Solutii de monitorizare pentru managementul riscului pe durata constructiei infrastructurilor subterane
Constructia de infrastructuri subterane, precum parcarile, tunelurile si excavatiile adanci reprezinta, in general, un risc real pentru structurile existente si pentru mediul inconjurator.
Ele trebuie investigate la inceputul proiectului, privind urmatoarele aspecte:
- Influenta metodelor alese pentru constructie;
- Prezenta unei mase mari de apa de suprafata si / sau de adancime;
- Prezenta cladirilor si structurilor din imprejurimi;
- Prezenta utilitatilor (conductelor) existente in subteran;
- Conditii geologice (saturatie de apa, tipuri de sol: soluri aluvionale si argiloase, argile moi, mase de piatra etc.);
- Impact asupra mediului (zgomot, vibratie, poluarea aerului si a apei, praf etc.);
Factorii mentionati mai sus trebuie evaluati strict pentru a stabili un sistem adecvat de monitorizare, luand in considerare urmatoarele aspecte:
- Toti participantii la proiect au acces la datele corespunzatoare pentru a putea analiza riscurile privind procesele de constructie si orice schimbare in mediul natural si in imprejurimi;
- Constructia este urmarita in conformitate deplina cu specificatiile din proiect;
- Metodele de constructie sunt modificate in cazul aparitiei situatiilor neprevazute;
- Impactul lucrarilor de constructie asupra cladirilor din imprejurimi este in limitele criteriilor mentionate;
- Constructia este realizata la timp si se incadreaza in buget;
- Impactul constructiei asupra mediului este minimalizat.
ELABORAREA UNUI PROGRAM DE MONITORIZARE
Modelul sistemului de monitorizare va fi dezvoltat pe baza cerintelor tehnice ale proiectului de constructie, a rezultatelor investigatiilor geologice si oricaror alte informatii relevante.
Intr-o etapa preliminara, inainte de inceperea lucrarilor de constructii, este important sa se identifice Zona de Influenta (ZI) a lucrarilor si riscurile potentiale cu privire la constructie. In aceasta etapa, metodele de detectare si monitorizare joaca un rol cheie in permiterea evaluarii unor asemenea riscuri de catre partile interesate.
FAZA DE CONSTRUCTIE: SOLUTII DE MONITORIZARE
Monitorizarea 3D a deformarii cladirilor din imprejurimi si a structurilor
Monitorizarea 3D a deformarii cladirilor din imprejurimi si a structurilor aflate inauntrul zonei de influenta poate fi efectuata manual sau automat, in timp real, prin sistemul de monitorizare a terenului denumit “Cyclops”.
Cyclopul este o statie in intregime robotizata, de mare precizie (STR), cu prisme optice si un soft special care piloteaza STR, conectate toate la un server de procesare pentru a determina coordonatele X, Y, Z ale punctelor de masurare. Punctele de masurare constau in prisme optice care sunt fixate pe suprafata structurilor monitorizate (de exemplu: cladiri, ziduri etc.).
Mai multi Cyclopi pot lucra impreuna ca grup. Aceasta configuratie se recomanda atunci cand zona de influenta este larga si cand un Cyclop nu poate cuprinde in intregime punctele de referinta bine distribuite. In acest caz, mai multi Cyclopi sunt conectati impreuna si impart punctele de referinta aflate in afara zonei de influenta.
Sistemul cu Cyclopi poate, de asemenea, sa fie folosit si inauntrul unui tunel (fara sa afecteze traficul) pentru monitorizarea automata a deformarii pe durata procesului de constructie, atunci cand proiectul zonei de influenta traverseaza un tunel existent. Poate fi folosit, de asemenea, pentru masuratorile automate ale convergentelor tunelului.
Precizia sistemului Cyclop este sub 1 mm.
Monitorizarea soselelor si a tasarii trotuarelor
Principiul de operare al sistemului automatizat de monitorizare a terenului denumit “Centaur” este similar cu sistemul Cyclopului.
Fig.1: Principiul de operare al sistemului de monitorizare a terenului de tip Centaur
In plus fata de masuratorile cu prisma optica, sistemul Centaur poate sa efectueze o monitorizare automata continua a tasarii strazilor invecinate si a trotuarelor.
Sistemele Centaur folosesc STR fara reflector. Aceasta modalitate de masurare nu necesita instalarea unui punct pe suprafata. Masuratorile sunt efectuate folosind un laser integrat de acest tip al STR.
Avantajele sistemului Centaur, in comparatie cu masuratorile traditionale de nivelare, sunt multiple:
- Nu este necesara oprirea traficului;
- Nu exista eroare umana sau risc din cauza traficului;
- Nu este necesar niciun punct de instalare;
- Monitorizarea este continua;
- Calitate inalta si cantitate mare de date;
- Posibilitatea de avertizare in timp real.
Sistemul de inalta precizie Centaur este solutia cea mai eficienta atunci cand se impun frecventa si calitate inalte pentru masuratori ale tasarilor.
Fig. 2: Rezultatele masuratorilor in timp real pentru coordonatele X, Y, Z pentru cladiri si pentru monitorizarea automata a trasarii soselei din interiorul zonei de influenta a magistralei 5 de metrou din Bucuresti
Monitorizarea deplasarilor verticale si orizontale ale straturilor terenului
Monitorizarea deplasarilor verticale si orizontale ale straturilor terenului, pe durata lucrarilor de constructie, se poate realiza cu ajutorul inclinometrelor si extensometrelor.
Inclinometrul poate fi instalat in gaurile de sondare de langa excavatie sau in interiorul zidurilor de sustinere, pentru a primi informatii cu privire la deplasarile orizontale. Masuratorile cu inclinometrul pot fi efectuate manual sau automat.
Pentru a monitoriza deplasarile verticale (tasare sau deplasare) ale straturilor terenului, pot fi instalate extensometre cu multe puncte. Aceste tipuri de masuratori cu extensometrul ofera informatii cu privire la straturile de teren pe diferite niveluri unde au fost plasate ancorele.
Monitorizarea fisurilor existente sau a celor noi
Se poate face cu fisurometrele care pot fi senzori manuali sau automati. Fisurometrele sunt instalate pentru a masura modificarea latimii fisurilor, pe durata procesului de constructie, atat in cladiri cat si in structurile existente dinauntrul zonei de influenta.
Monitorizarea nivelului apei si a presiunii interstitiale subterane
Monitorizarea nivelului apei se face prin puturi de observatie iar a presiunii interstitiale subterane cu ajutorul unor piezometre.
Masuratorile pot fi efectuate manual sau automat. In cazul masuratorii automate, fiecare piezometru este echipat cu un senzor electric pentru a masura presiunea. Acest tip de masuratoare va fi folosit in jurul santierului de constructii pe durata lucrarilor de epuizment, pentru a mentine sub control aceasta activitate sensibila.
Monitorizarea structurilor de sub constructie
Pentru a monitoriza tensiunea, presiunea si incarcatura aplicata pe structurile de sustinere, poate fi instalat un sistem automat cu diferite tipuri de senzori si marci tensiometrice inglobate in beton sau instalate la suprafata. Acest tip de senzor masoara deformarea relativa a structurii.
Efectul presiunii asupra solului si a maselor de beton aplicat pe elementele de sustinere poate fi, de asemenea, masurat prin celulele de presiune de pe ancore (tiranti).
Cand este solicitata monitorizare automata in timp real, senzorii sunt conectati la un sistem de datalogging, care colecteza, stocheaza si transmite datele la o baza de date centralizata.
Masuratorile manuale pot fi transferate, de asemenea, in aceeasi baza de date pentru a centraliza toate informatiile intr-un singur loc. Centralizarea informatiilor reprezita o problema cheie a investitorilor, contractorilor si consultantilor pentru a analiza toate datele si factorii proiectului si a putea lua deciziile corecte.
Fig. 3: Ilustrarea gamei solutiilor de monitorizare pentru o excavare adanca
INSTRUMENTUL DE LUARE A DECIZIEI
Dupa cum s-a mentionat deja, problema cheie pentru un proiect mare de constructii o reprezinta infomatiile si datele.
Soldata a dezvoltat GEOSCOPE, un soft puternic, care permite achizitia, depozitarea, accesul mai multor utilizatori de la distanta, vizualizarea datelor si alarme automate.
Beneficiile GEOSCOPE ca instrument de managerizare:
- Un instrument dovedit puternic si de incredere, folosit deja pe majoritatea santierelor.
- O interfata intuitiva, usor de folosit, care filtreaza si analizeaza datele in timp real din straturi diferite pe harta santierului.
- Vizualizarile relevante si datele sunt puse la dispozitie urmarind domeniul de activitate al utilizatorului si drepturile de a pastra confidentialitatea cu privire la datele critice.
- Un nivel inalt, dovedit, de siguranta si de confidentialitate, cu posibilitatea de a imparti datele cu mai multi utilizatori in mod simultan.
CONCLUZII
Pentru oricare proiect de infrastructura, managementul riscului este unul dintre factorii cheie care duce la indeplinirea cu succes a proiectului. Managementul riscului incepe in faza de proiectare prin punerea la dispozitie a unor solutii care sa identifice riscurile potentiale cu privire la sol, la conditiile existente de mediu si de structura. Din acesta faza preliminara, se va pregati un program detaliat de monitorizare care va include toate solutiile necesare adaptate nivelului de riscuri identificat. In acest articol au fost prezentate doar cateva solutii.
Cea mai buna combinatie pentru a reduce riscurile este o gama completa de solutii traditionale (nivelare manuala, relevee manuale cu inclinometrul etc.), combinate cu cele inovatoare (monitorizare 3D automatizata etc.).
Avantajul strategiei de monitorizare propuse de Soldata nu este acela de a primi multe date care nu garanteaza dovada riscului, ci punerea la dispozitia clientilor a unor solutii inteligente si uneltele pentru o analiza rapida si globala.
Obiectul este ascuns
