Камеральная оценка достоверности строительной исполнительной документации

В системе управления строительным производством важную роль играет система обеспечения качества строительной продукции [1, 2]. Одну из основных функций данной системы можно охарактеризовать как «предупредительно-исправительную», то есть обнаружение различных отклонений от запланированного хода реализации проектных решений и их своевременное исправление [3]. Обнаруженные недостатки необходимо фиксировать в исполнительной документации (текстовых и графических материалах, отражающих фактическое исполнение проектных решений, действительное качество, положение, физикомеханические свойства объектов капитального строительства и их элементов), а также учитывать их при производстве последующих работ и завершении строительства. Фактическое планововысотное положение возведенных строительных конструкций с оценкой их соответствия нормативным допускам (для несущих конструкций допуски указаны в СП 70.13330.2012 [4]) необходимо фиксировать в исполнительных геодезических схемах.

Согласно действующей редакции СП 48.13330.2019 [5] функциями участников строительства, а также органов государственного строительного надзора в отношении исполнительной документации являются:

• -    согласно п. 4.6 для застройщика: проведение строительного контроля застройщика (технического заказчика); обеспечение выборочной контрольно-геодезической съемки элементов зданий, сооружений, инженерных коммуникаций;

• -    согласно п. 4.9 для подрядной организации: ведение, комплектация и передача застройщику (техническому заказчику) исполнительной документации;

• -    согласно п. 4.23 для органов строительного надзора: проверка для оценки соответствия выполненных работ и примененных строительных материалов требованиям проектной документации.

Таким образом, заявленные в исполнительных геодезических схемах, составленных силами подрядной организации, планово-высотные отклонения несущих конструкций должны быть проверены застройщиком (техническим заказчиком) и ор- ганом государственного строительного надзора на достоверность.

Анализ работы ряда организаций, осуществляющих функции застройщика (технического заказчика) в г. Екатеринбурге, показал, что достоверность исполнительных геодезических схем проверяется достаточно формально, как правило, в камеральных условиях, без контрольной геодезической съемки [6]. Это происходит по следующим основным причинам [7–8].

• 1.    В организации отсутствует поверенное геодезическое оборудование.

• 2.    Специалисты, осуществляющие строительный контроль, часто не имеют навыков составления исполнительных геодезических схем.

• 3.    Существует техническая сложность составления надежной контрольной исполнительной геодезической схемы на строящемся объекте при смонтированных конструкциях.

При этом следует учитывать практику передачи подрядчиком застройщику сфальсифицированных исполнительных геодезических схем с заниженными планово-высотными отклонениями несущих строительных конструкций, например, гражданских зданий [6]. Впоследствии сверхнормативные отклонения конструкций, отсутствующие на схемах и, как следствие, не учтенные при дальнейшем строительстве, могут стать одной из причин возникновения значительных отклонений, приводящих, например, к удорожанию навесных фасадов, а в редких случаях – и к аварийным ситуациям на объекте [9–12].

Таким образом, в «предупредительных» целях, а также для обеспечения повышения эффективности управления строительным процессом, уменьшения трудоемкости исполнения геодезического контроля и некоторого упрощения деятельности строительного контроля заказчика необходим доступный способ, позволяющий оценить достоверность исполнительных геодезических схем строительных конструкций зданий и сооружений в камеральных условиях и принять решение о необходимости инструментальной проверки фактических планово-высотных отклонений строительных конструкций [13].

Предлагаемый способ камеральной оценки достоверности строительной исполнительной документации

Алгоритм реализации предлагаемого способа, составленный при помощи алгоритмического языка ДРАКОН, разработанного для обеспечения наглядности алгоритмических схем [14], показан на рис. 1.

Как видно из схемы, вывод о достоверности оцениваемых исполнительных геодезических схем формируется по двум показателям:

• –    соответствие вида кривой, соединяющей верхние точки столбцов гистограммы отклонений, кривой нормального распределения;

• –    наличие отклонений контрольных точек вне диапазона нормируемого допуска.

Обоснование предлагаемых критериев достоверности следует из рассмотрения геометрического отклонения строительной конструкции как случайной величины, зависящей от большого количества случайных факторов, связанных с исполнителями, технологией производства работ, применяемыми материалами, методами и средствами контроля, условиями среды. Суммарная ошибка в виде отклонения от проектного значения, таким образом, складывается из большого числа случайных ошибок. Например, отклонение монолитного фундамента от проектного положения (разбивочных осей здания) представляет собой сумму случайных отклонений разбивки осей, установки опалубки, деформации опалубки при бетонировании, геодезического контроля положения готового фундамента. Причем ошибки разбивки осей и геодезического контроля складываются, в свою очередь, из приборной ошибки, погрешностей метода, ошибки контролера.

Согласно центральной предельной теореме Ляпунова [15], если случайная величина X представляет собой сумму большого числа взаимно независимых величин, а влияние каждой из которых на всю сумму мало, то X имеет распределение, близкое к нормальному.

Поэтому распределение случайных значений геометрических отклонений строительных конструкций следует считать близким к нормальному распределению Гаусса [16, 17]. Кривая нормального распределения характеризуется тем, что ее «хвосты», представляющие собой крайние значения, довольно «растянуты». Поэтому вероятность того, что предельные допуски (а они в строительстве довольно жесткие) не будут превышены, статистически мала (маловероятна).

Демонстрация предлагаемого способа камеральной оценки достоверности строительной исполнительной документации

В качестве примера, показывающего достоинства предлагаемого способа, рассмотрим результаты камеральной оценки достоверности исполнительной геодезической документации по 14 гражданским монолитным зданиям, построенным несколькими строительными организациями в г. Екатеринбурге в период с 2009 по 2012 годы, с последующей выборочной инструментальной проверкой положения конструкций. Независимая выборочная инструментальная проверка положения несущих конструкций осуществлялась во время строительства указанных зданий.

Исследование проводилось в несколько этапов.

Рис. 1. Дракон-схема алгоритма оценки достоверности исполнительных геодезических схем

Этап 1. Оценка исполнительной геодезической документации в камеральных условиях традиционным способом.

При статистической обработке данных исследуемой исполнительной геодезической документации было обнаружено, что значения планововысотных отклонений контрольных точек вертикальных несущих конструкций (стен и колонн) находятся в пределах нормативного допуска по СП 70.13330.2012 [4]. Величина предельного отклонения линий плоскостей пересечения от верти- кали или проектного наклона на всю высоту конструкций для стен и колонн, поддерживающих монолитные покрытия и перекрытия, согласно СП 70.133330.2012 [4] табл. 5.12, составляет 15 мм.

Таким образом, по результатам предварительного анализа исполнительной геодезической документации установлено, что монолитные стены и колонны исследуемых зданий не имеют сверхнормативных отклонений в плане и по высоте. Ниже будет доказано, что такой вывод является преждевременным и ошибочным.

Этап 2. Оценка исполнительной геодезической документации в камеральных условиях предлагаемым способом.

Анализ значений отклонений от вертикали стен (объем выборки – 260 значений) и колонн (объем выборки – 92 значения), представленных в виде гистограммы (рис. 2), показал, что вид кривой распределения значений отклонений контрольных точек колонн и стен не соответствует нормальному распределению Гаусса. Таким образом, можно заключить, что значения контрольных точек, представленные на исполнительных схемах по 14 гражданским монолитным зданиям, не являются достоверными. Требуется инструментальная проверка данных выводов.

Этап 3. Инструментальная проверка положения вертикальных конструкций (стен и колонн).

В ходе инструментального исследования были проведены выборочные замеры отклонений по вертикали и в плане монолитных стен и колонн по четырем жилым и двум административным здани-

Рис. 2. Гистограммы значений отклонений конструкций (стен и колонн) от вертикали

ям. Результаты замеров показали наличие сверхнормативных отклонений стен от вертикали в пределах одного этажа в среднем диапазоне от 15 до 30 мм.

В одном из административных зданий с сеткой колонн 5,5 × 6,0 м смещение положения центра колонн сечением 400 × 400 мм относительно нижней (отклонение от соосности) по высоте в среднем составило 40–50 мм. Обнаружился единичный случай отклонения стены подвала административного здания в плане на 150 мм. При этом в 78 % случаев как минимум одна стена на типовом этаже жилого здания имела сверхнормативное отклонение от вертикали в указанном диапазоне (15…30 мм).

На основании проведенного инструментального исследования можно сделать обоснованный вывод, что анализируемые исполнительные геодезические схемы по 14 гражданским зданиям являются недостоверными и, вероятно, сфальсифицированными.

Предлагаемый способ позволяет обеспечить надежную оценку достоверности исполнительных геодезических схем в объеме регистрационного контроля, доступность практического применения способа обусловлена его следующими основными достоинствами:

• –    надежность: предложенный способ предусматривает применение инженерных расчетов;

• –    простота: результат может быть оценен визуально по гистограмме;

• –    проверяемость: результаты оценки по предлагаемому способу могут быть воспроизведены другим специалистом.

Для повышения скорости процесса оценки достоверности исполнительной документации по предлагаемому способу могут использоваться различные программные пакеты визуализации данных с привлечением статистических методов от общедоступных до специализированных: Microsoft Excel, SOFA Statistics, PSPP, STATISTIKA, применяемые при анализе и исследовании строительной исполнительной документации [18–22].

Вывод

Предлагаемый доступный способ камеральной оценки достоверности строительной исполнительной документации позволит повысить эффективность строительного контроля заказчика, а также государственного строительного надзора, что является важным компонентом совершенствования системы обеспечения качества строительной продукции.