При возведении объекта образуется осадочная воронка с радиусом до 200 м для тяжёлого здания, в пределах которого получают дополнительные перемещения окружающие здания и сооружения. Некоторые из них получают значительные перемещения и крены в направлении возводимого объекта. Кроме того при забивке свай или других динамических воздействий в окружающих зданиях и сооружениях появляются трещины или раскрываются ранее стабилизированные, возможны повреждения подземных коммуникаций. Всё это требует мониторинга для оперативного инженерного решения, обеспечивающего безопасность окружающих объектов.

11. МОНИТОРИНГ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ

11.1. ГЕОТЕХНИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ

При строительстве заглублённых и подземных сооружений в зону их влияния попадает существующая застройка. Проблема её сохранения особенно актуальна в связи с широкомасштабной реконструкцией исторических центров крупных городов с освоением подземного пространства. При реконструкции городских центров сооружаются отдельно расположенные подземные комплексы, в том числе транспортные, возводятся новые здания с подземной частью в условиях тесной городской застройки или реконструируются существующие здания с существенным понижением отметки пола подвала.

При этом выделяют собственно подземные сооружения, над верхней отметкой которых залегает толща грунта естественного сложения, и заглублённые сооружения. К подземным сооружениям следует отнести тоннели метрополитена, транспортные и коммуникационные тоннели. У заглублённых сооружений верхняя отметка находится на уровне поверхности земли. Заглублёнными сооружениями чаще всего являются подземные гаражи, торговые комплексы, подземные переходы, подвалы зданий и т. п.

Другим отличием заглублённых и подземных сооружений может служить способ их устройства. Так, подземные сооружения устраиваются, как правило, закрытой (щитовой) проходкой, а заглублённые сооружения - открытым способом.

Влияние строящегося подземного (заглублённого) сооружения или реконструируемого объекта с подземной частью на окружающую застройку заключается в изменении напряжённо-деформированного состояния массива грунта в основании существующих зданий от выемки грунта или нагрузок от соседнего здания, а также в возможном изменении гидрогеологического режима, что может привести к дополнительным осадкам из-за гниения голов свай в основании многих исторических памятников или вследствие суффозии и т. п. Кроме того, возможны дополнительные осадки рядом расположенных сооружений вследствие технологических воздействий от строительства (вибрации, динамических воздействий) или нарушения технологии производства работ.

137

При этом в зоне влияния подземного (заглублённого) сооружения оказываются здания, имеющие историческую, культурную или хозяйственную ценность. Возникает проблема обеспечения безопасности существующих исторических памятников, которые зачастую находятся в неудовлетворительном состоянии.

В качестве инструмента для обеспечения безопасности исторической застройки предлагается геотехнический мониторинг.

Назначение, цели и задачи мониторинга 1. Мониторинг следует выполнять в процессе строительства под-

земных сооружений, а в необходимых случаях и в начальный период их эксплуатации.

Мониторинг, как правило, следует организовывать:

-для строящихся подземных сооружений I уровня ответственности;

-для строящихся подземных сооружений II уровня ответственности в сложных инженерно-геологических условиях;

-для существующих зданий и сооружений, попадающих в зону влияния подземного строительства в условиях тесной застройки, а также в других случаях, предусмотренных техническим заданием.

Всостав проекта строительства подземных сооружений следует включать требования к проведению мониторинга.

2.Мониторинг подземных сооружений предназначен для обеспечения надёжности строительства подземных сооружений и сохранения зданий и сооружений, находящихся в зоне их влияния, а также защиты окружающей среды с учётом возможных негативных последствий строительства.

3.Целью мониторинга является оценка воздействия строительства подземного сооружения на окружающие здания и сооружения, на атмосферную, геологическую и гидрогеологическую среду в период строительства и эксплуатации, разработка прогноза изменения их состояния, своевременное выявление дефектов конструкций, предупреждение и устранение негативных процессов, уточнение результатов прогноза и корректировка проектных решений.

4.В задачи мониторинга входит разработка решений по обеспечению сохранности и надёжности окружающей застройки, предупреждению

иустранению дефектов конструкций зданий и сооружений, недопущению негативных изменений окружающей среды, а также осуществление контроля за выполнением принятых решений.

5.В процессе мониторинга должен рассматриваться весь комплекс статических, динамических и иных техногенных воздействий, приводящих к качественному и количественному изменению характеристик состояния зданий и сооружений (под воздействием строительства подземных сооружений), в т.ч. к потере ими пригодности к эксплуатации. В случае необходимости должны разрабатываться конструктивные или иные меры защиты для обеспечения их эксплуатационной надёжности.

138

6.При проведении мониторинга, как правило, следует определять:

-осадки, крены и горизонтальные смещения конструкций подземного сооружения, а также окружающих зданий и сооружений, расположенных в зоне влияния строительства;

-техническое состояние конструкций строящегося подземного сооружения и окружающих зданий и сооружений;

-деформации ограждающих и распорных конструкций и значения усилий в них;

-усилия в анкерах конструкций;

-напряжения и деформации в грунтовом массиве;

-пьезометрические напоры воды в грунтовом массиве;

-расходы воды, фильтрующей в массиве грунта, вмещающем подземные сооружения;

-температуру грунтов в массиве;

-эффективность работы дренажных, водопонизительных и противофильтрационных систем;

-уровень колебаний подземного сооружения при его строительстве рядом с тоннелями метрополитена и другими источниками вибрационных и динамических воздействий.

7.При проектировании подземных сооружений должны быть предусмотрены инженерные мероприятия по защите зданий и сооружений от недопустимых деформаций.

8.При строительстве подземных объектов в районах с плотной застройкой и наличием исторических памятников и памятников архитектуры мониторинг осуществляется под руководством научно-технического координационного совета, который создаётся из представителей заказчика, проектировщика, строительной организации и районных органов надзора и контроля, а также в случае необходимости - органов охраны исторических памятников.

9.Мониторинг должен проводиться по специально разработанному проекту или программе. К выполнению мониторинга должны привлекаться специализированные организации, имеющие лицензии на проведение этих работ.

Состав мониторинга:

1.Состав и объём мониторинга должны назначаться в зависимости от уровня ответственности сооружений, их конструктивных особенностей, категории сложности инженерно-геологических условий, способа возведения подземного сооружения, плотности окружающей застройки и других условий.

2.В составе мониторинга необходимо предусматривать:

-сбор и анализ технических данных по конструкциям подземных и надземных частей зданий и сооружений;

-обследование существующих зданий и сооружений, в том числе подземных коммуникаций, попадающих в зону влияния нового строительства;

139

-разработку требований по допускаемым предельным деформациям зданий и сооружений;

-определение расчётных величин геотехнического прогноза, включая оценку влияния подземного строительства и производства работ на существующие здания и сооружения;

-разработку мероприятий по устранению негативных последствий подземного строительства.

3. Мониторинг целесообразно осуществлять с использованием комплексной автоматизированной программы, позволяющей оперативно выявлять все возникающие отклонения, устанавливать необходимые взаимосвязи и регулировать весь процесс в целом.

Общие требования к мониторингу

1.Выбор системы наблюдений производят в зависимости от целей

изадач мониторинга, результатов расчётных прогнозов, скорости протекания процессов, точности измерений и продолжительности их во времени.

2.Точность систем наблюдений назначается в зависимости от величин расчётных прогнозов и должна обеспечивать достоверность получаемой информации, а также соответствовать требованиям согласованности в пространстве и во времени применяемых различных систем наблюдений.

3.Приборы и оборудование, используемые для наблюдений, должны быть сертифицированы и аттестованы в соответствии с требованиями Госстандарта России.

4.Точки измерений и частоту наблюдений необходимо назначать в зависимости от величин расчётных прогнозов, интенсивности изменений наблюдаемых величин, масштабов освоения подземного пространства, конструктивных особенностей зданий и сооружений.

Система мониторинга:

1. На стадии проектирования до проведения мониторинга должны быть разработаны и определены:

-основные эксплуатационные требования к зданиям и сооружениям и окружающей среде;

-расчётный прогноз значений деформаций и усилий;

-программа наблюдений;

-системы наблюдений.

2.На стадии строительства должны выполняться: - установка систем наблюдений; - производство наблюдений.

3.Оценка принятых критериев выполнения эксплуатационных

требований производится на основе результатов сравнения расчётных и наблюдаемых значений деформаций и усилий. В необходимых случаях производится разработка дополнительных мероприятий по обеспечению эксплуатационной надёжности строящегося подземного сооружения и окружающих эксплуатируемых зданий.

140