Эволюция изысканий: от тяжелого бурения — к цифровым двойникам
Рынок инженерных изысканий сегодня — это поле битвы между сжатыми сроками строительства и фундаментальной геологической достоверностью. О том, как не наступить на грабли техногенных грунтов и почему лазерное сканирование может спасти проект от переделок, — в нашем обзоре.
Инвестиционные проекты все чаще реализуются в стесненных условиях исторической застройки или на слабых грунтах, где ошибка изыскателя может стоить миллиарды. В ответ на эти вызовы компании переходят от «бумажной» геологии к цифровым двойникам. В новых подходах они видят не просто ресурс для ускорения, но в первую очередь гарантии обеспечения безопасности здания на десятилетия вперед.
О ресурсной базе и технологиях
Оснащение в изысканиях — это вопрос профессиональной честности. Николай Олейник, генеральный директор ЗАО «ЛенТИСИЗ», подчеркивает: заказчик платит не за метры бурения, а за достоверный прогноз. Компания исторически вкладывается в перевооружение: ее парк включает тяжелые установки УРБ для глубокого бурения (до 165 метров) и малогабаритные итальянские буровые Beretta, которые проходят в арки исторических зданий. Для полевых исследований грунтов применяется полный спектр оборудования — от статического зондирования (CPT) до дилатометра Марчетти, который позволяет получать данные о грунте in situ — на месте — с высокой точностью, не нарушая его структуру.
— Что касается программного обеспечения и цифровизации, здесь мы идем в ногу со временем: используем современные геодезические приборы, тахеометры, GNSS-приемники, — отмечает Николай Олейник.
Ключевой тренд последних лет — лазерное сканирование. Это не просто «фотография» местности, а готовый переход к цифровым двойникам, но с одной оговоркой: она должна применяться умно.
— Наземное сканирование дает миллионы точек, идеальную детализацию для сложных фасадов или промышленных объектов, — поясняет генеральный директор ЗАО «ЛенТИСИЗ». — Мобильное сканирование незаменимо для линейных объектов — дорог, трасс, где раньше приходилось ходить с вешкой неделями, а теперь мы получаем «облако точек» за пару проездов. А технология SLAM — это вообще прорыв для подземных сооружений и зданий, где нет спутникового сигнала.
Как отмечает генеральный директор ООО «РУСЭКО-СТРОЙПРОЕКТ» Александр Лапыгин, его компания также сфокусирована на цифровой точности, используя в работе технологию наземного лазерного сканирования с 2016 года. Это единственный метод, результаты которого можно хоть как-то проверить без сопоставимых с их получением трудозатрат.
— То есть, грубо говоря, «облако точек» можно сравнить с обмерным чертежом и найти в нем ошибки, а когда обмеры выполнены простой лазерной рулеткой и их результат зафиксирован карандашом на бумажке — сравнить обмерный чертеж просто не с чем, только заново перемерять, — подчеркивает он.
Руководители компаний отмечают экономический эффект от внедрения высоких технологий. Для «ЛенТИСИЗ» лазерное сканирование (наземное, мобильное, SLAM для подземных сооружений) — это способ ускорить и удешевить процесс для заказчика.
— Проектировщик получает не просто топоплан, а готовую трехмерную основу. Это исключает ошибки привязки и необходимость повторных выездов геодезистов, — говорит Николай Олейник.
Александр Лапыгин предупреждает, что сама по себе технология не удешевляет работу:
— Это не ускоряет и не удешевляет процесс ни для нас, ни для заказчика, но кардинально снижает риск ошибки при обмерах (для обмеров вручную этот риск составляет практически 100%) и, конечно, экономит время и трудозатраты на корректировку проектных решений в момент выхода подрядчика на стройплощадку.
Оценка рисков и работа в стесненных условиях
Такая компетенция, как опыт работы в экстремальных геологических и стесненных условиях, для «ЛенТИСИЗ» является «профессиональным ДНК». Вспоминая сложнейшие объекты, Николай Олейник приводит пример из собственной практики времен начала карьеры — гольф-клуб в Сестрорецке. — Там — торфы, слабые грунты, пылеватые пески. Заказчик не хотел тратиться на подъездные пути, а нам нужно было получить качественные образцы. Пришлось применять нестандартное оборудование, буквально вытаскивать керн из болота, не нарушая его структуру, — рассказывает он. — Такая «полевая закалка» потом очень помогает в управлении — сразу видишь, где технология дает сбой, а где объективные геологические сложности.
Сегодня же ключевой вызов — стесненные условия исторических дворов-колодцев в центре города. Выходом становится использование малогабаритной техники и накопленный кадровый потенциал.
— Минимизация рисков для нас — это комплексный подход. Мы сами себе обеспечиваем контроль: от геодезической разбивки до лабораторных испытаний и итогового отчета, — отмечает спикер.
Также Николай Олейник подчеркивает важность преемственности поколений, когда молодые инженеры перенимают опыт у ветеранов, работавших на ликвидации последствий Ташкентского землетрясения и аварии на Чернобыльской АЭС.
Контроль качества и взаимодействие с заказчиком
В «ЛенТИСИЗ» выстроена система трехуровневого контроля: полевой, лабораторный (на площади более 500 кв. м) и камеральная проверка. Здесь гордятся культурой взаимодействия, привитой еще в 1990-е годы при работе с иностранными партнерами.
— Мы стараемся не просто отдать отчет, а сопровождать проект, консультировать всех участников проекта на его последующих этапах, — поясняет Николай Олейник. — Если строители начинают работы раньше выдачи финального документа (а сейчас это частая практика из-за сжатых сроков), мы выезжаем на площадку, уточняем данные по факту, чтобы стройка шла без простоев. Главное, чтобы заказчик понимал: мы с ним в одной лодке, и наша репутация зависит от того, как поведет себя здание через 5, 10, 50 лет.
«РУСЭКО-СТРОЙПРОЕКТ» сделал ставку на формализацию процессов. Александр Лапыгин отмечает, что важнейший элемент контроля — построение системы управления проектом.
— Не зря придумали шаблоны, чек-листы и обязательный контроль в несколько этапов. Конечно, самые развитые системы такого контроля — в авиации, откуда они и распространились, — говорит он.
Компания опубликовала в открытом доступе совокупность чек-листов и описаний бизнес-процессов. Взаимодействие с заказчиками переведено в электронный вид (ЭДО, среда общих данных). Однако Александр Лапыгин признает, что рынок требует гибкости:
— По некоторым важным решениям по проекту мы готовы руководствоваться указанием представителя заказчика, данным устно или в мессенджере. При этом в обязательном порядке дублируем запросы по формальной процедуре, чтобы спустя месяц, но все же получить и формальный ответ, снижающий юридические риски.
Разработана новая система управления лифтами
Новая разработка Щербинского лифтостроительного завода позволяет управлять одновременно восемью лифтами в группе со скоростью от одного до шести метров в секунду. Более того, это уникальное и универсальное решение для управления лифтами с максимально упрощенной процедурой наладки. О новинке и ее технических характеристиках рассказал советник генерального директора по научно-техническим вопросам АО «ЩЛЗ» Сергей Павлов.
Инновации, навеянные рынком
С ростом многоэтажного строительства возрастают и технические требования к лифтовому оборудованию: сегодня более половины строящихся объектов — это здания выше 18 этажей, а на долю высоток в 25 и более этажей приходятся 27% всех новых объектов. Разумеется, для таких строений необходимы совсем другие лифты. Предприятие отметило этот рыночный тренд еще пару лет назад, поэтому в 2024 году сертифицировало лифт со скоростью 4 м/с, а в 2025 году приступило к сертификации лифта со скоростью до 8 м/с. Ведущиеся разработки высокоскоростных лифтов требуют соответствующей системы управления, более современной и универсальной.
Благодаря проделанной работе специалисты предприятия совместно с партнерами разработали уникальную систему управления лифтами — более высокого качества и с бо́льшими техническими возможностями под названием СЛК-64. Станция рассчитана как на пассажирские лифты с машинным помещением, так и без машинного помещения, в различных вариациях комплектации, в том числе с редукторными и безредукторными лебедками. Число остановок было увеличено до 64, а групповым управлением можно объединить сразу до восьми лифтов.
Система позволяет управлять как типовыми серийными лифтами со скоростью от одного метра в секунду, так и высокоскоростными лифтами до шести метров в секунду. На ограничитель скорости будет устанавливаться независимый энкодер, который позволит более точно следить за местонахождением кабины, ее скоростью и остановками. Более того, расширенная разрядность счетчика импульсов позволит контролировать движение с точностью ± 1 мм.
«Был проработан интерфейс в шкафу управления, который позволяет налаживать эту систему на объекте. Он более удобный и простой в эксплуатации, благодаря чему специалисты, обслуживающие лифты с данной системой, смогут быстрее и проще проводить наладку и диагностику оборудования», — пояснил Сергей Васильевич.
Групповое управление и удаленный доступ
Сергей Павлов отметил, что в новой системе управления объединение в группу осуществляется через контроллер групповой работы, который будет устанавливаться на плату соединений шкафа управления для одиночной работы без каких-либо монтажных работ.
Программное обеспечение работы группы находится в контроллере групповой работы (коррекция ПО группы исключает внесение ошибок в основное ПО и наоборот). Конфигурирование группы будет осуществляться через центральный контроллер шкафа управления. В конфигурацию группы можно будет внести нужное количество этажей, отсутствующие (запрещенные) промежуточные этажи, а также функцию вызова «специального» лифта и работу в режиме «по этажу назначения».
Удаленный доступ к лифту будет осуществляться через приложение на телефоне или онлайн (при регистрации лифта на специальном сайте). Соответственно, специалисты могут привязать лифты к конкретному адресу, группировать их по определенному принципу, например по обслуживающей организации или району, а также ограничивать доступ, проверять, изменять настройки лифта удаленно.
Также в новой системе управления предусмотрена функция эвакуации пассажиров до ближайшего этажа, введена возможность перепрограммирования пользователем периферийных блоков и интеллектуальный анализ аварийных ситуаций, что позволит увеличить эффективность работы лифтов при сохранении безопасности их работы.
Как пояснил Сергей Васильевич, подобные системы производят несколько компаний в РФ, однако всегда возникает вопрос адаптации для нужд завода-изготовителя.
«Мы уверены, что данная система будет положительно воспринята рынком и понравится нашим заказчикам и потенциальным потребителям. В перспективе она полностью заменит нашу станцию ШК-6000», — добавил он.
Защита от сбоев
Новая система управления будет иметь защиту от перепадов напряжения в сети здания. В состав шкафа управления введен импульсный источник питания с большими пределами входного напряжения, а также изменена настройка блока контроля фаз.
«При скачках напряжения возникает риск того, что выйдет из строя оборудование. Новая система управления надежно защищена от этого», — пояснил Павлов.
В настоящее время на предприятии запустили производство опытной партии. Пробные поставки на объекты начались в апреле и будут проходить до июня включительно. Затем специалисты проверят работу новой системы, соберут обратную связь от заказчиков и при положительном отклике запустят в массовое производство.
Высокие перспективы
До сегодняшнего дня основным решением Щербинского лифтостроительного завода была станция серии ШК6000, которая поставлялась в большинстве лифтокомплектов для жилых и административных зданий, а станция УЭЛ была предназначена для грузового лифтового оборудования. Проверенная временем и достаточно надежная «шэкашка» тем не менее уже не отвечала возросшим требованиям рынка: скорость была ограничена 2,5 м/с, групповая работа ограничивалась четырьмя лифтами. Новая же станция управления позволяет управлять одновременно восемью лифтами в группе со скоростью от одного до шести метров в секунду.
В то время как все крупные предприятия вступили в гонку по вертикали за звание производителя самого быстрого лифта, ЩЛЗ одним из первых понял, что победа достается не тем, кто спешит заявить о себе, а более подготовленным, поэтому активно занялось разработкой нового решения.
В условиях высокой неопределенности, когда зависимость от импорта даже из дружественных стран может создать условия для критической уязвимости, на Щербинке предпочли уверенность риску, ведь собственная станция управления — это не только про промышленную безопасность и технологический суверенитет, но и про возможность соперничать за крупные заказы на поставку высокоскоростных лифтов с китайскими и турецкими поставщиками.
С особой ответственностью
Специалисты рассказывают об особенностях демонтажных работ при реставрации исторических зданий и объектов культурного наследия.
Реконструкция исторических зданий, в том числе объектов культурного наследия, иногда предполагает частичный демонтаж конструкций. Эта работа требует высокого уровня профессионализма, точности и аккуратности, чтобы сохранить архитектурное и историческое значение здания. По словам специалистов, используемые в таких проектах демонтажные технологии отличаются особой спецификой, и при реализации проекта важно решить ряд сложных задач.
В особых случаях
Демонтаж исторических объектов — это высокоспециализированный процесс, включающий множество уникальных нюансов, подтверждает директор строительной фирмы «ИРОН» Максим Рот. Такие работы требуют не только профессионализма, но и тщательной подготовки, чтобы сохранить архитектурное наследие, избежать разрушения ценных элементов и при этом выполнить задачу в соответствии с нормативными требованиями. «В свою очередь демонтаж исторических сооружений, являющихся объектами культурного наследия, подчиняется строгим государственным регламентам и стандартам. Во-первых, прежде чем приступить к работам, в Санкт-Петербурге необходимо получить разрешение от КГИОП, а также провести детальное обследование состояния здания. Важно учитывать, что не каждый исторический объект, даже если он старинный, является объектом культурного наследия. Одна из главных задач — максимально возможное сохранение уникальных элементов здания. Например, старинные фасады, витражи, резьба по камню и дереву — все это требует бережного отношения и может быть сохранено для последующего восстановления или повторного использования», — отмечает он.
Фактически демонтаж ОКН в Российской Федерации запрещен законодательством, поясняет технический директор компании «ГЕОИЗОЛ» Максим Зайцев. Но в случае, когда по результатам обследования памятник признан аварийным, допускается при проведении реставрационных работ переборка части конструкций с последующим воссозданием. Демонтаж отдельных аварийных конструкций может выполняться только щадящими методами, минимизирующими воздействие на окружающие здания, — алмазное бурение, ручная разборка. Механическое воздействие недопустимо. «Также, приступая к работам, нужно осуществить оценку их влияния на окружающую застройку. Как правило, объект культурного наследия находится в окружении других памятников. Соответственно, демонтаж того или иного сооружения даже щадящими технологиями может оказать влияние на соседний объект. Необходимо выполнить серию геотехнических расчетов, которые позволят оценить риски. Утрата объекта культурного наследия для общества в целом является очень чувствительным моментом, и допустить этого нельзя. Именно поэтому к работам на ОКН должны допускаться только профессионалы, компании, имеющие соответствующий опыт и аттестованных специалистов», — подчеркивает эксперт.
Прежде чем…
Представители отрасли отмечают, что при демонтаже исторических объектов, в том числе и относящихся к ОКН, особо важны тщательные предпроектные исследования. От их результатов может зависеть, как и в каком виде необходимо провести демонтажные работы.
По словам Максима Зайцева, бывали случаи, что недостаточная информация о техническом состоянии конструкций, полученная на этапе предпроектных обследований, приводила к необходимости корректировки проектов и выполнению непредусмотренных работ, в том числе на средства подрядчика, что влечет потребность в дополнительном финансировании реставрационных работ. «Проведение детального обследования, включая историко-архивное, перед началом работ требуется на всех ОКН, а значит, эти виды работ следует изначально включать в смету еще на стадии проектирования, что даст реалистичное понимание стоимости реализации проекта. Так, например, при реставрации военного госпиталя в Петергофе — памятника градостроительства и архитектуры регионального значения второй половины ХIХ века — пришлось выполнить повторное обследование».
Сложности с проведением демонтажных работ могут также возникнуть и на согласовании проектной документации, отмечает генеральный директор ООО «УК “СПРИНГАЛД”» Виталий Никифоровский. Демонтаж ОКН возможен исключительно при наличии на руках полного комплекта разрешительной документации, включая проект приспособления под современное использование, согласованный органами Министерства культуры РФ. Разработка и согласование такого проекта — крайне трудоемкое и затратное мероприятие, и сроки выполнения начинаются от полугода и могут растянуться на десятилетия — для примера можно взять Конюшенное ведомство. «Каждый демонтаж исторического объекта — событие уникальное, и ни один проект не похож на другой, универсального однотипного пакета проектной и разрешительной документации не существует. Нами за 15 лет осуществлено несколько десятков подобных проектов, и, полагаясь на наш опыт, мы можем сказать, что основная и главная сложность — это подготовка пакета проектно-разрешительной документации. Опыт последних лет показывает, что такое явление, как незаконные сносы исторических зданий, ушло в прошлое, и сейчас лидером в этой отрасли станет тот, кто сможет грамотно и законно работать с проектно-разрешительной документацией», — добавляет он.
Случаи из практики
По мнению генерального директора ГК «КрашМаш» Виктора Казакова, реконструкция исторических зданий и объектов культурного наследия — это всегда особая ответственность. Самое главное в таких работах — профессиональный подход и строгий контроль на каждом этапе. В портфолио «КрашМаш» накопилось уже немало сложных проектов по реконструкции исторических зданий с сохранением фасадных стен. Причем в зависимости от технического состояния объекта, его архитектурной ценности и требований органов охраны культурного наследия может быть принято решение о сохранении определенного количества фасадных стен. Каждый случай индивидуален и требует комплексной инженерной оценки.
«В нашей практике встречались проекты с сохранением как одной, так и всех четырех стен. Например, при реконструкции особняка в Потаповском переулке в Москве был реализован уникальный проект по сохранению всех фасадных стен здания 1915 года постройки. Это потребовало установки сложной системы металлических опор и постоянного мониторинга состояния стен. Большинство работ выполнялось с установкой удерживающих конструкций: контрфорсов, временных металлических каркасов для предотвращения обрушения фасадных стен на время демонтажа внутренних элементов объекта. Так, благодаря таким решениями нам удалось сохранить исторические фасады при реконструкции Чижевского подворья на Никольской улице недалеко от Кремля. В работе мы используем специализированное оборудование — малогабаритную технику, строительных роботов, алмазную резку. Такой подход позволяет минимизировать вибрации, пыль, риск повреждения фасадов и в итоге сохранить облик исторической Москвы», — отмечает глава ГК «КрашМаш».
По словам Максима Рота, в их практике одним из наиболее запоминающихся стал проект демонтажа здания Дома Басевича — видного образца петербургской истории, входящего в список «Сто памятников модерна в Санкт-Петербурге». Уникальность и сложность выполнения работ заключалась в том, что, несмотря на аварийное состояние здания, в соответствии с требованиями проектной документации необходимо сохранить часть фасада высотой в три этажа. Объем демонтажных работ превысил 42 тыс. куб. метров. Ограниченное пространство в центре города затрудняло работу крупногабаритной техники, требовались минимизация вибрационных воздействий на соседние здания, а также постоянный онлайн-мониторинг геотехнической ситуации. Использовался комбинированный метод демонтажа — механизированный и ручной — для бережного сохранения исторической части фасада.
Кроме того, были установлены удерживающие конструкции из металла, предотвращающие самопроизвольное разрушение здания и обеспечивающие сохранность фасада, усилен фундамента здания, проведен разбор аварийных конструкций и устройство свайного поля, подготовленного под новое строительство. «На примере этого проекта можно констатировать, что другие подобные требуют точности, внимания к деталям и грамотного подхода к каждому этапу работы, что, безусловно, важно для сохранения исторической застройки и обеспечения безопасности при проведении демонтажных работ», — подчеркнул директор «ИРОН».