Bauprozesse werden oft durch externe Faktoren beeinflusst, die Unfälle verursachen. Um sie zu kontrollieren, werden spezielle Prognose- und komplexe Analysesysteme entwickelt, die es ermöglichen, solche Bedrohungen durch geeignete Maßnahmen oder Änderungen der Arbeitstaktik zu verhindern. Einer der zentralen Bereiche einer solchen Kontrolle ist das geotechnische Monitoring (GTM), durch das der Zustand des Zielobjekts im Hinblick auf seine Wechselwirkung mit negativen Einflussfaktoren natürlicher Art vorhergesagt und sogar gesteuert werden kann.
GTM-Konzept
Unter GTM versteht man eine Reihe von Maßnahmen zur Überwachung des baulichen Zustands einer im Bau oder Umbau befindlichen Anlage. Besondere Aufmerksamkeit während der Kontrolle wird der Basis der Lageranordnung und den umgebenden Strukturen geschenkt. Technologische Daten der Arbeitwerden auf der Grundlage von Beobachtungsposten organisiert, die sich sowohl in der Bauzone als auch außerhalb unter Laborbedingungen befinden. Gleichzeitig beschränkt sich die geotechnische Überwachung von Gebäuden und Bauwerken nicht auf die Überwachung des Zustands des Zielobjekts während seiner Errichtung. Sogar in der Phase der Projektentwicklung kann es möglich sein, das Bohrlochinterventionssystem in eine Reihe von Wartungsaktivitäten während des Betriebs der Anlage zu integrieren.
GTM-Ziele
Zu den Hauptzielen der geotechnischen Überwachung gehören die Gewährleistung der Sicherheit während des Baus und des Betriebs des kontrollierten Bauwerks sowie die Bildung einer Basis von Indikatoren, anhand derer der Grad seiner Zuverlässigkeit beurteilt werden kann. Dies gilt nicht nur für im Bau befindliche und in Betrieb genommene Anlagen, sondern auch für Arbeiten im Rahmen von Reparaturen und Umbauten. Die Ziele des geotechnischen Monitorings werden durch die rechtzeitige Erkennung von Veränderungsprozessen der untersuchten Parameter erreicht. Dabei werden sowohl die Eigenschaften des Bauwerks als auch die Eigenschaften des Baugrunds berücksichtigt.
GTM-Aufgaben
Im Prozess der geotechnischen Kontrolle werden folgende Aufgaben gelöst:
- Regelmäßige Fixierung von Änderungen in den Parametern des geologischen Massivs und der darauf befindlichen Strukturen.
- Rechtzeitiges Erkennen von Abweichungen in Parametern sowie von Änderungen, die die erwarteten Trends im laufenden Arbeitsablauf stören könnten.
- Bewertung von Risiken, die zu festgestellten Abweichungen von kontrollierten Parametern führen.
- Legen Sie die Gründe für bestätigte Änderungen fest.
- Basierend auf den Ergebnissen der geotechnischen Überwachung von Gebäuden und Bauwerken wird ein Maßnahmenpaket entwickelt, um weitere negative Prozesse zu verhindern und zu beseitigen.
Einsatz geologischer und technischer Maßnahmen beim Bauen
GTM ist mit den Bauprozessen in der Phase des Nullzyklus während geodätischer Vermessungen und Landarbeiten verbunden. Dies gilt insbesondere für den Untergrund, die Gründung und die Grundtragwerke. Bei Baugruben erfolgt eine Überwachung in Bezug auf die umschließenden Bauwerke, die Einsturzgefahren ausschließen. Vermessungen betreffen auch unterirdische Einrichtungen - Kommunikation, Ingenieurbauwerke und Tunnel. Im Rahmen der geotechnischen Bauüberwachung werden Faktoren berücksichtigt, die das zu errichtende oder umzubauende Objekt beeinflussen. Berücksichtigt werden sowohl potenziell gefährliche geologische Prozesse (Senkungen, Erdrutsche, Suffusionen) als auch dynamische Einwirkungen, deren Quellen direkt Bauarbeiten sind.
GTO in der Bodenkontrolle
Während der Umsetzung des GTM werden der Zustand des Bodenmassivs, sein Verh alten und mögliche Veränderungen im Zusammenhang mit den während des Baus ausgeübten Lasten bewertet. In Bezug auf organische Böden werden folgende Merkmale analysiert:
- Verformung der Basis unter dem Fundament der im Bau befindlichen Struktur.
- Horizontal versetzter BodenFormationstiefe.
- Grundwasserspiegel.
- Hydrodynamischer Druck, der in wassergesättigten organomineralischen und organischen Böden durch zusätzliche Belastung entstehen kann.
- Die Art der Änderung der physikalischen und mechanischen Eigenschaften des Arrays.
In Bezug auf Massenböden sieht die geotechnische Überwachung die folgenden Messungen kontrollierter Parameter vor:
- Setzungsgrad, der durch Selbstverdichtung von neu aufgeschütteten und bestehenden Böden entsteht.
- Last von der Gründungsplattform des im Bau befindlichen Bauwerks.
- Auf der Baustelle platzierte Lasten aus massiven Baumaterialien und Geräten.
- Grundlegende Eigenschaften von Schüttböden.
Arbeitsumfang geologische und technische Maßnahmen
Nach den Vorschriften umfasst die geotechnische Überwachung folgende Tätigkeiten:
- Entwicklung eines Programms und Projekts zur Steuerung des Zielobjekts. Die Liste, Mengen und Arbeitsweisen werden auf der Grundlage der auf der Baustelle durchgeführten geologischen Untersuchungen festgelegt.
- Bestimmung des Zeitpunkts und der Häufigkeit von Überwachungsvorgängen. Der Zeitplan wird in Abhängigkeit von der geplanten Baudauer unter Berücksichtigung von Landarbeiten und Arbeiten im Zusammenhang mit der Beseitigung identifizierter negativer Einflussfaktoren festgelegt.
- Bestimmung kontrollierter Parameter. In diesem Fall werden sowohl die örtlichen geologischen Bedingungen als auch die Eigenschaften der im Bau befindlichen Anlage berücksichtigt, einschließlicheinschließlich der Ebene seiner Verantwortung.
- Verarbeitung der erh altenen Daten und Erstellung eines Berichts, auf dessen Grundlage Maßnahmen zur Reduzierung der erfassten Risiken ergriffen werden.
Geotechnisches Überwachungsprojekt
Während der Entwicklung des Projekts für geologische und technische Maßnahmen wird eine Reihe von Designlösungen gebildet, die eine minimale Auswirkung auf die Anlage durch negative Einflussfaktoren gewährleisten können. Dabei wird nicht nur die Effektivität der Methoden, sondern auch die Wirtschaftlichkeit ihrer Anwendung berücksichtigt. Eine technologische Karte der Erstellung analytischer Maßnahmen wird erstellt, optimale Methoden zur Vermessung des Territoriums werden unter Berücksichtigung der klimatischen und geophysikalischen Parameter einer bestimmten Region ausgewählt. Bei dem Projekt der geotechnischen Bauüberwachung werden auch Anforderungen an den Umweltschutz vorgeschrieben, die sich insbesondere in Form von Beschränkungen der Anwendung bestimmter Verfahren zur Beeinflussung des Naturbildes äußern können. Am Ende präsentieren die Entwickler ein umfassendes Maßnahmenpaket mit Zeitplan für die Umsetzung und der Möglichkeit der Anpassung je nach Einfluss externer Faktoren.
Geotechnische Prognosen
Prognose spielt eine wichtige Rolle im Brunneninterventionskomplex. Dieses Toolkit wird bei der Planung von Fundamenten, unterirdischen Gebäudeteilen und Fundamenten verwendet. Eine solche Prognose versteht sich als Einschätzung der möglichen Auswirkungen des Bauprozesses auf den Zustand und die Eigenschaften des Bodenmassivs. Solche Aktivitäten sind auch notwendig fürEntwicklung von Projekten zur Verlegung von technischen Kommunikationsmitteln in einem bebauten Gebiet. Als Ausgangsdaten für die geotechnische Überwachung mit Vorhersage werden die Parameter der Verschiebungen der umschließenden Strukturen verwendet, und es wird auch die Art der Spannungs-Dehnungs-Einwirkung auf den Boden von der errichteten Struktur berücksichtigt. Bei Berechnungen werden numerische und analytische Methoden eingesetzt, um mögliche Veränderungen abzuschätzen. Bei der Vorhersage zusätzlicher Verformungen, die durch vertikale Lasten aus dem zu errichtenden Objekt verursacht werden können, darf das Bemessungsschema in Form eines linear verformbaren Halbraums verwendet werden.
GTM-Methoden
Zur Umsetzung des Monitorings kommen verschiedene technologische Ansätze zum Einsatz, darunter geodätische, visuelle, vibrometrische, parametrische etc. Die einfachste und gebräuchlichste Gruppe von Methoden ist die visuell-instrumentelle Kontrolle, bei der ein Objekt mit anschließender Entnahme inspiziert wird die notwendigen Maße. Insbesondere die geotechnische Überwachung von Gebäuden mit visueller Kontrolle erfasst die Entwicklung von Rissen in Bauwerken, Abweichungen in der Lage von Decken und Wänden, Schadensmerkmale etc. Geophysikalische Überwachungsmethoden bieten einen anderen Ansatz zur Überwachung. In diesem Fall wird ein Komplex von ingenieurgeologischen und hydrogeologischen Forschungsaktivitäten durchgeführt, die die Parameter der Baustelle möglicherweise überhaupt nicht beeinflussen, aber die Eigenschaften des lokalen Bodens und seine physikalischen Eigenschaften unter Berücksichtigung der vollständig untersuchen Grundwasserspiegel.
Tools zur Erfassung geologischer und technischer Maßnahmen
Praktisch alle Methoden der modernen geotechnischen Kontrolle beinh alten den Einsatz technischer Mittel und Geräte, um die kontrollierten Indikatoren genau zu bestimmen. Das kann ein einfaches Messinstrument wie eine Wasserwaage oder ein Maßband sein oder elektronische Geräte, die automatisch Zielparameter festlegen – nicht nur physikalische und geometrische, sondern auch mikroklimatische. Um beispielsweise die Setzung und Ferse eines Gebäudes oder seiner einzelnen Strukturen zu messen, werden komplexe geotechnische Überwachungssysteme verwendet, die dank vorinstallierter Sensoren und Marker parametrische Daten erfassen. An ihnen werden für einen bestimmten Zeitraum Messwerte erfasst, mit denen Sie die Dynamik des Fortschreitens einer Roll- oder Rissöffnung verfolgen können. Aber für die Vorhersage sind auch solche Indikatoren von Bedeutung wie das Temperaturregime mit der Dynamik von Tropfen, Feuchtigkeitskoeffizienten, Druckniveaus usw. Für diese und andere Messoperationen sind Piezometer, Neigungsmesser, Massendosen, Dynamometer, Dehnungsmessstreifen und andere Geräte geeignet verwendet.
Geotechnische Überwachungsprogramme
Nachdem die kontrollierten Werte festgelegt wurden, geben die Geotechniker bestimmte Daten in ein Protokoll ein, um einen Bericht zu erstellen. Darüber hinaus erfolgt eine umfassende Analyse der erh altenen Informationen, um ggf. Schutzmaßnahmen abzuleiten. Um solche Probleme zu lösen, werden spezielle geotechnische Überwachungsprogramme verwendet, unter denen die folgenden Lösungen zu nennen sind:
- TUN2-System. Ein einfaches und benutzerfreundliches Softwaretool zur Durchführung statischer Analysen unterirdischer Strukturen.
- POLUPROM-Programm. Der Algorithmus dieses Systems ermöglicht die Berechnung von Balkenstrukturen und Strukturen und bietet die Möglichkeit, Einflusslinien zu modellieren. Außerdem wird dieses Programm als universeller technischer Rechner verwendet.
- Midas-Komplex. Ein koreanisches Multifunktionsprodukt, das grundlegende geotechnische Datenverarbeitungsvorgänge sowie spezialisierte Berechnungen im Bereich des Tunnelbaus durchführt.
Schlussfolgerung
Geotechnik im Bauwesen in ihrer primitiven Form wird seit der Antike verwendet, als die Menschen versuchten, die Risiken der Auswirkungen von Naturphänomenen beim Bau von Wohnungen vorherzusehen. Heutzutage können wir von einem multilateralen und hochtechnologischen geotechnischen Monitoring sprechen, das es Ihnen ermöglicht, Mittel zu identifizieren, zu erfassen, zu analysieren und zu entwickeln, um sowohl bestehende als auch mögliche Bedrohungen während des Baus oder Betriebs verschiedener Anlagen zu beseitigen. Gleichzeitig sollte man die Methoden einer solchen Kontrolle nicht nur als Mittel zur einseitigen Problemberichterstattung betrachten. Moderne Bohrlochinterventionsmethoden werden interaktiver, was Anlass gibt, sie sowohl als Mittel zur Gewährleistung der Sicherheit als auch als Werkzeug zum Finden optimaler wirtschaftlicher Lösungen für die Umsetzung eines Projekts zu betrachten.
