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.
Цифровые технологии – спорту
Олимпиада в Сочи и Чемпионат мира по футболу – 2018 задали новые требования к проектированию и строительству спортивных сооружений в России. О том, как создать современный спортивный объект мирового класса и уложиться в жесткий дедлайн, рассказывает руководитель отдела ОВиКВ компании «Метрополис» Сергей Брюзгин.
Проектирование спортивных сооружений – задача сложная и ответственная. Объекты такого рода сочетают в себе яркую, запоминающуюся архитектуру и комплекс сложнейших инженерных систем. Именно поэтому проектировщики постоянно находятся в поиске новых эффективных решений для работы с такими проектами.
В основе – технологии
Одними из наиболее успешных разработок, активно используемых проектировщиками, являются BIM-технологии. Их применение при проектировании современных сложных объектов, к числу которых относятся и спортивные сооружения, является одним из ключевых условий успешных инвестиций заказчика, ведь технология BIM-проектирования позволяет существенно сэкономить время и средства, необходимые для реализации проекта.
Эта технология дает возможность повысить качество проектирования и на раннем этапе представить полную картину того, как будет выглядеть и функционировать объект. При необходимости заказчик может своевременно внести корректировки в проект на той стадии, когда изменения не влекут за собой больших затрат. Это отличная возможность для всех участников проекта получить практически идеальный продукт, обладающий внешней привлекательностью, комфортом и безопасностью среды и, что самое главное, инвестиционной привлекательностью.
Сейчас все проекты нашей компании разрабатываются с применением этой технологии. Например, Центр художественной гимнастики имени Ирины Винер-Усмановой еще в 2016 году получил первое место на конкурсе BIM-технологий, организованном Минстроем РФ.
Другая многообещающая разработка – достаточно молодая в строительной сфере технология математического моделирования (CFD-моделирование). До ее появления то или иное техническое решение можно было обосновать либо опираясь на накопленный опыт (чаще всего используя решения, принятые ранее для подобных объектов), либо при помощи натурных испытаний (создание макета, испытательного стенда и т.п.). Первый вариант – рискованный (аналогичный объект может достаточно сильно отличаться по своим характеристикам от проектируемого, что может дать свою погрешность и привести к неработоспособности решения). Второй – затратный как по деньгам, так и по времени, не говоря о том, что далеко не все макеты можно физически реализовать. Технология CFD дает возможность за пару дней, а иногда и за несколько часов решить нестандартный узел, внести в него требуемые корректировки и добиться эффективности и работоспособности решения.
Мы применяли CFD-моделирование при проектировании таких объектов, как Центр художественной гимнастики в Москве, многофункциональный плавательный центр «Лужники», крытый каток Москомспорта, а также при проектировании жилых зданий.
До того, как мы освоили эту технологию, нам казалось, что ее применение будет востребовано только на уникальных объектах, однако практика показала, что использование CFD-моделей полезно для объектов любого уровня сложности. С его помощью можно решать такие задачи, как распределение температур в сложных трехмерных многослойных конструкциях, расчет параметров микроклимата помещений, воздухораспределение, расчет потерь давления в нестандартных сетевых элементах и т. д.
Данная технология дает специалисту возможность на раннем этапе проектирования отследить вероятные недочеты потенциальных инженерных решений, а иногда и понять, что предлагаемое решение слишком затратно (как энергетически, так и финансово) или вовсе нежизнеспособно. Например, для проверки условий, создаваемых для зрителей и спортсменов, наша компания выполняла оценку проектных решений систем вентиляции и кондиционирования главной арены Центра художественной гимнастики в Москве при помощи CFD-моделирования. Для достижения оптимального результата нам пришлось провести 8 итераций расчетов, в результате чего системы вентиляции и кондиционирования были значительно переработаны. Это еще раз подтверждает: CFD-моделирование и проектирование при помощи BIM-технологий позволяет на раннем этапе выявить проблемы и оптимизировать проектные решения. А заказчик, в свою очередь, получает наглядное, интуитивно понятное обоснование принимаемых решений. Вот несколько примеров выполненных расчетов:
В гармонии со стройкой
Посмотрим, как применение этих технологий реально отражается на строительном процессе. В качестве примера возьмем Центр художественной гимнастики. Для проектируемого объекта выполнялись следующие стадии проекта:
- концептуальные решения (стадия «К»);
- стадия «Проектная документация» (стадия «П»);
- стадия «Рабочая документация» (стадия «Р»);
- авторский надзор.
Проект стадии «К» стартовал в конце мая 2016 года и длился примерно 2 месяца. Последующая стадия «П» длилась примерно 3,5 месяца. Стадия «Р» длилась примерно 2 года, при этом строительные работы на объекте велись с запаздыванием от проекта всего на 2–3 месяца, иногда этот разрыв становился еще меньше, так что можно сказать, что проект стадии «Р», строительство и авторский надзор шли практически параллельно.
Основные сложности при проектировании как раз и связаны с малым разрывом в сроках между разработкой проектного решения и выдачей его для реализации на стройплощадку. У инженеров и архитекторов остается очень немного времени на принятие и согласование решений, и ошибки при таких малых сроках недопустимы. Именно использование BIM-технологий и, в частности, CFD-моделирования позволяет проектировщикам достаточно комфортно чувствовать себя в процессе взаимодействия со всеми заинтересованными сторонами. При этом есть, конечно, одно обязательно условие, с чем нам повезло: в арсенале всех участников проекта были современные технологии и подходы к проектированию, что позволило выполнить поставленную задачу в требуемый срок.
Выход на фасад
По мнению экспертов, отмена технических свидетельств оценки качества фасадных штукатурных теплоизоляционных систем поможет снизить входные барьеры для новых игроков рынка и ускорит его дальнейшее развитие.
Минстрой России отменяет необходимость получения технических свидетельств оценки пригодности систем фасадных теплоизоляционных композиционных с наружными штукатурными слоями (СФТК). В ведомстве считают эту процедуру избыточной и устаревшей. Чиновники считают: действующих нормативных требований к СФТК достаточно для производства качественной продукции.
Напомним, СФТК также называют системой «мокрый фасад». Теплоизоляционный материал скрывается за штукатуркой и монтируется клеем, т. е. «мокрым» путем. В настоящее время данная технология активно применяется как в массовом, так и индивидуальном строительстве.
Запрос бизнеса
По словам председателя комитета по строительству организации «Деловая Россия» Владимира Кошелева, институт выдачи технических свидетельств был введен еще в 1998 году. «Индустрия промышленности строительных материалов в течение последних 20 лет не стояла на месте, появились качественно новые высокотехнологичные материалы и конструкции. Рынок диктует необходимость серьезной конкурентной борьбы за потребителя, и работа Минстроя по изменению нормативной документации отвечает запросам бизнеса. Вместе с тем нельзя забывать, что любые действия, касающиеся надежности и безопасности, должны быть четко выверены, и не должны оставлять ни малейшего шанса для маневра недобросовестным игрокам рынка», – считает он.
Как отмечает Кирилл Иванов, председатель координационного совета РАПЭКС (Российская ассоциация производителей теплоизоляционных материалов из экструдированного пенополистирола), это решение Минстроя РФ вполне оправданно в рамках государственной программы снижения входных барьеров для новых игроков строительного рынка. Более того, Ассоциация производителей и поставщиков фасадных систем АНФАС проделала большую работу по созданию стандартов, регламентирующих устройство фасадов. Теперь и подрядчики, и регулирующие органы имеют полную техническую базу для оценки качества той или иной системы.
Продолжать тренд
По мнению экспертов, получение технических свидетельств скорее необходимо для конструкций из новых материалов, ранее не применявшихся в строительстве. Присутствующие на рынке строительные материалы нуждаются в дальнейшем снижении избыточных регулятивных мер. Кроме того, считают специалисты, необходимо менять и некоторые действующие СНиПы и СП.
По словам Кирилла Иванова, в каждой области строительства есть требования, которые в той или иной степени избыточны. «В нашей стране строгость законов часто компенсируется их неисполнением. Поэтому в Ассоциации РАПЭКС считают, что нужно идти двумя путями: добиваться исполнения принятых стандартов и технических решений и параллельно менять требования, которые улучшат качество и надежность строительных работ. Так, например, мы хотим пересмотреть нормативные значения термического сопротивления конструкций в СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий». Исследование Сергея Крышова, начальника отдела экспертиз зданий и сооружений на соответствие теплотехническим и акустическим требованиям «Центра экспертиз, исследований и испытаний в строительстве» (ГБУ «ЦЭИИС»), показывает, что часть зданий и сооружений, построенных в Москве, не соответствуют существующим нормативным требованиям. Поэтому нужно требовать от строителей исполнения действующих стандартов и разрабатывать новые требования по энергоэффективности, с прицелом на будущее»,– резюмирует Кирилл Иванов.
Руководитель направления «Стандартизация и сертификация» корпорации «Технониколь» Сергей Колдашев отмечает, что строительная отрасль в России довольно консервативна. В некоторых сегментах специалистам до сих пор приходится руководствоваться нормами, принятыми еще в советское время. Нужно признать, что к настоящему моменту большой фонд Сводов правил уже обновился, некоторые из них даже дважды. Однако в Постановлении Правительства РФ от 26 декабря 2014 года № 1521 «Об утверждении перечня национальных стандартов и сводов правил (частей таких стандартов и сводов правил)», в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается соблюдение требований федерального закона «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений», до сих пор находятся документы, выпущенные до 2011 года. «Для отрасли, на наш взгляд, большое значение имеет обновление прежде всего этого постановления, с указанием актуальных на сегодня Сводов правил. Иначе сегодня проектировщики вынуждены применять устаревшие нормы проектирования. В целом же работа по модернизации СНиПов идет полным ходом, это процесс не прекращается, в этом смысле ситуация скорее позитивная», – подчеркнул эксперт.
Мнение
Кирилл Иванов, председатель координационного совета РАПЭКС:
– Важно обращать внимание не только на качество исходных материалов, но и на качество проводимых работ. Так было всегда. СФТК – сложная система, в которой каждый компонент играет важную роль в обеспечении надежности всего фасада. Качественная теплоизоляция заявленной плотности, качественные штукатурные составы с заявленной адгезией, квалифицированное выполнение монтажа – вот основные факторы долговечности штукатурного фасада. Особое внимание Ассоциация РАПЭКС уделяет СФТК в зоне цоколя и первых этажей. Очевидно, что к теплоизоляционному материалу, предназначенному для утепления данных ограждающих конструкций, должны предъявляться особо жесткие требования. Это продиктовано рисками переувлажнения первых и цокольных этажей. В процессе эксплуатации зданий влажностное состояние материалов непосредственно влияет на теплозащитные свойства ограждающих конструкций и на энергоэффективность применяемых систем теплоизоляции. Поэтому члены Ассоциации РАПЭКС, производители XPS-теплоизоляции на территории РФ, рекомендуют использовать в данной зоне экструдированный пенополистирол.