תהליכי בנייה מושפעים לרוב מגורמים חיצוניים הגורמים לתאונות. כדי לשלוט בהם, מפתחים מערכות חיזוי וניתוח מורכבות מיוחדות, המאפשרות למנוע איומים כאלה על ידי נקיטת אמצעים מתאימים או שינוי טקטיקת פעולות העבודה. אחד התחומים המרכזיים של בקרה כזו הוא ניטור גיאוטכני (GTM), שבאמצעותו ניתן לחזות ואף לנהל את מצבו של אובייקט המטרה מבחינת האינטראקציה שלו עם גורמים בעלי השפעה שלילית בעלי אופי טבעי.
GTM קונספט
GTM מובנת כמערכת של אמצעים הקשורים לניטור מצב המבנים של מתקן בבנייה או בבנייה מחדש. תשומת לב מיוחדת במהלך הבקרה ניתנת לבסיס מערך המיסבים ולמבנים שמסביב. נתונים טכנולוגיים של עבודהמאורגנים על בסיס עמדות תצפית הממוקמות הן באזור הבנייה והן מחוצה לו בתנאי מעבדה. יחד עם זאת, ניטור גיאוטכני של מבנים ומבנים אינו מוגבל לניטור מצב אובייקט המטרה במהלך בנייתו. גם בשלב הפיתוח של הפרויקט, ייתכן שניתן יהיה לשלב את מערכת ההתערבות בבאר במערך פעילויות תחזוקה במהלך הפעלת המתקן.
GTM Goals
המטרות העיקריות של הניטור הגיאוטכני כוללות הבטחת בטיחות במהלך הבנייה והתפעול של המבנה המבוקר וכן יצירת בסיס אינדיקטורים לפיהם ניתן להעריך את מידת מהימנותו. זה חל לא רק על מתקנים בהקמה ומופעלים, אלא גם על עבודות המבוצעות במסגרת תיקונים ובנייה מחדש. מטרות הניטור הגיאוטכני מושגות עקב זיהוי בזמן של תהליכי שינוי בפרמטרים הנלמדים. נלקחים בחשבון גם מאפייני המבנה וגם תכונות אדמת היסוד.
GTM Tasks
המשימות הבאות נפתרות בתהליך של בקרה גיאוטכנית:
- קיבוע קבוע של שינויים בפרמטרים של הגוש הגיאולוגי והמבנים הממוקמים עליו.
- זיהוי בזמן של חריגות בפרמטרים, כמו גם כל שינוי שעלול לשבש את המגמות הצפויות במהלך העבודה השוטפת.
- הערכת סיכונים הכרוכים בחריגות מזוהות של פרמטרים מבוקרים.
- הגדר את הסיבות לשינויים מחויבים.
- בהתבסס על תוצאות הניטור הגיאוטכני של מבנים ומבנים, מתפתחת מערכת של אמצעים כדי לסייע במניעה ובביטול תהליכים שליליים נוספים.
שימוש באמצעים גיאולוגיים וטכניים בבנייה
GTM מחובר לתהליכי הבנייה בשלב מחזור האפס במהלך סקרים גיאודטים ועבודות קרקע. בפרט, זה חל על בסיס הקרקע, הבסיס ומבנים נושאי עומס בסיסיים. לגבי בורות בנייה, מתבצע ניטור ביחס למבנים התוחמים, אשר שוללים סיכוני קריסה. סקרים משפיעים גם על מתקנים תת קרקעיים - תקשורת, מבנים הנדסיים ומנהרות. כחלק מהניטור הגיאוטכני בבנייה, נלקחים בחשבון גורמים המשפיעים על האובייקט הנבנה או משוחזר. נלקחים בחשבון גם תהליכים גיאולוגיים שעלולים להיות מסוכנים (שקיעה, מפולות, ספיגה) וגם השפעות דינמיות, שמקורן בעבודות בנייה ישירות.
GTO בבקרת קרקע
במהלך יישום GTM, מוערכים מצב מסיבי הקרקע, התנהגותו ושינויים אפשריים הקשורים לעומסים המופעלים במהלך הבנייה. ביחס לקרקעות אורגניות, המאפיינים הבאים מנותחים:
- דפורמציה של הבסיס מתחת ליסוד המבנה בבנייה.
- היסט אופקי קרקעעומק היווצרות.
- מפלס מי התהום.
- לחץ הידרודינמי שיכול להתרחש בקרקעות אורגנומינרליות ואורגניות רווי מים עקב השפעת עומס נוסף.
- אופי השינוי בתכונות הפיזיקליות והמכניות של המערך.
בהתייחס לקרקעות בתפזורת, ניטור גיאוטכני מספק את המדידות הבאות של פרמטרים מבוקרים:
- דרגת התיישבות המתרחשת עקב דחיסה עצמית של קרקעות חדשות שהושלכו וקיימות.
- עומס מפלטפורמת היסוד של המבנה בבנייה.
- עומסים מחומרי בניין וציוד מסיבי שהוצבו באתר.
- מאפיינים בסיסיים של קרקעות בתפזורת.
היקף העבודה על אמצעים גיאולוגיים וטכניים
בהתאם לתקנות, ניטור גיאוטכני כולל את הפעילויות הבאות:
- פיתוח תוכנית ופרויקט לשליטה באובייקט היעד. הרשימה, הנפחים ודרכי הפעולה נקבעים על סמך הסקרים הגיאולוגיים שבוצעו באתר הבנייה.
- קביעת התזמון והתדירות של פעולות הניטור. לוח הזמנים נקבע בהתאם למשך הבנייה המתוכנן, תוך התחשבות בעבודות קרקע ופעולות הקשורות לביטול גורמי השפעה שליליים שזוהו.
- קביעת פרמטרים מבוקרים. במקרה זה נלקחים בחשבון גם תנאים גיאולוגיים מקומיים וגם מאפייני המתקן בהקמה, לרבותכולל רמת האחריות שלו.
- עיבוד הנתונים שהתקבלו ועריכת דו"ח, שעל בסיסו ננקטים צעדים לצמצום הסיכונים הרשומים.
פרויקט ניטור גיאוטכני
במהלך הפיתוח של פרויקט האמצעים הגיאולוגיים והטכניים, נוצר סט של פתרונות עיצוב שיכולים להבטיח מידה מינימלית של השפעה על המתקן מגורמי השפעה שליליים. זה לוקח בחשבון לא רק את היעילות של השיטות, אלא גם את ההיתכנות הכלכלית של היישום שלהן. נערך מפה טכנולוגית של ייצור אמצעים אנליטיים, נבחרות שיטות אופטימליות לסקר השטח, תוך התחשבות בפרמטרים האקלימיים והגיאופיזיים של אזור מסוים. בפרויקט הניטור הגיאוטכני של בניית בניין נקבעות גם דרישות לבטיחות סביבתית, שיכולות להתבטא בצורה של הגבלות על שימוש בשיטות מסוימות להשפעה על הנוף הטבעי, במיוחד. בסופו של דבר, היזמים מציגים מערך צעדים מקיף עם לוח זמנים לביצועם ואפשרות התאמה בהתאם להשפעת גורמים חיצוניים.
תחזית גיאוטכנית
חיזוי ממלא תפקיד חשוב במתחם ההתערבות בבאר. ערכת כלים זו משמשת לתכנון יסודות, חלקים תת קרקעיים של מבנים ויסודות. תחזית מסוג זה מובנת כהערכה של ההשפעה האפשרית של תהליך הבנייה על מצבו ומאפייניו של מסיבי הקרקע. פעילויות כאלה נחוצות גם עבורפיתוח פרויקטים להנחת תקשורת הנדסית הממוקמים בשטח בנוי. כנתונים ראשוניים לניטור גיאוטכני עם חיזוי, נעשה שימוש בפרמטרים של התזוזות של המבנים התוחמים, וכן נלקחת בחשבון אופי השפעת המתח-מתח על הקרקע מהמבנה שהוקם. בחישובים משתמשים בשיטות מספריות ואנליטיות להערכת שינויים אפשריים. בחיזוי עיוותים נוספים שעלולים להיגרם מעומסים אנכיים מהאובייקט הנבנה, מותר להשתמש בסכימת התכנון בצורה של חצי חלל הניתן לעיוות ליניארי.
GTM methods
כדי ליישם ניטור, נעשה שימוש בגישות טכנולוגיות שונות, לרבות גיאודטיות, חזותיות, ויברומטריות, פרמטריות וכו'. קבוצת השיטות הפשוטה והנפוצה ביותר כוללת בקרה חזותית-אינסטרומנטלית, שבה אובייקט נבדק עם הסרה שלאחר מכן של המידות הדרושות. בפרט, ניטור גיאוטכני של מבנים עם בקרה ויזואלית לוכד התפתחות של סדקים במבנים, סטיות במיקום תקרות וקירות, מאפייני נזק ועוד. שיטות ניטור גיאופיזיות מציעות גישה שונה לניטור. במקרה זה, מתבצעת קומפלקס של פעילויות מחקר הנדסיות-גיאולוגיות והידרוגיאולוגיות, אשר עשויות שלא להשפיע כלל על הפרמטרים של אתר הבנייה, אך הם לומדים במלואם את תכונות הקרקע המקומית ואת המאפיינים הפיזיים שלה, תוך התחשבות ב רמות מי תהום.
כלים להקלטת אמצעים גיאולוגיים וטכניים
כמעט כל השיטות של בקרה גיאוטכנית מודרנית כוללות שימוש באמצעים טכניים והתקנים כדי לקבוע במדויק את האינדיקטורים המבוקרים. זה יכול להיות מכשיר מדידה פשוט כמו פלס או סרט מדידה, או מכשירים אלקטרוניים שמתקנים אוטומטית פרמטרים של יעד - לא רק פיזיים וגיאומטריים, אלא גם מיקרו אקלימיים. לדוגמה, כדי למדוד את ההתיישבות והעקב של בניין או מבנים בודדים שלו, נעשה שימוש במערכות ניטור גיאוטכניות מורכבות הלוכדות נתונים פרמטריים הודות לחיישנים וסמנים שהותקנו מראש. במשך פרק זמן מסוים, נלקחות מהם קריאות, המאפשרות לך לעקוב אחר הדינמיקה של התקדמות גליל או פתיחת סדק. אבל עבור חיזוי, גם אינדיקטורים כמו משטר הטמפרטורה עם הדינמיקה של נפילות, מקדמי לחות, רמות לחץ וכו' הם משמעותיים. עבור פעולות מדידה אלה ואחרות, פיזומטרים, מדי שיפוע, מינוני מסה, דינמומטרים, מדי מתח והתקנים אחרים הם בשימוש.
תוכניות ניטור גיאוטכני
לאחר תיקון הערכים המבוקרים, גיאוטכנאים מכניסים נתונים ספציפיים ביומן כדי להפיק דוח. כמו כן, מתבצע ניתוח מקיף של המידע המתקבל על מנת לפתח אמצעי הגנה במידת הצורך. כדי לפתור בעיות כאלה, נעשה שימוש בתוכניות ניטור גיאוטכניות מיוחדות, ביניהן ניתן לציין את הפתרונות הבאים:
- TUN2 מערכת.כלי תוכנה פשוט וקל לשימוש שנועד לבצע ניתוח סטטי של מבנים תת קרקעיים.
- תוכנית POLUPROM. האלגוריתם של מערכת זו מאפשר לך לבצע חישוב של מבנים ומבנים בר, המציע את האפשרות של מודל קווי השפעה. כמו כן, תוכנית זו משמשת כמחשבון הנדסי אוניברסלי.
- מתחם מידאס. מוצר רב תכליתי קוריאני המבצע פעולות עיבוד נתונים גיאוטכניות בסיסיות, כמו גם חישובים מיוחדים בתחום מנהור.
מסקנה
גיאוטכניקה בבנייה בצורתה הפרימיטיבית שימשה מאז ימי קדם, כאשר אנשים ניסו לחזות את הסיכונים של השפעות מתופעות טבע בעת בניית דיור. כיום ניתן לדבר על ניטור גיאוטכני רב-צדדי וההייטק, המאפשר לזהות, להקליט, לנתח ולפתח אמצעים להעלמת איומים קיימים ואפשריים במהלך הקמה או הפעלה של מתקנים שונים. יחד עם זאת, אין להתייחס לשיטות בקרה כזו רק כאמצעי לדיווח חד-צדדי על בעיות. שיטות התערבות בארות מודרניות הופכות אינטראקטיביות יותר, מה שנותן בסיס לשקול אותן הן כאמצעי להבטחת בטיחות והן ככלי למציאת פתרונות כלכליים מיטביים ליישום פרויקט.
