УДК 69.058.03
Цифровая оценка качества строительно-монтажных работ
Федоров Сергей Олегович – магистрант Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета
Аннотация: Качество выполняемых строительно-монтажных работ определяет конструктивную надежность зданий, и обеспечивает их безопасную эксплуатацию, что отражено в федеральном законе РФ «О техническом регулировании». Цифровая оценка качества строительно-монтажных работ, представленная в научной статье, даёт полный анализ сверхнормативных отклонений, что необходимо для подтверждения точности геометрических параметров строительных конструкций. Целью статьи является продемонстрировать новый подход и методику осуществления цифровой оценки качества строительно-монтажных работ.
Ключевые слова: строительно-монтажные работы, качество, контроль, наземное лазерное сканирование, беспилотные летательные аппараты.
Введение
В последние десятилетие в Санкт-Петербурге монолитное строительство жилых зданий и сооружений набрало невероятные темпы развития. Сегодня усиленно пропагандируются преимущества монолитного домостроения по сравнению со сборным железобетоном, причем основной упор делается на экономические показатели и скорость возведения зданий.
Но при всех плюсах монолитного домостроения, есть и минусы – это качество строительно-монтажных работ, а именно поверхностей конструктива стен и перекрытий.
Высокий уровень ручного труда в результате минимального уровня механизации и автоматизации технологических процессов, тяжелые условия труда работающих на открытой площадке повышают уровень влияния человеческого фактора на качество конструкций.
Анализ выполняемых строительно-монтажных работ при строительстве зданий из монолитного железобетона показывает, что применяемая технология и организация производства монолитного строительства и сложившаяся система производственного контроля качества на большинстве строящихся объектов не обеспечивают требуемый уровень качества [1].
В процессе строительства монолитных зданий и сооружений строительно-монтажная организация обязана производить геодезический контроль точности геометрических параметров здания СП 126.13330.2017 (пп. 4.7) [2].
Наземное лазерное сканирование
Новейшие технологии геодезического контроля делают возможным получать не только точные данные о смещениях конструкций от строительных осей, наклонах, но и обнаружить более сложные дефекты: развороты, винтовые поверхности, дуговое смещение элемента (рисунок 1). И весь этот комплекс сложных пространственных дефектов, смещений от проекта просто на просто невозможно показать в виде классических исполнительных схем на плоскости в формате 2D.
Рисунок 1. Комплекс пространственных дефектов железобетонных стен.
Наземное лазерное сканирование (НЛС) сделало революцию в цифровые оценки качества строительно-монтажных работ. Благодаря современному геодезическому оборудованию (рисунок 2) и программным продуктам все сложности с отображением пространственных данных перестали быть проблемой и на объектах строительства стали выполнятся исполнительные схемы в 3D формате.
Рисунок 2. Современный лазерный сканер.
Геодезическую исполнительную документацию составляют по результатам исполнительной съемки на все виды несущих, ограждающих элементов возводимых зданий и сооружений ГОСТ Р 51872-2019 (пп. 4.3) [3].
Исполнительные схемы в 3D формате (рисунок 3) представляют собой анализ сравнения двух моделей между собой, модель проектной конструкции, этажа или здания и фактической модели, полученной с помощью НЛС (облако точек).
Рисунок 3. Исполнительная схема монолитных стен в 3D формате.
Требования, предъявляемые к законченным бетонным, бетонным с композитной полимерной арматурой и железобетонным конструкциям или частям сооружений, приведены в таблице 5.12. СП 70.13330.2012 [4].
Исполнительные схемы в 3D формате выполняются на каждый этаж-секцию здания. На сервере объекта строительства накапливается и формируется база из этих исполнительных схем, которые показывают реальные данные по всем сверхнормативным отклонениям здания. База данных находиться в облачном хранилище данных, к которому подключены все непосредственные участники процесса строительства руководство проекта, строительный контроль, служба геодезии и так далее.
Представленная организация цифровой оценки качества монолитного строительства имеет ряд колоссальных преимуществ перед классическими методами оценки качества:
- 3D визуализация фактических данных на проектной модели (сверхнормативные отклонения видны сразу, их не возможно скрыть и нельзя пропустить из-за обилия различных привязок к осям и других значений как на исполнительной схеме 2D (рисунок 4).
Рисунок 4. 3D визуализация фактических данных.
- Простота восприятия (исполнительную схему поймет специалист любого уровня подготовки, использован принцип «светофор» красное или синее значит «стоп» – это сверхнормативное отклонение (согласовывать либо исправлять), желтое значит – «на грани допуска», зеленое – «сверхнормативных отклонений нет»).
- При такой организации и прозрачности всех сверхнормативных отклонений перед всеми участниками строительства уходит коммерческий подкуп лиц осуществляющих приемку конструкций.
- Приемка поверхностей монолитных конструкций происходит на порядок быстрее.
- Проблемы на стадии штукатурных работ отсутствуют (возможно определить точный объем перерасхода отделочных материалов).
- Руководитель любого уровня имеет возможность самостоятельно без дополнительной помощи, в любой момент времени может изучить 3D исполнительную схему и проанализировать качество работ, выполненных подрядными организациями.
- Различные форматы данных 3D исполнительных схем позволяют оперативно обмениваться с проектировщиками и конструкторами данными о сверхнормативных отклонениях, что ускоряет процесс согласований.
Беспилотные летательные аппараты
Беспилотные технологии все больше и больше проникают в коммерческую среду. Их начинают широко использовать в строительстве, в промышленности, в горном деле. Область цифрового контроля СМР разумеется, не могла оказаться исключением в силу их специфики и широкого использования.
Следует отметить, что наземные методы геодезического контроля СМР остаются востребованными, однако беспилотные системы, позволяющие быстро и качественно собирать данные с воздуха, уже успешно интегрируют в рабочие процессы, используя новые технологии и возможности для фотограмметрии, 3D-моделирования, топографической съемки и множества других строительных задач [5].
Использование беспилотных летательных аппаратов (БЛА) (рисунок 5) в области цифровой оценки качества СМР на подготовительном этапе строительства прекрасно показало и зарекомендовало себя на объектах строительства Санкт-Петербурга и Ленинградской области.
Рисунок 5. Геодезический дрон Topodrone dji phantom 4 pro.
Точность обработанных данных с БЛА находится в сантиметровом диапазоне. Из выше сказанного следует что степень применения БЛА в оценки качества СМР ограничено. Данная точность определения координат XYH на местности с помощью БЛА позволяет контролировать следующие виды СМР:
- земляные работы (контроль откопки котлована с заданными параметрами в соответствии с проектом, расчёт объемов земляных масс);
- свайные работы (планово-высотный контроль (рисунок 6));
На рисунке 6 (ортофотоплане) представлено проектное и фактическое положение железобетонной сваи и отклонение от проекта. Также мы видим разворот сваи относительно проекта.
Рисунок 6. Цифровая оценка качества СМР с помощью БЛА. Ортофотоплан.
- работы по устройству временных дорог на стройплощадке (контроль выполнения работ, расчет объемов использования материалов (рис. 7)).
Рисунок 7. Контроль объемов выполненных работ по монтажу временной дороге в соответствии с проектом ПОС с помощью БЛА. Ортофотоплан.
Вывод
Таким образом, концепция цифровой оценки качества СМР, осуществляемая посредством применения современных технологий и программных комплексов, является формой оперативного контроля, которая обеспечивает своевременное выявление строительных дефектов и причин их возникновения. Строительный контроль является частью строительного процесса. Принятие решений производится при этом на достоверных фактах и сведениях. Организация цифровой оценки качества СМР на объекте строительства повышает качество и эффективность строительного производства, формирует стратегии, позволяющие оперативно принимать решение по различным не только инженерным, но и экономическим вопросам.
Список литературы
- Акимова Э.П., Изотов В.С. Проблемы обеспечения качества при монолитном строительстве// Статья в журнале: Известия КГАСУ. 2005. № 2(4). С.25-27.
- СП 126.13330.2017. Геодезические работы в строительстве.
- ГОСТ Р 51872-2019. Документация исполнительная геодезическая.
- СП 70.13330.2012. Несущие и ограждающие конструкции.
- URL: https://dji-blog.ru (Дата обращения: 26.02.2023).