров, сканеров и навигационных спутниковых систем. |
| Параметрические методы | Следует применять для фиксации: вертикальных и горизонтальных деформаций, угловых (крен), напряжений (в основании под пятой и в стволе свай, в конструкциях подземной части сооружений, под подошвой фундаментов, в стальных распорках, тягах анкерных устройств, арматуре и бетоне
ограждающих конструкций котлована, конструкций перекрытий). |
| Виброметрические методы | Вибрационные наблюдения проводят в целях получения фактических данных об уровнях вибраций грунта и конструкций фундаментов сооружений при наличии динамических воздействий.
Представляют собой комплексы, включающие датчики, регистраторы и модули передачи данных, работающие в реальном времени. Такие системы позволяют мгновенно фиксировать любые изменения и оперативно анализировать информацию с помощью специализированного программного обеспечения. |
| Гидрогеологические методы | Гидрогеологические методы в составе геотехнического мониторинга включают в себя комплекс работ по определению изменений уровней подземных вод (УПВ) или величин пьезометрических
напоров в водоносных горизонтах. |
Как часто проводится геотехнический мониторинг грунтов, оснований и ограждающих конструкций?
- Оснований вновь возводимых (реконструируемых) сооружений:
- С начала строительства и не менее года после его завершения, с частотой не реже 1 раза в месяц
- Ограждающих конструкций котлована
- С начала экскавации грунта в котловане и до завершения возведения подземной части сооружения, с частотой не реже 2 раз в месяц
- Массива грунта, окружающего сооружение
- До начала строительства и не менее года после его завершения, с частотой не реже 1 раза в месяц
При обнаружении опасных отклонений частота наблюдений увеличивается, а при стабильной ситуации может быть уменьшена. Решение принимает инженер по согласованию с заказчиком.
Результаты геотехнического мониторинга
Результаты мониторинга позволяют:
- Выполнить анализ результатов измерений в привязке к составу и технологии выполнения строительных работ.
- Выявить опасные деформационные процессы, происходящие на объекте.
- Предложить корректирующие меры: укрепление конструкций, снижение нагрузок, изменение проектных решений.
- Обосновать безопасную эксплуатацию объекта.
- Установить причины возникших деформаций или аварий.
Все результаты документируются в виде:
- Графиков изменений параметров.
- Таблиц вертикальных и горизонтальных перемещений, схем осадок и сдвигов конструкций
- Результатов фиксации изменений контролируемых параметров.
- Рекомендаций для заказчика и проектировщика.
Грамотно организованный геотехнический мониторинг — это не просто формальность, а важнейший инструмент обеспечения безопасности на всех этапах жизненного цикла строительного объекта:
Часто задаваемые вопросы
Что такое геотехнический мониторинг: как дать определение простыми словами?
Геотехнический мониторинг — это комплекс постоянных или периодических наблюдений за состоянием грунтов, оснований и конструктивных элементов здания. Он позволяет своевременно выявить опасные деформации, сдвиги, просадки или изменения напряженно-деформированного состояния, которые могут повлиять на безопасность и устойчивость сооружения. Простыми словами, это «система раннего предупреждения» о возможных геотехнических проблемах, основанная на регулярных измерениях и анализе состояния объекта. Такой мониторинг особенно важен на этапах строительства, реконструкции, а также в период длительной эксплуатации зданий в сложных инженерно-геологических условиях.
Зачем нужен геотехнический мониторинг в процессе эксплуатации здания?
В период эксплуатации здания геотехнический мониторинг помогает контролировать его текущее состояние и вовремя замечать изменения, которые могут привести к аварийным ситуациям. Даже если здание построено давно и прошло все нормативные проверки, условия эксплуатации могут со временем измениться: рядом начинают строиться новые объекты, происходят изменения уровня грунтовых вод, появляются трещины в основании, повышаются нагрузки на конструкции. В таких случаях мониторинг позволяет выявить скрытые деформации; предотвратить разрушения несущих элементов; оптимизировать затраты на ремонт и продлить срок службы объекта.
Что включает в себя мониторинг котлована и зачем он проводится?
Мониторинг котлована — это обязательный этап геотехнического контроля при строительстве, особенно в городской застройке и вблизи других объектов. Он включает измерение перемещений верха ограждающей конструкции, верха ограждающей конструкции по высоте (инклинометрия), напряжения в стальных распорках, тягах анкерных устройств, арматуре и бетоне ограждающей конструкции, контроль уровня грунтовых вод. Эти данные позволяют оценить, насколько безопасны земляные работы, не вызывает ли рытье котлована разрушения или подвижек в соседних зданиях, коммуникациях или самих ограждающих конструкциях котлована.