I processi di costruzione sono spesso influenzati da fattori esterni che causano incidenti. Per controllarli sono in fase di sviluppo speciali sistemi di previsione e di analisi complessi, che consentono di prevenire tali minacce adottando misure adeguate o modificando la tattica delle attività lavorative. Una delle aree centrali di tale controllo è il monitoraggio geotecnico (GTM), attraverso il quale è possibile prevedere e persino gestire lo stato dell'oggetto target in termini di interazione con fattori di impatto negativo di natura naturale.
Concetto GTM
GTM è inteso come un insieme di misure relative al monitoraggio dello stato delle strutture di una struttura in costruzione o ricostruzione. Durante il controllo viene prestata particolare attenzione alla base dell'array di cuscinetti e alle strutture circostanti. Dati tecnologici di lavorosono organizzati sulla base di posti di osservazione situati sia nella zona di costruzione che al di fuori di essa in condizioni di laboratorio. Allo stesso tempo, il monitoraggio geotecnico di edifici e strutture non si limita al monitoraggio dello stato dell'oggetto bersaglio durante la sua costruzione. Anche nella fase di sviluppo del progetto, potrebbe essere possibile integrare il sistema di intervento del pozzo in una serie di attività di manutenzione durante il funzionamento della struttura.
GTM Goals
Gli obiettivi principali del monitoraggio geotecnico includono garantire la sicurezza durante la costruzione e il funzionamento della struttura controllata, nonché la formazione di una base di indicatori mediante i quali è possibile valutarne il grado di affidabilità. Ciò vale non solo per gli impianti in costruzione e messi in funzione, ma anche per i lavori eseguiti nell'ambito delle riparazioni e della ricostruzione. Gli obiettivi del monitoraggio geotecnico sono raggiunti grazie al rilevamento tempestivo dei processi di modifica dei parametri studiati. Vengono prese in considerazione sia le caratteristiche della struttura che le proprietà del terreno di fondazione.
Attività GTM
Nel processo di controllo geotecnico vengono risolti i seguenti compiti:
- Regolare fissazione delle variazioni dei parametri del massiccio geologico e delle strutture ubicate su di esso.
- Rilevamento tempestivo di deviazioni nei parametri, nonché di eventuali modifiche che potrebbero interrompere le tendenze attese nel corso del lavoro in corso.
- Valutazione dei rischi che comportano scostamenti identificati dei parametri controllati.
- Imposta i motivi per le modifiche impegnate.
- Sulla base dei risultati del monitoraggio geotecnico di edifici e strutture, è in fase di sviluppo una serie di misure per aiutare a prevenire ed eliminare ulteriori processi negativi.
Utilizzo di misure geologiche e tecniche in edilizia
GTM è connesso ai processi di costruzione nella fase del ciclo zero durante i rilievi geodetici e i lavori di terra. Ciò vale in particolare per il sottosuolo, le fondamenta e le strutture portanti di base. Per quanto riguarda le fosse di costruzione, il monitoraggio è svolto in relazione alle strutture di recinzione, che escludono i rischi di crollo. Le indagini riguardano anche le strutture sotterranee: comunicazioni, strutture ingegneristiche e tunnel. Nell'ambito del monitoraggio geotecnico nella costruzione, vengono presi in considerazione i fattori che influiscono sull'oggetto in costruzione o ricostruito. Vengono presi in considerazione sia i processi geologici potenzialmente pericolosi (cedimento, smottamenti, soffusione) sia gli impatti dinamici, le cui fonti sono direttamente i lavori di costruzione.
GTO nel controllo del suolo
Durante l'implementazione del GTM, vengono valutati lo stato del massiccio del suolo, il suo comportamento e le possibili modifiche associate ai carichi esercitati durante la costruzione. In relazione ai suoli organici vengono analizzate le seguenti caratteristiche:
- Deformazione della base sotto le fondamenta della struttura in costruzione.
- Terra sfalsata orizzontaleprofondità di formazione.
- Livello acque sotterranee.
- Pressione idrodinamica che può verificarsi in terreni organici e organominerali saturi d'acqua a causa dell'effetto del carico aggiuntivo.
- La natura del cambiamento nelle proprietà fisiche e meccaniche dell'array.
Relativamente ai terreni sfusi, il monitoraggio geotecnico prevede le seguenti misurazioni di parametri controllati:
- Grado di assestamento dovuto all'autocompattazione dei terreni appena scaricati ed esistenti.
- Carico dalla piattaforma di fondazione della struttura in costruzione.
- Carichi da enormi materiali da costruzione e attrezzature posizionati in loco.
- Caratteristiche di base dei terreni sfusi.
Ambito dei lavori sulle misure geologiche e tecniche
Secondo la normativa, il monitoraggio geotecnico prevede le seguenti attività:
- Sviluppo di un programma e progetto per controllare l'oggetto target. L'elenco, i volumi e le modalità di intervento sono determinati sulla base dei rilievi geologici effettuati in cantiere.
- Determinazione dei tempi e della frequenza delle operazioni di monitoraggio. Il programma è fissato in base alla durata prevista della costruzione, tenendo conto dei lavori di terra e delle operazioni relative all'eliminazione dei fattori di impatto negativo identificati.
- Determinazione dei parametri controllati. In questo caso vengono prese in considerazione sia le condizioni geologiche locali che le caratteristiche dell'impianto in costruzione, tra cuicompreso il livello della sua responsabilità.
- Elaborazione dei dati ricevuti e compilazione di un report, sulla base del quale vengono adottate misure per ridurre i rischi registrati.
Progetto di monitoraggio geotecnico
Durante lo sviluppo del progetto delle misure geologiche e tecniche, viene formata una serie di soluzioni progettuali che potrebbero garantire un grado minimo di impatto sulla struttura da fattori di impatto negativo. Ciò tiene conto non solo dell'efficacia dei metodi, ma anche della fattibilità economica della loro applicazione. Viene compilata una mappa tecnologica della produzione di misure analitiche, vengono selezionati i metodi ottimali per il rilevamento del territorio, tenendo conto dei parametri climatici e geofisici di una determinata regione. Nel progetto di monitoraggio geotecnico della costruzione di un edificio sono anche prescritti requisiti per la sicurezza ambientale, che possono manifestarsi sotto forma di restrizioni all'uso di determinati metodi di influenza del paesaggio naturale, in particolare. Infine, gli sviluppatori presentano una serie completa di misure con un calendario per la loro attuazione e la possibilità di adeguamento a seconda dell'influenza di fattori esterni.
Previsioni geotecniche
La previsione gioca un ruolo importante nel complesso dell'intervento sui pozzi. Questo toolkit viene utilizzato nella progettazione di fondazioni, parti sotterranee di edifici e fondazioni. Una previsione di questo tipo è intesa come una valutazione del possibile impatto del processo edilizio sullo stato e sulle caratteristiche del massiccio del suolo. Tali attività sono necessarie anche persviluppo di progetti per la posa di comunicazioni ingegneristiche ubicate in un centro abitato. Come dati iniziali per il monitoraggio geotecnico predittivo, vengono utilizzati i parametri degli spostamenti delle strutture di contenimento e si tiene conto anche della natura dell'effetto sforzo-deformazione sul suolo dalla struttura eretta. Nei calcoli vengono utilizzati metodi numerici e analitici per valutare possibili cambiamenti. Nel prevedere ulteriori deformazioni che possono essere causate da carichi verticali dall'oggetto in costruzione, è consentito utilizzare lo schema di progettazione sotto forma di un semispazio deformabile linearmente.
Metodi GTM
Per implementare il monitoraggio vengono utilizzati vari approcci tecnologici, tra cui geodetico, visivo, vibrometrico, parametrico, ecc. Il gruppo di metodi più semplice e comune riguarda il controllo visivo-strumentale, in cui un oggetto viene ispezionato con successiva rimozione di le misure necessarie. In particolare, il monitoraggio geotecnico degli edifici con controllo visivo cattura lo sviluppo di crepe nelle strutture, deviazioni nella posizione di soffitti e pareti, caratteristiche del danno, ecc. I metodi di monitoraggio geofisico offrono un approccio diverso al monitoraggio. In questo caso si realizza un complesso di attività di ricerca ingegneristico-geologica e idrogeologica, che possono non incidere affatto sui parametri del cantiere, ma studiano a fondo le proprietà del suolo locale e le sue caratteristiche fisiche, tenendo conto delle livelli delle acque sotterranee.
Strumenti per la registrazione di misure geologiche e tecniche
In pratica tutti i metodi di controllo geotecnico moderno prevedono l'uso di mezzi e dispositivi tecnici per determinare con precisione gli indicatori controllati. Può essere un semplice strumento di misura come una livella o un metro a nastro, o dispositivi elettronici che fissano automaticamente i parametri target, non solo fisici e geometrici, ma anche microclimatici. Ad esempio, per misurare l'assestamento e lo sbandamento di un edificio o delle sue singole strutture, vengono utilizzati complessi sistemi di monitoraggio geotecnico che acquisiscono dati parametrici grazie a sensori e marker preinstallati. Per un certo periodo di tempo, da loro vengono prese delle letture, che consentono di tracciare la dinamica della progressione di un'apertura di rollio o fessura. Ma per la previsione sono significativi anche indicatori come il regime di temperatura con la dinamica delle gocce, i coefficienti di umidità, i livelli di pressione, ecc.. Per queste e altre operazioni di misurazione, piezometri, inclinometri, dosi di massa, dinamometri, estensimetri e altri dispositivi sono usato.
Programmi di monitoraggio geotecnico
Dopo aver fissato i valori controllati, i geotecnici inseriscono dati specifici in un registro per generare un rapporto. Inoltre, viene effettuata un'analisi completa delle informazioni ricevute al fine di sviluppare misure di protezione, se necessario. Per risolvere tali problemi vengono utilizzati appositi programmi di monitoraggio geotecnico, tra i quali si segnalano le seguenti soluzioni:
- Sistema TUN2. Uno strumento software semplice e di facile utilizzo progettato per eseguire analisi statiche di strutture sotterranee.
- Programma POLUPROM. L'algoritmo di questo sistema consente di eseguire il calcolo di strutture e strutture a barra, offrendo la possibilità di modellare linee di influenza. Inoltre, questo programma viene utilizzato come calcolatore di ingegneria universale.
- Complesso di Mida. Un prodotto multifunzionale coreano che esegue operazioni di elaborazione dei dati geotecnici di base, nonché calcoli specializzati nel campo del tunneling.
Conclusione
La geotecnica nelle costruzioni nella sua forma primitiva è stata utilizzata fin dall'antichità, quando le persone cercavano di prevedere i rischi degli impatti dei fenomeni naturali durante la costruzione di alloggi. Al giorno d'oggi, possiamo parlare di monitoraggio geotecnico multilaterale e ad alta tecnologia, che consente di identificare, registrare, analizzare e sviluppare mezzi per eliminare le minacce esistenti e possibili durante la costruzione o il funzionamento di varie strutture. Allo stesso tempo, non si dovrebbero considerare i metodi di tale controllo solo come un mezzo per segnalare unilateralmente i problemi. I moderni metodi di intervento sui pozzi stanno diventando sempre più interattivi, il che dà motivo di considerarli sia come un mezzo per garantire la sicurezza sia come uno strumento per trovare soluzioni economiche ottimali per l'attuazione di un progetto.
