Прозрачные перспективы
Доля применения стекла в строительстве растет. Светопрозрачные материалы конструкции становятся все более технологичными и энергоэффективными. «Большое стекло» становится одним из трендов развития современной архитектуры.
По оценке экспертов, доля применения стекла в строительстве с каждым годом растет. Причем это касается не только сложных архитектурных объектов коммерческого и промышленного назначения, премиум-жилья, но и комфорт-класса и ИЖС. Специалисты считают, перспективы дальнейшего увеличения применения стекла и использования светопрозрачных конструкций обширны. Они включают в себя не только эстетические, но и практические и энергосберегающие преимущества. Стекло становится одним из ключевых направлений в архитектуре настоящего и будущего времени.
Задавая тренд
По словам главного специалиста отдела архитектурных решений компании «Метрополис» Екатерины Катаевой, за последние три десятилетия значительно увеличилась доля применения стекла благодаря его уникальным, постоянно улучшающимся свойствам и эстетическим характеристикам. Стекло становится все более популярным материалом для переосмысления исторических объектов. Это очень красивое решение как визуально, так и с точки зрения глубины идеи. Современные светопрозрачные фасады имеют минимальное количество монтажных соединений, что повышает общую прозрачность фасада. Стекло помогает сочетать интерьеры с экстерьерами, повышает доступ к естественному освещению. К перспективам применения стекла в будущем можно отнести светопрозрачные конструкции со встроенными солнечными батареями, преобразовывающими солнечные лучи в электроэнергию. Накопленную солнечную энергию можно использовать для питания электроприборов в помещении. Сейчас возрастает использование остекления с регулировкой степени затемнения для управления освещением и защиты от солнечных лучей.
«На примере реконструкции крыши на Фалькенштрассе в Вене австрийским архитектурным бюро CoopHimmelb(l)au хочу показать, как изменился архитектурный облик традиционного венского здания еще в 1988 году. Благодаря применению стекла архитектура наполнилась динамикой, воздушностью и легкостью, стала настоящим искусством. Рассмотрим также проект бюро CoopHimmelb(l)au в России, генеральным проектировщиком которого является компания «Метрополис», – гостиница 4* в Кемерово. Обратите внимание, насколько растет процент использования стекла! Это мировой тренд. Здание новой восемнадцатиэтажной гостиницы станет самым высоким зданием отеля в Западной Сибири с панорамным видом на город. Новейшие технологии позволяют создавать окна из высокопрочного стекла, которые обладают тепло- и звукоизоляционными характеристиками. Все это в совокупности с современными возможностями инженерных систем повышает энергоэффективность здания, улучшает комфорт проживания», – подчеркивает Екатерина Катаева.
Одним из ярких примеров использования стекла в современном строительстве, продолжает тему реальных объектов главный архитектор WE-ON GROUP Марина Самусенко, является недавно открытая арена MSG Sphere в Лас-Вегасе. Здание имеет уникальную конструкцию, состоящую из множества стеклянных панелей, объединенных с LED-экранами. Это позволяет арене не только выполнять свою функциональную роль, но и выглядеть привлекательно с точки зрения дизайна. Фасад арены может меняться в зависимости от проводимых мероприятий, что добавляет дополнительную функциональность. Стекло стало более широко использоваться в современном строительстве, подчеркивает эксперт, благодаря своим уникальным свойствам. Это связано с развитием технологий производства и обработки стекла, что позволило создавать стекла с уникальными свойствами. Эти достижения повлияли и на тренды в строительстве.
Главный архитектор проекта, партнер архитектурного бюро «Студия 44» Иван Кожин отмечает, что культура работы со стеклом в нашей стране, в том числе благодаря использованию зарубежных технологий, значительно выросла за последние 15 лет. Поэтому сейчас доля использования стекла не то, чтобы растет и увеличивается, просто эта работа уже всем хорошо знакома, и технологии соответствуют. Профили и крепежи отечественного производства давно присутствуют на рынке и в основном не уступают зарубежным аналогам. «Большой интерес представляет работа со стеклом нелинейных форм. Например, в нашем проекте Гимназии имени Примакова в Одинцовском р-не Московской обл. есть окно в форме восьмерки, а также другие окна с необычным остеклением. Нас, как архитекторов, также привлекает возможность работы с крупноформатным стеклом. Большие стеклянные поверхности максимально открыты окружающему пространству, и за счет этого укрепляется связь между экстерьером и интерьером здания», – добавил он.
В настоящее время, рассказывает главный архитектор Проектной мастерской ITEM Сергей Карлисон, изменились нормы, ужесточилось отношение экспертизы к расчетам естественного освещения в общественных зданиях: увеличились площади остекления общеобразовательных школ, детских садов, других общественных объектов. Также изменилось отношение – люди перестали бояться больших витрин на первых этажах жилых домов. Теперь там появились большие стеклянные витрины высотой до нескольких метров, это считается модным, красивым и продается. Маркетинг процветает. Поэтому города становятся более остекленными, светлыми, открытыми. По словам эксперта, применение стекла будет еще обширнее, потому что эта отрасль активно развивается. Заказчик перестал бояться больших остекленных поверхностей. Идет тенденция к увеличению, меньше глухих поверхностей и больше остекленных, открытых и дышащих.
10–15 лет назад наблюдался определенный перекос в использовании стекла для фасадов, была тенденция к сплошному остеклению всего здания, делится своим мнением генеральный директор ГК «МИТОРРА» Дмитрий Кутузов. Сейчас рынок от этого уходит, площадь остекления уменьшается, вместо сплошного остекления используются стекла большой площади, в том числе без дополнительных переплетов в центре, большие окна с использованием складных и сдвижных конструкций. При этом возросли требования к самому материалу, его свойствам и качеству. Необходимо появление более совершенных технологий для повышения энергоэффективности светопрозрачных конструкций и надежных решений по самоочистке стекла. Производители пытаются совершенствовать эти свойства, но пока существующие решения либо не долговечны, либо работают некорректно. Возможно, в будущем произойдет удешевление таких решений за счет более массового применения.
По словам PR-директора компании «Генпро» Евгении Сульженко, явная тенденция по увеличению применения стекла наблюдается в новых архитектурных проектах в Москве. Точкой начала роста можно назвать старт строительства «Москва-Сити» и так называемых небоскребов – зданий выше условно 150 метров. Хотя сейчас разнообразные стеклянные фасады применяются и в зданиях ниже. «Прогнозировать о дальнейшем значительном росте доли применения стекла я бы не стала, т. к. на популярность может повлиять много факторов. Технологии не стоят на месте, могут появляться новые фасадные решения, которые оптимизируют финансовую модель объектов. Но стоит отметить, что растет и само качество стеклопакетов. Например, в некоторых объектах в Москве используется стекло с коэффициентом теплопотерь 1,06», – отмечает эксперт.
Улучшая производительность
О новшествах в технологии производства стекла говорят отраслевые эксперты и его производители. По мнению заведующего отделом стандартизации и испытаний ООО «Институт стекла» Станислава Чеснокова, сам механизм производства листового стекла в технологическом плане за последние годы мало изменился. Основным методом производства листового стекла остается так называемый «флоат-метод», предложенный в 1960-х годах. «Но наиболее существенным изменением, внесенным в хорошо отработанную технологию, стала возможность производства листов стекла гораздо большей, чем было принято раньше, длины. При неизменной ширине в 3,2 м сейчас имеется возможность производить и перерабатывать листы стекла длиной, по крайней мере, до 12 м, что в два раза больше, чем раньше. Листы стекла такого размера невозможно эффективно использовать без дальнейшей переработки: нанесения покрытий, закалки, производства многослойного стекла или стеклопакетов. Как раз область переработки стекла сейчас переживает период бурного развития, осваиваются новые технологии и материалы», – подчеркивает он.
Заместитель генерального директора по стратегическому развитию АО «РСК» («Российская стекольная компания») Артем Лейтис отмечает, что технологические факторы, на которые обращают внимание сейчас производители изделий из стекла, включают улучшение самих производственных процессов, разработку новых видов изделий из стекла, выпуск более прозрачной базы, еще более нейтральные оттенки без цветных остаточных отражений и повышение экологической устойчивости. В редких случаях политические условия могут повлиять на закупку оборудования, но, в частности, РСК регулярно посещает выставки, ищет альтернативных партнеров, и поэтому на данный момент проблем по части поиска оборудования нет. «В настоящее время максимальное распространение имеют фасадные конструкции из стекла. Стеклопакет является полноценной стеной здания, источником естественного освещения днем, при этом является самым эстетичным видом внешней и внутренней отделки. Стеклопакет набирает все большую популярность в связи с тем, что его характеристики по энергоэффективности и долговечности приближаются к характеристикам обычной стены. Мы производим, помимо наиболее распространенных однокамерных и двухкамерных стеклопакетов, еще и трехкамерные, которые обладают наилучшими показателями по энергосбережению. Сейчас ведется работа по созданию стекла с переменным светопропусканием, которое сможет затемняться на ярком солнце, предотвращая перегрев помещения, и становиться прозрачным при необходимости. Также в разработке стекла с повышенной устойчивостью к внешним воздействиям».
Тренды ближайших лет, добавляет Артем Лейтис, – изделия из стекла с дополнительными свойствами, со встроенными дисплеями, сенсорные, смарт-стекло с переменным светопропусканием, моллированные в различных плоскостях стеклопакеты, самонесущие стеклопакеты и модульные светопрозрачные конструкции, которые позволят избавиться от традиционных рам и будут самостоятельными элементами фасадного остекления.
Сегодня на первый план выходит вопрос импортозамещения и локализации производства сложных продуктов. «Международные компании продолжают уходить из России, но квалификация и знания технологии остаются, – говорит коммерческий директор Larta Glass Александр Четвериков. – Один из примеров – горячий ремонт печи на заводе Larta Glass в Ростовской области, который мы в прошлом году провели собственными силами, без привлечения иностранных экспертов. Теперь готовимся к череде холодных ремонтов печи на наших производствах, которые тоже будут осуществляться квалифицированными сотрудниками компании. Глобальный тренд, актуальный и для России, который мы стремимся поддержать, – структурные, визуально легкие стеклянные фасады и широкоформатное остекление. В феврале 2023 года также благодаря нашей локальной экспертизе провели модернизацию линии магнетронного напыления на ростовском заводе. Это позволило наладить производство нового продукта – сверхгабаритного стекла с энергосберегающим и солнцезащитным покрытием размером более 9 метров».
Порядка 80% стекла идет в сферу строительства для создания современных оконных систем. Ключевые продукты Larta Glass – энергосберегающие, солнцезащитные стекла. Благодаря магнетронному напылению они удерживают тепло в помещении зимой, защищают от солнца летом. Это может помочь сохранить комфортный баланс температур, снижать затраты на отопление и кондиционирование.
«Отдельно стоит отметить необычные архитектурные объекты из стекла, фасады которых украшает моллированное или гнутое стекло. Несмотря на дополнительные сложности при переработке, таких объектов становится больше, ведь моллированное стекло тоже добавляет проекту индивидуальности. Например, его можно увидеть на объектах «Ордынка 19», «Level Мичуринский», БЦ «Заречье», БЦ «Слава», ЖК «Хавская 24», SavvinRiverResidence», – рассказал представитель Larta Glass.
По словам начальника отдела продаж ООО «ПЗЗС» (торговая марка «Мир Стекла») Андрея Будникова, в настоящее время четко прослеживается активность светопрозрачных конструкций в архитектурном направлении. «Потребности конечных покупателей стремятся к комфорту, эстетике и практичности – именно это определяет вектор развития стекольной промышленности в целом и конкретно Пензенского Завода Закаленного Стекла. Также нельзя оставить без внимания ужесточение требований в области безопасности остекления, чаще используется закаленное стекло, стекло многослойное и стекло с защитной пленкой. Совсем недавно мы добавили вторую линию по производству закаленного многослойного стекла (триплекса). Оборудование отечественного производства, что особенно радует и внушает оптимизм в текущих условиях».
В настоящее время, отмечает Андрей Будников, стекольная отрасль активно развивается. Вместе с этим приходят изменения в подходах к производству и переработке стекла. Появляется разнообразие архитектурного стекла со специализированным покрытием, улучшающим его свойства. Новое оборудование и технологии для обработки стекла позволяют воплощать в жизнь самые амбициозные и эксклюзивные проекты, а то, что еще вчера считалось сложным и труднореализуемым, сейчас встает на поток и применяется повсеместно. К примеру, 10 лет назад люди видели стекло преимущественно прозрачным в окнах, торговых и офисных перегородках. Сейчас изделия из окрашенного закаленного стекла (стемалит) можно увидеть в лифтовых зонах современных ЖК, в отделке фасадов домов, во внутреннем оформлении офисов и магазинов, на станциях метро и в дизайне домашнего интерьера. Изделия из многослойного стекла активно используются в лестничных ограждениях, козырьках входных групп, балконных ограждениях, стеклянных полах, заборах, зимних садах и т. д.
Плюс алюминий
Эксперты также отмечают, что в настоящее время продолжает расти популярность светопрозрачных конструкций из алюминиевого профиля. Конструкции из алюминия в первую очередь долговечны, рассказывает директор по развитию ООО «АФК Лидер» Иван Безрученко, – срок их эксплуатации более 50 лет, так как алюминий не теряет своих физико-химических свойств. Кроме того, они не подвержены деформации в отличие от других видов фасадных конструкций. Для сложных архитектурных объектов алюминиевые конструкции подходят как нельзя лучше, даже с учетом особенностей монтажа: требуется грамотная разработка технической документации, точность при изготовлении /переработке алюминиевого профиля / + квалифицированные монтажники. Конструкции из алюминия быстро монтируются, гораздо быстрее, чем, скажем, монолит или кирпичная кладка. Для сложных архитектурных объектов при монтаже алюминиевых конструкций для установки стекла необходимы роботы грузоподъемностью до 600 кг, так как габариты площадки не позволяют использовать другие механизмы.
«Сейчас все больше увеличивается спрос на строительство цельных стеклянных зданий с панорамными стенами и прозрачным потолком – это эстетично, выглядит воздушным и светлым, но при этом сохраняется тепло, и вполне выгодно в рамках «цена – качество». Плюс возможно исполнение самых различных архитектурных форм, так что все зависит от фантазии архитекторов и проектировщиков. Это такое уникальное преимущество алюминия – в разных проектах одна и та же конструкция может выглядеть абсолютно по-разному. Я уверен, что у алюминия огромный потенциал, и это направление обязательно получит еще большее развитие», – подчеркивает Иван Безрученко.
По словам председателя Алюминиевой Ассоциации Ирины Казовской, суммарный годовой объем СПК – 40 млн кв. метров, из них на долю алюминия приходится 9 млн кв. метров. Эта цифра ежегодно растет по сравнению с изделиями из пластика. По подсчетам экспертов, доля алюминия в 2024 году превысит 25% с дальнейшим прогнозом роста. «К примеру, СПК использовались для реконструкции знаковых объектов – Политехнического музея в Москве, Консерватории им. Н. А. Римского-Корсакова в Санкт-Петербурге. При создании светопрозрачной кровли Политехнического музея вместо традиционной стали использовали особый алюминиево-магний-кремниевый сплав. Он примерно в 3 раза легче стали при сопоставимых прочностных характеристиках. Площадь светопрозрачной кровли составила 3,5 тыс. кв. метров. После открытия музея облегченные светопрозрачные конструкции будут задействованы в организации экспозиции: под куполом будут подвешены макеты самолетов или спутников в натуральную величину. Специально для здания Санкт-Петербургской консерватории, – отмечает эксперт, – были изготовлены и доставлены два уникальных алюминиевых купола. Благодаря современным светопрозрачным куполам полезная площадь здания увеличится на 600 кв. метров, что позволит открыть в консерватории новые общественные пространства».
Изыскания в строительстве: виды и проведение
Инженерные изыскания при возведении строительных объектов — это неотъемлемая часть градостроительной сферы, которая обеспечивает исследование условий природы участка в комплексе. Кроме того, задачей данных процессов является уточнение факторов техногенного влияния на местность объектов масштабного строительства.
Это применяется для решения таких вопросов:
- зонирование местности и определение вероятного места дислокации объектов при планировке участка;
- установка границ участков, на которых планируется разместить объекты капитальной стройки, в том числе и линейные сооружения;
- выяснение возможности проведения строительных работ на данном участке;
- подбор максимально правильного места для размещения строительных площадок;
- принятие решений по плану и объему работ;
- моделирование плана возможных изменений условий природы;
- разработка методов инженерной защиты при возможном возникновении опасных природных процессов;
- обеспечение безопасного строительства города.
Изыскания — наиболее важный вид процесса, так как они являются первым этапом градостроительства и использования объектов. Объединение разных типов исследований в единый комплекс дает возможность своевременно и в полном объеме изучить строительные площадки, строения и сооружения.
Виды изысканий в строительстве
В строительстве изыскания выполняются четко в соответствии с законодательными нормами и требованиями и делятся на 2 вида. Есть основные и специальные типы исследований.
К главным типам относятся:
- инженерно-геодезические;
- инженерно-геологические;
- инженерно-экологические;
- инженерно-гидрометеорологические;
- инженерно-гидрологические.
Специальные делятся на:
- массовые исследования уровня загрязнения грунтовых вод и грунтов;
- геотехнические изучения;
- общий мониторинг окружающей природы;
- изучение грунтов оснований строений и конструкций;
- обследование подземных вод с целью выявления возможностей водоснабжения;
- исследование грунтовых материалов для строительства.
Все они играют важнейшую роль в масштабном градостроительстве.
Инженерно-геодезические изыскания
Данный вид исследований (ИГДИ) в строительстве заключается в проведении работ для получения материалов топографо-геодезического характера и информации о рельефе территории (включая днища водостоков, акваторий и водоемов), информации о строениях (подземных и наземных) и других, присущих на местности объектах. Все это нужно для оценки комплекса техногенных и природных условий участка, где намечено строительство, чтобы обосновать решения проектирования, стройки, использования и сноса объектов.
Процессы, выполняемые во время работы
Этот тип исследования подразумевает выполнение таких процессов:
- формирование планово-высотного и геодезического обоснования;
- топографическая съемка в различных масштабах (чаще всего в больших);
- трассирований линейных строений;
- геодезическая привязка точек геофизической разведки, гидрологических створов и геологических выработок.
Для чего нужны ИГДИ
Изыскания применяются для:
- разработки проектов;
- мониторинга экологии;
- планирования местности;
- определения со строительной площадкой;
- градации территорий.
Как организовать процесс?
Процесс происходит согласно схеме, которая имеет три этапа. Правильное выполнение всех шагов позволит быстро получить качественный результат.
Подготовительный
Он заключается в сборе необходимых разрешительных государственных документов. К ним относятся:
- разрешение на проведение строительных работ;
- техусловия на подключение к инженерным сетям;
- техзадание на проектирование;
- градплан;
- письмо исполкома горсовета.
После сбора всех необходимых документов заказчик обращается в компанию, которая предоставляет услуги ИГДИ, и подписывает с ней договор на предоставление услуг. В нем должно быть оговорено техническое задание. С договором компания-исполнитель получает разрешение на проведение исследований у кадастровой службы, Росреестра и федеральной службы государственной регистрации, после чего может приступать к непосредственному проведению работ.
Полевые работы
Для проведения работ специалисты должны располагать:
- материалом из архива;
- карточками привязок исходных точек и выпиской из координат;
- рабочую программу;
- схему границ участка;
- необходимым специальным оборудованием.
По результатам проделанной работы составляется отчет (3 этап), который состоит из:
- характеристики и информации о тахеометрических ходах;
- абрисов съемки топографа;
- данных с устройства («сырье»);
- обработанных результатов исследования;
- журнала изучения подземных коммуникаций.
Инженерно-геологические изыскания
Данный вид работ предназначен для изучения инженерно-геологических условий участка в комплексе. Это нужно, чтобы подготовить документы для планирования территории,
Проведение работ заключается в:
- сборе и обработке данных и материалов минувших лет;
- расшифровке аэроснимков и материалов;
- рекогносцировке участка;
- съемке территории;
- проходке инженерно-геологических выработок и их испытании;
- исследовании в лаборатории качеств грунтов в анализе подземных вод;
- гидрогеологических и геокриологических изучениях;
- исследовании мест военных захоронений;
- выявлении взрывоопасных предметов.
Инженерно-гидрометеорологические изыскания
В ходе данных исследований обеспечивается изучение гидрологической и метеорологической обстановки исследуемого района, а также проводится оценка возможностей метаморфоз общей картины (под влиянием строительства и использования строений для жизнедеятельности). При проведении гидрометеорологических работ производят измерение параметров водостоков, изучая положения, размеры и режим водных объектов.
В состав инженерно-гидрометеорологических изысканий входят:
- выделение бассейнов малых рек и водосборов, их классификацию и шифровку (единая система);
- оценка существующего обеспечения грунтово-водоохранных основ землепользования;
- устранение причин эрозии и загрязнения грунтов и вод, создание систем, предусмотренных почвенно-водоохранным (противоэрозионным, водорегулирующим) инженерно-биологическим комплексом в бассейнах рек и на водосборах;
- перспективное оптимальное соотношение пахотных, луговых, лесных и водных угодий в целях формирования культурного ландшафта и возможное их использование в сельскохозяйственном производстве;
- выделение охранных и заповедных территорий, режим их использования;
- пути улучшения землепользования и общей организации территории в условиях усовершенствования хозяйственного механизма и развития кооперации;
- определение эффективности и очередности реализации намеченной схемы мероприятий.
Инженерно-экологические изыскания
Данный вид исследования выполняется с целью обретения материалов и информации о состоянии окружающей среды и вероятных факторах, которые ее загрязняют. Это нужно для подготовки документации по планированию территории, строительно-архитектурному проектированию, возведению и реконструкции строений.
Информации после проведения такого изыскания должно хватить для:
- оценки экологического состояния местности;
- определения возможного влияния будущего объекта на окружающую среду в условиях нормального перспективного развития территорий;
- утверждения мероприятий по охране природы, сохранению, восстановлению и улучшению экологической ситуации, созданию благоприятных условий для жизни людей, животных и растений;
- принятия решений по сохранению культурных, исторических и других объектов, важных для местных жителей;
- организации и проведения мониторинга экологического состояния.
Инженерно-гидрологические изыскания
Гидрометрические работы включают в себя:
- наблюдение за колебанием уровня воды;
- проведение измерительных работ и русловых съемок;
- измерение скорости течения;
- определение расхода воды.
Определение уровней выполняется на гидрологических станциях и водозаборных пунктах путем фиксации отметки поверхности по отношению к нулю графика данного водомерного пункта. Наблюдение в период устойчивых уровней выполняется обычно два раза в сутки — 8 и 20 часов. Отметка нуля графика устанавливается высотной привязкой к нивелирному реперу, который закрепляется в районе водомерного пункта выше уровня высоких вод.
По конструкции водомерных устройств для определения уровней посты могут быть разных типов. На реечных постах уровни отсчитываются по рельсу, закрепленному в вертикальном положении на сваи, имеющем отметку нуля графика. Они используются на реках с небольшим перепадом уровней.
На автоматических водомерных постах запись уровней производится непрерывно. В устройстве этих постов используют поплавковые передачи и дистанционные водомерные устройства, превращая вертикальные перемещения уровней в электрические импульсы. Самописцы уровней (лимниграфы), в зависимости от величины колебаний, обеспечивают запись результатов наблюдений в разных масштабах (1:1-1:20).
На основе ежедневных наблюдений будут составлены графики колебания уровней и кривые повторяемости и обеспечения, имеющие большое значение для характеристики режима реки и проектных работ.
Часто инженерно-гидрологические изыскания применяются при подготовке местности, которую планируют застраивать, и проводят ее осушение. Во избежание эрозий почвы используют различные методы:
- мелиоративно-гидравлический;
- лесомелиоративный;
- лучномелиоративный;
- агромелиоративный.
Все они помогают подготовить территорию к дальнейшему использованию.
Мелиоративно-гидротехническая система изыскания
Часто инженерно-гидрологические изыскания применяются в болотистой местности, которую планируют застраивать, и проводят ее осушение. Во избежание эрозий почвы используют различные методы.
Гидротехнические сооружения являются средством непосредственного воздействия на поверхностный сток и позволяют уменьшить или прекратить разрушающую силу поверхностного стока, задержать часть непродуктивно утраченной и разрушающей почву влаги (местный сток) в пределах водосбора (и пополнения запасов грунтовой влаги, в искусственных водоемах). Гидротехнические сооружения не вызывают беспредельного мелиоративного воздействия.
Поэтому на горных склонах их применяют в сочетании с биологическими компонентами (лесные посадки, привлечение).
При создании грунтово-водоохранного комплекса применяют следующие гидротехнические сооружения:
- водозадерживающие сооружения (валы-распылители, валы-канавы и водонаправляющие валы);
- водосбросные сооружения (скоротоки, перепады, водосбросы);
- донные постройки (запруды, стелька из хвороста);
- искусственные водоемы-регуляторы (пруды).
Лесомелиоративная система
Лесные посадки выполняют противоэрозионные водоохранные функции:
- Предупреждение образования поверхностного стока с критическими (размывными) скоростями.
- Поглощение поступающего с близлежащих территорий поверхностного стока.
- Регулирование снегоотложения и снеготаяния.
- Предупреждение эрозионных размывов, оползней и абразии берегов.
- Очистка поверхностного стока от загрязняющих веществ (удобрения, пестициды, эрозии почв, вредные микроорганизмы).
Вследствие впитывающего (аккумулятивного) свойства подстилки, а также снижения водного потока под влиянием древесно-кустарниковой растительности в лесных посадках задерживается в среднем от 60 до 90% взвешенных веществ и содержащихся в них агрохимикатов.
Почвы под лесными посадками впитывают вместе с водой от 40 до 80% растворенных в ней химических веществ (удобрений и пестицидов).
Систему защитных лесных посадок на водосборах формируют из:
- полезащитных, стокорегулирующих, прибалочных и приречных лесных полос;
- сплошных посадок на овражных землях;
- посадки на берегах рек;
- истоковых, прирусловых и дренажных посадок;
- посадок по берегам водохранилищ, озер и прудов;
- посадок вокруг источников.
При создании защитных посадок формируются стойкие и высокопродуктивные лесоаграрные ландшафты.
Лучно-мелиоративная система
Под привлечение водостоков отводят:
- днища ложбин, балок;
- берега рек, поросшие корнями;
- участки на пахотных землях (буферные зоны);
- участки на пахотных склонах, прибрежные полосы вдоль рек, ручьев, каналов и водохранилищ;
- не подлежащие облесению эрозионные склоны крутизной более 10 градусов.
Для привлечения используют травосмеси, имеющие преимущество перед чистыми посевами как по защитным свойствам, так и по продуктивности. В состав травосмесей необходимо включать 3-5 видов трав.
Для отвода избыточного поверхностного стока по днищам ложбин, балок создают привлечение водостоков. При больших объемах сброса поверхностного стока вовлеченные водостоки создают в сочетании с мулофильтрами и запрудами (плетеными, деревянными). Мулофильтры создают из кустарников на привлеченном водотоке через 15-20 м. Запруды высотой 0,3-0,4 м создают по нижнему краю кустарниковых кулис.
Аргомелиоративная система
Агромелиоративная система включает в себя комплекс мероприятий, которые применяют на землях с целью регулирования поверхностного стока, предупреждения смыва почв, восстановления запасов ила и плодородия почв. В состав агромелиоративных мероприятий входят следующие основные группы:
- фитомелиоративные;
- противоэрозионные мероприятия по обработке почвы;
- система комплексного окультуривания почв.
К фитомелиоративным мерам относятся севообороты через полосное размещение культур, покосные и питательные посевы и буферные полосы.
Противоэрозионные средства обработки почвы предусматривают поперечную или контурную обработку грунта, разноглубокую плоскорезную обработку и комбинированную отвально-безотвальную вспашку.
Система комплексного окультуривания почв — это взаимосвязанная сбалансированная система мероприятий (применение удобрений, средств защиты растений), нацеленных на восстановление плодородия, повышение противоэрозионной устойчивости почв и увеличение продуктивности полей.
Геотехнические изыскания
Типичный проект геотехнической инженерии начинается с учета потребностей проекта, чтобы определить необходимые качества материала. Далее происходит изучение участка почвы, породы, распределения повреждений и свойств коренных пород на и ниже нужного участка для определения их инженерных качеств, в том числе, как они будут взаимодействовать с, на или в предложенной конструкции. Исследования участка необходимы для того, чтобы получить представление о территории, на которой будут осуществляться работы.
В отчете исследования может отображаться оценка риска для людей, строений и окружающей среды от природных опасностей: землетрясения, оползни, выбоины, сжижение почв, мусор и каменные падения. На его основе инженер-геотехник создает проект фундамента, земляных работ или прокладки покрытия дороги.
Изыскания: необходимость и этапы
Любая изыскательная деятельность связана с получением требуемых сведений о техногенных и природных характеристиках территории перед возведением объекта. Целью таких исследований является получение всей информации о степени влияния среды на построенное здание или другое сооружение. Это может быть спортивный комплекс с бассейном, мост через реку или дорога. Работы включают в себя геологические, геофизические, гидрологические и экологические исследования. Они состоят в проведении полевых работ с целью получения исходных данных для составления будущего проекта.
Необходимость проведения изысканий
Стройка любого объекта, такого как детский сад или поликлиника, требует исследования территории с целью изучения прочности грунта и величины его способности выдерживать нагрузку. Связано это с тем, что почвы носят неоднородный характер. Они бывают песчаные, глинистые, а также с присутствием вечной мерзлоты. Для ведения строительных работ такая информация имеет основополагающее значение.
Любые исследования начинаются с технического задания, оформленного со стороны заказчика. Этот документ выглядит в виде акта, где описывается порядок проведения работы. В нем присутствуют следующие пункты:
- название объекта, территорию которого планируется исследовать:
- порядок выполнения всех работ;
- оговоренные сроки;
- задачи, стоящие перед исследователями;
- нормативы, на основании которых будут проведены изыскания;
- составление отчета о проделанной работе.
Вся изыскательная деятельность проводится специалистами своего дела. В их состав входят инженеры, технологи и геодезисты. Основу их деятельности составляет Градостроительный кодекс.
Уточнение поставленных задач
Любая изыскательская деятельность требует комплексного подхода для решения поставленной задачи, поэтому на первом этапе вся проблема охватывается в целом. Для этого изучаются следующие данные:
- просматриваются сведения о будущем объекте, и уточняется, насколько он доступен к изучению;
- прикидывается весь масштаб работы;
- определяются цели возводимого сооружения;
- разрабатывается по пунктам весь порядок работы.
После проведения изысканий получается информация, которая излагается на бумаге. Все зафиксированные сведения носят юридическую силу. При этом происходит решение следующих задач:
- изучаются особенности рельефа территории участка;
- составляются прогнозы возможного влияния окружающей среды на построенное будущее сооружение;
- изучается степень целесообразности постройки объекта на данном участке местности;
- составляется четкий план будущих мероприятий;
- прогнозируются возможности влияния процессов, происходящих в слоях почвы, на процесс ведения строительства.
После окончания проведения изысканий получаются ответы на принципиальные вопросы:
- рациональность постройки сооружения на данном участке местности и возможность введения его в эксплуатацию;
- разобраться в типе фундамента, который должен быть заложен с учетом характеры слоев почвы;
- понять степень подвижности грунта и разработать мероприятия с целью устранения рисков возможного разрушения здания.
В результате проведенных исследований появляется возможность показать заказчику все полученные сведения о возможности строительства объекта с учетом присутствующих подземных вод и характера грунта. В качестве подтверждающих доказательств предоставляются результаты лабораторных исследований и образцы почвы.
Виды изысканий при строительстве объекта
Проведение изысканий преследует цель сбора всей необходимой информации для строительства будущего объекта. Они разделяются на 3 вида:
- Геологические. Изучается почва и слои грунта.
- Геофизические. Исследуется рельеф местности.
- Гидрологические. Изучается наличие и глубина протекания подземных вод.
- Экологические. Ведется работа по изучению климата местности.
Порядок приведения всех видов изысканий включает в себя 3 общих этапа:
- Подготовительный. Просматривается вся имеющаяся документация по будущему объекту и проводится ее детальный анализ. Кроме того, берется разрешение в надзорных органах для проведения съемки местности с целью уточнение характера грунта.
- Полевой. Работы ведутся непосредственно на территории. Здесь проводится топографическая съемка местности, изучается наличие и расположение подземных вод, составляется схема низин и возвышенностей местности.
- Камеральный. После проведения полевых исследований все полученные результаты систематизируются, а затем вносятся в документацию. Также на данном этапе изучаются подземные коммуникации, и при необходимости изменяется их расположение, что требует внесения поправок в топографический план. Последняя работа требует обязательного согласования с надзорными органами.
Результаты изысканий и все проведенные расчеты получает заказчик. При этом копии документов отсылаются в контролирующие организации.
Геологические исследования
При геологических изысканиях проводится изучение грунта путем проникновения в его внутренние слои. После взятия проб появляется возможность понять, насколько выбранная территория подходит для сооружения объекта. Такая информация является исходной для составления проекта будущих строительных работ на основании учета индивидуальности участка.
Во время проведения геологических исследований рассматриваемая площадь значительно превосходит отведенные границы участка, что является характерной особенностью такого вида изысканий. Связано это с тем, что подземные слои имеют большие параметры и происходящие в них процессы распространяются на обширную территорию. Иногда случается так, что источник разрушений находится на очень большом расстоянии и этот фактор необходимо обязательно учитывать.
Основным предметом изучения геологических изысканий является почва, а именно степень ее плотности. Это необходимо для того, чтобы понять, какой требуется закладывать фундамент. Если такие работы будут проведены некачественно, то это может сопровождаться следующими последствиями:
- места, где почва будет носить неустойчивый характер, начнется приседание дома, что будет сопровождаться его разрушением;
- если осадка начнется только одной части дома, то в потолке и стенах возникнут трещины;
- проседание дома может привести к затоплению подвала и образованию внутри помещения сырости.
Перед геологическими исследованиями ведется сбор информации о постройке. Особенно необходимость проведения такого этапа существует при планировании возведения крупных объектов, к которым относятся мосты или аэропорты. Полученные сведения дают возможность выбрать правильный вид фундамента, исключить риск разрушения помещения из-за усадки грунта, а также обойти присутствующие подземные коммуникации, проложенные на этой территории. На основание проведения предварительного этапа появляется представление об объеме работ и их стоимости.
На следующем этапе, который называется полевым, ведется съемка местности, детально изучается ее рельеф, и проводятся буровые работы. Задачи данного этапа состоят в отборе проб грунта. Это осуществляется в следующем порядке:
- Образцы берутся на глубине до 20 см. Они необходимы для исследования на присутствие в них металлов: медь, свинец, цинк, ртуть.
- Пробы берутся на глубине от 0,2 м до 2 м и с ними проводятся такие же исследования.
- Бурится скважина на глубину свыше 20 см, и подбираются образцы с целью изучения наличия в них различных инфузорий, водорослей и бактерий.
Полученные пробы передаются в лабораторию, где они исследуются с помощью приборов на следующие характеристики:
- Прочность. Это предельные нагрузки, при которых грунт не разрушается.
- Пластичность. Максимальное давление, при котором в образце начинаются деформационные изменения.
В результате таких проверок появляется возможность спрогнозировать будущее смещение слоев грунта и предотвратить разрушение построенного сооружения.
Также в лабораторных условиях пробы проверяются на следующее параметры:
- Физические. Это влажность и плотность почвы.
- Механические. Предельная твердость грунта.
- Химические. Проверяется, как будет себя вести почва после контакта ее с фундаментом, где присутствуют бетон и арматура.
На основании проведенных лабораторных исследований составляется технический отчет.
Геофизические изыскания
С помощью геодезических изысканий собирается вся информация о рельефе территории, где будет вестись постройка, а также изучается расположение проходящих коммуникаций. После исследования состава грунта появляется возможность сделать правильный выбор фундамента с учетом особенностей почвы. На основе полученных данных составляется масштабный план, который помогает инженерам определить возможности возведения будущего объекта.
С помощью геофизических исследований получается следующая информация:
- наличие на участке территории пород, в которых присутствуют пустоты;
- получить представление об уровне влажности почвы на всей местности, где будет вестись постройка;
- разобраться в риске возможных оползневых процессов;
- уточнить наличие и геометрию расположения проложенных коммуникаций.
Все работы по геофизическому исследованию грунта проводятся с помощью специального оборудования. Для этого существуют следующие методы:
- Сейсмическая разведка. Используемая технология дает возможность выявить структуру и состав присутствующих горных пород. Достигается это с помощью формирования искусственных волн, которые распространяются под землей и отражаются от разных глубинных точек. Затем ведется их регистрация и снятие данных на основе преломления.
- Электромагнитное исследование. Здесь искусственным путем создаются электромагнитные поля, которые также перемещаются в подземном пространстве и на основе их исследования получается вся необходимая информация.
- Каротаж. Принцип исследования заключается в формировании с помощью специального оборудования индукционного тока, который пропускается через пласты грунта. Это приводит к возникновению магнитного поля, что позволяет получить необходимые данные о физико-механических параметрах почвы.
С помощью геофизических исследований изучение грунта существенно облегчается, что ускоряет ведение инженерных изысканий.
Преимуществом геофизических исследований является высокая технологичность проводимых работ. Этому способствует использование сложного оборудования, позволяющее вести возбуждение магнитных полей. Это устраняет необходимость ведения трудоемких земляных работ. При этом геофизические изыскания обеспечивают гарантированный надежный результат со стопроцентной достоверностью его правильности. В результате полученная информация становится базой для будущего строительства.
Вместе с геологией геодезия имеет примерно общий порядок ведения исследований. Однако в этих двух видах изысканий присутствуют существенные различия. Состоят они в следующем:
- Геодезия занимается изучением исключительно рельефа местности, но не уточняет подробности строения грунта.
- Во время геодезических исследований работы проводятся только на территории, где планируется возведение объекта. Геология охватывает более широкое пространство, поскольку часто очаги опасности находятся на далеком расстоянии.
- До тех пор, пока стройка не закончится, геодезические исследования не прекращаются. Геологические изыскания проводятся только до начала строительных работ.
При этом обе дисциплины тесно связаны между собой из-за того, что характеристика грунта и рельеф территории являются неразрывными понятиями.
Гидрологические изучения
Присутствующие подземные воды вызывают наибольшую опасность во время проведения строительных работ. Связано это с тем, что грунт напитывается влагой, что приводит к проседанию и разрушению конструкции. Гидрологические изыскания позволяют определить уровни залегания водоносных слоев, а также получить информацию о химическом составе воды. Также на основе полученных данных делаются прогнозы об изменении направления движения подземных водных течений.
В первую очередь актуальность гидрологических изысканий проявляется в тех местах, где имеются точные сведения о расположении грунтовых вод близко к поверхности земли, поскольку это представляет наибольшую опасность для стройки. Если произойдет неожиданный их прорыв, то последствия будут носить катастрофический характер. Кроме того, повышенная влажность почвы негативно сказывается на фундаменте, которой постепенно разрушается.
Проведение гидрологических изысканий позволяет устранить возможность возникновения следующих неприятностей:
- подтопления всего здания или отдельных его частей;
- увлажнение грунта и потеря им прочности;
- появление эффекта пучения почвы из-за регулярных циклов замерзания и оттаивания грунта;
- возможное формирование оползней в результате постепенного размывания почвы.
Во время проведения гидрологических исследований решается ряд задач, которые выражаются в следующем:
- Определить глубину протекания подземных вод и пределы ее границ.
- Принять правильное решение относительно выбора типа фундамента для конкретной территории.
- Оценить найденный подземный водоем. Протекающие воды могут быть напорного и безнапорного типа.
- Спрогнозировать будущие изменения состояния подземных вод и возможные последствия.
- Сделать лабораторный анализ взятых проб грунтовых вод.
- Провести расчеты относительно глубины бурения скважин, которые потребуются для организации водоснабжения.
Начинаются гидрологические исследования после получение технического задания. Исходя из его пунктов, составляется программа действий. Сначала ведется обследование участка с целью изучения размеров водоносных горизонтов. Для этого используются снимки аэрофотосъемки.
Затем проводятся полевые работы. На этом этапе осматриваются контрольные скважины и берутся пробы с целью анализа их состава. В лабораторных условиях они исследуются для получения следующей информации:
- Наличие в жидкости железа, солей или других примесей.
- Присутствие в воде опасных составляющих, к которым относятся ртуть, свинец или цинк. Если такие элементы будут найдены, то вода для питья считается непригодной.
- Проверка состояния жидкости на вхождение в нее агрессивных веществ, вызывающих разрушения труб. Если такие компоненты присутствуют, то постройка объекта на данной территории становится невозможной.
После окончания проведения гидрологических исследований составляется документация, в состав которой входят таблицы, графики, разбивка маршрутов.
Актуальность экологических исследований
Экологическое исследование местности при строительстве объекта необходимо для изучения воздействия на него окружающей среды. Кроме того, составляется прогноз изменения экологии на территории в результате деятельности человека. Исследование ведется в следующих направлениях:
- состояние почвы;
- атмосферы;
- питьевых источников воды;
- радиационного фона;
- имеющихся электромагнитных волн;
- шумов и вибраций;
- защищенность среды в последующий период времени после окончания возведения объекта;
- возможные риски на экосистему;
Также разрабатывается документация, в которой присутствуют рекомендации о необходимых действиях в случае резкого ухудшения экологической обстановки для устранения возможных негативных последствий.
Экологические изыскания включают в себя следующие виды деятельности:
- на территории строительных работ проводится сбор информации о климате;
- расшифровываются спутниковые съемки;
- определяется степень загрязнения территории с помощью визуального наблюдения;
- обследуются растущие вокруг культуры и проживающие в районе животные;
- территория исследуется на предмет расположения здесь культурных или исторических ценностей.
Экологическими исследованиями заниматься могут государственные организации или частные фермы, имеющими на такую работу выданную лицензию.
Завершающий этап изысканий
После окончания изыскательских работ ведется составление технического отчета. В нем излагается анализ всей проведенной деятельности на данной территории. Документ содержит в себе сведения, которые были получены на основании снятия проб и проведения с ними анализа в лабораторных условиях.
Все изыскания проводятся с учетом выпущенных законодательных стандартов, поэтому в отчете должна содержаться информация с указанием наличия у организации лицензии, дающей ей право на такой вид работы.
Изыскания относятся к неотъемлемой части проектной деятельности с целью обеспечения всестороннего изучения условий местности, на которой планируется возведение объекта. Это позволяет получить необходимую информацию о возможных рисках и разработать мероприятия по их предотвращению.