Rakennusprosesseihin vaikuttavat usein ulkoiset tekijät, jotka aiheuttavat onnettomuuksia. Niiden hallitsemiseksi kehitetään erityisiä ennuste- ja monimutkaisia analyysijärjestelmiä, jotka mahdollistavat tällaisten uhkien estämisen asianmukaisilla toimenpiteillä tai työskentelytaktiikoilla. Yksi tällaisen ohjauksen keskeisistä osa-alueista on geotekninen seuranta (GTM), jonka avulla voidaan ennustaa ja jopa hallita kohteen tilaa sen vuorovaikutuksessa luonnon kielteisten tekijöiden kanssa.
GTM-konsepti
GTM ymmärretään toimenpiteiden kokonaisuutena, joka liittyy rakenteilla olevan tai kunnostettavan tilan rakenteiden kunnon seurantaan. Ohjauksessa kiinnitetään erityistä huomiota laakerijärjestelmän pohjaan ja ympäröiviin rakenteisiin. Työn teknologiset tiedotjärjestetään sekä rakennusvyöhykkeellä että sen ulkopuolella laboratorio-olosuhteissa sijaitsevien havaintopisteiden perusteella. Samaan aikaan rakennusten ja rakenteiden geotekninen seuranta ei rajoitu kohteen tilan seurantaan sen rakentamisen aikana. Jo hankkeen kehitysvaiheessa kaivon interventiojärjestelmä voi olla mahdollista integroida laitoksen toiminnan aikana suoritettaviin kunnossapitotoimiin.
GTM-tavoitteet
Geoteknisen seurannan päätavoitteita ovat turvallisuuden varmistaminen ohjatun rakenteen rakentamisen ja käytön aikana sekä mittaripohjan muodostaminen, jonka avulla voidaan arvioida sen luotettavuutta. Tämä ei koske vain rakenteilla olevia ja käyttöön otettuja tiloja, vaan myös korjaus- ja jälleenrakennustöitä. Geoteknisen seurannan tavoitteet saavutetaan, koska tutkittujen parametrien muutosprosessit havaitaan oikea-aikaisesti. Sekä rakenteen ominaisuudet että pohjamaan ominaisuudet otetaan huomioon.
GTM-tehtävät
Seuraavat tehtävät ratkaistaan geoteknisen ohjauksen prosessissa:
- Geologisen massiivin ja sillä sijaitsevien rakenteiden parametrien muutosten säännöllinen kiinnitys.
- Parametrien poikkeamien oikea-aikainen havaitseminen sekä muutokset, jotka voivat häiritä odotettua kehitystä käynnissä olevan työn aikana.
- Arviointi riskeistä, jotka sisältävät tunnistettuja poikkeamia valvotuista parametreista.
- Aseta tehtyjen muutosten syyt.
- Rakennusten ja rakenteiden geoteknisen seurannan tulosten perusteella kehitetään toimenpiteitä uusien negatiivisten prosessien ehkäisemiseksi ja poistamiseksi.
Geologisten ja teknisten toimenpiteiden käyttö rakentamisessa
GTM on kytketty rakennusprosesseihin nollasyklin vaiheessa geodeettisten mittausten ja maatöiden aikana. Tämä koskee erityisesti maapohjaa, perustusta ja peruskantavia rakenteita. Rakennuskuilujen os alta tarkkailua tehdään suojarakenteiden os alta, jotka sulkevat pois romahtamisriskit. Selvitykset vaikuttavat myös maanalaisiin tiloihin - kommunikaatioihin, teknisiin rakenteisiin ja tunneleihin. Osana rakentamisen geoteknistä seurantaa otetaan huomioon rakennettavaan tai rekonstruoitavaan kohteeseen vaikuttavat tekijät. Sekä mahdollisesti vaaralliset geologiset prosessit (vajoaminen, maanvyörymät, suffuusio) että dynaamiset vaikutukset, joiden lähteet ovat suoraan rakennustöitä, otetaan huomioon.
GTO maaperän hallinnassa
GTM:n toteutuksen aikana arvioidaan maaperän tilaa, sen käyttäytymistä ja mahdollisia muutoksia, jotka liittyvät rakentamisen aikana kohdistuviin kuormituksiin. Orgaanisen maaperän os alta analysoidaan seuraavat ominaisuudet:
- Pohjan muodonmuutos rakenteilla olevan rakenteen perustuksen alla.
- Vaakasuuntainen maadoitusmuodostumisen syvyys.
- Pohjaveden taso.
- Hydrodynaaminen paine, joka voi esiintyä vedellä kyllästetyssä organomineraalisessa ja orgaanisessa maaperässä lisäkuormituksen vaikutuksesta.
- Matriisin fysikaalisten ja mekaanisten ominaisuuksien muutoksen luonne.
Koskien irtotavaraa, geotekninen seuranta mahdollistaa seuraavat valvottujen parametrien mittaukset:
- Painumisaste, joka johtuu uusien ja olemassa olevien maaperän itsestään tiivistymisestä.
- Kuorma rakenteilla olevan rakenteen perust alta.
- Kuormat massiivisista rakennusmateriaaleista ja paikan päällä olevista laitteista.
- bulkkimaan perusominaisuudet.
Geologisia ja teknisiä toimenpiteitä koskevan työn laajuus
Säännösten mukaan geotekniseen seurantaan kuuluvat seuraavat toiminnot:
- Ohjelman ja projektin kehittäminen kohdeobjektin ohjaamiseksi. Lista, määrät ja toimintatavat määräytyvät rakennustyömaalla tehtyjen geologisten tutkimusten perusteella.
- Valvontatoimintojen ajoituksen ja tiheyden määrittäminen. Aikataulu asetetaan suunnitellun rakentamisen keston mukaan ottaen huomioon maatyöt ja havaittujen negatiivisten vaikutustekijöiden eliminointiin liittyvät toiminnot.
- Ohjattujen parametrien määrittäminen. Tässä tapauksessa sekä paikalliset geologiset olosuhteet että rakenteilla olevan laitoksen ominaisuudet otetaan huomioon, mukaan lukienmukaan lukien hänen vastuunsa taso.
- Vastaanotettujen tietojen käsittely ja raportin laatiminen, jonka perusteella ryhdytään toimenpiteisiin tallennettujen riskien vähentämiseksi.
Geotekninen seurantaprojekti
Geologisia ja teknisiä toimenpiteitä kehitettäessä muodostuu joukko suunnitteluratkaisuja, joilla voidaan varmistaa mahdollisimman vähän negatiivisten vaikutustekijöiden vaikutusta laitokseen. Tämä ei ota huomioon vain menetelmien tehokkuutta, vaan myös niiden soveltamisen taloudellista kannattavuutta. Analyyttisten toimenpiteiden tuotannosta laaditaan tekninen kartta, valitaan optimaaliset menetelmät alueen kartoittamiseen ottaen huomioon tietyn alueen ilmastolliset ja geofysikaaliset parametrit. Rakennuksen rakentamisen geoteknisen seurannan hankkeessa määrätään myös ympäristöturvallisuusvaatimuksia, jotka voivat ilmetä erityisesti tiettyjen luonnonmaisemaan vaikuttavien menetelmien käytön rajoituksina. Viime kädessä kehittäjät esittelevät kattavan toimenpidekokonaisuuden, jossa on aikataulu niiden toteuttamiselle ja säätömahdollisuus ulkoisten tekijöiden vaikutuksesta.
Geotekninen ennustaminen
Ennustaminen on tärkeässä roolissa kaivon interventiokompleksissa. Tätä työkalupakkia käytetään perustusten, rakennusten maanalaisten osien ja perustusten suunnittelussa. Tällainen ennuste ymmärretään arviona rakennusprosessin mahdollisista vaikutuksista maaperän tilaan ja ominaisuuksiin. Tällainen toiminta on myös tarpeentaajama-alueella sijaitsevien teknisten tietoliikenneyhteyksien rakentamishankkeiden kehittäminen. Ennakoivan geoteknisen seurannan lähtötietona käytetään rajoitusrakenteiden siirtymien parametreja ja huomioidaan myös pystytettävästä rakenteesta maaperään kohdistuvan jännitysvenymävaikutuksen luonne. Laskelmissa käytetään numeerisia ja analyyttisiä menetelmiä mahdollisten muutosten arvioimiseksi. Ennustettaessa lisämuodonmuutoksia, joita rakenteilla olevasta kohteesta aiheutuvat pystysuuntaiset kuormat voivat aiheuttaa, on sallittua käyttää suunnittelukaaviota lineaarisesti muotoutuvan puoliavaruuden muodossa.
GTM-menetelmät
Seurannan toteuttamiseen käytetään erilaisia teknologisia lähestymistapoja, mukaan lukien geodeettinen, visuaalinen, vibrometrinen, parametrinen jne. Yksinkertaisin ja yleisin menetelmäryhmä on visuaalinen instrumentaalinen ohjaus, jossa kohde tarkastetaan ja sen jälkeen poistetaan tarvittavat mitat. Erityisesti visuaalisesti ohjattava rakennusten geotekninen seuranta kuvaa rakenteiden halkeamien kehittymistä, kattojen ja seinien sijainnin poikkeamia, vaurioiden ominaisuuksia jne. Geofysikaaliset seurantamenetelmät tarjoavat erilaisen lähestymistavan seurantaan. Tässä tapauksessa suoritetaan teknis-geologisia ja hydrogeologisia tutkimustoimia, jotka eivät välttämättä vaikuta rakennustyömaan parametreihin ollenkaan, mutta ne tutkivat täysin paikallisen maaperän ominaisuuksia ja sen fysikaalisia ominaisuuksia ottaen huomioon pohjaveden taso.
Työkalut geologisten ja teknisten mittausten kirjaamiseen
Käytännössä kaikki nykyaikaisen geoteknisen ohjauksen menetelmät sisältävät teknisten välineiden ja laitteiden käytön ohjattujen indikaattoreiden tarkkaan määrittämiseen. Se voi olla yksinkertainen mittauslaite, kuten taso tai mittanauha, tai elektroniset laitteet, jotka määrittävät automaattisesti kohdeparametrit - ei vain fyysisiä ja geometrisia, vaan myös mikroilmastollisia. Esimerkiksi rakennuksen tai sen yksittäisten rakenteiden painuman ja kallistuksen mittaamiseen käytetään monimutkaisia geoteknisiä valvontajärjestelmiä, jotka keräävät parametritietoja esiasennettujen antureiden ja merkintöjen ansiosta. Niistä otetaan tietyn ajan lukemia, joiden avulla voit seurata rullan tai halkeaman etenemisen dynamiikkaa. Mutta ennustamisen kann alta merkittäviä ovat myös sellaiset indikaattorit, kuten lämpötilatila pudotuksen dynamiikalla, kosteuskertoimet, painetasot jne. Näitä ja muita mittaustoimintoja varten pietsometrit, k altevuusmittarit, massaannokset, dynamometrit, venymämittarit ja muut laitteet ovat käytetty.
Geotekniset seurantaohjelmat
Valvottujen arvojen vahvistamisen jälkeen geoteknikot syöttävät lokiin tietyt tiedot raportin luomiseksi. Lisäksi saaduista tiedoista tehdään kattava analyysi suojatoimenpiteiden kehittämiseksi tarvittaessa. Tällaisten ongelmien ratkaisemiseksi käytetään erityisiä geoteknisiä valvontaohjelmia, joista voidaan mainita seuraavat ratkaisut:
- TUN2-järjestelmä. Yksinkertainen ja helppokäyttöinen ohjelmistotyökalu, joka on suunniteltu suorittamaan maanalaisten rakenteiden staattista analyysiä.
- POLUPROM-ohjelma. Tämän järjestelmän algoritmin avulla voit suorittaa tankorakenteiden ja -rakenteiden laskennan, mikä tarjoaa mahdollisuuden vaikutuslinjojen mallintamiseen. Tätä ohjelmaa käytetään myös yleisenä suunnittelulaskimena.
- Midas-kompleksi. Korealainen monitoimituote, joka suorittaa geoteknisiä perustietojenkäsittelytoimintoja sekä erikoislaskelmia tunneloinnin alalla.
Johtopäätös
Geotekniikkaa rakentamisessa primitiivisessä muodossaan on käytetty muinaisista ajoista lähtien, jolloin asuinrakentamisen yhteydessä yritettiin ennakoida luonnonilmiöiden vaikutusten riskejä. Nykyään voidaan puhua monenvälisestä ja korkean teknologian geoteknisestä monitoroinnista, jonka avulla voidaan tunnistaa, tallentaa, analysoida ja kehittää keinoja olemassa olevien ja mahdollisten uhkien poistamiseksi erilaisten tilojen rakentamisen tai käytön aikana. Samanaikaisesti tällaisen valvonnan menetelmiä ei pidä pitää vain keinona yksipuoliseen ongelmista ilmoittamiseen. Nykyaikaiset kaivon interaktiiviset menetelmät ovat muuttumassa vuorovaikutteisemmiksi, mikä antaa aihetta pitää niitä sekä turvallisuuden takaavana keinona että työkaluna löytää optimaalisia taloudellisia ratkaisuja hankkeen toteuttamiseen.
