Динамический мониторинг — зачем он нужен? - «Дизайн»

Мы почти никогда не задумываемся, живя в мегаполисе, как сложно он организован и как много необходимо чтобы эта красивая структура функционировала без катастроф. Чем сложнее инфраструктура, тем больше факторов приходится учитывать. Небоскребы, мосты и туннели, над- и подземные торгово-культурно-развлекательно-спортивные комплексы, монументы, типовые жилые здания, в том числе, подвержены риску прогрессирующего обрушения, электро и гидростанции, системы водоснабжения, опасные и не очень производства, разветвленные трубопроводные системы этих производств, городские теплосети и магистральные нефте- и газопроводы, транспортные внутри- и внешне городские «узлы» и «артерии»: метро, автомагистрали, железные дороги, аэродромы и порты. Все это — живой организм, в котором что-то постоянно сносится, перестраивается, ломается и восстанавливается.

Как это контролировать?

Подавляющее большинство аварий, независимо от их окончательных размеров, начинается с локальных повреждений несущих конструкций. При этом в одних случаях аварии первоначальным локальным разрушением и исчерпываются, а в других – несущие конструкции, сохранившиеся в первый момент аварии, не выдерживают дополнительной нагрузки, ранее воспринимавшейся поврежденными элементами, и тоже разрушаются. Последнее и называется «прогрессирующим обрушением». Термин появился в 1968г. в докладе комиссии, расследовавшей причины известной аварии 22 этажного панельного жилого дома «Роунан Пойнт» в Лондоне. Деформации и сдвиги самого разного происхождения легко выявляются при динамическом мониторинге и позволяют принять меры до наступления необратимых изменений. Этот вид мониторинга применяют в плотной застройке, когда расстояние от котлована до фундамента окружающих зданий не превышает 15 метров. Динамический мониторинг – это систематический контроль динамических характеристик строительных конструкций, осуществляемый с целью принятия решения по условиям их дальнейшей эксплуатации. Его проводят в сейсмоопасных зонах, либо при эксплуатации в условиях с повышенной вибрации. Сегодня для этого используют компьютерное программное обеспечение, которое позволяет построить математическую модель и прогнозировать изменения в конструкциях, отслеживать заранее возможные техногенные катастрофы.

Например, мониторинг строительства ММДЦ «Москва-Сити» начали еще в 1999 году на стадии строительства центрального котлована. Высотные здания построены на берегу реки на сложных для строительства грунтах. Наблюдения за нагрузками и деформационными сдвигами велись непрерывно, применялся в том числе и динамический мониторинг. В 2009 г. Была создана создана единая система сбора геодезических данных, оборудованы наблюдательные станции на базе тахеометра ТСА 2003, которые объединили в единую относительную систему координат с исходными реперами. Результаты мониторинга показали правильность выбора проектных решений фундаментов высотных зданий.

ММДЦ «Москва-Сити» — общий вид. Наблюдательная станция на базе тахеометра ТСА 2003

Динамический мониторинг необходимо применять при строительстве и реконструкции зданий в плотной застройке. Например, при реконструкции комплекса зданий Московской государственной Консерватории им. П.И. Чайковского.

Здание Московской государственной Консерватории им. П.И.Чайковского. Моделирование работы основания в пространственной постановке, конструктивные решения

Программа проведения динамического мониторинга составляется индивидуально для каждого объекта строительства с учетом его задач, климатических и геологических условий, вибрационных факторов, особенностей ограждающих конструкций. Конечно, Москва не входит в число сейсмоопасных районов, но практически значимо стоят для нас вопросы определения микросейсмических воздействий (для сооружений, расположенных вблизи метро неглубокого заложения, железных дорог и загруженных автотрасс, плотной застройки). Во всех этих случаях, наличие динамического мониторинга здания, постоянного учета его динамических характеристик помогает заранее принять меры для предотвращения разрушений или хотя бы для своевременной эвакуации людей с опасных объектов.