Строительство дорог и искусственных сооружений
Дорожное-мостовое строительство — это отрасль, которая занимается благоустройством подъездных дорог и возведением необходимых искусственных сооружений. Качественное покрытие должно соответствовать определенным стандартам, обеспечивающим безопасность пешеходов и водителей. Поэтому работы по строительству дорог и искусственных сооружений разделяют на несколько этапов, каждый из которых строго контролируют.
Что такое дорожно-мостовое строительство
Строительство дорог и искусственных сооружений помогает обеспечивать комфортную и безопасную жизнь граждан. Специальные службы выполняют работу по устройству и реконструкции:
- транспортных развязок;
- подземных пешеходов;
- мостов;
- автомобильных дорог;
- транспортных тоннелей;
- эстакад;
- иных объектов дорожно-транспортной сети.
Отрасль проектирует, строит, ремонтирует дороги и занимается их техническим обслуживанием.
Дорожное строительство — это сложная, трудоемкая и дорогостоящая деятельность, так как автодороги должны соответствовать многим требованиям по:
- надежности;
- пропускной способности (максимальному количеству автотранспорта, который в состоянии пропускать участок дороги за единицу времени в одном или в двух направлениях);
- долговечности;
- качеству;
- удобству эксплуатации.
Кроме того, дороги включают в себя множество связанных между собой по функциональности искусственных инженерных сооружений, которые предназначены для обеспечения безопасности передвижения транспорта.
Проектирование дорог
Прежде чем приступить к строительству, составляют проектную документацию, в которой учитывают:
- минимальное расстояние от одного пункта дороги до другого;
- объем работы;
- возможность прокладывания дороги около или через населенный пункт;
- требуется ли сносить сооружения, которые мешают строительству;
- нарушение экологических норм, архитектурного ансамбля и археологических раскопок (при условии, что дорогу прокладывают в старинном городе);
- возможность сокращения длины дорог при помощи возведения путепровода, моста, тоннеля или дамбы;
- вероятность схождения лавины (если рядом расположены горы);
- возможные препятствия, создающиеся для других линий коммуникаций;
- цену строительства;
- стоимость эксплуатации дорожной инфраструктуры;
- расположение подземных коммуникаций.
Проект должен пройти административное согласование. При правильном составлении контролирующие органы выдадут разрешение на строительство.
Строительство автодороги
Строительство автомобильных дорог состоит из нескольких этапов:
- Подготовки.
- Укладывания покрытия.
- Оборудования дороги.
У каждого этапа существуют свои тонкости, которые необходимо изучить перед началом строительства.
1 этап
Подготовка площадки для строительства автодороги — это ответственный момент, от которого зависит качество будущего покрытия. В процессе работ:
- На территории, предназначенной для строительства, удаляют деревья, сносят посторонние строения, убирают мусор.
- Производят геодезическую разметку, затем корректируют месторасположение предполагаемых объектов строительства.
- Снимают верхнюю часть грунта.
- Если в земле обнаружились пустоты, то производят бурение скважин, которые заполняют бетоном. Чтобы укрепить почву при плывунах или оползнях, вбивают сваи.
- При необходимости осушают болота. Для этого прокладывают сточные каналы, а под грунтом — дренажные трубы.
- Возводят утвержденные в проекте мосты, тоннели и иные искусственные сооружения на пути строящейся дороги.
- Выравнивают площадку, срезая вершины холмов, засыпая низины и овраги. Также уменьшают крутизну спусков и подъемов, которые представляют опасность зимой из-за скользкого обледенения.
- Возводят высокие насыпи с протоками или проездами под ними.
- На подготовленное и выровненное основание последовательно наносят слоями песок и щебень (гравий).
- Производят уплотнение грунта.
Чтобы дорожное покрытие было стойким к сезонным температурным изменениям, к песку добавляют глину или используют другую комбинацию природных материалов.
Для умеренно нагруженной дороги используют портландцемент, который смешивают с несколькими видами грунта. В процессе подготовки материала:
- грунт тщательно измельчают;
- соединяют с 7% цемента;
- сразу же распределяют по площадке на глубину не менее 10 см;
- придают дорожному полотну необходимую форму;
- уплотняют укаткой.
Сверху тонким слоем распределяют битум. Материал предотвращает высыхание, пока цемент не схватится. Для экономии средств в некоторых местах разрешается использовать для укрепления покрытия битум, тщательно смешанный с грунтом на глубине 25 см.
2 этап
На втором этапе укладывают покрытие, в качестве которого используют:
- асфальт;
- асфальтобетон;
- бетон;
- портландцемент.
Материал готовят непосредственно на месте или доставляют в готовом виде при помощи самосвала. Нанося смесь, важно следить, чтобы ложилась она равномерным слоем. Избежать появления неровностей помогает асфальтобетоноукладчик. Чтобы повысить плотность покрытия, укладку осуществляют несколькими катками.
Применяют две технологии асфальтирования:
- Горячее. Смесь готовят из вязкого и жидкого битума. Разрешается производить работы в зимнее время. Минимально допустимая температура смеси — 120°С. Перед тем, как уложить асфальт, часть дороги, на которую собираются его наносить, высушивают специальной техникой.
- Холодное. Смесь готовят из жидкого нефтяного битума. Укладку разрешается проводить только в теплый период. Чаще всего применяют при ямочном ремонте.
Асфальтоукладка — это сезонная работа, зависящая от погодных условий. Температура воздуха не должна быть меньше +5°С. Поставляют смесь в горячем состоянии. Поэтому работы проводят максимально быстро, чтобы она не успела остыть. Иначе покрытие уложить не получится.
3 этап
Третий этап строительства — это оборудование автомобильной дороги. В первую очередь производят установку барьерных ограждений, которые препятствуют:
- выезду автомобиля на газон и тротуар;
- выходу на проезжую часть пешеходов, диких и бездомных животных;
- выезду транспортных средств на встречную полосу движения.
Также ограждения уменьшают ослепление водителей фарами встречного автомобиля.
Чтобы сохранить покрытие от размыва, таяния снега и дождей, дорогу оборудуют:
- железобетонными водосточными желобами;
- воронками;
- отливами;
- канализационными решетками и люками, которые отводят воду не только от дороги, но и от тротуара, расположенного рядом с ней.
Устанавливая по краю дороги бордюры, учитывают, что они должны перенаправлять движение сточных вод и способствовать их удалению с дорог. Автомагистрали огораживают чаще всего специальным забором, который предотвращает появление на проезжей части диких животных.
Когда полотно готово, наносят разметку. Для оптимизации безопасного движения у края дороги устанавливают дорожные знаки.
Используемая для асфальтирования техника
На каждом этапе строительства дорог применяют специальную дорожную технику. Транспорт помогает ускорять процесс укладки асфальта и повышать качество работ.
Необходимая техника — это дорогостоящие машины, поэтому большинству организаций рациональнее пользоваться услугами аренды.
Бульдозер
Бульдозер — это самоходная дорожно-строительная машина, оснащенная ножевым рабочим органом. Помогает проводить землеройные и транспортные работы. Используют для:
- подготовки грунтового основания;
- нанесения песчаного и щебеночного слоя;
- подготовки площадки к асфальтированию.
Гусеничные модели работают на бездорожье и в труднопроходимых местах. Колесные бульдозеры более маневренные и предназначены для работы на небольших участках. Чаще всего используются при устройстве дорожного основания.
Погрузчик
Погрузчики бывают ручными и самоходными. Основное назначение:
- поднятие;
- транспортировка;
- укладка тяжеловесных грузов.
Технику комплектуют разным навесным оборудованием: ковшами, отвалами и другими рабочими органами.
Грейдер
Грейдер планирует и профилирует рабочий участок. Машина бывает самоходной или прицепной, используемой для выравнивания грунта и его перемещения. Также применяют технику во время уборки территории от сыпучего строительного материала и снега.
Асфальтобетоноукладчик
Асфальтобетоноукладчик — техника, предназначенная для укладки асфальтобетонной смеси. В зависимости от сложности и объема работ, машины бывают легкими и тяжелыми. Крупногабаритную технику применяют на большом объекте дорожного строительства. Легкую машину используют при выполнении вспомогательных работ.
Срок эксплуатации дорог
Время эксплуатации дорожного полотна зависит от:
- нагрузки;
- интенсивности движения транспортных средств;
- погодных условий;
- качества материала;
- соблюдения технологического процесса укладки.
Гарантированное время эксплуатации — 7 лет. Для его продления проводите своевременную ремонтную работу, устраняя просадку, ямы, неровности и трещины.
Строительство искусственных сооружений
Мост — это искусственное сооружение, которое обеспечивает беспрепятственное передвижение транспортных средств, грузов и людей через определенную преграду (водоем, автомобильное или железнодорожное полотно).
Проектирование и строительства моста — это сложный процесс, который занимает несколько лет и включает большой объем монтажно-строительных работ. Технологию возведения моста и вид материалов выбирают, ориентируясь на:
- размеры;
- особенность эксплуатации;
- расположение;
- климатические условия;
- назначение (автодорожный, городской, пешеходный мост).
В зависимости от несущей нагрузки на опоры, мост бывает балочным, висячим и арочным. Для строительства используют различный материал:
- камень;
- железобетонную конструкцию;
- дерево;
- стальную конструкцию.
Искусственное сооружение состоит из пролетных строений и опоры.
Вокруг моста проводят дополнительные работы по:
- укреплению берега;
- постройке подъездных путей;
- защите опор от удара льда;
- обеспечению безопасного прохода судов;
- электрификации;
- благоустройству территории.
В процессе строительства применяют специальные транспортные средства и подъемные механизмы.
Процесс работ разделяют на несколько этапов:
- Проектирование.
- Подготовительные работы.
- Строительство опор.
- Возведение пролетных строений.
- Устройство дорожного полотна.
Для каждого вида моста используют определенную технологию строительства, оптимально подходящую для него.
1 этап
В первую очередь проводят геодезические испытания, на основе которых проводят индивидуальное проектирование. Сначала составляют технический проект моста, решая конструктивные вопросы. Для поддержания всех частей строения в стабильном положении при разных действующих нагрузках проектировщик предусматривает комплекс требуемых инженерных мероприятий. На этом же этапе составляют смету объекта и технико-экономическое обоснование, указывая целесообразность строительства.
Затем приступают к разработке рабочего чертежа. В документах учитываются и детализируются элементы моста, принятые в техническом проекте. В чертежи включают информацию, необходимую для выполнения каждого процесса строительства. Документация служит основой при разработке проекта производственной работы.
Документацию на мост, как и на любое другое искусственное сооружение, разрабатывают последовательно. Этапы зависят от их размера. Чаще всего для больших и малых мостов используют типовой проект, который составлен для определенной ширины проезжей части и нормативной нагрузки.
Документация содержит:
- пакет рабочих чертежей конструкций опор и пролетных строений;
- информацию о расходе материалов.
Основная задача при выборе типового проекта — определиться с наиболее рациональной конструкцией, отвечающей местным условиям.
Разработать типовую конструкцию моста помогает автоматизированная система проектирования. Программа в автоматическом режиме рассматривает большое количество разных вариантов конструкций. Наиболее подходящие проекты показываются в виде таблиц, в которых указывается перечень типовых элементов и чертежей.
2 этап
Второй этап — это подготовительные инженерно-геодезические работы, при которых выносят ось моста на местности. Участок для строительства сооружения выбирают, соблюдая минимально допустимое расстояние от одного до другого берега. На этапе подготовки обеспечивают точное месторасположение моста на территории, соответствующей проектной документации.
Чтобы сократить расстояние между берегами, разрешается применять метод искусственной насыпи. Но более рационально использовать природный остров, который значительно уменьшает длину сооружения и экономит средства.
3 этап
Третий этап — самый сложный, ответственный и объемный процесс. Существует несколько методов установки опор, которые подбирают, ориентируясь на размеры моста. Фундамент заливают не только на берегу, но и под водой.
В таблице указаны два способа заливки фундамента:
|
Способ |
Описание |
|
Использование котлована |
Вырывают котлован, в который погружают сваи. После этого делают опалубку с каркасом из стальных арматур и заливают бетон. |
|
Использование шпунтового ограждения |
При строительстве русловых опор котлован огораживают шпунтом, обеспечивая откачку воды. Затем погружают сваи, устанавливают опалубку с арматурным каркасом и заливают бетоном. |
При строительстве малых и средних мостов чаще всего используют призматические железобетонные сваи. Их погружают при помощи дизельного и парового молота. Большие сооружения строят, применяя буронабивные столбы.
4 этап
Технологию сооружения пролетов выбирают, ориентируясь на форму моста. У большей части сооружений они:
- балочные;
- подвесные;
- арочные.
Сооружая мостовые пролеты, применяют тяжелую технику. Например, подъемный кран, гидродомкрат, толкающее устройство.
5 этап
После возведения моста приступают к устройству:
- дорожного полотна;
- гидроизоляции;
- дорожной одежды;
- дренажа;
- ограждений проезжей части.
Затем производят разметку и устанавливают дорожные знаки, благоустраивают прилегающую территорию.
Дорожно-мостовое строительство — это важная и сложная отрасль. Выполняемые работы относятся к объектам увеличенного уровня ответственности, так как малейшая поломка конструкций может привести к серьезным экономическим, социальным и экологическим ущербам для региона.
В формате замещения. Рынок пенополистирола
В настоящее время, по данным экспертов, продолжается сокращение производства и потребления вспененного пенополистирола. Освободившуюся нишу все активнее заменяет экструдированный вид этого теплоизоляционного материала.
Пенополистирол широко применяется в строительстве новых зданий и сооружений, а также при отделке помещений. В объеме потребления теплоизоляционных материалов его доля достигает 30%. По оценке экспертов, в ближайшей перспективе она будет постепенно увеличиваться и через 5-7 лет достигнет показателя в 40%.
Генеральный директор АПРИ «Флай Плэнинг» Владимир Савченков отмечает, что главными плюсами пенополистирола являются: широкая сфера применения (от утепления подвальных помещений до использования на балконах, лоджиях и фасадах), а также долговечность, высокие теплоизоляционные свойства, легкость в применении, экологичность и доступная цена. «В качестве недостатков можно указать следующее: это легковоспламеняющийся материал, он разрушается под долгим воздействием солнечных лучей, также он отличается хрупкостью. Поэтому при транспортировке и использовании нужно соблюдать меры предосторожности. Но стоит отметить, что указанные недостатки с лихвой покрываются достоинствами. Это современный технологичный материал с универсальными свойствами и широким перечнем возможностей», – считает он.
Путем продавливания
Отметим, что пенополистирол, как теплоизоляционный материал, подразделяется на два вида: вспененный (EPS) и экструдированный (XPS). Производители данных продуктов между собой достаточно жестко конкурируют.
Согласно исследованию аналитического агентства DISCOVERY Research Group, по итогам трех кварталов 2019 года, объем рынка (производство и потребление) EPS в нашей стране составил 5,49 млн куб. м, XPS – 6,21 млн куб. м. В том числе российскими компаниями за данный период времени было экспортировано 6 тыс. куб. м вспененного пенополистирола и 120 тыс. куб. м экструдированного.
Экструдированный пенополистирол, как рассказывает руководитель направления «Полимерная изоляция» корпорации ТЕХНОНИКОЛЬ Алексей Касимов, создается из полистирола общего назначения (ПСОН) методом экструзии (путем продавливания вязкого расплава материала). В результате получается равномерная мелкопористая структура, что придает материалу прочность, практически нулевое водопоглощение и низкий показатель теплопроводности.
«Экструдированный пенополистирол может применяться в заглубленных конструкциях: фундаменты, подвалы, подземные паркинги, где эффективно защищает фундамент от теплопотерь и разрушительных сил морозного пучения. Также особенностью экструзионного пенополистирола является то, что он может использоваться при температуре от –70°С до +75°С. Благодаря этому материал активно используют в холодильных установках, катках и пр. В целом мы отмечаем ежегодное сокращение рынка EPS, при этом освободившуюся нишу замещает XPS», – добавляет Алексей Касимов.
Отвечая новым требованиям
Эксперты считают, что рост потребления экструдированного пенополистирола связан с трендом повышения энергоэффективности зданий. В частности, стандартный слой плит из этого материала в 50 мм сохраняет тепло в помещении так же, как метровая кирпичная или бетонная стена толщиной 2,5 м. Также XPS все активнее применяется в дорожном строительстве для предотвращения морозного пучения полотна. Материал препятствует промерзанию грунта и значительно увеличивает срок эксплуатации дорожного покрытия. Кроме того, экструдированный пенополистирол более прост в переработке – и его производители могут заниматься выпуском вторичных продуктов.
В целом, как отмечают игроки рынка, применение XPS позволяет существенно усовершенствовать и ускорить технологию строительства, значительно снизить затраты при создании новых конструкций, отвечающих новым требованиям строительных норм.
При этом они подчеркивают, что EPS как теплоизоляционный материал не уйдет с рынка совсем. Он останется востребован в бюджетном строительстве и утеплении малоэтажных индивидуальных домов. Кроме того, за счет совершенствования технологий производства этого материала будут повышаться его качественные характеристики и расширяться область применения.
Кстати
С 1 января 2020 года, в соответствии с приказом Росстандарта, в общероссийском классификаторе ОКПД 2 выделены отдельные коды для теплоизоляционных плит из пенополистирола, сэндвич-панелей с пенополистиролом и сэндвич-панелей с минеральной ватой. Предполагается, что это новшество поможет лучше идентифицировать теплоизоляционные продукты в области их применения, а также повысит качество сбора статистической информации, необходимой в том числе для оказания мер господдержки. Изменения в классификаторы подготовлены на основании предложений технической рабочей группы «Ассоциация производителей и поставщиков пенополистирола» в рамках научно-технического совета по развитию промышленности строительных материалов, изделий и конструкций при Минпромторге РФ.
С точностью до миллиметра. Лазерное сканирование в геодезии
Лазерное сканирование, несмотря на необходимость использования сравнительно дорогостоящего оборудования, все активнее применяется в геодезии, проектировании и строительстве сооружений.
Технологии проведения инженерных изысканий не стоят на месте. Специалисты рынка считают, что в настоящее время одним из самых быстрых и точных методов получения характеристик о сооружении и месте, где оно будет или уже расположено, является лазерное сканирование. Применять в России эту технологию в единичных случаях начали 10–15 лет назад. Сейчас лазерное сканирование уже распространено, хотя чаще всего специалисты используют более традиционные приборы.
Практично и выгодно
Руководитель направления капитального строительства IТ-компании КРОК Анна Фейнберг отмечает, что принцип технологии лазерного сканирования заключается в измерении расстояния от сканера до поверхности объекта и формировании на основе этого облаков точек с пространственными координатами. «Современные модели лазерных сканеров позволяют вести съемку со скоростью более миллиона точек в секунду и высокой точностью. В результате получается цифровая копия объекта, что позволяет использовать полученные данные для создания обмерных чертежей. Также это позволяет создать цифровую модель здания. Технология лазерного сканирования довольно популярна, поэтому, например, в Москве, проблем с тем, чтобы найти необходимое оборудование, не возникнет. При этом не все компании обладают компетенциями, позволяющими построить на основе облаков точек BIM-модель здания и затем вести в едином информационном пространстве работы, связанные с модернизацией и эксплуатацией здания», – добавляет она.
Именно возможность создания трехмерной цифровой визуализации, с последующим использованием в связке с BIM-технологиями, считает основным преимуществом лазерного сканирования генеральный директор компании «КБК Проект» Василий Костин. «Лазерное сканирование – это прежде всего сокращение сроков работ при увеличении точности. Что особенно важно при реализации новых проектов с точной географической привязкой. При этом в сравнении с традиционными методами экономическая выгода от использования технологии составляет 40–80%», – отмечает он.
Полевое лазерное сканирование, применяемое в геодезии, проектировании и строительстве, можно подразделить на три подвида: наземное, мобильное, воздушное. Выбор производят специалисты, в зависимости от особенностей работ.
Заместитель генерального директора ООО «Гильдия Геодезистов» Сергей Лазарев отмечает, что наиболее широкое распространение получило наземное лазерное сканирование, в связи с универсальностью и простотой метода, разнообразием и более низкой ценой оборудования. Оно наиболее активно используются в строительстве (строительный контроль, авторский надзор), ведении маркшейдерских работ (подсчет объемов, регулярные замеры и съемки), осуществлении реконструкции геометрически сложных объектов наследия.
«Ручные сканеры получили широкое распространение при исследовании протяженных объектов, а также небольших закрытых помещений, складов. Воздушное лазерное сканирование имеет самую высокую стоимость оборудования при существенных рисках поломок. Поэтому большого распространения оно пока не получило. Но исследовательско-конструкторские центры активно ведут работы по удешевлению такого оборудования, и в дальнейшем оно может практически полностью вытеснить аэрофотогеодезию с рынка», – прогнозирует Сергей Лазарев.
Широкий выбор
В настоящее время производителями отраслевых систем лазерного сканирования являются только зарубежные компании. На рынке представлены такие бренды, как Leica, Trimble, Topcon, Z+F, Riegl, Faro и др. В силу изначальной сравнительно высокой стоимости этой техники многим геодезическим и проектным организациям, особенно небольшим, она оказалась не по карману. Но в последние три-четыре года предыдущие линейки приборов подешевели и стали доступнее. Кроме того, на рынке практикуется аренда или покупка бывшего в употреблении лазерного оборудования.
Ценовые сегменты очень разные и зависят от предъявляемых к технике требований, рассказывает Сергей Лазарев. К примеру, наземный лазерный сканер Leica BLK360 имеет низкие точностные характеристики, невысокую дальность и соответственную низкую цену, порядка 2 млн рублей. Наиболее точный и «дальнобойный» (до 1 км) сканер Leica ScanStation P50 стоит уже около 15 млн. Необходимо также учитывать и цену программного обеспечения для обработки данных, она варьируется от 100 тыс. до 2 млн рублей. «На мой взгляд, наиболее технологичным оборудованием на рынке сегодня является наземный лазерный сканер Leica RTC360. Этой весной должна выйти на рынок новинка – Trimble X7, представленная в 2019 году на выставке InterGeo. Предположительно, она будет иметь более низкую стоимость при сравнимых характеристиках и сможет составить конкуренцию», – считает эксперт.
По мнению ведущего специалиста ООО «Геодезические приборы» Григория Жукова, лазерный сканер GLS-2000 японской компании Topcon, благодаря своим характеристикам и стоимости, на сегодняшний день является одним из наиболее универсальных и распространенных решений для лазерного сканирования. «Помимо высокой скорости, точности, возможности работы при минусовых температурах, прибор обладает большой дальностью съемки – до 350 м. Это делает его универсальным при выполнении самых разных работ. Такая особенность позволяет легко применять этот сканер при съемке городских территорий и насыщенных объектами промышленных зон, а также для съемки фасадов зданий, архитектурных памятников и многого другого. Прибор автономен и не требует дополнительных средств управления и сохранения данных. Все установки сканирования выполняются через встроенную панель управления, а данные накапливаются на обычной карте памяти стандарта SD», – добавил он.
Мнение
Сергей Лазарев, заместитель генерального директора ООО «Гильдия Геодезистов»:
– Главной технологической задачей геодезиста является предоставление достоверной и максимально полной информации о положении объекта в пространстве и его геометрических характеристиках. Основным видом оборудования, позволяющим в максимально быстрые сроки собирать большой объем информации, являются именно лазерные сканирующие системы. Они позволяют получить облако точек, в котором можно отследить огромное количество параметров исследуемого объекта.
Григорий Жуков, ведущий специалист ООО «Геодезические приборы»:
– Внедрение технологии лазерного сканирования позволяет получить массу преимуществ по сравнению с традиционными методами съемки. Основными ее достоинствами являются высокая скорость выполнения измерений, детальность съемки, а также полнота и точность получаемых результатов. Можно с уверенностью сказать, что эта технология открывает новые возможности для работы и дает необходимую информацию для развития современного метода трехмерного проектирования объектов.