Инженерные изыскания в строительстве
Инженерные изыскания в строительстве — это комплекс работ, которые обязательно проводят перед началом работы. Они позволяют узнать больше о природных и климатических особенностях определенного участка, разобраться со спецификой грунта, подземными водами и так далее.
Суть инженерных изысканий
Неважно, что именно будут строить на участке: частный дом, завод, торговый центр и так далее. Избегать инженерных изысканий нельзя ни в коем случае. Специалисты собирают всю необходимую информацию о грунте, выводят гидрогеологическую картину местности, описывают рельеф и топографию.
На основе полученных данных готовится проектная документация, в которой прописываются все самые важные для строительства нюансы. Обязательно указывается, как объект в будущем повлияет на окружающую среду. Если есть какие-то серьезные угрозы, от возведения придется отказаться.
Существует несколько видов изысканий, у каждого из которых есть свои особенности. Можно выделить такие варианты:
- Геологические. Они позволяют выделить особенности грунта на конкретном участке. Изучается, какова динамика, насколько перспективным будет строительство.
- Гидрогеологические. Специалисты изучают особенности грунтовых и поверхностных вод, чтобы понять, получится ли провести в той местности водоснабжение. Учитываются возможные угрозы для будущих сооружений.
- Геодезические. Здесь нацеленность идет на изучение специфики рельефа — причем не только естественного, но и искусственного. Кроме того, выясняется, может ли он измениться в будущем, необходимо ли его исправлять с учетом поставленных задач.
- Экологические. Специалисты рассматривают особенности окружающей среды в месте воздвижения здания. Также предсказывают, как объект повлияет на экосистему, не представляет ли он опасности и так далее.
- Геофизические. Они необходимы для обследования пород, присутствующих на месте строительства. Для этого используют сейсмографические методики.
- Метеорологические. Изучаются погодные условия на заданном участке. Также обязательно нужно вывести прогнозы по их изменению.
- Кадастровые. Это работы по размежеванию, которые необходимы для оформления соответствующей документации.
Некоторые варианты стоит рассмотреть подробнее, чтобы лучше разобраться с их особенностями.
Инженерно-геологические
На этой разновидности основывается вся предпроектная подготовка. Поэтому очень важно, чтобы результаты были как можно более точными. В первую очередь специалисты будут оценивать, насколько разумно воздвигать здание в этом конкретном месте. Обязательно стоит уточнить, какие факторы увеличивают цену застройки. Также необходимо выяснить, при каких условиях провести мероприятия невозможно. Для воздвижения сооружения нужно знать о таких параметрах:
- тип почвы, границы слоев грунта — на этом базируется конфигурация фундамента;
- глубина залегания грунтовых вод — это дает возможность избавиться от рисков подтопления фундамента, позволит выяснить, как проектировать подвалы;
- особенности рельефа местности, где будет проводиться застройка — после этого можно решить, необходимо ли выравнивать участок, укреплять склоны.
Полученные в результате изысканий сведения позволяют более детально проработать проекты, определить выбор конкретной технологии строительства.
Инженерно-геодезические
Основная цель заключается в четком определении границ участка. Специалист обязан прикрепить к общему пакету документов экспертное заключение. Можно выделить такие составляющие:
- достоверные сведения о рельефе местности: не только наземные особенности, но и глубина дна водоемов, а также наличие других зданий и сооружений на участке;
- иногда проводится топографическая съемка разных масштабов, результаты указываются в плане или отмечаются на карте;
- обязательно проводится трассирование линейных сооружений, что позволяет определить оптимальное расположение объектов на местности;
- геодезическая привязка, по окончании которой закрепляются точки, отмеченные в специальной системе координат.
Все измерения должны быть четкими, чтобы со строительством не возникло никаких проблем.
Инженерно-экологические
Эти изыскания в первую очередь необходимы для того, чтобы установить, насколько целесообразно будет вести хозяйственную деятельность на конкретном участке. Специалисты выясняют, каково состояние экологии в указанной местности, каким может быть вред от строительства объекта.
Результаты экологических изысканий позволяют уменьшить негативные последствия для окружающей среды. Очень важно учитывать их, если риск слишком велик, изменения могут привести к печальным последствиям. Мероприятия могут включать в себя такие компоненты:
- выявление источников загрязнений и возможных угроз;
- геоботаническое профилирование;
- измерение интенсивности электромагнитного поля участка;
- изучение параметров радиологического, шумового, химического и микробиологического фонов.
Это один из самых важных нюансов изысканий. Влияние на экологию учитывается в обязательном порядке, если оно будет чрезмерно негативным, строительство недопустимо.
Инженерно-гидрометеорологические
Этот вид изысканий поможет установить погодные и гидрологические особенности местности. Если понимать цикличные процессы, характерные для местности, будет значительно проще спроектировать объект. Выявляются такие параметры:
- метеорологические данные: атмосферное давление, влажность воздуха, температура и многое другое;
- особенности климата местности;
- особенности местных водоемов, глубина пролегания грунтовых вод, изменения, которые происходят ежегодно;
- техногенные изменения всех названных показателей;
- опасные погодные явления, которые могут негативно повлиять на объект.
Если учесть все эти факторы, можно будет повысить качество эксплуатации объекта, а также продлить его «жизнь».
Инженерно-геотехнические
Эта разновидность направлена на исследование массивов грунтов, которые в дальнейшем будут выполнять роль основы дальнейшим объектам. Кроме того, необходимо выяснить, получится ли проложить в указанной местности коммуникации. Специалист должен будет сформировать математическую модель, учитывающую все важные нюансы.
Опасные для объекта строительства процессы вызываются разными факторами: действие подземных и наземных водных источников, вес почвы, силы, возникающие при промерзании или оттаивании земли.
Благодаря этим изысканиям получится вывести информацию об изменениях свойства грунта, на основе чего будут назначены реконструкционные работы (если они необходимы). Также появится возможность отслеживать опасные для объекта процессы. В этом д еле очень важен комплексный подход.
Что специалисты могут исследовать на участке
Конкретный перечень исследований зависит от пожеланий заказчика. Тем не менее, есть список самых востребованных услуг:
- Создание геодезического и планово-высотного обоснования. Благодаря этому точность дальнейших работ будет очень высокой.
- Топографическая съемка местности, масштаб обычно составляет 1 к 500. Для этого используется специализированное оборудование.
- Трассирование линейных сооружений. Специалисты изучают особенности местности, на основе чего выводится план и продольный профиль трассы.
- Поиск и согласование всевозможных коммуникаций. Документы согласуются со всеми важными инстанциями.
Конечно, это не полный список. В некоторых ситуациях геодезисты прибегают к индивидуальному подходу.
Состав инженерной деятельности
Инженерная деятельность состоит из нескольких исследований. Территория анализируется с различных точек зрения. При определении фронта работ обязательно определяются такие факторы: доступность и степень изученности объекта, масштабы планируемых работ, предназначение объекта, сам планируемый процесс.
Специалисты проводят расчеты, которые позволяют перенести реальные характеристики местности на бумажные носители. Стоит отметить, что у всей этой информации есть определенная юридическая сила. Застройщик по желанию может запрашивать интересующие его сведения, чтобы планировать строительные работы.
Надо сказать еще и о дополнительных услугах, которые можно заказать в комплексе с инженерными изысканиями. Речь идет о следующих исследованиях:
- геотехническая диагностика территории;
- проект со всеми данными, полученными изначально — к примеру, с пробами грунта;
- результаты анализа воды;
- возможные риски от техногенных катастроф;
- создание корректной инженерной защиты объекта от отрицательных воздействий окружающей среды;
- полное обследование объекта на протяжении всего времени строительства.
Инженер может сопровождать заказчика в течение всего периода работ. Все результаты работы фиксируются в специальной документации. Эти данные будут полезны на случай спорных ситуаций или судебных разбирательств.
Какие опасные процессы могут быть выявлены инженерами
Инженерные изыскания могут дать информацию о ряде опасных процессов. Чаще всего выводятся такие данные:
- Наличие кадастровых пустот. Они могут появляться вследствие вымывания пород из известковых грунтов. Наблюдаются на разной глубине, в некоторых ситуациях даже возможны обвалы. Потому очень важно, чтобы сооружение не располагалось над кадастровой пещерой.
- Слишком высокий уровень грунтовых вод. Он может или сильно замедлить процесс строительства, или вообще сделать его невозможным в данной ситуации. Если вовремя заметить эту проблему, ее легко можно исправить.
- Вероятность оползней. Инженерные изыскания помогают установить и эту опасность. Она характерна для строительства, которое ведется на склонах, богатых глиной, или на грунтах, пресыщенных водой. Если недостаточно сильно углубить фундамент, есть риск того, что объект полностью сползет вниз. И зачастую починке он подлежать не будет.
- Наличие водоносных горизонтов. Во время строительства может быть установлено, что в указанной зоне имеется хорошая вода, пригодная для питья. Благодаря этому будет значительно проще организовать системы коммуникаций. Также появится возможность сделать артезианскую скважину или автономное сооружение.
- Наличие техногенных слоев. Если строительств ведется в черте города или прилегающих к нему районах, высока вероятность обнаружить опасные захоронения отходов химического, физического или биологического характеров. Тогда необходимо или перенести строительство в другую локацию, или вывезти грунт, если это будет оправдано.
Все эти факторы очень важны, игнорировать их нельзя ни в коем случае. Иначе строительство может привести к реальным опасностям.
Как собираются результаты изысканий
Результаты проведенной работы сводятся в специальной документации. Основное внимание, конечно, уделяется техническому отчету, который составляется на основе всех полученных данных. Он состоит из нескольких глав, каждая из которых может выступать в роли отдельного документа.
Сначала прописывается введение. Там обосновывают важность проведенных работ, а также прописывают информацию о самом объекте. Обязательно указывают особенности, которые могут повлиять на окружающую среду. Там же публикуются сведения о ранее проведенных работах аналогичного характера.
Изученность экологических условий
В этом разделе приводятся материалы наблюдений таких органов, как Росгидромет и Санэпиднадзор. Важно описать те исследования, которые касались окружающей среды местности застройки.
Описание природных и техногенных условий
Здесь прописывают климатические и метеорологические данные, характерные для района будущей застройки, сведения о рельефе и освоенности местности. Также проводится анализ прошлого строительства, если оно здесь проводилось. Еще в этом пункте необходимо указать такие данные:
- список инженерно-геологических элементов;
- данные о грунтовых водах, амплитуда их колебаний;
- влияние грунтовых вод на железобетонные конструкции, используемые для постройки фундамента;
- наличие водоемов, их особенности;
- радиационная обстановка;
- как сильно промерзает грунт в разные времена года;
- вероятность оползней, усадок грунта и так далее.
Лучше всего перечисленные сведения свести в таблицу, чтобы заказчику было удобнее с ними ознакомиться.
Почвенно-растительные условия
В этом разделе пишут, какой тип грунта на данной территории, каковы его характеристики и особенности. Кроме того, рассказывают о флоре, распространенной на территории. Еще необходимо упомянуть и о животном мире, его разнообразии и популяциях.
Хозяйственное использование территории
К данному пункту относят производство и жилые дома, а также объекты сельского хозяйства. Если кратко, то это абсолютно вся окружающая инфраструктура. Особое внимание следует уделить вероятному загрязнению окружающей среды. Также необходимо указать, как избежать этой проблемы.
Социальная сфера
Указываются демографические данные. Также выводится уровень жизни населения. Сюда же можно включить объекты историко-культурного наследия, находящиеся неподалеку.
Дополнительные разделы
В число дополнительных разделов можно включить экологическое состояние территории и возможные неблагоприятные изменения ситуации. Также специалисты иногда оставляют свои рекомендации, анализируют последствия строительства и так далее.
Иллюстрации
Редко, когда отчеты обходятся без иллюстраций. Они добавляются в приложение. Можно туда включить такие материалы, как:
- топографическая съемка;
- карта текущего экологического состояния;
- карта вероятного экологического состояния;
- геоэкологические карты;
- карты экологического районирования.
Кстати, иногда топографическая съемка предоставляется самим заказчиком, этот пункт включается в техническое задание. Специалист обязан ее согласовать со всеми службами и организациями, выдающими разрешения на строительную деятельность.
Кто имеет право проводить изыскания
Далеко не все имеют проводить право такие работы. В первую очередь, в полном объеме они могут осуществляться застройщиком, входящим в саморегулируемую организацию. Также предложить такие услуги позволено физическим или юридическим лицам, состоящим все в той же СРО.
При этом специалист обязательно должен использовать только специальное оборудование, которое было проверено в установленном порядке.
Ошибки застройщиков
К сожалению, застройщики иногда складывают неправильное мнение об инженерных изысканиях. Можно выделить такие типичные ошибки:
- Учет мнения владельцев отстроенных строений при проектировании или выборе варианта фундамента. Делать так не стоит, поскольку грунты и воды залегают неоднородно. Невозможно составить полноценной картины без помощи специалиста.
- Нежелание обращаться за инженерными изысканиями, так как это дорого. Действительно, такие услуги нельзя назвать дешевыми, но в итоге на них уйдет не более 1% от всей стоимости проекта. Кроме того, благодаря изысканиям получится нормально рассчитать его стоимость, без лишних трат.
- Доверие к продавцу, который утверждает, что изыскания уже проводились. В доказательство такие люди обычно приводят копии отчетов. Все исследования должны быть актуальными.
- Учет мнения специалистов, которые определяют особенности участка «на глаз». Никто не может просто предугадать, как глубоко пролегают грунтовые воды, какова вероятность оползня и так далее.
Очевидно, что инженерные изыскания очень важны. Без них просто нельзя строить дома. Самое главное — найти уполномоченного специалиста, способного провести работы в заданные сроки.
Как в одной BIM-системе спроектировать сразу три раздела детского дошкольного учреждения. Опытом делится ООО «ПСК РегионПроект»
В BIM-системе Renga создан проект детского сада на 140 мест.
Renga Software
О компании:
Предприятие: ООО «ПСК РегионПроект»
Сфера деятельности: проектирование объектов гражданского и жилищного назначения, объектов промышленности и транспорта, в том числе уникальных зданий и сооружений.
Город: Челябинск
Предпосылки перехода на BIM:
Дубовой Николай Владимирович, директор ООО «ПСК РегионПроект»: «Наша компания работает на рынке с 2009 года. За эти годы мы создали проекты не только жилых и промышленных зданий, торговых и развлекательных комплексов, но и уникальных объектов, таких как аквапарк, стадион и даже национальный центр управления обороны РФ.
Проекты становились все сложнее, на их реализацию привычными 2D-инструментами уходило много времени. Я пришел к выводу, что настало время внедрять новые технологии, переходить на BIM. Это сейчас активно поддерживается на законодательном уровне, да и наши заказчики все чаще стали предъявлять требование предоставлять информационную модель.
Часть наших сотрудников владели системой Archicad. Другие – освоили Tekla Structures, но опыта использования единого BIM-инструмента для проектирования всех разделов у нас не было».
Выбор новой системы
Основным критерием, на который ориентировалась компания при выборе системы для работы всех проектировщиков, стал комплексный подход к проектированию. Российская система Renga полностью соответствовала этому критерию, так как она позволяет проектировать и архитектуру, и конструктивную часть здания, и внутренние сети.
Для погружения в возможности системы было принято решение выполнить пилотный проект в Renga.
Процесс BIM-проектирования
Объектом для пилотного проекта стал детский сад на 140 мест в городе Копейске. Детский сад представляет собой двухэтажное здание с техническим этажом. Информационная модель объекта создавалась по имеющимся чертежам.
Улитин Сергей Алексеевич, главный инженер проекта ООО «ПСК РегионПроект»: «В соответствии с грунтовыми условиями мы выбрали свайный фундамент для здания. Несущими конструкциями стали кирпичные стены, сборные плиты перекрытий и деревянная скатная кровля.
Стены построили одноименным инструментом системы Renga, затем добавили в проект нужные плиты перекрытий и перемычки, взяв их из каталогов, представленных на сайте разработчиков системы.
Созданная в Renga стропильная система крыши завершила работу над проектированием конструктивной части здания (рис. 1). В процессе ее создания мы убедились, что 3D-моделирование способствует более наглядному отображению системы деревянной кровли и улучшает точность подсчета объема материалов».
Рисунок 1 – Конструктивная модель здания детского сада
Дерновая Софья Александровна, ведущий инженер ООО «ПСК РегионПроект»: «В здании предусматривались входные группы с пандусами для младших групп на уровне первого этажа, и металлические лестницы на второй этаж (рис. 2). Они создавались преимущественно встроенными инструментами «лестница», «колонна», «балка», «плита», «пандус» и «ограждение» с учетом планировочных отметок земли.
Рисунок 2 – Проработанные входные группы
При работе над проектом я активно использовала инструмент «Сборка». С его помощью законструировала монолитные участки перекрытий (рис.3), типовые элементы стальных лестниц, а также смогла создать двери различных нетиповых конфигураций (рис.4).
Рисунок 3 – Монолитные участки
Рисунок 4 – Нетиповые двери, созданные с помощью инструмента «Сборка»
Также в ходе разработки модели я оценила удобство инструмента «Помещение», который автоматически определяет площадь комнат (рис. 5) и упрощает подсчет отделочных материалов.
Рисунок 5 – Внутренние планировки детского сада
После завершения работы над архитектурной и конструктивной частью в модель была экспортирована мебель (рис. 6).
Рисунок 6 – Внутренние планировки с добавленной в проект мебелью.
Рисунок 7 – Архитектурная модель детcкого сада.
Улитин Сергей Алексеевич, главный инженер проекта ООО «ПСК РегионПроект»: «Далее к работе над моделью подключился инженер для проработки внутренних систем. Он создал в Renga систему отопления, водоснабжения и водоотведения, вентиляцию и электрические сети, оценив все преимущества 3D-моделирования на практике (рис. 8).
Рисунок 8 – Информационная модель инженерных систем детского сада
После расстановки точек трассировки были проведены магистральные сети и затем подключено к ним установленное оборудование. Загружать дополнительное оборудование из сторонних программ в Renga не потребовалось: все санитарно-техническое оборудование и электрические приборы, использованные в проекте, – из системы Renga (рис. 9).
Рисунок 9 – Санитарно-техническое оборудование в проекте
Готовая модель была выгружена в формат IFC для просмотра в сторонних программах» (рис. 10).
Рисунок 10 – Модель в сторонней программе.
Достигнутый Результат
В результате работы над проектом специалисты ООО «ПСК РегионПроект» создали в BIM-системе Renga информационную модель детского сада, проработав ее архитектурную и конструктивную части, а также внутренние инженерные сети, получив тем самым бесценный опыт комплексного проектирования по BIM-технологии.
Эффект от использования BIM-cистемы
Дубовой Николай Владимирович, директор ООО «ПСК РегионПроект»: «В процессе реализации пилотного проекта в системе Renga мы смогли убедиться, что BIM – это не сложно и не дорого. Мы самостоятельно освоили программу, многие инструменты были интуитивно понятны. Хотелось бы отметить вовлеченность создателей Renga и сотрудников компании АСКОН в процесс внедрения и освоения системы: на все возникающие у нас вопросы мы оперативно получали ответы.
Мы довольны полученным опытом 3D-проектирования и уровнем отечественной BIM-системы. Renga позволила нам создать полноценную 3D-модель здания от фундамента и до розеток. Наглядность BIM-проектирования помогла избежать коллизий и нестыковок в проекте. Планируем реализовывать в системе Renga и другие наши проекты».
Обследования: прорывы и тупики
Реконструкция и реставрация существующих объектов требуют предварительного обследования состояния существующих конструкций. Опрошенные «Строительным Еженедельником» эксперты рассказали о том, что нового в этой сфере и с какими проблемами приходится сталкиваться.
Что новенького
Эксперты отмечают, что за последние годы в обиход вошло немало новых технологий, которые продолжают совершенствоваться. «Появились много новых приборов неразрушающего контроля. Они стали легче, компактнее и удобнее для применения, и главное — дешевле. В нашем музее есть дисковый склерометр весом около 10 кг для испытания бетона. А сегодня электронный аналог весит 300 гр. Очень давно, наверное, одни из первых в городе мы купили электронный склерометр Шмидта и гордились этим. Это было дорогое удовольствие. А сегодня этот прибор есть почти у всех», — рассказывает генеральный директор ООО «БЭСКИТ» Сергей Пичугин.
«Ранее созданные методы инструментального обследования строительных конструкций, в том числе по обследованию скрытых параметров, стали совершеннее. Мы максимально применяем неразрушающие методы, используем видеоэндоскопы, приборы радиоволнового метода, сейсмоакустику и другое оборудование, прямо или косвенно позволяющее выполнить исследования и определить скрытые конструкции и элементы. Еще десять лет назад было практически невозможно исследовать глубину свайных фундаментов, сегодня при помощи сейсмоакустического метода это стало возможным. Наша лаборатория является первой в Петербурге аккредитованной на данные испытания в Национальной системе Росаккредитация», — отмечает генеральный директор ООО «ГЛЭСК» Сергей Салтыков.
Сергей Пичугин говорит, что, для того чтобы участвовать в больших конкурсах, компания также сертифицировала две свои лаборатории неразрушающего контроля. «Ежегодно проходим проверку и подтверждаем свою квалификацию», — добавляет эксперт.
По словам Сергея Салтыкова, помимо технических, конструктивных исследований, каждое обследование зданий и сооружений включает и обмерные работы. «Тахеометры, активно используемые сегодня, существовали и пятнадцать лет назад. Но если для современного строительства они являются лучшими помощниками, то возможность создания 3D-моделей при помощи сканеров или фотографий оказывает значительную помощь при выполнении обследования объектов наследия», — отмечает он.
Впрочем, эксперт считает, что, как и прежде, кадры решают все. «Показания большинства приборов, испытывающих скрытые параметры строительных конструкций, все равно приходится градуировать на основании вскрытий шурфов, зондажей», — констатирует Сергей Салтыков.
Не все гладко
Хронической проблемой в сфере обследований, как, впрочем, и в других, является система госконтрактования, которая отнюдь не способствует качеству осуществления работ. «Наличие аттестатов лаборатории и большого количества приборов сегодня не является преимуществом перед конкурентами. Побеждают в конкурсе в основном компании, предложившие наименьшую стоимость. Сегодня практически никто не проводит квалификационный отбор. Редко включается в конкурсную документацию требование о наличии собственной лабораторной базы. Главный критерий — наименьшая цена, а лучше, чтобы обследование провели "за еду"», — говорит Сергей Пичугин.
Внимание: наследие!
Зоной особой ответственности является работа на объектах наследия (ОКН), отмечают специалисты. «Обследование любого здания требует деликатного подхода, а исторических зданий в особенности. И большое количество вскрытий и разрушений не только затягивает срок выполнения работ, влияет на дальнейшие качественные характеристики объекта и нежелательно для заказчика, но и может подпадать под уголовную ответственность (в случае работы с ОКН)», — говорит Сергей Салтыков.
По словам Сергея Пичугина, к требованиям по составу обследования и испытаниям материалов, прописанным в ГОСТ 31937-2011, при работе на ОКН добавляются также нормы ГОСТ 55567-2013 и задание территориального органа по охране памятников.
«К сожалению, получение разрешения на обследование и согласование программы — это длительный процесс. Причем непонятно вообще, зачем это нужно. Все эти задания пишутся под копирку. А за работу на ОКН без разрешения предусмотрены штрафы до 1 млн рублей за каждое нарушение. В Пскове мы отрыли два шурфа и получили 2 млн штрафа, хорошо еще что суд уменьшил платеж до 1 млн. А вся работа стоила 400 тысяч рублей. В Йошкар-Оле на аварийной стене Дома культуры сталинского периода (ОКН) мы сделали вскрытие штукатурки 100 на 100 мм на участке с трещиной и получили протокол о грубом нарушении Закона 73-ФЗ, поскольку производили вскрытие без разрешения», — отмечает эксперт.