Ograniczanie ryzyka związanego z płytami fundamentowymi: zastosowanie skanowania laserowego 3D w budownictwie komercyjnym

Autor: Bjorn (Bernie) Bernhardt, Dyrektor ds. badań, budownictwa i HDS.

Bjorn jest liderem w dziedzinie skanowania laserowego i technologii BIM z bogatym doświadczeniem w projektach infrastrukturalnych i komercyjnych, takich jak stadion New Perth. Jest głównym mówcą dla przemysłu i uniwersytetów promujących rozwiązania w zakresie technologii do pomiarów przestrzennych.

RM Surveys to australijska firma dostarczająca kompleksowe rozwiązania pomiarowe dla branży handlowej, surowcowej i budownictwa mieszkaniowego.

W ciągu 25 lat świadczenia usług w branży budowlanej, firma RM Surveys zauważyła, że odkształcenia płyt są częstym problemem, który nie jest w żaden sposób udokumentowany. Odkształcenie płyty powoduje, że poziom podłogi jest niezgodny z wymaganiami, co skutkuje nieoczekiwanymi problemami podczas wykończenia. Takie przypadki mogą skutkować problemami budżetowymi, opóźnieniami i prowadzić do krytycznych odkształceń strukturalnych, które sprawiają, że budynki stają się niebezpieczne.

Istnieje kilka powodów, dla których może dojść do deformacji płyty, ale dokumentacja pozwalająca zrozumieć przyczynę i zmniejszyć ryzyko jest niekompletna lub niedokładna. Aby rozwiązać ten problem, firma RM Surveys wykorzystuje czteroetapowy proces zmniejszania ryzyka deformacji konstrukcji, w szczególności problemów z płytami. Za pomocą skanowania laserowego 3D, RM Surveys dokumentuje płyty przed wylaniem, po wylaniu i po podparciu oraz naprężeniu. Efektem końcowym jest raport pokazujący różnicę poziomów i płaskości w stosunku do projektu. Obecnie dokumentacja konstrukcyjna jest na ogół tworzona tylko po wylaniu typowego betonu. Geodeta udokumentowałby stan betonu po wylaniu, aby potwierdzić poziom i płaskość. Ale musimy zadać sobie pytanie, ile pieniędzy można by zaoszczędzić i zmniejszyć ryzyko, gdybyśmy rozpoczęli nasze projekty z lepszymi i dokładniejszymi danymi?

Brak ciągłej dokumentacji w trakcie budowy może narazić budowniczych i podwykonawców na:

• Implikacje ryzyka dla zmian w projekcie
• Koszty zmian podczas montażu i ostatecznego kształtu
• Opóźnienia w realizacji projektów
• Zepsute relacje z klientem
• Brak udokumentowanych deformacji strukturalnych

Lepszy sposób zarządzania ryzykiem deformacji strukturalnych

Skanowanie laserowe daje zainteresowanym stronom z branży budowlanej możliwość zbierania informacji z powierzchni i konstrukcji na każdym etapie oraz identyfikowania wszelkich potencjalnych problemów, które mogą pojawić się podczas budowy. Wykrywając konflikty i problemy na wczesnych etapach projektu — jeszcze przed rozpoczęciem prac budowlanych — firmy mogą uniknąć opóźnień w realizacji projektu i znaleźć rozwiązania przed rozpoczęciem budowy, radykalnie zmniejszając koszty przeróbek.

Skanerem laserowym wybieranym przez RM Surveys jest Leica RTC360 ze względu na dużą mobilność i konstrukcję zapewniającą maksymalną wydajność na placu budowy. Skaner charakteryzuje się szybkością pomiaru do 2 milionów punktów na sekundę, posiada zaawansowany system obrazowania HDR i tworzy kolorowe chmur punktów 3D. Rozwiązania, nad którymi pracowali:

Etap 1 Wylewanie chudego betonu
Skanowanie laserowe służy do obrazowania stanu chudego betonu. RM Surveys może wykorzystywać zeskanowane dane, aby wykazać, że elementy wykonano zgodnie z rysunkami technicznymi, zapewniając kompletną dokumentację od samego początku.

Etap 2 Dokumentacja po wylaniu betonu

Zespół rejestruje gotowy kształt bezpośrednio po wylaniu, aby upewnić się, że wylewka jest zgodna z projektem. Dokumentacja zawiera dane z dokładnością do milimetra, które można przedstawić na bardzo szczegółowych i bogatych w informacje raportach.

Etap 3 Dokumentacja po naprężeniu i podparciu

Po osiągnięciu przez płytę docelowych parametrów wytrzymałościowych, zakończeniu napinania i usunięciu wszystkich tymczasowych podpór, płyta jest ponownie skanowana. Wykazuje to prawdziwe odkształcenie konstrukcji.

Raportowanie jest ponownie porównywane z projektem. Elementy inżynieryjne, takie jak okablowanie po naprężeniu, są pokazane w odniesieniu do odchyleń w płycie dla kontekstu.

Etap 4 Dokumentacja

Porównanie etapów 2 i 3 uwydatnia różnicę w kształcie obiektu między wylewką a ostatecznym kształtem, w tym ugięcie, kurczenie i falowanie.

Pełny obraz zarejestrowany za pomocą skanera laserowego pokazuje zgodność po wylaniu, naprężenie po podporze i różnicę między dwoma etapami wylewania betonu.

Decyzje oparte na danych

Gdy wszystkie cztery etapy są skanowane laserowo i dokumentowane, ryzyko deformacji konstrukcji można ograniczyć, a nawet mu zapobiec, mając od samego początku pełne dane. Znaczenie tej dokumentacji jest szczególnie widoczne w przypadku wysokich budynków, ponieważ decyzje o tym, czy konstrukcja wymaga modyfikacji, można podjąć w czasie pierwszej płyty.

Inną korzyścią płynącą z posiadania takich danych jest przyszły rozwój i zarządzanie cyklem życia budynku. Niezależnie od tego, czy modernizuje się istniejący obiekt, zmienia jego przeznaczenie, czy po prostu utrzymuje świadomość jego obecnego stanu, dokładne modele powykonawcze można posiadać przez cały okres eksploatacji obiektu.

W ostatecznym rozrachunku, wykorzystanie skaningu laserowego ułatwia zarządzanie obiektami – dając właścicielom budynków kompleksowy wgląd w ich obiekt, co ułatwia podejmowanie decyzji.