Всё под контролем!

div style="text-align: justify;">

В соответствии с межгосударственным стандартом ГОСТ 32019-2012 и национальным стандартом ГОСТ Р 22.1.12-2005, проведение мониторинга технического состояния строительных конструкций необходимо для обеспечения механической безопасности зданий и сооружений. СМИК позволяет на ранней стадии обнаружить изменения конструктивных элементов постройки и, соответственно, не допустить критической ситуации.

Очень важно, что современные СМИК позволяют осуществлять непрерывное измерение контролируемых параметров в реальном времени. Благодаря этому удаётся обнаружить любые изменения в состоянии конструкции — и постепенные, и скачкообразные, после чего составить более точный прогноз. Скажем, если несущий элемент несколько раз переживал запредельную нагрузку или деформацию, то его надёжность значительно снизится. Внешне он останется абсолютно целым, и если наблюдение будет проводиться эпизодически, зафиксировать эти «симптомы» будет достаточно сложно. Кроме того, при оценке степени износа или планировании ремонтных работ архив данных об изменении состоянии объекта может оказаться исключительно полезным.

Системы мониторинга, как правило, включают в себя набор датчиков разных видов, установленных на разных элементах конструкции. СМИК — это целая организация, набор подсистем, позволяющих отслеживать состояние различных элементов конструкции. В связи с этим количество точек и вид мониторинга зависит от типа объекта и выбирается на основе его проектной документации.

Для примера остановимся на одном из универсальных параметров — напряжённо-деформированном состоянии инженерных конструкций. Причин его изменения может быть множество: здесь и плохое качество строительных материалов, и нарушения порядка проведения строительно-монтажных работ, и неравномерная осадка фундамента инженерного сооружения, и ряд других.

Данная характеристика, безусловно, служит критерием прочности, однако прямыми методами её оценить невозможно. Как правило, напряженное состояние определяется через какие-либо сопутствующие эффекты, например, изменение оптических или магнитных свойств, частотных характеристик и т. п. Подсистема «Мониторинга напряжённо-деформированного состояния» построена на базе цифровых тензометрических датчиков (устанавливаются на перекрытия, несущие стены, несущие элементы кровли, консольные элементы и т. п.) и цифровых инклинометров, которые обеспечивают контроль деформации и прогибов несущих элементов конструкции.

По словам специалистов компании ZETLAB, датчики настолько чувствительны, что фиксируют даже незначительные изменения характеристик конструкции. Эксперты также уточняют, что для наиболее точных показаний тензометрических датчиков установлены они должны быть в местах концентрации напряжений элементов конструкции при их нагружении собственным весом, снеговой и ветровой нагрузками. Определяются эти области расчётным методом.

Для выявления изменений напряженно-деформированного состояния конструкций в последние годы активно используются динамические методы зондирования зданий и сооружений, основанные на измерении периодов и логарифмических декрементов собственных колебаний зданий и сооружений. Сложность здесь в том, что данные колебания могут быть вызваны и внешними причинами: проводимыми рядом строительными работами, движением различного транспорта или другими техногенными факторами. В связи с этим важно отследить локализацию этих изменений, и автоматизировать этот процесс помогает специализированная подсистема СМИК «Мониторинга собственной частоты колебаний и логарифмического декремента».

Превышение допустимого уровня напряженно-деформированного состояния способно, при определённых условиях, привести к частичному или полному обрушению конструкций и другим не менее неприятным последствиям. Подтверждений тому множество: Египетский мост в Санкт-Петербурге, мост Тэкома-Нерровз в США, Волгоградский мост и так далее.

Работает подсистема также на базе цифровых датчиков. Располагать их рекомендуется на бетонных основаниях максимально близко к несущим опорам или стенам объекта. С помощью этих технологий удаётся обеспечить контроль за виброускорениями элементов конструкций, периодами собственных частот колебаний зданий или сооружений и соответствующих им логарифмическими декрементами затухания.

Работа для СМИК найдётся и на земле — в частности, для подсистемы «Мониторинга осадки основания фундамента». Свойства грунта — один из важнейших моментов инженерно-геологических изысканий, ведь незначительные ошибки в расчётных моделях могут привести к трещинам, деформациям, а то и вовсе к разрушению постройки. Хрестоматийный пример — Пизанская башня, под которой залегают слабые, легко сжимаемые грунты. В результате с течением лет её наклон увеличивался, приближаясь к состоянию нестабильности.

Упомянутая подсистема СМИК предназначена как раз для того, чтобы уберечь постройку от таких просчётов. Построена она на базе тензорезисторных датчиков деформации бетона и датчиков давления грунта под фундаментами. Функционирует система по уже описанной схеме: в непрерывном автоматическом режиме сравнивает имеющиеся значения с пороговыми, сигнализируя о превышении последних.

Для проведения исследовательских работ на участке, назначенном под застройку, специалисты также советуют провести изыскания при помощи многоканальной цифровой сейсмокосы. С её помощью можно определить характеристики грунта, его агрегатное состояние, глубину залегания подземных вод, а также установить, есть ли трещины и карстовые разломы, определить геологический разрез участка.

Разумеется, существует и ряд других подсистем СМИК, и общая система может включать как их все, так и произвольный набор — всё зависит от требований заказчика. По словам экспертов, желательно формировать набор подсистем, контролирующих различные параметры — и грунтового массива основания, и строительных конструкций.