Инженерные изыскания
Что такое инженерные изыскания
Инженерные изыскания- это комплексная деятельность по изучению условий окружающей среды и факторов антропогенного воздействия, в целях рационального и безопасного использования территорий как в черте населенных пунктов так и за их пределами. Изыскания позволяют всестороннее изучить условия строительной площадки, так как залогом долгой и беспроблемной эксплуатации зданий и строений выступает объемное исследование и правильная интерпретация полученных результатов.
Цели инженерных изысканий
Перед инженерными изысканиями ставятся различные цели и вопросы. Но основные и самые важные можно свести к тезисам:
- Сбор всесторонней информации о месте будущего строительства с позиции геологии, геодезии, экологии и гидрологии.
- Составление прогнозов о вероятных изменениях при взаимном влиянии объекта и природной среды.
- Обнаружение рисков при проведении строительных работ, разработка мероприятий по их минимизации и устранению последствий.
- Повышение надежности и безопасности, улучшение потребительских свойств объекта
- Оптимизация взаимосвязи между сооружением и окружающей средой, определение потенциала района застройки.
Этапы проведения работ по инженерным изысканиям
Проведение изыскательских работ ведется в четыре ступени:
- Подготовительная. На начальной стадии собирается и изучается архивная документация:
данные по составу и физико- механическим свойствам почв, карты, разрезы, планы. На подготовительной ступени определяется объем практических работ, подбирается методология и оборудование для сбора образцов.
- Полевая. На этом этапе проводится комплекс работ, согласно плану инженерных изысканий объекта. Выполняются мероприятия по отбору образцов грунта, воды, воздуха, проводятся замеры физических показателей и других натурных величин.
- Лабораторная. Отобранные образцы доставляются в лабораторию для проведения исследования необходимых свойств.
- Камеральная. Завершающая стадия включает в себя обобщение, анализ и систематизацию данных, полученных в ходе проведения полевых и лабораторных работ. Результатом камеральной ступени изыскательской деятельности служит технический отчет.
Виды инженерных изысканий
Какие виды работ необходимо провести на участке зависит от конкретных задач. Действия по изысканиям разделяют на два направления:
- Экономическое. Заключается в обеспечении оптимальных условий для строительства: обоснование экономической целесообразности стройки за счет подбора местных строительных материалов и водоснабжения; расчете сбалансированного подбора ресурсов.
- Техническое. Разностороннее изучение территории с целью выверенного подбора площадки под застройку.
Вся, проводимая деятельность по инженерным изысканиям делится на пять отдельных видов:
- Геодезические
- Геологические
- Гидрометеорологические
- Экологические
- Геотехнические
- Геодезические изыскания
Работы по геодезии на участке ведутся в предпроектный период. Предназначены они для сбора и обработки необходимого и полного пакета данных о площадке. На этапе геодезических исследований определяются координаты пространственных объектов и точек высот земной поверхности. Дают представление об объеме земляных работ в районе строительства. Геодезические исследования включают в себя работы по картографии. Данные, полученные топографическими методами, наносятся на планы, карты, схемы; сверяются с архивной документацией, выявляются и фиксируются изменения.
В состав работ по геодезическим изысканиям входит:
- Сбор, изучение и систематизация архивной информации. Получение данных из архивов об истории исследований района строительства.
- Рекогносцировка на местности. Обследование участка, выявление оптимальных точек для топографии, поиск координат точек для включения в геодезические сети.
- Разработка новых и развитие существующих опорных геосетей.
- Организация планово-высотных геодезических сетей.
- Топография методом аэрофототопографической и стереофотограммметрической съемки.
- Топографическая съемка подземных и наземных коммуникаций и объектов.
- Актуализация кадастровых планов в графическом, фотографическом и цифровом формате.
- Работы по инженерной гидрографии
- Перенос в натуру и привязка геофизических точек
- Работы по стационарному наблюдению за усадкой и деформацией основания зданий, и изменениями геологических пород в районах развития опасных техногенных и сейсмических процессов.
- Наполнение данными информационных систем и кадастров.
- Составление топографических планов, тематических и кадастровых карт, специальных атласов в графическом и цифровом формате.
- Обработка материалов
- Составление технического отчета.
Геологические изыскания
Геологические изыскания в строительстве- это комплекс работ направленных на изучение геологических и гидрогеологический условий на строительной площадке; изучение свойств грунтов и изменение их с течением времени. Инженерно- геологические изыскания наиважнейший этап, предшествующий проектированию нового здания, реконструкции или сносу существующего.
Геологические испытания дают ответ на вопросы:
- Состав почв.
- Расположение и толщина грунтов в геологическом разрезе. Знания о составе и толщине слоя грунта позволяют правильно подобрать тип фундамента.
- Глубина промерзания грунта. От этого показателя зависит глубина заложения фундамента.
- Наличие и глубина залегания водоносного слоя. Показатель влияет на выбор основания здания и целесообразности обустройства дренажной системы для отведения вод.
- Определение уровня агрессивности и коррозийной активности грунтовых вод. Наличие большого количества солей в водонасыщенных грунтах может привести к бетонной коррозии и препятствует набору прочности бетонной смеси.
- Физико- механические свойства грунтов. Важно знать такие показатели как сопротивление сжатию и сдвигу. На основе этих данных будет впоследствии рассчитана несущая способность фундамента. А от этого будут подбираться материалы для строительства и проектироваться возможная этажность строения.
Отчет по геологическим изысканиям дает обоснованный ответ о выборе типа фундамента, возможным нагрузкам на основание, вероятности подтопления, возможных сейсмических сдвигах, необходимости дренирования и уплотнения грунтов, а также позволяет оптимизировать затраты на обустройство площадки под строительство.
Гидрометеорологические изыскания
Гидрометеорологические изыскания- работы по оценке гидрогеологических, метеорологических и гидрологических условий в районе будущего строительства и влияние гидрометеорологических условий на объект. К таковым относят:
- Снеговые и ветровые нагрузки
- Интенсивность поступления атмосферной влаги: дожди, снег, град.
- Наличие надземных и подземных водоемов, рек. Скорость и направление течения.
- Изучение уклонов и мест стока воды.
- Определение вероятности возникновения опасных гидрометеорологических явлений: оползни, сели, лавины.
- Глубина промерзания грунта, водоема- криологические условия
Деятельность по гидрометеорологии включает в себя работы по:
- Сбору и анализу данных изучаемой местности.
- Рекогносцировке района и обследований участка застройки
- Наблюдениями и измерениями характеристик водных и климатических объектов. А именно изучении питания водных объектов, течении, загрязненности прозрачности воды, обнаружении подземных источников питьевой воды, глубины их залегания, объемов. К метеорологическим наблюдениям относят: направление и скорость ветров, количество осадков в течение года, температуру, уровень солнечной радиации.
Объектами исследования гидрометеорологических изысканий выступают:
- Гидрологические режимы рек, озер, каналов, других водных объектов, прибрежной зоны.
- Климатические и метеорологические условия в исследуемом районе.
- Несущие угрозу безопасности природные метеорологические явления.
- Изменения в гидрометеорологии местности под воздействием техногенной деятельности человека.
Инженерно-экологические изыскания
Экологические изыскания- работы по исследованию свойств компонентов природной среды: недр, почвы, воды, воздуха, растительных и живых организмов.
Целью инженерно-экологических изысканий является обеспечение безопасности и создание комфортной среды обитания для человека; прогнозирование влияния строительного объекта на природную среду; разработка мер по устранению пагубного воздействия человека на окружаю среду.
Комплекс работ по экологическим исследованиям района строительства включает:
- Измерение уровня радиации на участке, определение выделения в атмосферу радона.
- Отбор проб почвы, воды, воздуха. В дальнейшем образцы доставляются в лабораторию, где исследуются на наличие загрязнений, в том числе солями тяжелых металлов.
- Газогеохимия участка. Важная часть экологических изысканий, в ходе которой определяются вещества, способные при распаде выделять опасные газообразные вещества.
- Оценку микробиологического, паразитологического состояния среды.
- Изучение физико- механических факторов: шума, вибраций, электромагнитных полей.
- Определение санитарно-биологических показателей.
Результаты исследования оформляются в виде технического отчета, в котором даются рекомендации для проектировщиков и строителей с точки зрения экологии. Вовремя выявленные неблагоприятные факторы позволяют разработать эффективные меры по недопущению экологических катастроф, снижению уровня опасности для населения.
Инженерно-геотехнические изыскания
Последний вид изысканий в районе застройки- инженерно- геотехнические. Нацелены на исследование массивов грунтов, которые будут служить основаниями будущим сооружениям и средой прокладки инженерных коммуникаций. В задачи геотехнических изысканий входит проведение дополнительных исследований в районах со сложными геоморфологическими условиями и активными геодинамическими процессами; создание расчетов по устойчивости грунтов с учетом всех факторов воздействия.
Геотехнические изыскания отличаются от геологических тем, что формирует математическую модель, учитывающую не только геологический состав и физические свойства грунтов, но и факторы геологического и техногенного характера, которые могут повлиять на ход строительства с определенной долей вероятности.
Опасные геодинамические процессы вызываются:
- Действием подземных и наземных водных источников
- Весом грунтов
- Совместной работой массы грунта и текущих подземных вод
- Силами, которые возникают при промерзании- оттаивании почвы.
Например, прорыв водовода может привести к оползню толщи грунта, заболачиванию местности. В случае нарушения равновесного баланса при строительстве может произойти обрушение пород под собственным весом.
Цели геотехнических изысканий
- Контроль за изменением свойств грунтов
- Мониторинг строительства и реконструкционных работ
- Контроль за опасными геологическими процессами.
- Своевременное обнаружение отклонений от нормы состояния строительного объекта
- Наблюдение за окружающим пространством при обустройстве котлованов и отведении воды
- Изучение и мониторинг свойств фундаментов при ремонте или реконструкции строения.
Комплексный и всесторонний подход с применением перечисленных видов инженерных изысканий, гарантирует получение выверенных, обоснованных результатов, на основании которых выносится решение об утверждении или отклонении территории для строительства.
Оформление результатов инженерных изысканий
Все типы работ проходят камеральную стадию. Данные обрабатываются, группируются и формируется итоговый технический отчет, который служит основой для разработки проектной документации. Отчет содержит:
- Вводную часть.
- Разделы с описанием в текстовой форме, использованием карт, таблиц, графических геологических разрезов, с указанием грунтов.
- Заключительную часть, в которой делаются выводы о соответствии или несоответствии изученных показателей установленным в нормативной документации.
Технический отчет по инженерным изысканиям подлежит обязательной экспертизе соответствующими аккредитованными организациями. Экспертное заключение оформляется в соответствии с утвержденными стандартами.
Какие опасные процессы выявляют инженерные изыскания
Присутствие карстовых пустот. Возникают в результате естественных или искусственных геогидрологических процессов- вымывания породы из известковых грунтов. Залегают на разной глубине, не редко происходят обвалы почвы внутрь карста. Поэтому важно, чтобы строение располагалось не над карстовой пещерой.
Завышенный уровень грунтовых вод. Может серьезно подпортить ход строительства или сделать его продолжение невозможным. Своевременное выявление особенности участка позволяет разработать меры по дренированию места застройки.
Вероятность оползней. Проблема возникает, когда строительство ведется на уклоне на глинистых и водонасыщенных грунтах. При недостаточном заглублении фундамента, здание с пластом породы съезжает вниз, часто с необратимыми повреждениями.
Присутствие водоносных горизонтов. В процессе работ может выясниться, что на территории в доступе имеется качественная питьевая вода. Это снимает проблему водоснабжения, позволяет обустроить артезианскую скважину и питать здание или сооружение автономно, не привязываясь к централизованному водоснабжению.
Присутствие техногенных слоев. При проведении инженерных изысканий в городах или прилегающих районах выявляются опасные химические, физические и биологические захоронения отходов. В этом случае строительная площадка переносится или опасный грунт вывозиться в полном объеме, если такое действие оправдано.
Кто может проводить изыскания
- Изыскания в полном объеме может проводить застройщик, если он является членом саморегулируемой организации в области инженерных изысканий.
- Физическое или юридическое лицо, состоящее в профильной СРО.
- Лицо, получившее разрешение на использование земель, находящихся в государственной или городской собственности, при условии нахождения в профильной СРО.
Работы по отбору проб и получению результатов на местности возможны только с применением поверенного в установленном порядке оборудования.
Ошибки частных застройщиков
Если при капитальном многоэтажном гражданском и промышленном строительстве проведение инженерных изысканий это законодательная норма, то при частном домостроении- рекомендательная. Поэтому возникают ошибочные мнения по поводу проведения инженерных изысканий.
- При проектировании и выборе типа фундамента опираться на мнение владельцев существующих строений. Глубокое заблуждение, так как грунты и вода залегают в толще неоднородно. Картина разреза может меняться через несколько метров.
- Инженерные изыскания- это дорого. Безусловно, плата за проведение работ требуется, но сумма составляет менее 1% от стоимости проекта. Значительно больше придется потратить при решении проблем с неравномерной осадкой фундамента или трещинами по зданию. С другой стороны, позволит сэкономить на материалах, так как подрядчики- строители необоснованно перестраховываются, используя больше бетона и арматуры для фундамента.
- Не стоит доверять девелоперу, который утверждает, что проводились инженерные изыскания участка и предоставляет копию отчета. Важны изыскания именно под пятном застройки. Вряд ли продающая земельные участки организация точно угадала координаты будущего дома.
- Нельзя опираться на мнение специалистов, которые утверждают, что исходя из многолетнего опыта по внешнему виду способны определить несущую способность грунтов и другие важные физико-механические характеристики. Данные показатели исследуются в аккредитованной лаборатории, с последующим оформлением результатов.
Необходимость проведения инженерных изысканий очевидна. Строительство дома без понимания геологической, геодезической и экологической картины- работа вслепую. Важно понимать, что в случае судебных разбирательств наличие технического отчета о проведенных инженерных изысканиях компетентной организацией, является важным доказательным аргументом для привлечения к ответственности недобросовестных проектировщиков и застройщиков. Наличие координат участка и строений избавит от спорных конфликтных ситуаций и сбережет деньги и нервы.
Вторая жизнь. Холодный ресайклинг в дорожном строительстве
Повторное использование в дорожном ремонте изношенного асфальтового покрытия, перемешанного непосредственно на дороге с верхним слоем дорожного основания, с добавлением вяжущих и специальных добавок позволяет повысить скорость и экономичность проведения работ, при этом получая монолитную плиту основания с очень высокими и долговечными эксплуатационными характеристиками. Данная технология, называемая холодным ресайклингом (холодной регенерацией), активно используется в зарубежных странах, но в России пока только начинает распространяться.
По словам заместителя генерального директора по связям компании «Статус-Грунт» Максима Лебедева, в условиях изношенности дорожного фонда и бюджета, недостаточного для проведения капитального ремонта, местные власти вынуждены ограничиваться текущим ремонтом, который заключается в замене только защитного слоя (асфальтобетона). Большая часть региональных и межмунициапальных дорог в нашей стране устроены много десятилетий назад и рассчитаны были еще тогда на значительно меньшие нагрузки (6–8 т/ось). Их основания практически полностью разрушены, они не несут прочностных характеристик (материалы деградированы, переувлажненные участки, карсты, коррозия дорожного основания и т. д.). Большинство сегодняшних ремонтных работ можно сравнить с укладкой асфальта на «манную кашу»: деньги потрачены, а эффекта нет. Все дефекты дороги в короткие сроки вновь выходят на поверхность.
«В отличие от традиционного фрезерования и замены только верхнего слоя покрытия, технология холодного ресайклинга позволяет получить усиленную конструкцию дорожной одежды, создавая из материалов старого покрытия и дорожного основания новый гомогенный слой с более высокими прочностными характеристиками. Данный метод позволяет использовать 100% материалов старой дороги, сокращая сроки строительства в три раза и получая экономию бюджета до 20–30%, при этом оставаясь мерой текущего, а не капитального ремонта», — подчеркивает Максим Лебедев.
Выбирая технику
В работе по технологии холодного рециклинга используется специализированная техника — ресайклеры, в большинстве своем они импортного производства.
Директор по развитию бизнеса ООО «МС-партс» Александр Басионок отмечает, что конкуренция среди производителей ресайклеров существует, но она в разы ниже по сравнению с другой строительной техникой. «Далеко не каждый завод-изготовитель имеет возможность производить и держать по наличию в России технику для регенерации. Известная китайская компания XCMG это делает, имея постоянный склад ресайклеров на Дальнем Востоке и в Москве. Кроме того, XCMG отличается своей доступностью по стоимости и широким ассортиментом. Что касается новинок, то завод ежегодно дорабатывает существующие модели, опираясь на отзывы своих дилеров и заказчиков, а также регулярно выпускает новые модели.
Ресайклеры — это большие сложные и дорогие машины, продолжает тему региональный менеджер по продажам компании «ФАЙАТ БОМАГ РУС» Дмитрий Абрамов, поэтому рынок машин для регенерации и стабилизации невелик и составляет порядка трех десятков машин в год. «Основными игроками на этом рынке являются три производителя специализированной техники, в число которых входит компания BOMAG, выпускающая подобные машины с 1973 года. При выборе машины для стабилизации и рециклинга важно понимать, с какими вяжущими и в каких комбинациях придется работать на будущих проектах. Машины по запросу клиента комплектуются различными системами введения и дозирования воды и вяжущих материалов в асфальтогранулят», — добавил он.
Требуются стандарты
Несмотря на технологичность и эффектность метода холодного ресайклинга для ремонта и строительства дорог, по мнению экспертов, она пока в нашей стране активно не применяется. К сдерживающим факторам, отмечает Максим Лебедев, можно отнести неосведомленность о ее положительных аспектах и нежелании разбираться в них, а порой и просто лоббирование интересов местных АБЗ и карьеров лицами, принимающими решение на местах, отсутствие их прямой и реальной ответственности за полученный результат и экономическую эффективность решений.
«В связи с вышеизложенным огромные деньги расходуются нецелесообразно или с низкой эффективностью. Необходим более жесткий контроль за этим, особенно при реализации национального проекта "Безопасные и качественные дороги" (БКД). Правда, отдельные регионы используют эту технологию при ремонте дорог. В 2020 году мы отремонтировали по технологии холодной регенерации более 300 тыс. кв. м межмуниципальных дорог в Нижегородской области, сэкономив немалые деньги региону. Данная технология, на мой взгляд, — огромное подспорье в оптимальной реализации программ развития дорожной сети в РФ и, в частности, БКД», — сообщил Максим Лебедев.
В компании «Цитадель технология», занимающейся производством продуктов для стабилизации грунтов, также считают основным сдерживающим фактором серьезного внедрения в дорожную отрасль холодного ресайклинга отсутствие должной нормативно-правовой базы. В данном случае имеется в виду отсутствие национального стандарта по данной технологи. Хотя подвижки, отмечают специалисты, уже есть, в прошлом году приняли предварительный национальный стандарт по укреплению грунтов. Проектировщики неохотно идут на эту технологию. Им проще работать по старинке. Технология требует высококачественного инжинирингового сопровождения. Это и будет в дальнейшем точкой роста. Как только появятся инжиниринговые компании, обладающие компетенцией в проектировании и строительстве по указанной технологии, то и государственным заказчикам будет проще ее применять. Сегодня складывается парадоксальная ситуация: государственные заказчики проводят конкурсы на холодную регенерацию, подрядчики выполняют работу, а технические заказчики порой не знают, по каким нормативам принимать работы, подчеркивают эксперты.
Мнение: Александр Басионок, директор по развитию бизнеса ООО «МС-партс»:
— В линейке ресайклеров XCMG достаточно моделей, чтобы подобрать именно тот, который будет отвечать конкретным требованиям заказчика. К примеру, если дорожная организация работает исключительно в рамках стабилизации грунтов, то приобретение полноценного ресайклера нецелесообразно ,и ему будет вполне достаточно использовать более легкую модель в виде стабилизатора XCMG XL2103 или XL2503. Если же в планах работы с асфальтом или клиент рассматривает приобретение на перспективу с целью участия на объектах с разными требованиями, то, безусловно, стоит рассмотреть полноценный ресайклер типа XLZ2103 или XLZ2303. Весь модельный ряд XCMG представляет собой восемь машин, две из которых — стабилизаторы, шесть — ресайклеры.
«Статус-Грунт» — инновации на практике
Компания «Статус-Грунт» — лидер по применению технологий укрепления грунта и холодной регенерации и поставок специализированных добавок.
ООО «Статус-Грунт» существует с 2014 года и зарекомендовало себя как опытный и надежный партнер при строительстве и ремонте дорог, площадок и полов с использованием технологий укрепления грунтов и холодной регенерации дорожной «одежды».
Наличие собственной специализированной дорожной техники, обученного, высокопрофессионального персонала, своей лаборатории позволяет нашей компании реализовывать проекты различной сложности.
Среди наших работ большое количество дорог, отремонтированных по технологии холодного ресайклинга, построенных по технологии стабилизации грунтов дорог и площадок на крайне тяжелых грунтах. Выполняемые нашими специалистами работы порой связаны с поиском нетривиальных решений и использованием нестандартных решений. Все это лишний раз доказывает, что выполнение работ с использованием вышеупомянутых технологий — сложный процесс, требующий специфического опыта. И этот опыт у нас есть. На сегодняшний день портфель выполненных заказов включает в себя объекты общей площадью почти 3 миллиона квадратных метров в различных регионах России.
При этом наша компания является разработчиком и производителем комплексных вяжущих материалов и добавок. Наши специалисты, учитывая многие недостатки представленных на рынке добавок, используя практический опыт компании, научную основу и лабораторные мощности, создают и подтверждают максимально оптимизированные и универсальные продукты.
Развитие химической промышленности и нанотехнологий, появление новых материалов дают возможность разработки нового варианта специализированной добавки для технологий — стабилизирующего агента «Статус-5» (наноструктурированный стабилизатор). В его составе используются полимерные нанокомпозиты как один из основных компонентов будущей добавки. Подбор и оптимизация нового состава модификатора позволяют улучшить качественные характеристики смесей после их уплотнения и сократить расход вяжущих материалов. Также использование композитных наноматериалов может понизить последующую коррозию дорожного основания. Предусматривается его использование и при усилении систем, состоящих из грунтов и отходов промышленных производств (шлаки, зола-унос ТЭЦ и пр.), а также минеральных смесей, включающих измельченный слой покрытия (асфальтобетонный гранулят) с природными и/или техногенными грунтами.
Сегодня специалисты нашей компании активно взаимодействуют с представителями академической науки. Ведется постоянная совместная работа по разработкам новых материалов, и усовершенствованию технологических процессов на объектах. Все это призвано существенно улучшить качество получаемого результата работы, сократить сроки строительных и ремонтных работ, а также запуска движения по окончании этих работ, повышать влаго- и морозостойкость основания дорог, увеличивать в разы межремонтные сроки, устранять ограничения в выборе материала строительства дорог и площадок и многое другое.
