Материал: Жилищное хозяйство и коммунальная инфраструктура

общий мониторинг технического состояния зданий и сооружений;

мониторинг технического состояния зданий и сооружений, находящихся в ограниченно работоспособном или аварийном состоянии;

мониторинг технического состояния зданий и сооружений, попадающих в зону влияния нового строительства, реконструкции или природно-техногенных воздействий;

мониторинг технического состояния уникальных зданий и сооружений.

В соответствии с текстом того же нормативно-технического документа (ГОСТ 319372011), в рамках проведения общего мониторинга технического состояния выполняются работы по визуальному осмотру в целях приблизительной оценки категории технического состояния, направленные на выявление объектов, изменение напряженно-деформированного состояния которых требует проведения обследования их технического состояния (п. 6.2.2. ГОСТ 31937-2011). Кроме того, там же предлагается проводить измерения динамических параметров конкретных зданий с последующим составлением паспорта здания.

Исходя из текста нормативно-технического документа, приведенного выше, получается, что основной задачей первичного визуального осмотра (первый этап мониторинга), является выявление строительных конструкций, получивших в процессе эксплуатации здания или сооружения негативные изменения напряженно-деформированного состояния. В дальнейшем рекомендуется (п.п. 6.2.3…6.2.5 ГОСТ 31937-2011), в зависимости от категории технического состояния перейти к измерению динамических параметров с интервалом два года (для нормативного и работоспособного технических состояний) или более частому для других технических состояний. При этом в документе отсутствуют рекомендации по контролю основных параметров конструкций, непосредственно влияющих на их напря- женно-деформированное состояние, а соответственно и на уменьшение фактической несущей способности и жесткости этих конструкций и всего здания или сооружения в целом.

При мониторинге технического состояния зданий и сооружений, находящихся в ограниченно работоспособном или аварийном состоянии рекомендуется (п. 6.3.2 ГОСТ 319372011):

определять текущие динамические параметры объекта и сравнивать их с параметрами, измеренными на предыдущем этапе;

фиксировать степень изменения ранее выявленных дефектов и повреждений конструкций объекта;

выявлять вновь появившиеся дефекты и повреждения;

проводить повторные измерения деформаций, кренов, прогибов и т.п.;

сравнивать их значения со значениями аналогичных величин, полученных на предыдущем этапе.

При этом получается парадоксальная ситуация. До перехода строительных конструкций здания или сооружения в ограниченно работоспособное или аварийное техническое состояние наблюдение ведется только в виде визуального осмотра и измерения динамических параметров объекта. А в случае перехода конструкций в ограниченно работоспособное или аварийное техническое состояние уже требуется помимо измерения динамических параметров объекта, фиксировать степень изменений выявленных дефектов и повреждений. Но на начальном этапе мониторинга эти дефекты и повреждения фиксировать не требовалось. Кроме того, не требовалось, как указано выше, контролировать основные параметры конструкций, непосредственно влияющие на их напряженно-деформированное состояние,

асоответственно уменьшение фактической несущей способности и жесткости этих конструкций.

Оценка динамических параметров зданий и сооружений, на которую идет значительный упор в ГОСТ 31937-2011, как при обследовании технического состояния, так и при мониторинге, требует наличия у организации дорогостоящего специального оборудования. При этом методика имеет ряд несовершенств и неточностей, на что указывается в работе [1] и целом ряде других научных работ, на которые ссылаются авторы.

-10 -

Оставшиеся типы мониторинга технического состояния зданий и сооружений, попадающих в зону влияния нового строительства, реконструкции или природно-техногенных воздействий, а также для уникальных зданий и сооружений в рамках настоящей статьи рассматриваться не будут. Этим типам мониторинга посвящено большое количество научных статей и научно-практических работ различных авторов [2…8] и целого ряда других работ. В отмеченных работах часто приводятся схемы мониторинга, особенности его проведения, но при этом все сводится чаще всего к так называемому геотехническому мониторингу (для зданий, работающих в сложных геологических условиях) или автоматизированному мониторингу (для уникальных зданий).

Вто же время (п. 6.1.1 ГОСТ 31937-2011) рекомендуется проводить мониторинг зданий и сооружений для:

 контроля технического состояния зданий и сооружений и своевременного принятия мер по устранению возникающих негативных факторов, ведущих к ухудшению этого состояния;

 выявления объектов, на которых произошли изменения напряженно-деформиро- ванного состояния несущих конструкций и для которых необходимо обследование их технического состояния;

 обеспечения безопасного функционирования зданий и сооружений за счет своевременного обнаружения на ранней стадии негативного изменения напряженно-деформиро- ванного состояния конструкций и грунтов оснований, которые могут повлечь переход объектов в ограниченно работоспособное или в -аварийное состояние;

 отслеживания степени и скорости изменения технического состояния объекта и принятия в случае необходимости экстренных мер по предотвращению его обрушения.

Указанные выше цели проведения мониторинга требуют не визуального (предварительного) обследования, а детального (инструментального) с контролем всех необходимых параметров строительных конструкций здания или сооружения, которые оказывают влияние на изменение напряженно-деформированного состояния [9, 10]. Однако ни в одном нормативно-техническом или справочном документе нет списка таких параметров.

Настоящая публикация посвящена более детальному рассмотрению вопросов мониторинга технического состояния строительных конструкций зданий и сооружений, связанных с общим мониторингом технического состояния, а также мониторингом технического состояния зданий и сооружений, находящихся в ограниченно работоспособном или аварийном состоянии. Два эти типа мониторинга неразрывно связаны, так как техническое состояние строительных конструкций в соответствии с определениями, приведенными в СП 13- 102-2003 «Правила обследования технического состояния несущих строительных конструкций зданий и сооружений» и ГОСТ 31937-2011, изменяется во времени в соответствии со следующей схемой (рис. 1). Переходы технического состояния между категориями на практике чаще всего происходят плавно, однако возможны и резкие переходы, с коротким пребыванием в той или иной категории, когда создаются впечатление о скачкообразном переходе через категорию.

Вприведенной на рис. 1 схеме отсутствует категория технического состояния «нормативное», имеющаяся как в СП 13-102-2003, так и в ГОСТ 31937-2011. В обоих документах под нормативным техническим состоянием понимают такое состояние, «при котором количественные и качественные значения параметров всех критериев оценки технического состояния строительных конструкций зданий и сооружений, включая состояние грунтов основания, соответствуют установленным в проектной документации значениям с учетом пределов их изменения».

Последняя фраза в определении, указывающая на пределы изменения параметров, заложенных в проектной документации, требует дополнительных пояснений, так как нигде в строительной документации не встречается никаких пределов измерений.

-11 -

Рис. 1. Изменение технических состояний строительных конструкций во времени

Если авторы определения имели в виду допуски и посадки, принятые в технике (например, в машиностроительных чертежах), то следует отметить, что ничего подобного в строительных чертежах действующими нормами не предусматривается (за исключением особо ответственных стальных конструкций). Если авторами определения из нормативного документа имелись ввиду предельно допустимые отклонения для строительных конструкций, предусмотренные в СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции. Актуализированная редакция СНиП 3.03.01-87», то они в проектной или рабочей документации никогда не указывались и не указываются. Кроме того, в условиях строительной площадки соблюдение всех качественных и количественных значений параметров строительных конструкций на уровне полного соответствия проекту на современном уровне развития техники, с учетом большого количества ручного труда добиться практически невозможно. Соответственно категория технического состояния строительных конструкций «нормативное» по факту оказывается недостижимой и именно поэтому удаляется из дальнейшего рассмотрения.

Как видно из рис. 1, часть технических состояний в схеме принята по СП 13-102-2003, так как отсутствует в ГОСТ 31937-2011. Это сделано на основании п. 5.1.5 ГОСТ 319372011, в котором для определения категорий технического состояния строительных конструкций идет прямая отсылка к СП 13-102-2003.

Следует дополнительно отметить, что в настоящий момент, не существует однозначных значений конкретных параметров строительных конструкций, которые были бы четко привязаны к указанным выше категориям технического состояния. Попытки осуществить подобное были предприняты в работе [11]. В настоящий момент публикации на эту тему крайне редки.

Если рассмотреть общую систему мониторинга строительных конструкций зданий и сооружений, то ее схематично можно представить в следующем виде (рис. 2) [12, 13]:

Анализ, изложенных в п. 6.1.1 ГОСТ 31937-2011, целей мониторинга технического состояния зданий и сооружений показывает, что мониторинг проводят для:

контроля технического состояния зданий и сооружений и своевременного принятия мер по устранению возникающих негативных факторов, ведущих к ухудшению этого состояния;

выявления объектов, на которых произошли изменения напряженно-деформиро- ванного состояния несущих конструкций и для которых необходимо обследование их технического состояния;

обеспечения безопасного функционирования зданий и сооружений за счет своевременного обнаружения на ранней стадии негативного изменения напряженно-деформиро- ванного состояния конструкций и грунтов оснований, которые могут повлечь переход объектов в ограниченно работоспособное или в аварийное состояние;

-12 -

скорости изменения технического состояния». Прогнозирование технического состояния для отдельных строительных конструкций здания может быть выполнено с использованием различных методов. В работе [12] приводится систематизация методов оценки и прогнозирования строительных конструкций, которые объединены в следующие группы: статистические, детерминированные, физико-статистические и экспертные.

Следует отметить, что группа статистических методов для строительных конструкций зданий и сооружений оказывается неприменима, ввиду невозможности накопления по зданию статистических данных об авариях или отказах строительных конструкций за период наблюдения за зданием.

Детерминированные методы, основанные на механике разрушения бетона, в существующем виде требуют сложных лабораторных исследований по внутренней структуре материалов с отбором образцов из самых напряженных мест конструкций, а также сложных математических вычислений с массивами данных, получение которых может быть экономически обосновано только для уникальных объектов.

Физико-статистические методы прогнозирования, в частности параметрические методы, в последние годы получили распространение ввиду относительной простоты их использования. В работах [9, 10, 13] сделана попытка провести систематизацию ключевых параметров конструкций, на основании которых возможно осуществить прогнозирование технического состояния строительных конструкций зданий и сооружений.

Экспертные методы («Метод Делфи», метод экспертных оценок, метод «мозгового штурма» и др.) подразумевают наличие команды экспертов, использования специальных методов анализа, систематизации мнений экспертов, а также математической обработки полученных результатов. В работе [10] автором предложены варианты экспертной оценки прогнозируемых изменений технического состояния строительных конструкций зданий и сооружений, основанные на использовании обобщенных параметров технического состояния, таких как: физический износ, вероятное снижение несущей способности и относительная поврежденность. Два последних параметра, для оценки технического состояния строительных конструкций были введены в работе [11]. Прогнозирование с использованием всех обобщенных параметров предлагается выполнять с использованием линейных и нелинейных моделей, по каждому обобщенному параметру. При этом следует отметить, что все три обобщенных параметра и предложенные модели прогнозирования фактически имитируют разные «мнения экспертов», которые в последующем обрабатываются с использованием известных методов обработки мнений экспертов.

Более подробно о самих методах параметрического и экспертного прогнозирования с использованием описанных выше моделей, а также практическом использовании такого прогнозирования описано в работах [10, 12, 13], а также в ряде других работ.

Таким образом, процесс мониторинга технического состояния строительных конструкций зданий и сооружений должен рассматриваться как непрерывный процесс с момента обнаружения первых дефектов и повреждений. При этом, на наш взгляд, следует контролировать изменение не только динамических характеристик здания, но и другие ключевые параметры, отвечающие за прочность, несущую способность материалов и конструкций, а также жесткость всего здания в целом, приведенные в работах [9, 10, 13].

Заключение.

Изложенные в государственном стандарте (ГОСТ 31937-2011) требования к проведению мониторинга технического состояния в части общего мониторинга технического состояния зданий и сооружений и мониторинга технического состояния зданий и сооружений, находящихся в ограниченно работоспособном или аварийном состоянии, рассматривают эти виды мониторинга как обособленные, не связанные друг с другом. В то же время, такой подход не позволяет провести полноценное наблюдение за образованием и развитием

- 14 -