Лекция 3. ПоказаÑ‚ели_эксплуатационной_надежности_и_деÑ„ормации

1.

Тема 3
Механизм возникновения
деформаций и
повреждений
Факторы, отрицательно влияющие на надежность здания

2.

ВВЕДЕНИЕ
Введение
Для нормальной работы
сооружение должно сохранять
проектное положение в
установленных пределах.
Деформация — не только видимое разрушение. Это
изменение пространственного положения объекта или
взаимного положения его частей.
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
3

3.

ВВЕДЕНИЕ
Надежность — управляемое свойство
Проектное состояние
→
Фактическое состояние
→
Безопасное решение
Требования
Данные
Действия
Прочность, устойчивость,
жесткость, долговечность,
пригодность к нормальной
эксплуатации.
Осмотры, испытания, поверочные
расчеты, геодезические циклы,
журнал дефектов и условий среды.
Продолжить эксплуатацию,
ограничить нагрузку,
наблюдать, ремонтировать,
усиливать или выводить
объект.
Надежность подтверждается не отсутствием трещин, а выполнением предельных
состояний при заданных воздействиях.
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
4

4.

НОРМАТИВНАЯ ОСНОВА
Базовые понятия
Надежность
способность выполнять требуемые функции в течение расчетного срока
Безотказность
сохранение работоспособности без отказов в заданный период
Долговечность
сохранение свойств до предельного состояния при обслуживании и ремонтах
Ремонтопригодность
приспособленность к предупреждению, выявлению и устранению повреждений
Живучесть
способность локализовать повреждение и не допустить непропорционального разрушения
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
5

5.

НОРМАТИВНАЯ ОСНОВА
384-ФЗ: механическая безопасность
Статья 7 связывает безопасность с недопущением:
Эксплуатация
• разрушения отдельных несущих конструкций или всего
объекта
• деформаций недопустимой величины конструкций, основания
и прилегающего массива
• повреждения частей здания и инженерных систем вследствие
перемещений или потери устойчивости
техническое
обслуживание
+ периодические осмотры
+ контрольные проверки
+ мониторинг
+ текущие ремонты
Ст. 36: безопасность должна обеспечиваться в течение эксплуатации, а не только на
момент ввода.
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
6

6.

НОРМАТИВНАЯ ОСНОВА
Нормативная карта
384-ФЗ
ГОСТ 27751-2014
Обязательные
требования
безопасности на
жизненном цикле.
→
Принципы надежности,
расчетные ситуации,
предельные состояния.
ГОСТ 24846-2019
ГОСТ 31937-2024
→
Обследование,
мониторинг, категории
технического состояния.
→
Геодезические методы
измерения
деформаций
оснований.
Эксплуатация
Геотехнический мониторинг
Уникальные объекты
СП 255.1325800.2016: осмотры,
содержание, ремонт,
документация.
СП 22.13330.2016 и СП
305.1325800.2017.
ГОСТ 32019-2012:
стационарные системы
мониторинга.
Всегда проверяйте редакцию документа и применимость к конкретному объекту.
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
7

7.

НОРМАТИВНАЯ ОСНОВА
ГОСТ 27751: логика надежности
Расчетные ситуации
Предельные состояния
Срок службы
Установившиеся, переходные и
аварийные; учитывают реальное
сочетание воздействий.
I группа — потеря несущей
способности; II группа —
нарушение нормальной
эксплуатации.
Надежность рассматривают во
времени с учетом деградации,
обслуживания и ремонта.
Условие работоспособности
Эффект воздействий Eᵈ ≤ сопротивление системы Rᵈ
Но при эксплуатации меняются и E, и R: нагрузки могут возрасти, а сопротивление — снизиться.
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
8

8.

НОРМАТИВНАЯ ОСНОВА
Показатели эксплуатационной надежности
Группа
Показатель
Признак снижения
Несущая способность
запас прочности и устойчивости
рост трещин, пластические деформации, потеря сечения
Жесткость
прогибы, перемещения, крены
ускорение осадки, раскрытие швов, вибрации
Долговечность
остаточный ресурс
коррозия, карбонизация, морозное разрушение
Эксплуатационная
пригодность
герметичность, комфорт, работа
систем
протечки, продувание, заклинивание дверей, перекосы
Контролепригодность
наблюдаемость и измеримость
нет марок, исходные реперы нестабильны, данные несопоставимы
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
9

9.

НОРМАТИВНАЯ ОСНОВА
Две группы предельных состояний
I группа
II группа
Потеря несущей способности
Нарушение нормальной эксплуатации
• разрушение или прогрессирующее
обрушение
• потеря общей или местной устойчивости
• хрупкое, усталостное либо пластическое
разрушение
• опасное нарушение основания
• недопустимые прогибы, перемещения и
крены
• чрезмерное раскрытие трещин
• вибрации, мешающие людям и
оборудованию
• потеря герметичности или внешнего вида
Дефект II группы может ускорить деградацию и привести к отказу I группы.
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
1
0

10.

НОРМАТИВНАЯ ОСНОВА
Категории технического состояния
Нормативное
параметры соответствуют требованиям; дефекты не влияют на работу
Работоспособное
есть отклонения, но несущая способность и эксплуатация обеспечены
Ограниченно
работоспособное
несущая способность снижена; нужны контроль, ограничения или усиление
Аварийное
есть опасность обрушения; требуются неотложные меры
Категорию устанавливают по совокупности обследования, расчетов и мониторинга — не по одному внешнему признаку.
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
1
1

11.

Механизм появления
деформаций
От воздействия — к изменению расчетной схемы и отказу
1
2

12.

МЕХАНИЗМ
Причинно-следственная цепочка
Фактор
вода, нагрузка,
температура
Процесс
→
уплотнение,
коррозия,
ползучесть
Деформация
→
осадка, крен,
прогиб, сдвиг
Повреждение
→
трещина,
отслоение, потеря
сечения
Последствие
→
снижение
жесткости и запаса
Обратная связь: повреждение облегчает проникновение влаги,
перераспределяет усилия и ускоряет дальнейшую деградацию.
• одинаковая трещина может иметь разные причины
• надежный диагноз требует сопоставления нескольких независимых признаков
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
1
3

13.

МЕХАНИЗМ
Факторы по этапам жизненного цикла
Изыскания
Проектирование
Строительство
Эксплуатация
неполная модель
грунтов;
пропущенные
процессы; ошибки
УГВ
неверная схема;
сочетания нагрузок;
узлы и защита
отклонения
геометрии;
качество
материалов;
технология
перегрузка;
протечки;
несвоевременный
ремонт; переделки
1
2
3
4
На практике повреждение почти всегда многофакторное: слабое место создается
раньше, а проявляется при последующем воздействии.
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
1
4

14.

ФАКТОРЫ НАДЕЖНОСТИ
Ошибки проектирования
• неверная расчетная схема или граничные условия
• неучтенные сочетания постоянных, временных и особых
воздействий
• недостаточная пространственная жесткость и связи
• концентраторы напряжений в узлах и проемах
• недостаточная защита от воды, коррозии и температурных
деформаций
Проверочный вопрос
Какой измеряемый
параметр первым
отреагирует на этот
фактор?
Что потребуется
дополнительно: осмотр, НК,
лаборатория, расчет или
геотехнические данные?
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
1
5

15.

ФАКТОРЫ НАДЕЖНОСТИ
Недостатки инженерных изысканий
• невыявленные слабые, просадочные, набухающие или
насыпные грунты
• недостоверный прогноз уровня и режима грунтовых вод
• неучтенные карст, оползень, техногенные выработки
• малый объем выработок и лабораторных определений
• несогласованность модели грунта с конструктивной
схемой
Проверочный вопрос
Какой измеряемый
параметр первым
отреагирует на этот
фактор?
Что потребуется
дополнительно: осмотр, НК,
лаборатория, расчет или
геотехнические данные?
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
1
6

16.

ФАКТОРЫ НАДЕЖНОСТИ
Дефекты строительства
• смещение осей, отметок, закладных деталей и опор
• недобор прочности бетона, холодные швы, пустоты,
плохое уплотнение
• непроектное армирование, сварка и болтовые соединения
• нарушение последовательности монтажа и временного
раскрепления
• обратная засыпка и основания полов без требуемого
уплотнения
Проверочный вопрос
Какой измеряемый
параметр первым
отреагирует на этот
фактор?
Что потребуется
дополнительно: осмотр, НК,
лаборатория, расчет или
геотехнические данные?
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
1
7

17.

ФАКТОРЫ НАДЕЖНОСТИ
Нарушения эксплуатации
• перегрузка перекрытий и изменение назначения
помещений
• проемы, штрабы, демонтаж стен и связей без расчета
• протечки, конденсат и неисправный водоотвод
• агрессивные вещества, высокая влажность, отсутствие
вентиляции
• просроченные осмотры, ремонт и антикоррозионная
защита
Проверочный вопрос
Какой измеряемый
параметр первым
отреагирует на этот
фактор?
Что потребуется
дополнительно: осмотр, НК,
лаборатория, расчет или
геотехнические данные?
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
1
8

18.

ФАКТОРЫ НАДЕЖНОСТИ
Природно-климатические воздействия
• температурные колебания и неравномерный солнечный
нагрев
• замораживание и оттаивание влажных материалов и
грунтов
• ветер, снег, гололед, ливни и подтопление
• сейсмичность, оползни, карст, суффозия
• изменение влажности и сезонное движение грунтов
Проверочный вопрос
Какой измеряемый
параметр первым
отреагирует на этот
фактор?
Что потребуется
дополнительно: осмотр, НК,
лаборатория, расчет или
геотехнические данные?
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
1
9

19.

ФАКТОРЫ НАДЕЖНОСТИ
Техногенные воздействия
• котлованы, тоннели и новое строительство рядом
• водопонижение или утечки из инженерных сетей
• транспортная, производственная и строительная вибрация
• удар, взрыв, пожар, авария оборудования
• изменение рельефа, дренажа и нагрузок на основание
Проверочный вопрос
Какой измеряемый
параметр первым
отреагирует на этот
фактор?
Что потребуется
дополнительно: осмотр, НК,
лаборатория, расчет или
геотехнические данные?
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
2
0

20.

ФАКТОРЫ НАДЕЖНОСТИ
Организационные и человеческие факторы
• неполная исполнительная и эксплуатационная
документация
• разрыв между осмотром, измерением и инженерным
решением
• нестабильная наблюдательная сеть или пропущенные
циклы
• неверная интерпретация сезонных колебаний как тренда
• задержка ограничительных и противоаварийных
мероприятий
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
Проверочный вопрос
Какой измеряемый
параметр первым
отреагирует на этот
фактор?
Что потребуется
дополнительно: осмотр, НК,
лаборатория, расчет или
геотехнические данные?
2
1

21.

ФАКТОРЫ НАДЕЖНОСТИ
Сочетание факторов усиливает риск
Протечка
Мороз
Хлориды
Перегрузка
↓
↓
↓
↓
коррозия арматуры + раскрытие трещин + снижение сцепления
↓
перераспределение усилий и снижение остаточной
несущей способности
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
2
2

22.

РАЗДЕЛ 2
Основание и деформации здания
Система «грунт — фундамент — надземные конструкции»
2
3

23.

ОСНОВАНИЯ
Система «основание — фундамент — здание»
↓ N
↓ N
здание: жесткость, масса, конструктивная схема
фундамент
сжимаемый слой
малосжимаемый слой
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
2
4

24.

ОСНОВАНИЯ
Неравномерная осадка
• неодинаковая сжимаемость или мощность
слоев
• разная нагрузка на участки фундамента
• замачивание, суффозия, подработка,
оттаивание
• взаимное влияние соседних фундаментов
Следствие: изгиб и сдвиг стен, диагональные
трещины у проемов, перекосы рам и рост крена.
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
2
5

25.

ОСНОВАНИЯ
Параметры пространственной деформации
Осадка точки
sᵢ = Hᵢ⁰ − Hᵢᵗ
вертикальное перемещение
Разность осадок
Δs = s₂ − s₁
деформационное воздействие на конструкцию
Относительная разность
Крен
Скорость
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
Δs / L
i = Δs / B ≈ tan α
v = Δs / Δt
косвенный показатель изгиба/перекоса
наклон оси или плоскости
важнее величины при оценке развития процесса
2
6

26.

ОСНОВАНИЯ
Рисунок трещин как диагностический признак
Осадка угла
Осадка середины
Температурная
Перемычка/проем
Важно: ориентация и раскрытие трещины — повод сформулировать гипотезу, но не
окончательный диагноз.
Проверяют динамику, геометрию здания, основание, нагрузку, материал и расчетную схему.
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
2
7

27.

МЕХАНИЗМЫ
Грунтовые воды и водный режим
• подъем УГВ снижает эффективные напряжения и
меняет свойства грунта
• утечки выносят мелкие частицы и образуют
локальные зоны разуплотнения
• водопонижение вызывает консолидацию толщи и
осадки окружающей застройки
• поврежденный водоотвод замачивает обратную
засыпку у фундаментов
• наблюдения связывают с пьезометрией,
осадками и календарем работ
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
2
8

28.

МЕХАНИЗМЫ
Морозное пучение и оттаивание
• вода мигрирует к фронту
промерзания и формирует ледяные
включения
• пучение поднимает фундамент
неравномерно
• при оттаивании переувлажненный
грунт теряет жесткость и дает
осадку
• опасны мелкое заложение,
нарушенная отмостка и
промораживание подвалов
• характерна сезонность; тренд
оценивают по нескольким годовым
циклам
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
2
9

29.

30.

31.

МЕХАНИЗМЫ
Котлован и строительство рядом
• разгрузка массива вызывает перемещения ограждения и дна
котлована
• водопонижение формирует воронку депрессии и консолидацию
• анкера, сваи и вибропогружение создают дополнительные
воздействия
• зона влияния определяется расчетом и уточняется
мониторингом
• контролируют ограждение, грунт, коммуникации и окружающие
здания
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
3
0

32.

33.

МЕХАНИЗМЫ
Температурные деформации
• свободное удлинение: ΔL = α · L · ΔT
• при стеснении возникают температурные усилия и трещины
• солнечный нагрев формирует неравномерное температурное
поле
• температура меняет собственные частоты и может маскировать
повреждение
• циклы мониторинга фиксируют вместе с температурой воздуха
и конструкции
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
3
1

34.

МЕХАНИЗМЫ
Усадка и ползучесть бетона
• усадка: потеря влаги и гидратационные процессы
• ползучесть: рост деформации при длительном напряжении
• стесненная усадка вызывает растяжение и трещины
• усилия во времени перераспределяются
• прогибы и потери преднапряжения растут во времени
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
3
2

35.

МЕХАНИЗМЫ
Вибрация, динамика и усталость
• циклические нагрузки инициируют и развивают трещины
• резонанс увеличивает амплитуды перемещений и ускорений
• ослабление узлов меняет жесткость и динамические
характеристики
• источники: транспорт, машины, забивка свай, ветер, люди
• измеряют амплитуду, частоту, ускорение и их изменение во
времени
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
3
3

36.

РАЗДЕЛ 3
Повреждения материалов и
конструкций
Как физико-химические процессы снижают жесткость и несущую
способность
3
4

37.

МАТЕРИАЛЫ
Железобетон: основные механизмы
Механическое трещинообразование
растяжение, срез, продавливание, перегрузка
Усадочно-температурные трещины
стесненные деформации и неравномерный нагрев
Коррозия арматуры
карбонизация или хлориды → ржавчина → раскалывание
Морозное разрушение
вода в порах + циклы замораживания/оттаивания
Химическая агрессия
сульфаты, кислоты, щелочно-кремнеземная реакция
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
3
5

38.

МАТЕРИАЛЫ
Коррозия арматуры: самоусиливающийся процесс
CO₂ / Cl⁻
→
утрата
пассивности
→
продукты
коррозии
→
радиальные
трещины
→
отслоение
защитного
слоя
→
потеря
сечения
и сцепления
Научные обзоры связывают коррозию не только с потерей площади арматуры,
но и со снижением пластичности, сцепления и качества окружающего бетона.
• ранний признак: ржавые потеки, продольные трещины вдоль стержней
• опасность: скрытая потеря сечения может опережать видимые повреждения
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
3
6

39.

МАТЕРИАЛЫ
Морозное и химическое разрушение бетона
Замораживание
Сульфатная агрессия
Щелочно-кремнеземная реакция
Насыщенная водой поровая
система испытывает давление
при образовании льда.
Повторные циклы вызывают
шелушение, микротрещины и
снижение модуля.
Реакции с цементным камнем
сопровождаются образованием
расширяющихся продуктов,
внутренними напряжениями и
растрескиванием.
Реакционноспособный заполнитель
во влажной щелочной среде образует
набухающий гель; появляется
сетчатое растрескивание.
Общий знаменатель — вода как транспортная среда и условие развития процесса.
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
3
7

40.

МАТЕРИАЛЫ
Стальные конструкции
Потеря несущей способности
Наблюдаемые признаки
• общая и местная коррозия уменьшает
площадь сечения
• язвенная коррозия создает концентраторы
напряжений
• усталостные трещины развиваются при
циклической работе
• местная потеря устойчивости меняет
форму сечения
• ослабление болтов и сварных швов
нарушает передачу усилий
• ржавчина, вспучивание и отслоение
покрытия
• прогибы, искривление элементов, смещение
узлов
• следы течи и застой воды
• вибрация и шум в соединениях
• несоосность опор и подкрановых путей
Геометрическая съемка фиксирует следствие; остаточную прочность подтверждают дефектоскопией и расчетом.
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
3
8

41.

МАТЕРИАЛЫ
Каменная кладка: форма трещины важна
• ступенчатая трещина по швам часто связана со
сдвигом или неравномерной осадкой
• диагональные трещины у проемов указывают на
концентрацию растягивающих напряжений
• вертикальные трещины могут сопровождать
температурно-влажностные деформации
• выпучивание стены связано с потерей связей,
увлажнением или перегрузкой
• оценка требует обмеров, вскрытий связей и
поверочного расчета
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
3
9

42.

МАТЕРИАЛЫ
Деревянные конструкции
Увлажнение и биопоражение
Трещины и усушка
Пожар и перегрев
Гниль снижает рабочее сечение и
механические свойства; особенно
опасны скрытые зоны опирания.
Изменение влажности вызывает
коробление, раскрытие трещин,
ослабление врубок и соединений.
Обугливание уменьшает сечение;
остаточную способность оценивают
по глубине повреждения и расчету.
Контроль
• влажность древесины и микроклимат
• состояние опорных зон и соединений
• прогибы, вибрации, пространственная устойчивость
• следы насекомых, грибка и протечек
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
4
0

43.

МАТЕРИАЛЫ
Влага и ограждающие конструкции
Путь повреждения
дефект водоотвода → увлажнение
→ снижение теплозащиты →
конденсат → коррозия/плесень →
разрушение отделки
• тепловизор показывает температурную аномалию, а
не автоматически ее причину
• результат сопоставляют с влажностными
измерениями, конструкцией узла и погодой
• дефект оболочки может ускорить повреждение
несущих элементов
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
4
1

44.

ОСОБЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ
Пожар и высокая температура
Нагрев
температурные
градиенты
Материал
→
падение прочности
и модуля
Деформация
→
прогиб, удлинение,
выпучивание
Схема
→
потеря опор и
связей
Риск
→
цепное
разрушение
• после пожара нельзя судить о состоянии только по внешнему виду
• фиксируют остаточные деформации, трещины, отслоения и геометрию узлов
• испытания материала и поверочный расчет определяют допустимость дальнейшей эксплуатации
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
4
2

45.

ОСОБЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ
Локальное повреждение и прогрессирующее обрушение
Механизм
• исчезает расчетная связь
• нагрузка
перераспределяется
• соседние элементы
перегружаются
• появляется новый путь
разрушения
• отказ распространяется по
системе
локальная потеря колонны/узла
Живучесть обеспечивают расчетом, связями, резервированием и локализацией повреждения.
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
4
3

46.

РАЗДЕЛ 4
Обследование и геодезический
мониторинг
От внешнего признака — к количественной оценке и решению
4
4

47.

ДИАГНОСТИКА
Наблюдаемые показатели состояния
Что наблюдаем
Параметры
Методы
Геометрия
осадки, смещения, крены, прогибы
нивелирование, тахеометрия, ГНСС,
сканирование
Трещины
ширина, сдвиг берегов, направление,
скорость
щелемеры, маяки, фотофиксация, цифровые
камеры
Материал
прочность, влажность, коррозия, дефекты
НК, лаборатория, вскрытия, тепловизор
Динамика
частоты, ускорения, амплитуды
акселерометры, виброметры, автоматические
станции
Среда
температура, УГВ, осадки, химическая
агрессия
датчики, пьезометры, метеоданные, отбор проб
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
4
5

48.

ДИАГНОСТИКА
Этапы обследования по ГОСТ 31937-2024
2. Предварительное
обследование
1. Подготовка
Техническое задание,
документы, история объекта,
программа работ, опасные
зоны, средства доступа.
→
Сплошной визуальный осмотр,
фиксация дефектов, обмеры,
выбор участков детального
исследования.
3. Детальное
обследование
→
Инструментальные
измерения, НК, вскрытия,
испытания, расчет и
категория состояния.
Комплексное обследование может включать конструкции, грунты основания и инженерные системы.
• состав и объем определяют техническим заданием и программой
• опасные признаки требуют первоочередных мер безопасности
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
4
6

49.

ДИАГНОСТИКА
От категории состояния — к действию
Нормативное
эксплуатация по проекту; плановые осмотры
Работоспособное
устранение дефектов; контроль при необходимости
Ограниченно работоспособное
ограничение нагрузок; мониторинг; ремонт/усиление
Аварийное
ограждение опасной зоны; разгрузка/эвакуация; противоаварийные меры
Мониторинг не заменяет усиление: он подтверждает стабильность или развитие процесса и эффективность мер.
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
4
7

50.

МОНИТОРИНГ
Роль прикладной геодезии
• создать устойчивую опорную сеть вне зоны
влияния
• закрепить деформационные марки в характерных
точках
• выполнять сопоставимые циклы в единой системе
координат и высот
• контролировать стабильность исходных пунктов
каждого цикла
• оценивать точность и статистическую значимость
смещений
• представлять графики, схемы, поля деформаций и
прогноз
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
4
8

51.

МОНИТОРИНГ
Наблюдательная сеть
R1, R2 — исходные реперы
М1…М5 — деформационные марки
R1
R2
М1
М2
М3
М4
М5
Сеть 1-го порядка контролирует устойчивость основы; сеть 2-го порядка передает
координаты/отметки на марки.
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
4
9

52.

МОНИТОРИНГ
Вертикальные перемещения
Основные методы
• геометрическое нивелирование — основной
высокоточный метод
• тригонометрическое нивелирование —
гибкость на больших перепадах
• гидростатическое нивелирование —
непрерывный или локальный контроль
• фотограмметрия — пространственная
фиксация множества точек
Осадка марки определяется как разность
ее отметок в нулевом и текущем циклах.
Схема из файла «9_Nablyudenie_za_deformatsiyami.pdf»
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
5
0

53.

МОНИТОРИНГ
Горизонтальные смещения и крен
Координатный метод
Створный метод
Крен
Повторное определение X, Y
марки; смещение — вектор
разностей между циклами.
Требует устойчивой основы и
строгого уравнивания.
Отклонение марки от заданного
створа. Эффективен для плотин,
стен, подкрановых путей и
протяженных сооружений.
Определяют по разности осадок,
координатам точек, направлениям,
вертикальному проектированию или
сканированию.
Вектор смещения: Δ = √(ΔX² + ΔY²)
направление: α = atan2(ΔY, ΔX)
Сравнивают не только величину, но и пространственную согласованность векторов по конструкции.
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
5
1

54.

МОНИТОРИНГ
Мониторинг трещин
• нанести трещину на схему и присвоить
уникальный номер
• зафиксировать начало, конец, направление, длину
и ширину раскрытия
• установить маяк/щелемер и задать нулевой отсчет
• в каждом цикле фиксировать дату, температуру,
фото и результат
• раздельно оценивать раскрытие, сдвиг и взаимное
вращение берегов
• при ускорении процесса увеличить частоту
наблюдений и уведомить ответственных
Фото: Certified MTP / Avongard crack gauge
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
5
2

55.

МОНИТОРИНГ
Выбор метода и средства измерений
Задача
Предпочтительный метод
Ограничение
Осадки 0,1–1 мм
точное геометрическое нивелирование
видимость и доступ к маркам
3D-смещения фасада
роботизированный тахеометр
рефракция, стабильность станции
Высокие сооружения
тахеометрия, ГНСС, наклономеры
ветер и температура
Плотная поверхность
лазерное сканирование/фотограмметрия
регистрация облаков и масштаб
Непрерывный контроль
датчики + стационарная система
метрология, питание, связь, пороги
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
5
3

56.

МОНИТОРИНГ
Значимость выявленного смещения
Измеренное смещение
=
истинное смещение
+
погрешность
1. Контроль качества
2. Оценка точности
3. Инженерная оценка
Невязки, повторные измерения,
замыкания, поверка прибора,
условия наблюдений.
СКП координат/отметок и
смещения; учет корреляции
общих исходных пунктов.
Сравнение с порогом значимости,
расчетными и предельными
значениями, анализ тренда.
Если смещение сопоставимо с неопределенностью, нужен дополнительный цикл или более точный метод.
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
5
4

57.

МОНИТОРИНГ
Временной ряд: важна скорость развития
0
0
1
2
3
4
5
6
Осадка, мм
-2
-4
-8
-10
-12
Цикл
Марка М1
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
Марка М2
8
Интерпретация
• М2 стабилизируется
• М1 ускоряется после 5-го
цикла
• порог пересечен в 8-м
цикле
• нужно искать событие:
котлован, вода, нагрузка
• частоту наблюдений
повышают до выяснения
причины
-6
-14
7
Тренд важнее единичного скачка.
Порог
5
5

58.

МОНИТОРИНГ
Обработка в CREDO
• ввод и контроль журналов
нивелирования
• предварительный анализ и
уравнивание сети
• экспорт отметок по циклам
• анализ стабильности исходных
реперов
• расчет осадок и скоростей
• схемы, поверхности, графики и
чертежи
Программа ускоряет обработку, но не заменяет
проверку модели сети и инженерную
интерпретацию.
Методические указания Л.А. Шунаевой, 2015
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
5
6

59.

ПРАКТИКА
Что требует реальное техническое задание
До начала работ
Каждый цикл
Периодичность
Заложить марки и не менее трех
исходных реперов; обеспечить их
сохранность и доступность.
Контролировать устойчивость
реперов, выполнять измерения,
фиксировать трещины и
влияющие факторы.
Не реже одного раза в календарный
месяц; частота должна
соответствовать программе и
динамике процесса.
Ежемесячные материалы
• схема реперов и значения кренов
• сравнительная ведомость отметок марок
• графики вертикальных смещений
• журнал маяков и фотодокументирование
Примечание: указанную в архиве ссылку на ГОСТ 24846-2012 следует актуализировать до ГОСТ 24846-2019.
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
5
7

60.

ПРАКТИКА
Учебный кейс: трещина в углу здания
1. Наблюдение
ступенчатая трещина растет от проема к углу
2. Гипотезы
неравномерная осадка; температурное движение;
ослабление кладки
3. Проверка
нивелирование марок; осмотр водоотвода; шурф;
данные УГВ; история работ
4. Решение
назначить циклы; задать пороги; устранить воду;
выполнить расчет
Задание студентам: составьте схему марок и перечень данных, без которых вывод о причине будет
недостоверным.
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
5
8

61.

УПРАВЛЕНИЕ
Иерархия мер повышения надежности
1
Устранить источник
водоотвод, агрессивная среда, вибрация, перегрузка
2
Снизить воздействие
разгрузка, ограничение режима, дренаж, температурный шов
3
Восстановить защиту
гидроизоляция, покрытие, герметизация, ремонт трещин
4
Восстановить несущую способность
усиление, замена элемента, изменение схемы
5
Контролировать остаточный риск
мониторинг, пороги, регламент реакции
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
5
9

62.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Пять выводов
1
Надежность — свойство системы во времени, а не оценка внешнего вида.
2
Деформация становится повреждением, когда нарушает функцию, геометрию или несущую
способность.
3
Наиболее опасны сочетания факторов и положительные обратные связи деградации.
4
Геодезический мониторинг достоверен только при устойчивой основе, сопоставимых циклах и
оценке точности.
5
Инженерное решение принимают по совокупности осмотра, измерений, испытаний,
расчетов и данных среды.
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
6
0

63.

ИСТОЧНИКИ
Основные нормативные документы
• Федеральный закон № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».
• ГОСТ 27751-2014 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения».
• ГОСТ 31937-2024 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния».
• ГОСТ 24846-2019 «Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений».
• ГОСТ 32019-2012 «Мониторинг технического состояния уникальных зданий и сооружений».
• СП 255.1325800.2016 «Здания и сооружения. Правила эксплуатации. Основные положения».
• СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений»; СП 305.1325800.2017 о геотехническом мониторинге.
Актуальность редакций проверена по состоянию на 02.09.2026. Применимость норм уточняется для конкретного объекта и вида работ.
Эксплуатационная надежность зданий • Прикладная геодезия
6
1