Подсистема СМИК
Геотехнический мониторинг
Грунтовый массив в основании строительных конструкций является сложной динамической системой, параметры которой меняются достаточно интенсивно.
Поэтому, при проектировании зданий достаточно много внимания уделяют инженерно-геологическим изысканиям и разработке расчетных моделей изменения свойств грунта оснований. Незначительные ошибки в расчетных моделях или низкое качество проведённые инженерно-геологических изысканий могут привести к угрозе разрушения, появления трещин и других деформаций.
Самый знаменитый шедевр архитектуры, «пострадавший» из-за таких ошибок при проектировании места для строительства, — Падающая Пизанская Башня в Италии. Под Пизанской башней залегают слабые, легко сжимаемые грунты, и ее наклон увеличивался с течением лет, приближаясь к состоянию нестабильности.
На данный момент существует достаточно много нормативной документации, которая регламентирует проведение соответствующего объёма работ по выявлению потенциальных угроз обрушения. Одним из таких документов является СП 305.1325800.2017 «Свод правил. Здания и сооружения. Правила проведения геотехнического мониторинга при строительстве». Геотехнический мониторинг подразумевает контроль осадок фундаментов и относительной разности осадок, крен, напряжение под подошвой фундаментов, напряжения в основании под пятой свай и в стволе свай, усилия в грунтовых анкерах, напряжения в конструкциях подземной части (фундаменты, колонны, перекрытия) и др.
Подсистема СМИК «Геотехнический мониторинг» предназначена для выявления осадок фундамента, которые могут повлечь за собой перевод объекта в ограниченно работоспособное или аварийное состояние.
Подсистема построена на базе тензорезисторных датчиков деформации бетона ZET 901, подключенных к цифровым модулям ZET 7010 или ZET 7110, датчиков давления грунта под фундаментами ZET 7010 SP или ZET 7110 SP, пьезометров ZET 7012-I и при необходимости термометрических кос, подключенных к контроллерам ZETLAB.
Аппаратная часть подсистемы может быть выполнена в двух возможных вариантах проводного интерфейса:
- стандарта RS-485 с поддержкой открытого протокола Modbus RTU, что позволит без труда интергировать подсистему в существующую сторонюю систему мониторинга на шине Modbus;
- стандарта CAN с закрытым уникальным протоколом, разработанным ZETLAB; преимуществом использования данного стандарта является возможность осуществления бездемонтажной поверки датчиков в составе системы, скорость передачи данных и непрерывная проверка качества данных.
А также есть поддержка беспроводных интерфейсов связи по протоколам:
- LoRaWAN — сбор данных с датчиков осуществляется по протоколу Modbus RTU через интерфейс RS-485 с последующей их передачей по беспроводному протоколу LoRaWAN, работающему поверх технологии модуляции LoRa;
- NB-IoT — сбор данных с датчиков осуществляется по протоколу Modbus RTU через интерфейс RS-485 с последующей их передачей на сервер через NB-IoT сеть.
Основные характеристики
| Контролируемый параметр | Деформация фундамента | Напряжения в конструкциях | Давление грунта | Поровое давление | Уровень жидкости в скважинах | Температура грунта | ||
| Тип модуля/цифрового датчика | ZET 901 + ZET 7010 | ZET 901 + ZET 7110 | ZET 7082-20 + струнный тензометр | ZET 7010 SP | ZET 7110 SP | ZET 7012-I VER.2 | Термометрическая коса + УСПД ZET 7000 | |
 |
 |
 |
 |
 |
||||
| Единица измерения | мкм/м | мкм/м | кПа | бар | м | ºС | ||
| Диапазон измерений | -400…+400 | -4000…+4000 | 1…3000 | 0,01…25 | -50…+50 | |||
| Минимально регистрируемое изменение | 0,2 | 1 | 0,5 | 0,0005 | 0,2 | |||
| Минимальный уровень ALARM | 10 | 50 | 3 | зависит от климатических условий расположения объекта мониторинга | ||||
Свод правил СП 305.1325800.2017 «Здания и сооружения. Правила проведения геотехнического мониторинга при строительстве» регламентирует основные геодезические методы и средства измерений применяемые при геотехническом мониторинге.
В таблице приведены основные параметры контроля согласно перечню СП 305.1325800.2017, которые обеспечивает система геодезического мониторинга ZETLAB.
| Контролируемый параметр | Средства измерений и регистрации данных | |
| Геотехнический мониторинг оснований, фундаментов и конструкций вновь возводимых, реконструируемых и расположенных в зоне влияния строительства сооружений | ||
|---|---|---|
| Напряжения: — в конструкциях подземной части сооружений — в стволе свай |
Тензорезисторные датчики нагрузки | |
| Струнные замоноличиваемые тензодатчики | ||
| Поровое давление подземных вод | Электрические пьезометры | |
| Геотехнический мониторинг конструкций ограждения котлованов вновь возводимых и реконструируемых сооружений | ||
| Горизонтальные перемещения ограждающей конструкции котлована по высоте | Стационарные скважинные инклинометры | |
| Напряжения: — в стальных распорках — тягах анкерных устройств |
Струнные тензодатчики, дуговой или точечной сварки | |
| Электрические тензодатчики | ||
| Напряжения: — в арматуре и бетоне ограждающих конструкций котлована — арматуре и бетоне перекрытий |
Струнные замоноличиваемые тензодатчики | |
| Электрические замоноличиваемые тензодатчики | ||
| Геотехнический мониторинг массива грунта, окружающего вновь возводимые и реконструируемые сооружения | ||
| Горизонтальные перемещения массива грунта по глубине | Стационарные скважинные инклинометры | |
Подсистема СМИК «Геотехнический мониторинг» в непрерывном автоматическом режиме сравнивает значения зарегистрированные цифровыми датчиками с установленными пороговыми значениями для предупредительного и предаварийного уровней, и в случае детектирования превышений пороговых значений формирует соответствующие сигналы «Предупреждение» либо «Опасность».
Полноценная система мониторинга инженерных конструкций высотного здания должна включать в себя набор подсистем, контролирующих различные параметры, как строительных конструкций, так и грунтового массива основания. Поэтому для достоверных и разносторонних данных рекомендуем устанавливать подсистему СМИК «Геотехнический мониторинг» в комплексе с одной или несколькими другими подсистемами.
