Οι κατασκευαστικές διαδικασίες συχνά επηρεάζονται από εξωτερικούς παράγοντες που προκαλούν ατυχήματα. Για τον έλεγχό τους, αναπτύσσονται ειδικά συστήματα πρόβλεψης και σύνθετης ανάλυσης, τα οποία καθιστούν δυνατή την πρόληψη τέτοιων απειλών με τη λήψη κατάλληλων μέτρων ή την αλλαγή της τακτικής των εργασιακών δραστηριοτήτων. Ένας από τους κεντρικούς τομείς αυτού του ελέγχου είναι η γεωτεχνική παρακολούθηση (GTM), μέσω της οποίας είναι δυνατή η πρόβλεψη και ακόμη και η διαχείριση της κατάστασης του αντικειμένου στόχου όσον αφορά την αλληλεπίδρασή του με παράγοντες αρνητικού αντίκτυπου φυσικής φύσης.
GTM concept
Το GTM νοείται ως ένα σύνολο μέτρων που σχετίζονται με την παρακολούθηση της κατάστασης των δομών μιας εγκατάστασης υπό κατασκευή ή ανακατασκευή. Ιδιαίτερη προσοχή κατά τον έλεγχο δίνεται στη βάση της διάταξης εδράνων και στις γύρω κατασκευές. Τεχνολογικά δεδομένα εργασίαςοργανώνονται με βάση θέσεις παρατήρησης που βρίσκονται τόσο στη ζώνη κατασκευής όσο και εκτός αυτής σε εργαστηριακές συνθήκες. Ταυτόχρονα, η γεωτεχνική παρακολούθηση κτιρίων και κατασκευών δεν περιορίζεται στην παρακολούθηση της κατάστασης του αντικειμένου στόχου κατά την κατασκευή του. Ακόμη και στο στάδιο της ανάπτυξης του έργου, μπορεί να είναι δυνατή η ενσωμάτωση του συστήματος παρέμβασης στο φρεάτιο σε ένα σύνολο δραστηριοτήτων συντήρησης κατά τη λειτουργία της εγκατάστασης.
Στόχοι GTM
Οι κύριοι στόχοι της γεωτεχνικής παρακολούθησης περιλαμβάνουν τη διασφάλιση της ασφάλειας κατά την κατασκευή και τη λειτουργία της ελεγχόμενης κατασκευής, καθώς και τη διαμόρφωση μιας βάσης δεικτών βάσει των οποίων είναι δυνατόν να εκτιμηθεί ο βαθμός αξιοπιστίας της. Αυτό ισχύει όχι μόνο για εγκαταστάσεις υπό κατασκευή και σε λειτουργία, αλλά και για έργα που πραγματοποιούνται στο πλαίσιο επισκευών και ανακατασκευής. Οι στόχοι της γεωτεχνικής παρακολούθησης επιτυγχάνονται λόγω της έγκαιρης ανίχνευσης των διεργασιών αλλαγής στις υπό μελέτη παραμέτρους. Λαμβάνονται υπόψη τόσο τα χαρακτηριστικά της δομής όσο και οι ιδιότητες του εδάφους θεμελίωσης.
GTM Tasks
Οι παρακάτω εργασίες επιλύονται κατά τη διαδικασία του γεωτεχνικού ελέγχου:
- Τακτική σταθεροποίηση των αλλαγών στις παραμέτρους του γεωλογικού όγκου και των δομών που βρίσκονται σε αυτόν.
- Έγκαιρη ανίχνευση αποκλίσεων στις παραμέτρους, καθώς και τυχόν αλλαγών που ενδέχεται να διαταράξουν τις αναμενόμενες τάσεις κατά τη διάρκεια της συνεχιζόμενης εργασίας.
- Αξιολόγηση κινδύνων που συνεπάγονται προσδιορισμένες αποκλίσεις ελεγχόμενων παραμέτρων.
- Ορίστε τους λόγους για τις δεσμευμένες αλλαγές.
- Με βάση τα αποτελέσματα της γεωτεχνικής παρακολούθησης των κτιρίων και των κατασκευών, αναπτύσσεται ένα σύνολο μέτρων για την πρόληψη και την εξάλειψη περαιτέρω αρνητικών διεργασιών.
Χρήση γεωλογικών και τεχνικών μέτρων στις κατασκευές
Το GTM συνδέεται με τις κατασκευαστικές διαδικασίες στο στάδιο του μηδενικού κύκλου κατά τις γεωδαιτικές έρευνες και τις εργασίες γης. Ειδικότερα, αυτό ισχύει για τη βάση του εδάφους, τη θεμελίωση και τις βασικές φέρουσες κατασκευές. Σε ό,τι αφορά τους λάκκους κατασκευής, γίνεται παρακολούθηση σε σχέση με τις κατασκευές που περικλείουν, οι οποίες αποκλείουν τους κινδύνους κατάρρευσης. Οι έρευνες επηρεάζουν επίσης υπόγειες εγκαταστάσεις - επικοινωνίες, μηχανολογικές κατασκευές και σήραγγες. Ως μέρος της γεωτεχνικής παρακολούθησης στις κατασκευές, λαμβάνονται υπόψη παράγοντες που επηρεάζουν το αντικείμενο που κατασκευάζεται ή ανακατασκευάζεται. Λαμβάνονται υπόψη τόσο οι δυνητικά επικίνδυνες γεωλογικές διεργασίες (καταβύθιση, κατολισθήσεις, κατακρήμνιση) όσο και οι δυναμικές επιπτώσεις, οι πηγές των οποίων είναι άμεσα κατασκευαστικά έργα.
GTO στον έλεγχο του εδάφους
Κατά την εφαρμογή του GTM, αξιολογείται η κατάσταση του εδαφικού όγκου, η συμπεριφορά του και πιθανές αλλαγές που σχετίζονται με τα φορτία που ασκούνται κατά την κατασκευή. Σε σχέση με τα οργανικά εδάφη, αναλύονται τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:
- Παραμόρφωση της βάσης κάτω από το θεμέλιο της υπό κατασκευή κατασκευής.
- Οριζόντια μετατόπιση εδάφουςβάθος σχηματισμού.
- Στάθμη των υπόγειων υδάτων.
- Υδροδυναμική πίεση που μπορεί να εμφανιστεί σε κορεσμένα με νερό οργανικά ορυκτά και οργανικά εδάφη λόγω της επίδρασης πρόσθετου φορτίου.
- Η φύση της αλλαγής στις φυσικές και μηχανικές ιδιότητες του πίνακα.
Σε σχέση με τα χύδην εδάφη, η γεωτεχνική παρακολούθηση προβλέπει τις ακόλουθες μετρήσεις ελεγχόμενων παραμέτρων:
- Βαθμός καθίζησης που προκύπτει λόγω αυτοσυμπύκνωσης των εδαφών που έχουν απορριφθεί πρόσφατα και των υπαρχόντων.
- Φορτίο από την πλατφόρμα θεμελίωσης της υπό κατασκευή κατασκευής.
- Φορτία από τεράστια οικοδομικά υλικά και εξοπλισμό που τοποθετούνται επί τόπου.
- Βασικά χαρακτηριστικά χύδην εδαφών.
Εύρος εργασιών για γεωλογικά και τεχνικά μέτρα
Σύμφωνα με τους κανονισμούς, η γεωτεχνική παρακολούθηση περιλαμβάνει τις ακόλουθες δραστηριότητες:
- Ανάπτυξη προγράμματος και έργου για τον έλεγχο του αντικειμένου στόχου. Ο κατάλογος, οι όγκοι και οι μέθοδοι των εργασιών καθορίζονται με βάση τις γεωλογικές έρευνες που πραγματοποιούνται στο εργοτάξιο.
- Προσδιορισμός του χρόνου και της συχνότητας των λειτουργιών παρακολούθησης. Το χρονοδιάγραμμα ορίζεται ανάλογα με την προγραμματισμένη διάρκεια κατασκευής, λαμβάνοντας υπόψη τις εργασίες γης και τις εργασίες που σχετίζονται με την εξάλειψη των αναγνωρισμένων παραγόντων αρνητικών επιπτώσεων.
- Προσδιορισμός ελεγχόμενων παραμέτρων. Στην περίπτωση αυτή λαμβάνονται υπόψη τόσο οι τοπικές γεωλογικές συνθήκες όσο και τα χαρακτηριστικά της υπό κατασκευή εγκατάστασης, συμπεριλαμβανομένωνσυμπεριλαμβανομένου του επιπέδου της ευθύνης του.
- Επεξεργασία των ληφθέντων δεδομένων και σύνταξη έκθεσης, βάσει της οποίας λαμβάνονται μέτρα για τη μείωση των καταγεγραμμένων κινδύνων.
Έργο γεωτεχνικής παρακολούθησης
Κατά την ανάπτυξη του έργου γεωλογικών και τεχνικών μέτρων, διαμορφώνεται ένα σύνολο σχεδιαστικών λύσεων που θα μπορούσαν να εξασφαλίσουν έναν ελάχιστο βαθμό επιπτώσεων στην εγκατάσταση από αρνητικούς παράγοντες επιπτώσεων. Αυτό λαμβάνει υπόψη όχι μόνο την αποτελεσματικότητα των μεθόδων, αλλά και την οικονομική σκοπιμότητα της εφαρμογής τους. Καταρτίζεται ένας τεχνολογικός χάρτης παραγωγής αναλυτικών μέτρων, επιλέγονται οι βέλτιστες μέθοδοι για την έρευνα της περιοχής, λαμβάνοντας υπόψη τις κλιματικές και γεωφυσικές παραμέτρους μιας συγκεκριμένης περιοχής. Στο έργο της γεωτεχνικής παρακολούθησης της κατασκευής ενός κτιρίου, προβλέπονται επίσης απαιτήσεις για περιβαλλοντική ασφάλεια, η οποία μπορεί να εκδηλωθεί με τη μορφή περιορισμών στη χρήση ορισμένων μεθόδων επηρεασμού του φυσικού τοπίου, ιδίως. Τελικά, οι προγραμματιστές παρουσιάζουν ένα ολοκληρωμένο σύνολο μέτρων με χρονοδιάγραμμα για την εφαρμογή τους και δυνατότητα προσαρμογής ανάλογα με την επίδραση εξωτερικών παραγόντων.
Γεωτεχνική πρόβλεψη
Η πρόβλεψη παίζει σημαντικό ρόλο στο σύμπλεγμα παρέμβασης στο φρεάτιο. Αυτή η εργαλειοθήκη χρησιμοποιείται στο σχεδιασμό θεμελίων, υπόγειων τμημάτων κτιρίων και θεμελίων. Μια πρόβλεψη αυτού του είδους νοείται ως αξιολόγηση των πιθανών επιπτώσεων της κατασκευαστικής διαδικασίας στην κατάσταση και τα χαρακτηριστικά του εδαφικού όγκου. Τέτοιες δραστηριότητες είναι επίσης απαραίτητες γιαανάπτυξη έργων για την τοποθέτηση επικοινωνιών μηχανικής που βρίσκονται σε κατοικημένη περιοχή. Ως αρχικά δεδομένα για γεωτεχνική παρακολούθηση με πρόβλεψη, χρησιμοποιούνται οι παράμετροι των μετατοπίσεων των κατασκευών που περικλείουν και λαμβάνεται επίσης υπόψη η φύση της επίδρασης τάσης-παραμόρφωσης στο έδαφος από την ανεγερθείσα κατασκευή. Στους υπολογισμούς, χρησιμοποιούνται αριθμητικές και αναλυτικές μέθοδοι για την αξιολόγηση πιθανών αλλαγών. Κατά την πρόβλεψη πρόσθετων παραμορφώσεων που μπορεί να προκληθούν από κατακόρυφα φορτία από το υπό κατασκευή αντικείμενο, επιτρέπεται η χρήση του σχεδίου σχεδίου με τη μορφή ενός γραμμικά παραμορφώσιμου μισού χώρου.
Μέθοδοι GTM
Για την εφαρμογή της παρακολούθησης, χρησιμοποιούνται διάφορες τεχνολογικές προσεγγίσεις, συμπεριλαμβανομένων γεωδαιτικών, οπτικών, δονήσεων, παραμετρικών κ.λπ. Η απλούστερη και πιο κοινή ομάδα μεθόδων περιλαμβάνει τον οπτικό-οργανικό έλεγχο, στον οποίο ένα αντικείμενο επιθεωρείται με επακόλουθη αφαίρεση τις απαραίτητες μετρήσεις. Ειδικότερα, η γεωτεχνική παρακολούθηση κτιρίων με οπτικό έλεγχο καταγράφει την ανάπτυξη ρωγμών σε κατασκευές, αποκλίσεις στη θέση των οροφών και τοίχων, χαρακτηριστικά ζημιάς κ.λπ. Οι μέθοδοι γεωφυσικής παρακολούθησης προσφέρουν μια διαφορετική προσέγγιση στην παρακολούθηση. Στην περίπτωση αυτή, διεξάγεται ένα συγκρότημα μηχανογεωλογικών και υδρογεωλογικών ερευνητικών δραστηριοτήτων, που μπορεί να μην επηρεάζουν καθόλου τις παραμέτρους του εργοταξίου, αλλά μελετούν πλήρως τις ιδιότητες του τοπικού εδάφους και τα φυσικά του χαρακτηριστικά, λαμβάνοντας υπόψη επίπεδα των υπόγειων υδάτων.
Εργαλεία καταγραφής γεωλογικών και τεχνικών μέτρων
Πρακτικά όλες οι μέθοδοι σύγχρονου γεωτεχνικού ελέγχου περιλαμβάνουν τη χρήση τεχνικών μέσων και συσκευών για τον ακριβή προσδιορισμό των ελεγχόμενων δεικτών. Μπορεί να είναι ένα απλό όργανο μέτρησης, όπως ένα επίπεδο ή μια μεζούρα, ή ηλεκτρονικές συσκευές που καθορίζουν αυτόματα τις παραμέτρους-στόχους - όχι μόνο φυσικές και γεωμετρικές, αλλά και μικροκλιματικές. Για παράδειγμα, για τη μέτρηση της καθίζησης και της πτέρνας ενός κτιρίου ή των επιμέρους κατασκευών του, χρησιμοποιούνται πολύπλοκα γεωτεχνικά συστήματα παρακολούθησης που καταγράφουν παραμετρικά δεδομένα χάρη σε προεγκατεστημένους αισθητήρες και δείκτες. Για ορισμένο χρονικό διάστημα, λαμβάνονται μετρήσεις από αυτά, επιτρέποντάς σας να παρακολουθείτε τη δυναμική της εξέλιξης ενός ανοίγματος ρολού ή ρωγμής. Αλλά για την πρόβλεψη, σημαντικοί είναι και δείκτες όπως το καθεστώς θερμοκρασίας με τη δυναμική των πτώσεων, οι συντελεστές υγρασίας, τα επίπεδα πίεσης κ.λπ. Για αυτές και άλλες εργασίες μέτρησης, πιεζόμετρα, κλισιόμετρα, δόσεις μάζας, δυναμόμετρα, μετρητές τάσης και άλλες συσκευές είναι χρησιμοποιημένο.
Προγράμματα γεωτεχνικής παρακολούθησης
Μετά τον καθορισμό των ελεγχόμενων τιμών, οι γεωτεχνικοί εισάγουν συγκεκριμένα δεδομένα σε ένα αρχείο καταγραφής για να δημιουργήσουν μια αναφορά. Περαιτέρω, διενεργείται ολοκληρωμένη ανάλυση των πληροφοριών που λαμβάνονται προκειμένου να αναπτυχθούν προστατευτικά μέτρα, εάν είναι απαραίτητο. Για την επίλυση τέτοιων προβλημάτων χρησιμοποιούνται ειδικά προγράμματα γεωτεχνικής παρακολούθησης, μεταξύ των οποίων μπορούν να σημειωθούν οι ακόλουθες λύσεις:
- Σύστημα TUN2. Ένα απλό και εύχρηστο εργαλείο λογισμικού σχεδιασμένο να εκτελεί στατική ανάλυση υπόγειων κατασκευών.
- Πρόγραμμα POLUPROM. Ο αλγόριθμος αυτού του συστήματος σας επιτρέπει να εκτελέσετε τον υπολογισμό δομών και δομών ράβδων, προσφέροντας τη δυνατότητα μοντελοποίησης γραμμών επιρροής. Επίσης, αυτό το πρόγραμμα χρησιμοποιείται ως γενική αριθμομηχανή μηχανικής.
- Συγκρότημα Μίδας. Ένα κορεατικό πολυλειτουργικό προϊόν που εκτελεί βασικές εργασίες επεξεργασίας γεωτεχνικών δεδομένων, καθώς και εξειδικευμένους υπολογισμούς στον τομέα της διάνοιξης σήραγγας.
Συμπέρασμα
Η γεωτεχνική στις κατασκευές στην πρωτόγονη μορφή της χρησιμοποιείται από την αρχαιότητα, όταν οι άνθρωποι προσπαθούσαν να προβλέψουν τους κινδύνους των επιπτώσεων από φυσικά φαινόμενα κατά την κατασκευή κατοικιών. Σήμερα, μπορούμε να μιλήσουμε για πολυμερή και γεωτεχνική παρακολούθηση υψηλής τεχνολογίας, η οποία σας επιτρέπει να εντοπίσετε, να καταγράψετε, να αναλύσετε και να αναπτύξετε μέσα για την εξάλειψη υφιστάμενων και πιθανών απειλών κατά την κατασκευή ή λειτουργία διαφόρων εγκαταστάσεων. Ταυτόχρονα, δεν πρέπει να θεωρούνται οι μέθοδοι τέτοιου ελέγχου μόνο ως μέσο μονόπλευρης αναφοράς προβλημάτων. Οι σύγχρονες μέθοδοι παρέμβασης στο φρεάτιο γίνονται όλο και πιο διαδραστικές, γεγονός που δίνει λόγους να τις θεωρούμε τόσο ως μέσο διασφάλισης της ασφάλειας όσο και ως εργαλείο για την εξεύρεση βέλτιστων οικονομικών λύσεων για την υλοποίηση ενός έργου.
