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.
Струйная цементация грунтов. Современные геотехнологии в решении сложных задач освоения подземного пространства
По оценке экспертов, в инженерно-геологическом отношении территория Петербурга весьма непростая и потребность в закреплении грунтов при новом строительстве и реконструкции зданий достаточно высока. Многое, конечно, зависит от особенностей конкретной площадки и поставленных текущих задач, но специалисты рекомендуют при работе с грунтами и фундаментами обращаться к технологии струйной цементации (jet grouting). В частности, она уже была задействована на таких городских объектах, как Западный скоростной диаметр, (ЗСД), станция метро «Адмиралтейская», новое здание Мариинского театра и т.д.
Впрочем, струйная цементация грунтов сейчас при реализации сложных проектов активно используется не только в Петербурге, но и в Москве и в других городах. Кроме того, технологию начинают применять и в массовом строительстве, так как она, в ряде случаев, более целесообразна, чем создание свайного фундамента из забивных или буронабивных свай.
Выбирая эффективность
Сущность технологии jet grouting, рассказывает Дмитрий Малинин, технический директор ООО «СК «ИнжПроектСтрой» (входит в группу компаний Malinin group), заключается в использовании энергии высоконапорной струи цементного раствора для разрушения и одновременного перемешивания раствора с грунтом. Струйная цементация позволяет укреплять практически весь диапазон грунтов: от гравийных отложений до мелкодисперсных глин и илов, практический во всех климатических условиях. При этом достигается высокая скорость сооружения грунтоцементных свай; сохраняется возможность работы в стесненных условиях; отсутствует динамическое воздействие на фундаменты близко расположенных зданий.
«Для закрепления грунтов на большой площади и при отсутствии окружающей застройки эффективнее применять двухкомпонентную технологию Jet2 (цементная смесь + воздух), это снизит стоимость работ и ускорит сроки их выполнения. Однако, в случаях, когда деформация оснований существующих конструкций недопустима, следует использовать технологию Jet1 (цементная смесь), т.к. однокомпонентная технология не приводит к значительному подъему поверхности окружающего грунта»,- подчеркнул он.
По словам руководителя проектов АО «Нью граунд» Светланы Рубцовой, струйная цементации грунта позволяет значительно упростить процесс строительства на нестабильных, обводненных и нарушенных породах и может использоваться практически в любых грунтах, от мелкодисперсных до глинистых. «Данная технология позволяет, - добавляет эксперт, - открыть новые перспективы в строительстве на участках со сложными геологическими условиями, решая ряд серьезных проблем, связанных с безопасностью существующего или будущего сооружения. Струйная цементация грунта используется для улучшения прочностных, противофильтрационных и деформационных характеристик в пределах пятна застройки новых зданий, используется при создании противофильтрационных завес, при укреплении откосов и склонов, при строительстве дорог и при реконструкции зданий. При этом работы могут выполняться в стесненных условиях плотной городской застройки».
Без технологии струйной цементации невозможно осваивать подземное пространство исторического мегаполиса, считает генеральный директор института «Геореконструкция» Алексей Шашкин. «Именно поэтому мы приняли активное участие в создании норм, посвященных этой тематике (СП 291.1325800.2017). Уникальность технологии заключается в том, что она позволяет сформировать конструкцию в грунте до откопки. Эта конструкция по своим механическим свойствам на два порядка лучше грунта, но на порядок хуже бетона. Поэтому при проектировании следует руководствоваться простыми правилами: бетон не работает на растяжение и изгиб – закрепленный грунт тем более. Там, где не сработает бетон, бесполезен и грунтоцемент», - уверен он.
Важный фактор
Качество проведения струйной цементации во многом зависит от используемого оборудования. Одно из преимуществ технологии – возможность выполнения работ малогабаритными буровыми машинами, в том числе в условиях ограниченного пространства.
«Jet grouting относится к специальным работам, когда невозможно применение традиционных технологий или при выполнении аварийных и контраварийных работ в строительстве. В последние годы новых компаний в данной отрасли практически не встречается, как правило, это уже опытные игроки, освоившие технологию еще в начале 2000-х годов. Выбор одно- или двух компонентной технологии струйной цементации определяется проектировщиком исходя из физико-механических свойств грунта и типа сооружения (противофильтрационная завеса, укрепление основания и т.д.) Трехкомпонентная система в России не встречается. При выборе данного оборудования одним из основных критериев является длина мачты, т.к. при формировании грунтоцементой сваи желателен непрерывный подъем бурового става», - отмечает специалист по буровым установкам XCMG ООО «СюйГун Ру» Игорь Мурашов.
В прошлом году, добавляет представитель компании-производителя спецоборудования, XCMG выпустила модель буровой XMZ120A для выполнения работ по струйной цементации с глубиной бурения в один проход 15,4 м. А в этом году модельный ряд пополнился компактной буровой установкой XMZ90. Габаритные размеры этой машины позволяют работать внутри тоннелей и зданий. А опорно-поворотное устройство мачты позволяет позиционировать машину в любых труднодоступных местах.
Пермская школа
Эксперты подчеркивают, что кроме высокотехнологичного оборудования, конечно же, важен опыт и знания специалистов, которые будут проводить работы по укреплению грунтов и фундаментов по данной технологии. В настоящее время на рынке представлены ряд крупных компаний из Перми, которые реализовывают проекты по всей стране. К таковым, в том числе, относятся «ИнжПроектСтрой» и «Нью граунд».
По словам Алексея Шашкина, при реализации проектов «Геореконструкция» привлекала профессионалов, которым не надо рассказывать, какими должны быть кадровое обеспечение, парк спецтехники и как с нею работать. Таких подрядчиков удалось найти далеко за границами Петербурга – в Перми, где существует сильная геотехническая школа. Сегодня они «прописались» и на петербургских, и на московских объектах.
«По нашим проектам с их помощью созданы, например, подземные объемы под зданием бывшей кузни и корпусом 12 ансамбля «Новая Голландия» в Петербурге, под павильоном «Поволжье» ВДНХ в Москве. Под защитой распорного диска, образованного с помощью jet grouting ниже дна котлована по разработанному нами методу «жесткого контура», выполнены подземные сооружения в непосредственном примыкании к историческим зданиям, в том числе, на Загородном проспекте и Воскресенской набережной. При этом – что уникально для нашего города – осадки соседних зданий остались в рамках допустимых нормами значений», - подчеркнул глава института «Геореконструкция».
Подрядчик, выполняющий работы в области подземного строительства, должен обеспечивать комплексный подход к решению геотехнической задачи, считает Дмитрий Малинин. Он отметил, что в группе компаний Malinin group успешно реализован данный принцип. Мы обладаем необходимым опытом и знаниями для выполнения проектных работ, практического применения технологии струйной цементации, производства бурового оборудования и инструмента. Особенно интересен опыт компании совмещения технологий jet grouting c технологией deep-soil-n-mixing (DSM) и технологией устройства анкеров Атлант. А результате совмещения с последней получена новая технология АtlantJET для устройства грунтовых анкеров и свай повышенной несущей способности.
«Наша компания выполняла работы на таких значимых объектах как подземный межтерминальный переход в аэропорту Шереметьево, центр строительства крупнотоннажных морских сооружений в г. Мурманск, трасса гонок «Формула 1» и горная дорога к олимпийским объектам в Сочи, метрополитены в Москве, Екатеринбурге, Казани и Челябинске, усиление оснований под ёмкостями для хранения нефтепродуктов в Тель-Авиве (Израиль) и т.д», - сообщил Дмитрий Малинин.
Светлана Рубцова также рассказала о некоторых достижениях компании «Нью Граун». Она отметила, что с помощью метода струйной цементации за годы своего существования организация реализовала более 2 тыс. объектов, от реконструкции зданий культурного наследия до усиления причалов и плотин гидротехнических сооружений и создания новых территорий в акватории реки.
«Одним из последних крупных объектов, реализованных в 2020 году, стала подземная часть комплекса ТРК «Эспланада» в городе Перми. В самом центре города было организовано подземное пространство размерами и глубиной с пятиэтажный жилой дом. Вокруг него находятся высотные здания, дороги и трамвайные пути, инженерные сети целого района. Перед специалистами компании стояла задача придумать и воплотить такую конструкцию, которая бы позволила сохранить все это без изменений. Было получено и проанализировано большое количество геологических данных площадки; выполнено компьютерное моделирование всех этапов строительства и эксплуатации здания, для строительства использованы специальные технологии: «стена в грунте» и струйная цементация грунта, постоянно велся мониторинг технического состояния окружающей застройки, контроль работ выполнялся независимой специализированной организацией. В конечном итоге сложная инженерная задача была решена пермскими специалистами в короткие сроки и с высоким качеством», - подчеркнула Светлана Рубцова.
ТЕХНОБАРЬЕР — новая пароизоляционная мембрана премиум класса ТЕХНОНИКОЛЬ
Корпорация ТЕХНОНИКОЛЬ выпустила новую битумно-полимерную мембрану ТЕХНОБАРЬЕР.
Материал предназначен для устройства пароизоляции в конструкциях плоских крыш, выполненных по железобетонному основанию. Новая мембрана значительно увеличивает потенциал производства работ в течение года в различных климатических зонах — вплоть до минус 20 градусов. В случае возникновения перерыва в кровельных работах ТЕХНОБАРЬЕР может быть использован в качестве временной гидроизоляции строительных конструкций.
Материал получают путем двустороннего нанесения на стекловолокнистую основу, сдублированную с металлической фольгой, битумно-полимерного вяжущего с последующим нанесением на обе стороны полотна защитных слоев. С лицевой стороны это мелкозернистая посыпка, с нижней — легкоплавкая полимерная пленка с индикаторным рисунком.
Такая структура помогает решать широкий спектр задач. Благодаря фольге ТЕХНОБАРЬЕР отличается высоким сопротивлением паропроницаемости и может применяться на зданиях жилого, общественного и промышленного назначения с любым влажностным режимом.
Материал при наплавлении имеет хорошую адгезию с железобетонным основанием и надежно перекрывает возможные пути влагопереноса.
Мелкозернистая посыпка лицевой стороны позволяет приклеивать теплоизоляционные плиты непосредственно на пароизоляционный слой с применением различных клеевых составов: клея-пены, мастики холодного и горячего применения, горячего битума.
ТЕХНОБАРЬЕР — новая возможность устройства высокоэффективной плоской крыши в зданиях разного назначения, в системных и индивидуальных проектных решениях.
