Z końcem stycznia 2018 roku zakończono prace w ramach zadania 5 projektu RID – Nowoczesne metody rozpoznania podłoża gruntowego w drogownictwie, którego jednym z efektów były: Zalecenia do monitoringu powierzchniowego i wgłębnego dla nowo budowanych oraz modernizowanych obiektów drogowych, mostowych i tuneli oraz na obszarach występowania niekorzystnych zjawisk geologicznych.

 

Na podstawie uzgodnień z przedstawicielami GDDKiA efektem prac będzie odrębny zeszyt wytycznych poświęcony zagadnieniu monitoringu podłoża gruntowego w budownictwie drogowym.

W realizację bezpośrednio zaangażowane były osoby z trzech jednostek AGH: z Wydziału Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska (Katedry Hydrogeologii i Geologii Inżynierskiej), Wydziału Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska (Katedry Geodezji Inżynieryjnej i Budownictwa) oraz Wydziału Górnictwa i Geoinżynierii (Katedry Geomechaniki, Budownictwa i Geotechniki). Pośrednio w realizacji zadania uczestniczyły także zespoły przygotowujące pozostałe części wytycznych.

 

Część uczestników projektu wzięła udział w szkoleniu IV International Course on Geotechnical and Structural Monitoring w Rzymie, w dniach 12-15.06.2017, organizowanym przez NHAZCA Natural Hazards Control and Assessments. Zdobyte doświadczenia istotnie zasiliły zapisy wytycznych, które zostały poświęcone zagadnieniu monitoringu.

 

Zeszyt poświęcony monitoringowi został podzielony na dwie części. Część pierwsza (ogólna) dotyczy zakresu stosowania wytycznych, definiuje ich podstawy formalno-prawne i w sposób ogólny opisuje metody monitoringu stosowane do pomiarów: deformacji, zwierciadła wody i ciśnienia porowego, parcia i naprężeń, obciążenia kotew i cięgien oraz drgań.

Część druga (szczegółowa) zawiera m.in. wytyczne dotyczące planowania i raportowania działań monitoringowych, a także przedstawia typowe przypadki sytuacji i obiektów wymagających prowadzenia monitoringu wraz z zalecanymi rozwiązaniami pomiarowymi.

 

Treść wytycznych bazuje na analizie:

• opracowań krajowych dotyczących monitoringu różnych obiektów mających znaczenie dla budownictwa drogowego,
• przepisów prawa krajowego oraz zapisów Polskich Norm,
• wymagań GDDKiA: jednostkowych (specyfikacje zamówień publicznych) i ogólnych (instrukcje dla wykonawców),
• literatury światowej,
• wyników badań terenowych prowadzonych w ramach wcześniejszych zadań projektu.

 

Określone zostały sytuacje, w których zasadne jest stosowanie wytycznych w zakresie monitoringu. Są nimi:

• wstępne rozpoznanie terenu,
• weryfikacja projektu,
• kontrola konstrukcji,
• kontrola jakości,
• bezpieczeństwo,
• ochrona prawna,
• skuteczność zrealizowanego przedsięwzięcia.

 

Ze względu na rodzaj obserwowanego obiektu zaproponowano podział monitoringu na:

• monitoring konstrukcji,
• monitoring podłoża,

natomiast z uwagi na zakres stosowanych narzędzi wyróżnić można:

• monitoring geotechniczny,
• monitoring geofizyczny,
• monitoring geodezyjny,

dla których wprowadzono wspólny termin – geomonitoring. Niezależnie od niego można wskazać monitoring meteorologiczny, który zapewnia dodatkowe informacje pozwalające na pełniejszą interpretację zjawisk.

 

 

W wytycznych przyjęto następujący podział metod i narzędzi stosowanych w monitoringu:

  

Wytyczne stanowią pierwsze w Polsce opracowanie obejmujące w sposób kompleksowy monitoring podłoża gruntowego oraz obiektów z nim związanych. Z tego względu wymienione wyżej metody i narzędzia wymagały przynajmniej krótkiego objaśnienia zasady działania oraz możliwości i ograniczeń ich stosowania. Szczególną uwagę zwrócono m.in. na klasyczne pomiary geodezyjne, skanowanie laserowe i naziemną interferometrię radarową. W zakresie monitoringu geotechnicznego objaśniono możliwości zastosowania szczelinomierzy, pochyłomierzy, wahadeł, inklinometrów, ekstensometrów, systemów światłowodowych, reperów wgłębnych, tensometrów, czujników naprężeń oraz piezometrów.

 

Rys. 1. Monitoring obiektów hydrotechnicznych przy użyciu klasycznych technik geodezyjnych

 

 Rys. 2. Monitoring ścian oporowych przy użyciu klasycznych technik geodezyjnych

 

Rys. 3. Naziemny skaning laserowy w monitoringu ścian oporowych oraz zbocza skalnego

 

Rys. 4. Zastosowanie naziemnej interferometrii radarowej w monitoringu przemieszczeń drogowych obiektów inżynierskich

 

Rys. 5. Urządzenia do monitoringu: akcelerometr, reflektor geodezyjny i reper oraz wahadło proste.

 

 Rys. 6. Stanowiska obserwacyjne dla geodezyjnych systemów monitoringu oraz interferometrii radarowej

 

Rys. 7. Miejsca montażu ekstensometrów i szczelinomierzy

 

Rys. 8. Miejsca montażu pochyłomierzy i ekstensometrów

 

W wyniku przeprowadzonej optymalizacji urządzeń i metod monitoringu, przeanalizowano szereg sytuacji, dla których zasadne jest prowadzenie monitoringu podłoża. Wytypowano siedem przypadków, dla których sformułowano zalecenia odnośnie zastosowania odpowiednich metod pomiarowych. Wybrano typowe sytuacje które często wymagają prowadzenia monitoringu:

1. Prognozowanie zmian położenia zwierciadła wody
2. Posadawianie nasypów drogowych na podłożu słabonośnym
3. Osuwiska zagrażające zabudowie i infrastrukturze drogowej
4. Budowa obiektów drogowych na terenach zagrożonych szkodami górniczymi
5. Obiekty budownictwa podziemnego
6. Konstrukcje mostowe
7. Konstrukcje oporowe