В ходе проектных и строительных работ, при эксплуатации уникальных, особо опасных, технически сложных зданий, а также строений, от которых зависит жизнедеятельность населенных пунктов нередко возникает потребность в использовании инновационных технологий и доселе не применявшихся проектных решений. В этом случае возникает потребность в оказании услуг, не предусмотренных стандартным договором на разработку проекта, осуществление авторского надзора за объектами промышленного и гражданского назначения. К этим услугам относятся:

  • техническая поддержка проектных, строительных работ;
  • рекомендации по применению материалов и конструкций, поиск их аналогов, альтернатив;
  • математическое и физическое моделирование работы сооружений, их элементов.

Эти услуги позволят обеспечить надежность и долговечность возводимых сооружений.

Что такое НТС

НТС можно определить, как комплекс научно-технических, проектных, изыскательских, технологических исследовательских работ. Они выполняются инжиниринговыми организациями с целью обеспечения надлежащих свойств объектов целиком, их отдельных элементов, а также безопасности работ.

Действующий технический регламент – национальный ГОСТ 27751- 2014 «Надежность строительных конструкций и оснований» регламентирует обязательное (п. 10.5) «научно-техническое сопровождение (НТС) процессов проектирования, изготовления и монтажа конструкций». Этот же документ указывает на необходимость их мониторинга во время строительства и при эксплуатации строений повышенного уровня ответственности (класса КС-3 по ГОСТ 27751-2014). К объектам этого класса приложение «А» к ГОСТ 27751-2014 относит:

  • новостройки, а также подлежащие реконструкции при разработке проектной документации во время возведения которых используются не апробированные отечественной практикой инновационные технические решения и технологии;
  • объекты, от которых зависит жизнеобеспечение большого количества людей;
  • туннели, трубопроводы для дорог улучшенного качества или длиной более 500 м;
  • мосты с пролетными строениями более 200 м;
  • уникальные, особо опасные, технически сложные объекты, отнесенные к этим категориям ст. 48.1 Градостроительного кодекса РФ от 29.12.2004 г. №190-ФЗ.

К НТС при проектировании и строительстве п. 4.18 СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений» добавляет НТС инженерных изысканий.

Цели НТС

Целями комплекса НТС являются:

  • достижение требуемого уровня надежности и безопасности строений класса КС-3;
  • достижение необходимого уровня безопасности работников, сохранности возводимого строения класса КС-3, а также уже существующих объектов в районе стройплощадки на основании геотехнического прогноза;
  • достижение нормативного уровня качества работ, долговечности возводимых строений класса КС-3;
  • достижение нормативного уровня надежности оснований строящихся или подлежащих реконструкции объектов класса КС-3;
  • обеспечение совместной работы всех участников процесса строительства;
  • учет всевозможных рисков от возникновения в ходе строительства здания повышенного уровня ответственности чрезвычайных ситуаций за счет природных, техногенных или иных факторов.

Для полноценного НТС его ведут инжиниринговые компании, имеющие необходимый потенциал – специалистов, обладающих значительным профессиональным опытом, измерительными приборами, испытательным оборудованием, ПО.

Разработка программы мониторинга ответственных конструкций

Одним из основных мероприятий, входящих в комплекс НТС, обеспечивающих эксплуатационные факторы объекта класса КС-3, является мониторинг основных строительных конструкций. Программа мониторинга должна содержать:

  • объекты мониторинга – строительные конструкции, их части, узлы, соединения;
  • контролируемые характеристики, а также их поверочные значения, определенные действующими нормативами, решениями, предусмотренными проектом, итогами математического моделирования, выполненного с применением сертифицированного программного обеспечения;
  • перечень работ, наименование системы наблюдения, описание методов, а также указание объемов контрольных проверок;
  • номенклатура оборудования, а также ПО, требуемых для мониторинга.

Мониторинг основных строительных конструкций – важная часть системы НТС строительства и эксплуатации строения класса КС-3.

Разработка программы геотехнического мониторинга

Геотехнический мониторинг строения класса КС-3 состоит из комплекса работ по наблюдению за грунтовыми массивами. В зону мониторинга входят массивы, как непосредственно прилегающие к стройке, так и расположенные под близлежащей застройкой. Комплекс геотехнического мониторинга состоит из нескольких отдельных подсистем наблюдений:

  • визуальных;
  • инструментальных геодезических, геофизических;
  • за фиксацией колебаний уровня подземных вод;
  • за изменением экологической ситуации,
  • а также геологических исследований. Программы разрабатываются для каждой из подсистем в отдельности, они содержат перечень, а также количество работ с указанием требуемых характеристик.

Разработка проектных решений по защите от прогрессирующего обрушения

Основные положения разработки проектов объектов повышенного уровня ответственности изложены в нормативном документе – Своде правил СП 385.1325800.2018 «Защита зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения. Правила проектирования».

Для защиты объектов класса КС-3 от прогрессирующего обрушения при локальных разрушениях в проекте должны быть предусмотрены мероприятия. Эти мероприятия, должны обеспечивать достаточные прочностные характеристики всего объекта, его отдельных частей, находящихся в зоне локальных разрушений. Для реконструируемых строений защита от прогрессирующего обрушения проектируется либо для всего объекта, либо для конструктивного блока, в границах которого производится реконструкция.

При разработке защиты объектов класса КС-3 от прогрессирующего обрушения следует использовать оптимальные методы, в частности:

  • при разработке строительной части проекта необходимо рассматривать возможность локального разрушения из-за воздействий, способных вызвать потерю несущей способности конструкций;
  • в проектах многоэтажных зданий предусматривать разработки, позволяющие увеличить степень статической неопределимости конструкций (использование неразрезных балок, снижение числа шарнирных соединений и т.д.);
  • использование материалов, проектирование узлов, обеспечивающих в конструкциях и местах их соединений развитие пластических деформаций.

При расчетах строений класса КС-3 на устойчивость против прогрессирующего обрушения должна использоваться пространственная расчетная модель, учитывающая совместную работу элементов строения с грунтом.

Состав работ по НТС

В общем случае НТС включает в себя большой объем научно-исследовательских, методических, правовых, контрольных, аналитических, информационных, организационных работ. Целью НТС являются:

  • на предпроектной стадии — предложения по выбору оптимальной конструктивной системы здания,
  • при изысканиях – обеспечение их достоверности;
  • при проектировании – контроль качества проектных работ; оценка обоснованности конструктивных разработок;
  • при производстве СМР – обеспечение соответствия выполненных работ проектным решениям, а также требованиям технических регламентов;
  • при эксплуатации – достижение требуемой степени надежности, долговечности, энергоэффективности.

В ходе НТС строительства выполняются следующие работы:

  • составление программ испытаний, а также исследования новых материально-технических ресурсов;
  • составление рекомендаций по оптимизации разработок, заложенных в проект;
  • консультации по вопросам проектирования и расчетов;
  • анализ, оценка расчетных результатов, сравнение их с альтернативными, формирование выводов о состоянии строения;
  • контроль качества проектных разработок, выполнение альтернативных расчетов для поверки;
  • разработка обоснований использования не применяемых до этого решений или применения конструкций, рассчитанных нестандартными методами.

Конкретная номенклатура работ формируется в программе научно-технического сопровождения, она зависит от этапа строительства и вида объекта.

НТС при проектировании объекта

Основная задача НТС при разработке проектов строений повышенного уровня ответственности — соответствие проектных разработок требованиям действующих нормативов. Для этого выполняется:

  • предпроектная проработка концепции здания и составляются специальные технические условия;
  • моделирование климатических условий района строительства для оптимизации ветровых, а также снеговых нагрузок;
  • аудит документации с целью поиска более совершенных решений;
  • определение корректности расчетной части проекта;
  • альтернативные расчеты объекта, а также его основных конструкций;
  • проработка аварийных состояний при чрезвычайных ситуациях;
  • геотехнический прогноз;
  • определение степени воздействия новостройки на гидрологию участка, его экологию;
  • составление программ мониторинга несущих конструкций в ходе строительства и эксплуатации здания;
  • сопровождение проекта при экспертизе.

Номенклатура работ корректируется и дополняется согласно особенностям конкретного строения.

НТС работ на этапе строительства

В ходе осуществления НТС строительства выполняются следующие работы:

  • при подготовительных работах составляется программа НТС, разрабатывается система, формируется программа мониторинга, фиксирующего состояние основных конструктивных элементов;
  • в ходе основных работ проверяются расчеты, определяется обоснованность конструктивных решений при выявлении отклонений от проекта. Кроме этого определяется риск прогрессирующего обрушения объекта, составляются мероприятия по его защите. В это время вносятся изменения в технологическую документацию в случае применения новых технологий, конструкций. В ходе НТС предполагается оказание помощи в решении проектно-конструкторских задач, образующихся во время работ;
  • при разработке заключений по итогам НТС.

В итоговый отчет по НТС входят все документы, относящиеся к строительству здания, входящие в состав исполнительной документации.

Цели НТС строительства

К целям НТС строительства относятся:

  • обеспечение возможности безопасной и продолжительной эксплуатации строения;
  • оформление документации на изготовление и использование нестандартных конструктивных элементов;
  • обеспечение сохранности объекта; построенных в районе стройплощадки объектов недвижимости;
  • содействие обеспечению общей деятельности всех участников процесса;
  • учет природных, а также техногенных воздействий, образующихся во время строительства.

Согласно типу объекта, цели могут уточняться.

Задачи НТС на этапе строительства

К задачам НТС строительства относятся следующие:

  • формирование программы НТС;
  • анализ взаимодействия с органами контроля и надзора;
  • участие в формировании программ разных типов мониторинга, технических заданий на проектные работы, в т.ч. на разработку технологической документации;
  • ведение мониторинга, работа с их итогами;
  • участие в реализации мероприятий, разработанных по итогам мониторинга;
  • оценка характеристик конструктивных элементов строения, выполненных не в соответствии с проектом;
  • оценка качества основных материалов и выполненных работ;
  • оценка полноты исполнительной документации;
  • формирование предложений по итогам использования новых технологических решений и конструктивных разработок.

Виды задач формируются программой НТС и зависит от типа конкретного строения.

Альтернативный расчет несущей системы здания

Одним из основных элементов обеспечения прочности новостройки или реконструируемого объекта класса КС-3 является альтернативный расчет несущей системы строения. Он даст возможность подтвердить правильность выбора проектировщиком расчетной схемы объекта. Для проведения расчета важны сравниваемые характеристики, а также номенклатура проверяемых элементов. Анализируя итоги расчетов сравнивают следующие показатели:

  • геометрические размеры;
  • величина и точки приложения нагрузок;
  • собственные частоты и формы колебаний;
  • итоговые значения вертикальных и горизонтальных деформаций;
  • расчетные усилия.

Кроме этого выполняется расчет на аварийные воздействия. Финишной оценкой правильности проектных разработок является сравнение площади армирования конструкций или сечения металлопроката.