Д.т.н., проф. В.М. Улицкий, СПбУПС; д.т.н., проф. И.И. Сахаров, СПбГАСУ 

Проблема диагностики ограниченно работоспособных или аварийных объектов в Санкт-Петербурге стоит чрезвычайно остро, сообщает “Строительный Еженедельник”. Многие здания города являются памятниками архитектуры и находятся в неудовлетворительном состоянии. Ситуация еще более усугубляется, если вблизи этих зданий возводятся новые объ­екты (бизнес-центры, подземные парков­ки и т. п.). Кроме того, под зданиями могут прокладываться перегонные тоннели метрополитена, возводиться подземные станции и связывающие их с поверхнос­тью наклонные ходы, осуществляться про­ходка канализационных коллекторов. Во всех перечисленных случаях существуют риски чрезмерных деформаций, а иногда и аварий зданий.

Очевидно, подвергающиеся рискам зда­ния следует диагностировать, причем в ря­де случаев ввиду возможно быстрого вы­хода объектов из строя (известное здание нерасселенного общежития на Двин­ской ул. обрушилось в течение 45 минут) диа­гностика должна производиться в непре­рывном режиме. Для этих целей сотрудни­ками путейского и строительного универ­ситетов совместно с ПИ «Геореконструк­ция» была разработана инструкция по мо­ниторингу такого рода опасных зданий. Инструкция разработана на базе наших действующих ГОСТов, регионального ТСН 50-302-2004, а также требований но­вого Федерального закона 384-ФЗ «Техни­ческий регламент о безопасности зданий и сооружений» (2010 год).

Мониторинг технического состояния зданий или сооружений представляет со­бой автоматизированную систему наблю­дений и контроля напряженно-деформи­рованного состояния несущих конструк­ций и основания с целью предупреждения перехода существующих зданий и соору­жений в состояние, непригодное для экс­плуатации или аварийное (п. 1,2 ст. 36 Фе­дерального закона № 384-ФЗ). Кроме то­го, такой мониторинг позволяет выявить тенденции к ухудшению состояния зданий и наметить направления в разработках способов предотвращения дальнейшего развития выявляемых ухудшений.

Работами, предваряющими мониторинг, являются традиционные обследования кон­струкций и грунтов основания. Состав и объем их регламентирован ГОСТ Р 53778-2010 и не требует специальной расшифров­ки. В необходимых случаях обследования могут производиться по экспресс-методике.

Ниже изложены обязательные требова­ния наших российских ГОСТов и закона о безопасности. На основании результатов обследования формируется математическая модель здания совместно с основанием и су­ществующими или строящимися подзем­ными сооружениями. Для подтверждения правильности работы математической мо­дели здания выполняются тестовые расче­ты, определяемые термином «компьютер­ная диагностика». В ходе компьютерной диагностики моделируются вероятные гео­технические ситуации, соответствующие возможным гипотезам развития деформа­ций. Гипотеза считается подтвержденной, если при моделировании соответствующей геотехнической ситуации расчетный ре­зультат в виде деформированной схемы здания с зонами развития трещин соответ­ствует наблюдаемой в реальности картине деформирования, установленной в резуль­тате предварительных обследований. Исхо­дя из поставленного диагноза причин раз­вития деформаций дается прогноз дальней­шего развития деформаций.

Проект мониторинга, основанный на данных совместных расчетов, состоит из программы, схем размещения измеритель­ной аппаратуры, графика выполнения ра­бот (периодичности, длительности), спе­цификаций аппаратуры, узлов и элементов ее крепления, указаний по установке. В проекте на основе расчетного моделиро­вания объекта определяются контролируе­мые параметры, необходимая аппаратура, места установки аппаратуры, определяют­ся проектные значения измеряемых пара­метров, допускаемый (безопасный) диапа­зон изменения этих параметров (исходя из работы всей системы, изложенной выше), назначаются сигналы тревоги. Информация с датчиков формально мо­жет сниматься при режимных наблюдени­ях, осуществляющихся с определенным интервалом. Однако для зданий и соору­жений, находящихся в ограниченно рабо­тоспособном или аварийном состоянии, ввиду возможной быстроты развития не­благоприятной ситуации информация должна поступать к пунктам и центрам контроля непрерывно (в онлайн-режиме).

Нами совместно с отечественной фир­мой «Авангард» отработана установка датчиков с дистанционным компьютерным контролем. Результаты измерений посту­пают для анализа в специализированную организацию, составляющую расчетную модель здания и проект мониторинга. При этом выполняется сравнение результатов измерений с расчетным прогнозом. Опре­деляется степень соответствия ожиданиям, выявляются вызывающие тревогу причи­ны. В соответствии с этим результаты из­мерений классифицируются в виде уров­ней: «не вызывающие тревоги», «тревож­ные» и «угрожающие». В международной практике эти уровни выделяются цветом (принцип светофора) - зеленым, желтым и красным соответственно.

Каждому уровню соответствует близость измеряемых параметров к предельным значениям. Эти значения устанавливаются организацией, составляющей расчетную модель здания и проект мониторинга.

Зеленый цвет означает, что измеряемые датчиками параметры далеки от предель­ных значений. При этом ситуация являет­ся спокойной, при продолжительном ее те­чении возможно снижение частоты опроса датчиков. Желтый цвет характеризует приближе­ние измеряемых датчиками величин к пре­дельным значениям. Информация в этом режиме помимо центра мониторинга должна рассылаться заинтересованным лицам, например в виде SMS-сообщений службам эксплуатации зданий. Красный цвет означает наступление в элементах системы «здание - основание» предельных состояний. Эта информация должна быть немедленно доведена до МЧС и других специализированных служб.

Эта методология соответствует основопо­лагающим требованиям закона о безопас­ности, а главное, что она полностью исклю­чает возможность субъективной оценки экспертами. Последняя в ряде случаев мо­жет оказаться ангажированной и будет сто­ить потери зданий, определяющих необыч­ный облик нашего города. Критериями предлагаемой методики выступают объек­тивные параметры, определяющие факти­ческое состояние конструкций, включая фундаменты и основные несущие элементы.

В качестве успешных примеров реализа­ции основополагающих требований обеспе­чения безопасности зданий согласно закону 384-ФЗ можно привести практику работ группы фирм, объединенных НПО «Геореконструкция» (гендиректор А.Г. Шашкин). На целом ряде уникальных зданий (Эрмитаж, Главный штаб, Юсуповский дво­рец и др.), а также опасных производств и со­оружений с высокой степенью риска (электроподстанции) смонтированы системы дис­танционной диагностики. С помощью расче­тов установлены численные значения пре­дельных состояний в основных конструктив­ных элементах (а в ряде случаев и в грунтах). Радиосигналы, передаваемые на компьюте­ры по Интернету, сообщают о благополуч­ном состоянии зданий и сооружений либо о наступлении аварийного режима, требую­щего вмешательства специалистов.

Дата публикации: 28/11/2011 14:22

Дата последнего обновления: 28/11/2011 14:22