При наличии неблагоприятных физико-геологических процессов и явлений в районе намечаемого строительства в программе работ следует предусматривать проведение необходимых инструментальных наблюдений и специальных видов топографических съемок.

При небольших объемах изысканий, а также при изысканиях для строительства отдельных зданий и сооружений допускается выполнять изыскания по заданию на производство работ составленное проектной организацией.

3.2 Планово-высотная сеть и ее закрепление на местности

При инженерно-геодезических изысканиях геодезической основой топографических съемок служат опорные пункты государственной геодезической сети, нивелирной и съемочной геодезических сетей.

Государственная геодезическая сеть подразделяется на 4-е класса и 2-а разряда сгущения сети. Сеть 1-го и 2-го классов строится по единому перспективному плану и является основой для развития сети последующих классов. Работы по построению государственной геодезической сети 3-го и 4-го классов выполняются при топографических съемках. Сеть 4-го класса может строиться по топографо-геодезическим работам и при изысканиях для строительства. Пункты государственной геодезической сети определяют методами триангуляции, трилатерации и полигонометрии или их сочетаниями.

Нивелирная сеть подразделяется на II…IV классы. Пункты сети получают методом геометрического нивелирования.

Пункты съемочной геодезической сети получают с помощью теодолитных ходов или микротриангуляции.

Выбор места установки знаков

Пункты геодезической сети в зависимости от их назначения закрепляют центрами или реперами. При разработке конструкции геодезического центра или репера стремятся сделать его достаточно простым, дешевым и легким в изготовлении, чтобы он хорошо сопротивлялся воздействию экзогенных сил и в первую очередь выпучиванию и просадке.

Практика и специальные исследования показали, что долговременная устойчивость геодезических пунктов обеспечивается в случае, если правильно выбраны место и глубина закладки знака, применена наиболее правильная для конкретных условий конструкция центра (репера) и использована правильная методика закладки. При выборе места установки знака нужно обеспечивать не только выгоднейшие условия прохождения визирного луча, но и обращать внимание на условия оттока от знака поверхностных вод, на положение уровня грунтовых вод, на минеральный состав грунта.

При наличии выходов на поверхность скальных грунтов или при близком их расположении к дневной поверхности целесообразно геодезические центры и реперы устанавливать непосредственно на скале.

В мягких сезоннопромерзающих грунтах выгоднейшими местами для закладки геодезических пунктов являются сухие, возвышенные, задернованные участки, сложенные песчаными или супесчаными грунтами. Пониженные участки рельефа, как правило, создают наибольшие предпосылки для морозного пучения знаков.

При назначении глубины закладки геодезических пунктов в мягких сезоннопромерзающих грунтах обычно руководствуются единственным требованием, чтобы основная часть знака - его якорь - располагалась в непромерзающем слое грунта. Это исключает воздействие на якорь знака наиболее опасных нормальных пучащих сил.

При наличии на месте закладки геодезических пунктов просадочных грунтов, якорь должен располагаться в непросадочном слое, а при втором типе грунтовых условий по просадочности труба, идущая от якоря, должна быть защищена от действия сил отрицательного трения.

Конструкции знаков

Геодезический знак, предназначенный для установки в песчаных, суглинистых и глинистых грунтах сезонного промерзания, должен состоять из двух частей: якоря, обеспечивающего устойчивость знака, и верхней части, несущей точку (марку) с известными координатами, или точку (репер) с известной высотой. Близкое расположение марки (репера) к поверхности земли облегчает пользование знаком.

Якорь может представлять собой или бетонный монолит, или бетонную плиту массой около 100…150 кг, с которой жестко соединяется верхняя часть знака. Верхняя часть знака обычно состоит из металлической трубы диаметром 6…8 см, в верхнем срезе которой жестко закреплена марка, фиксирующая положение центра или репера, рис. 3.1. Марка закрывается чугунным колпаком с крышкой.

На незастроенных территориях или где невозможна закладка стенного знака и при близком расположении скальных пород (глубина до 0,8 м) устанавливают марки, конструкции которых приведенные на рис. 3.2. Для их устройства в скале делают небольшое углубление, в котором цементируют марку. Над маркой на бетонной подушке устанавливают бетонный монолит в виде усеченной четырехгранной пирамиды. Высота монолита назначается такой, чтобы марка, вбетонированная в его верхнее основание, оказалась на уровне поверхности земли. Верхняя и нижняя марки должны находится на одной вертикали.

В условиях застройки для закрепления геодезических сетей используют центры, которые «пристреливают» или закрепляют к стене или цоколю здания, рис. 3.3, 3.4.

Рис. 3.1. Центр пункта триангуляции, трилатерапии и полигонометрии 2, 3, 4-го классов, устраиваемый в городских условиях



Рис. 3.2. Центр пункта триангуляции, трилатерации, полигонометрии, устраиваемый в скальных грунтах.

1 - бетонный монолит; 2 - скальный грунт;

3 - бетонная подушка; 4 - бетонная плита.

Рис. 3.3. Стенной знак пункта полигонометрии 2 - 4-го классов.

1 - начальные буквы наименования организации, проводящей геодезические работы; 2 - отверстие для установки визирного приспособления.



Рис. 3.4. Стенной знак пункта полигонометрии 2 - 4-го классов и 1-го и 2-го разрядов.

1 - отверстие 2 мм; 2 - начальные буквы организации (Главное Управление Геодезии и Картографии); 3 - стакан из малоуглеродистой стали; 4 - номер знака; 5 - дюбель-гвоздь.

Рис. 3.5. Наземный рабочий центр

1 - дюбель-гвоздь; 2 - шаровый диск; 3 - начальные буквы названия организации, установившей знак.

Наземные рабочие центры геодезических сетей закрепляют путем их «пристреливания» к дорожному покрытию или обетонирования в местах без твердого покрытия, рис. 3.5.

3.3 Крупномасштабные топографические съемки

К крупномасштабным относят съемки в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500.

При выборе масштаба съемки руководствуются назначением изысканий, размерами снимаемой территории, сложностью рельефа и насыщенностью территории элементами ситуации (застроенностью).

На планах показывают все элементы ситуации, размеры которых позволяют изобразить их в масштабе плана или стандартными условными знаками. Рельеф местности изображают на планах горизонталями, и вспомогательными горизонталями в сочетании с условными знаками и отметками, округляемыми до 1 см.

Основной метод съемок в масштабах 1:5000, 1:2000 в настоящее время - метод, основанный на использовании материалов аэрофотосъемки. Мензульную и тахеометрическую съемки преимущественно применяют для съемки небольших участков и в масштабах 1:1000, 1:500, когда применение аэрофотосъемки экономически неоправданно. Для этих целей также может использоваться фототеодолитная съемка. Аэротопографические съемки применяют для всех масштабов и выполняют стереотопографическим или комбинированным методами.

Рассмотрим особенности каждого из методов.

При стереотопографическом методе а э р о т о п о г р а ф и - ч е с к о й съемки нанесение на план элементов ситуации и рисовку рельефа выполняют в камеральных условиях на стереоприборах. При комбинированном методе - на основе полевой привязки аэроснимков создают фотоплан; рисовку рельефа на фотоплане производят в полевых условиях при помощи мензулы. При создании планов масштаба 1:5000, 1:2000 предпочтение отдается стереотопографическому методу, поскольку, он оказывается экономически более выгодным, чем комбинированный, кроме тех случаев, когда стереоскопический метод не обеспечивает требуемой точности рисовки рельефа (плоско-равнинная местность).

Съемочные работы в масштабах 1: 1000 и 1: 500 на незастроенных площадях, как правило, выполняют при помощи мензулы, тахеометра или методом нивелирования по квадратам.

М е н з у л ь н у ю и т а х е о м е т р и ч е с к у ю съемки ведут с пунктов опорной геодезической сети и пунктов съемочного обоснования, а также с точек мензульных и тахеометрических ходов, с соблюдением регламентированных соответствующими инструкциями расстояний до пикетных точек, длин и невязок ходов и других требований.

В условиях равнинной местности, на незастроенных территориях, для более точного выполнения вертикальной съемки по характерным формам рельефа прокладывают ходы технического нивелирования с разбивкой и нивелированием поперечников.

На застроенных территориях съемку в масштабах 1:1000 и 1: 500 ведут комбинированным способом - основную застройку и инженерные сети снимают аналитическим методом, а второстепенные контуры и временные постройки - при помощи мензулы. При аналитическом методе съемку ведут с точек и линий съемочного обоснования, а также с пунктов полигонометрии. При съемке применяются полярный метод, метод перпендикуляров, линейных и угловых засечек. Ответственные, многоэтажные (опорные) здания координируют, т.е. положение их углов определяют аналитически.

Помимо названных работ производят детальный обмер зданий с показом всех выступающих и вдающихся элементов и промеры расстояний между соседними зданиями. Результаты обмеров заносят в специальный абрисный журнал.

Высотную съемку ведут с опорой на созданную ранее сеть точек нивелирных ходов.

При съемке открытых ровных площадок с однообразной ситуацией широко используют метод квадратов. На снимаемой площади разбивают сетку квадратов 40 х 40 м или 20 х 20 м, а иногда и более мелких; элементы ситуации снимают промерами рулеткой от ближайших вершин квадратов, высоты определяют нивелированием по квадратам. Наиболее часто метод квадратов применяют при съемке площадей, отводимых под строительство аэропортов, на с/х площадях, отводимых под орошение.

В условиях городской и промышленной застройки, а также на участках с сильно пересеченным рельефом можно успешно вести наземную ф о т о т.е. о д о л и т н у ю съемку. Накоплен достаточный опыт применения фототеодолитной съемки для названных условий, который подтвердил ее целесообразность, например документальность, не утрачиваемую со временем (при желании снимки можно вновь подвергнуть обработке); возможность получить дополнительную информацию о местности и застройке (архитектурные элементы застройки).

Создание крупномасштабных инженерных планов с использованием материалов а э р о ф о т о с ъ е м к и имеет некоторую специфику по сравнению с общетопографическими съемками, особенно выраженную в условиях сильно застроенных территорий промышленных предприятий, населенных мест и городов. На этих территориях всегда имеется большое число разного рода важных объектов: наземных, надземных и подземных сооружений (коммуникаций), которые, как правило, не опознаются на снимках и для их показа требуется провести большой объем работ по полевому дешифрированию с применением инструментальных методов привязки.

На таких площадках целесообразно перед аэрофотосъемочным залетом провести маркировку всех геодезических пунктов с тем, чтобы они могли быть легко опознаны на снимках и использованы при обработке и дешифрировании аэроснимков.

При наличии на снимаемой территории высоких зданий контур таких сооружений оказывается искаженным, и для правильного изображения здания должны вводиться соответствующие поправки.

3.4 Съемка подземных инженерных коммуникаций

На застроенных территориях обычно находится густая сеть подземных коммуникаций: трубопроводы, кабельные сети. Эти сооружения должны быть показаны на крупномасштабных планах.

Наиболее просто съемку трубопроводов и кабелей проводить в процессе их укладки, в не засыпанных траншеях. Такая съемка называется исполнительной (текущей). Уложенные ранее подземные коммуникации определяют при крупномасштабной аэрофотосъемке по маркированным колодцам и выходам сетей, демаскирующим признакам засыпанных траншей и ранее составленным исполнительным планам, чертежам и схемам. Если исполнительная документация отсутствует, то довольно часто прибегают к шурфованию - устройству поперечных траншей. Однако этот дорогостоящий метод поиска и съемки подземных коммуникаций не гарантирован от ошибок, особенно при бесколодезных поворотах подземных трубопроводов и кабелей. Наиболее полным и точным является поиск подземных коммуникаций трубокабелеискателями. Эти приборы хорошо работают в условиях не очень густой сети подземных коммуникаций. Если же сеть коммуникаций многочисленная, то в силу возникающих электрических помех задача разделения и точного определения положения каждой линии становится затруднительной.

Съемка ведется по участкам или отдельным видам коммуникаций (канализация, водопровод, теплофикация, газопровод, нефтепровод, слаботочные сети и силовые кабели).

При съемке подземных коммуникаций определяют координаты их углов поворота, центров колодцев, мест пересечений с другими коммуникациями, измеряют диаметры труб и расстояния между колодцами, уклоны, выявляют вводы отдельных сетей в здания и сооружения, определяют отметки дна и бровок котлованов и траншей, лотков и крышек колодцев, верха труб и др. При съемке подземных сооружений в процессе обмерных работ используют специальные приборы и приспособления: щупы, угольники, рулетки, диаметромеры и др.

Съемка в плане подземных коммуникаций и сооружений на застроенных территориях производится обычно линейными промерами (не менее трех) с привязкой к капитальным зданиям и сооружениям или к точкам опорной геодезической сети и съемочного обоснования. При съемке применяют также способы перпендикуляров, створов и др. На незастроенных территориях съемка производится с точек опорной сети и съемочного обоснования аналитическим или графическим способом.

Вертикальная съемка подземных коммуникаций и сооружений выполняется геометрическим техническим нивелированием или нивелированием IV класса (для самотечных сетей) с привязкой к пунктам опорных геодезических сетей и съемочного обоснования.

По результатам съемок составляют планы подземных коммуникаций в масштабах 1:5000 - 1:500. На планах показывают схемы размещения существующих сетей подземных коммуникаций, указывают их назначение и основные характеристики. Результаты плановой и высотной привязки вскрытых или обнаруженных участков подземных сетей заносят в специальный абрисный журнал.

4. Инженерно-гидрометеорологические изыскания

4.1 Роль гидрологических изысканий

В основе гидрологических изысканий лежит наука, занимающаяся изучением водного режима рек и водоемов и именуемая гидрологией суши.

Гидрология суши тесно связана с климатологией, метеорологией, почвоведением, гидрогеологией, гидравликой, геодезией, математикой и другими науками. В настоящее время нет ни одной отрасли народного хозяйства, которая в той или иной степени не была бы связана с гидрологией. Без наличия необходимых сведений из гидрологии невозможно проектировать инженерные сооружения. Расчет запасов водных ресурсов для снабжения городов и промышленных объектов, для орошения сельскохозяйственных угодий, выявление режима временных и постоянных водотоков для строительства мостов, плотин и гидростанций - все это требует специальных многолетних наблюдений за уровнями воды, скоростью течения, расходами воды, определения направления струй и уклонов потока, учета наносов, химизма воды и многого другого. Для получения этих данных устраивают специальные водомерные посты и гидрометрические станции.

В системе гидрометеорологической службы Украины, ведущей регулярные наблюдения на реках и озерах, насчитывается несколько сот водомерных постов и гидрометрических станций, которые более или менее равномерно расположены на территории нашей страны. Кроме того, отдельные ведомства устраивают сеть своих временных ведомственных постов, предназначенных для решения задач проектирования и строительства инженерных сооружений.

Таким образом, можно заключить, что гидрометеорологическая служба занимается общим комплексным изучением гидрологических процессов и их закономерностей на всей территории страны с целью удовлетворения разнообразных нужд различных отраслей хозяйства. Ведомственные станции и посты решают более узкие и конкретные задачи, связанные со строительством определенных видов сооружений.

Гидрологические изыскания необходимы при строительстве многих сооружений, и особенно при проектировании мостовых переходов, гидротехнических сооружений. Движущаяся вода обычно перемещает какое-то количество частиц грунта - наносов. Учет наносов важен при назначении проектных уклонов оросительных и водопроводных каналов, которые в ходе эксплуатации должны обеспечивать неразмываемость и незаиляемость каналов, а также при определении так называемого мертвого объема водохранилищ.

4.2 Речная система

Под речной системой понимают главную реку и сеть притоков 1, II, III и т.д. порядков. Площадь, с которой вода стекает в данную реку, называют водосборной, или просто водосбором, и выражают ее в квадратных километрах, рис. 4.1. Ту часть поверхности, из которой вода поступает в реку, называют бассейном. Размеры и конфигурация бассейна важная характеристика речной системы, поскольку они влияют на величину и характер стока.

Речным стоком называют общее количество воды, поступающей в реку из разных источников.



Рис. 4.1. Речная система.

I, II, III, притоки соответственно 1, 2 и 3 порядков.

Конфигурация или форма бассейна определяется его протяженностью, шириной, асимметрией, характером нарастания площади бассейна.

За протяженность бассейна принимают расстояние от истока до наиболее удаленной ее точки.

Характер нарастания площади бассейна обычно представляется в виде графика, на котором показывается постепенное увеличение площади бассейна за счет участков, непосредственно прилегающих к главной реке и увеличения площади за счет площадей бассейнов притоков.

Площади бассейна и его частей обычно определяют по картам, при помощи планиметра. Точность такого определения зависит масштаба карты, размеров и формы обводимой площади; обычно она составляет??? величины площади. Для получения площади бассейна с более высокой точностью необходимо произвести комплекс полевых геодезических работ. Такие работы, в частности, приходится выполнять при определении площадей бассейнов малых водотоков, для проектирования искусственных сооружений (мосты, трубы) на дорогах. Касаясь характеристики самой реки, нужно, прежде всего, выделить ее основные части: исток, верховье, среднее течение, низовье. Истоком реки может быть родник, озеро, болото, тающие в горах снег и ледники.

Разграничение реки на три участка (верховье, среднее течение, низовье) несколько условно и имеет смысл лишь для рек значительного протяжения.

Место, где река впадает в море, озеро или другую реку, называют устьем. При впадении в море реки образуют различные по форме устья, например, дельты, лиманы, губы, фиорды.

4.3 Река и ее характеристики

Важные характеристики реки - ее длина, падение, уклоны, скорости течения и расходы.

Длину реки чаще всего определяют по карте, посредством малого (1-2 мм) раствора измерителя. Для этого всю длину реки делят на небольшие участки (между устьями впадающих притоков) и измеряют их в прямом и обратном направлениях, не допуская расхождений между результатами более 2%. Если река имеет много мелких извилин, не доступных для измерений на карте, то необходимо среднее значение длины (из прямого и обратного ходов) умножить на коэффициент извилистости, который определяют на основе сравнения характера реки на карте. Для приближенных измерений длин рек можно пользоваться курвиметром.

Продольный уклон непрерывно изменяется и в пределах одной реки: в верховье он обычно больше, а по мере продвижения к устью убывает. При изучении продольного профиля реки можно выделить в ней отдельные участки, характеризующиеся сравнительно большими глубинами и спокойным течением - это плёсы и участки с малыми глубинами и более быстрым течением - перекаты. Уклоны водотоков изменяются во времени, а также при проходе паводков. Линия, соединяющая точки русла с наибольшими глубинами, называется динамической осью потока или фарватером; на судоходных реках фарватером называют полосу водной поверхности (отмеченную специальными знаками - бакенами), в пределах которой гарантированы определенные глубины.

Уклоны рек выражаются десятичными дробями или в промилле. Уклоны могут быть найдены по карте, по имеющимся на ней отметкам урезов воды или, что точнее, непосредственно на местности путем нивелирования урезов воды. Точность нивелирования зависит от величины уклона реки: чем больше уклон, тем ниже может быть класс нивелирования. Обычно для этой цели применяется нивелирование IV или III класса, иногда II класса.

Наряду с продольным уклоном может быть и поперечный уклон реки, т.е. такой случай, когда уровень воды у одного берега выше, чем у другого. Причин для такого перекоса водной поверхности несколько: вращение Земли (Кориолисово ускорение), кривизна русла (центробежная сила), Поперечный уклон реки может быть вызван также ветром, дующим в перпендикулярном к реке направлении. Величина перекоса в таком случае может достигать нескольких дециметров; она зависит от ширины реки и силы ветра.

Зеркало воды в поперечном сечении реки может иметь выпуклую и вогнутую поверхность в связи с быстрым подъемом воды в реке в периоды половодий и паводков и быстрым спадом после прохождения высоких уровней.

Следующие характеристики реки относятся к ее живому сечению. Живым, или водным сечением называется площадь, нормально расположенная к направлению течения реки и заполненная текущей водой (для линейных сооружений довольно часто уровнем воды в реке пользуются для передачи отметки с одного берега на другой).

4.4 Инженерно-метеорологические изыскания

Инженерно-метеорологические изыскания производятся для того, чтобы выяснить влияние различных физических явлений и процессов, происходящих в атмосфере, на возведение и эксплуатацию инженерных сооружений, на их надежность и долговечность. Например, инженерно-метеорологические изыскания крайне необходимы для учета динамического действия ветровой нагрузки на гибкие сооружения. Под влиянием ветра эти сооружения испытывают колебания, которые происходят не только вдоль, но и поперек ветрового потока. При проектировании аэропортов и линий электропередач учитываются материалы наблюдений за грозами, гололедом и ветром. Инженерно-метеорологические изыскания выполняются в тесной связи с инженерно-гидрологическими изысканиями.

Для гидрологических расчетов с использованием уравнения водного баланса, для расчетов стока и максимальных расходов требуются данные об осадках. Испарение учитывается как при гидрологических расчетах, так и для определения потерь воды в водохранилищах, каналах и т.п. Изучение силы и направления ветра является важным для характеристики уровненного режима озер и водохранилищ. Под действием ветра происходят нагоны и сгоны, которые оказывают влияние на напор гидростанций и учитываются при расчетах размеров волны и т.п.

При оценке точности выполнения геодезических измерений влияние метеофакторов объединяют в один общий источник ошибок - влияние внешней среды. Вводятся метеопоправки при измерении расстояний свето- и радиодальномерами, поправки за горизонтальную и вертикальную рефракцию при измерении углов, поправки за изменение длины мерных приборов от температуры и др.

При исследовании атмосферных явлений и процессов находят их количественные и качественные характеристики. Эти характеристики называют метеорологическими элементами. Число их достаточно велико. Основными являются следующие характеристики: температура воздуха, атмосферное давление, влажность воздуха, скорость и направление ветра, облачность. В основном, эти данные получают на основе постоянных наблюдений на стационарных станциях или постах. Полученные данные систематических наблюдений обобщают и они используются как справочно-нормативные при проектировании зданий и сооружений.

5. Экономические и экологические изыскания

5.1 Роль и содержание экономических изысканий

Роль и содержание экономических изысканий зависят от вида инженерного сооружения. Например, для промышленных объектов экономические изыскания призваны: определить экономическую целесообразность размещения сооружения в данном месте с учетом обеспечения его сырьем, топливом, электроэнергией, водой, газом, а также выяснить условия реализации готовой продукции; определить наиболее выгодные пути и средства сообщения внутри района и условия примыкания к сети существующих дорог; установить возможность кооперирования объекта с существующими и строящимися предприятиями; выяснить перспективы расселения рабочих и служащих на период строительства и эксплуатации сооружения.

При проектировании объектов транспорта экономические изыскания дают возможность определить выгоднейший вид транспорта (автомобильный, железнодорожный, водный), установить наиболее рациональное прохождение трассы на местности, размеры грузовых и пассажирских перевозок, определить основные параметры сооружения.

Экономические изыскания при проектировании городов и рабочих поселков ведутся в несколько меньшем объеме, так как отпадает надобность в сборе сведений о сырьевой базе и потребителях продукции. Экономические изыскания на таких объектах должны определить численность населения и перспективы его роста, степень занятости, степень обеспеченности населения жилой площадью, установить степень и перспективы развития промышленности, транспорта, сети культурно-бытовых предприятий; наличие свободных территорий для возведения зданий и мест организации отдыха

Основной состав работ при экономических изысканиях - это обследования и сбор материалов на район строительства, обработка, систематизация и анализ собранных материалов. Детальный перечень собираемых сведений, естественно, зависит от типа проектируемого сооружения, и в одних случаях (на автомобильных и железных дорогах) он сводится к получению данных о перспективных размерах грузовых и пассажирских перевозок, в других - к сбору сведений о существующих промышленных предприятиях и их продукции, о возможности хозяйственной и технологической связи с ними, об энергоснабжении, о сырьевых ресурсах района, о путях сообщения, об условиях будущего строительства и подготовки к нему.

Независимо от вида сооружения при экономических изысканиях необходимо выяснить условия обеспечения будущего строительства строительными материалами (цементом, песком, гравием, глиной, бутовым камнем) и элементами сборных конструкций.

Экономические изыскания являются основой технико-экономического обоснования инвестиций (ТЭО инвестиций). На их основе выявляется необходимость и целесообразность строительства и реконструкции промышленных объектов, их техническую осуществимо и эффективность инвестиций. Для разработки эскизного проекта экономические изыскания часто ведутся без привязки сооружения к конкретному месту. Для дорог, например, без определения положения дороги и ее конечных пунктов (заданы могут быть лишь взаимосвязываемые экономические районы). При промышленном строительстве необходимость таких изысканиях возникает в случаях проектирования сложных и крупных промышленных комплексов, когда прежде всего должны быть выяснены общие перспективы экономического развития района в целом. Экономические изыскания на стадии «проект» ведутся для проектирования конкретного сооружения с привязкой его к определенной местности: плотины - к створу на реке, дороги - к пунктам примыкания, промышленного или гражданского сооружения - к выделенному участку территории. Экономические изыскания в этом случае должны охватить не только участок будущего строительства, но и прилегающие районы.

5.2 Экономическое сравнение вариантов

В ходе проектирования инженерных сооружений, особенно транспортных и гидротехнических, естественно, возникает несколько возможных решений проектной задачи, в большей или меньшей степени удовлетворяющих поставленным требованиям. Каждое из таких решений называют вариантом. Довольно часто при изысканиях возникает от двух до пяти вариантов, а иногда и более. Сравнение таких конкурирующих вариантов позволяет находить наилучшее решение задачи. Привлекать большое число вариантов нецелесообразно, так как в этом случае преимущество одного варианта над другим часто оказывается несущественным, а расчеты по большому числу вариантов удлиняют сроки принятия окончательного решения.

Экономические показатели варианта отражаются в сметной документации. Подсчет стоимости по каждому варианту ведется с учетом затрат на строительство и последующий период эксплуатации сооружения. При подсчетах стоимости строительства должны учитываться два основных вида затрат:

а) непосредственно на строительство сооружения или прямые затраты;

б) на другие работы, обусловленные строительством сооружения, или дополнительные затраты.

Прямые затраты складываются из стоимости рабочей силы, стройматериалов, готовых конструкций, расходов на транспорт, электроэнергию, эксплуатацию строительных машин и др. Они характеризуют, например, стоимость 1 м³ земляной плотины, 1 пог. км дороги, трубопровода, тоннеля.

Появление дополнительных затрат обусловлено тем, что возводимое сооружение приходит в соприкосновение с окружающей местностью и в той или иной мере воздействует на нее. Например, строительство плотины на реке ведет к образованию водохранилища, в зону затопления которого может попасть множество объектов, требующих их переноса, переустройства пли защиты, рис. 5.1. Часть объектов, таких, как дороги, линии связи, линии электропередач, сельскохозяйственные угодья, при этом целиком утрачиваются. Все это наносит ущерб хозяйству, требует значительных дополнительных денежных затрат.

Рис. 5.1. Характер изменения площади затопления с изменением уровня верхнего бьефа

Размеры дополнительных затрат зависят от вида сооружения. Из приведенного выше примера, рис. 5.1, очевидно, что при строительстве ГЭС дополнительные затраты могут быть весьма значительными. Роль дополнительных затрат при гидротехническом строительстве существенна еще и потому, что величина их в определенной мере влияет на основные параметры сооружения. Действительно выше уровня верхнего бьефа напор Н и как результат мощность ГЭС. В то же время с увеличением высоты плотины увеличивается, иногда очень резко, площадь затопления и, следовательно, дополнительные затраты. В этом случае только материалы экономических изысканий позволяют выбрать оптимальный вариант ГЭС, т.е. одного из главных параметров гидротехнического сооружения.

Дополнительные затраты на других видах сооружений обычно меньше и влияние их на технические параметры сооружений не столь велико.

5.3 Экологические изыскания

Строительство и эксплуатация разнообразных по своему назначению зданий и сооружений неизбежно вызывают нежелательные изменения в окружающей среде: нарушается естественный режим поверхностных и подземных вод, истощаются их запасы, загрязняется окружающая среда отходами производства, в результате повышения уровня грунтовых вод подтапливаются большие территории и т.д. Крупные города и промышленные центры загрязняют атмосферу и существенно изменяют климатические условия. В результате хозяйственной деятельности человека преобразуются природные ландшафты и изменяется рельеф земной поверхности. Поэтому на стадии изысканий ставится задача подбора для застройки экологически менее ценных участков с низко плодородными почвами или вообще лишенными почвенного покрова, неудобные в обработке и т.д.

Развитие строительства в нашей стране, реконструкция и перепрофилирование производств приводят к необходимости законодательного регулирования взаимоотношений человека с окружающей природной средой, направленного на рациональное использование им природных богатств, их сохранение и приумножение. Поскольку основная задача инженерных изысканий - изучение природных условий строительства, то не вызывает сомнения, насколько важна их роль в соблюдении принятых законоположений по охране окружающей среды.

Прежде всего, соблюдать эти законы необходимо при выполнении инженерных изысканий. Это значит, что при подготовке к изыскательским работам следует предусматривать и осуществлять меры предупредительного характера, исключающие возможность необоснованных потрав сельскохозяйственных культур, вырубку леса, загрязнения поверхностных и подземных вод, возникновения пожаров, гибели диких животных и птиц. Кроме того, необходимо избегать вмешательства в естественный ход природных процессов, в частности, не вызывать возникновения или активизации оползней, протаивания мерзлых грунтов, замачивания просадочных и набухающих грунтов. По завершении изысканий необходимо проводить ликвидационные работы (качественный тампонаж скважин, особенно тех, которые вскрыли водоносные горизонты, засыпку шурфов, других горных выработок и выемок и др.) и восстановительные мероприятия, обеспечивающие дальнейшее использование угодий в сельском, лесном или рыбном хозяйстве. Особое внимание следует уделять восстановлению почвенного покрова на тех участках, где он был нарушен.

Этим, однако, не ограничивается роль изыскателей в охране природы. Изыскатель участвует в выборе строительной площадки или трассы, он первым приходит на место будущего строительства и всесторонне изучает его природные условия, чтобы учесть их в проекте будущего сооружения. Поэтому материалы изысканий и выработанные изыскателями рекомендации должны способствовать выбору такого местоположения зданий и сооружений проектируемого объекта, где бы их строительство и эксплуатация в минимальной степени нарушали естественный ход природных процессов в нежелательном для окружающей среды направлении, не вызывали появления и развития антропогенных процессов, пагубно влияющих на устойчивость зданий и сооружений, а также на окружающую природу.

При обосновании решения последующих проектных задач (компоновке зданий и сооружений на выбранной строительной площадке, разработке расчетных схем зданий и сооружений) изыскатель также обязан ориентировать проектировщика на то, чтобы принимаемые проектные решения наиболее полно соответствовали местным природным условиям строительства, чтобы каждое здание и сооружение проектируемого объекта было вписано в существующую природную среду. Такой подход будет способствовать не только повышению эффективности капитальных вложений в строительство, но и охране окружающей среды от вредного воздействия на нее хозяйственной деятельности человека.

Особое значение в соблюдении природоохранных требований приобретают формулируемые изыскателями рекомендации по производству строительных работ, которые далеко не всегда осуществляются строителями. Поэтому на строительстве всех крупных объектов в группу авторского надзора за производством строительных работ обязательно должны быть включены изыскатели. Их участие в надзоре будет способствовать более строгому выполнению рекомендаций по охране природы.

Однако как бы тщательно не был разработан проект, во многих случаях избежать вредных последствий от воздействия построенного объекта на окружающую среду нельзя. Строительство гидроэлектростанций, например, всегда сопряжено с затоплением и подтоплением больших территорий, что существенно изменяет природные условия на многие километры вокруг. Любое промышленное производство неизбежно влияет на окружающую среду, загрязняя своими отходами воздух, подземные и поверхностные воды, изменяя тепловой, радиационный и водный балансы на окружающей территории и т.д. Все это вызывает необходимость осуществления защитных мероприятий, эффективность и действенность которых часто определяются качеством выданных изыскателями прогнозов изменения природных условий под воздействием строительства и эксплуатации зданий и сооружений проектируемого объекта. Разработка обоснованных и качественных прогнозов возможна, если в процессе изысканий будут вскрыты и изучены основные закономерности и причинные взаимосвязи между отдельными компонентами природных условий, проанализированы возможные и наиболее вероятные их изменения в результате хозяйственной деятельности человека в целом и под влиянием строящегося сооружения в частности. По этой причине роль и значение изысканий в соблюдении основ земельного и водного законодательств и законов об охране природы и недр при строительном освоении территории резко повышаются. Правильно составленный прогноз позволяет разработать эффективные предупредительные или защитные мероприятия, которые в свою очередь будут способствовать сохранению в сфере материального производства земельных ресурсов страны сохранению и рациональному использованию других природных богатств.

Во многих случаях направленность и интенсивность развития прогнозируемых процессов не всегда отвечает наблюдаемым. Например, очень много ценных земельных угодий было утрачено в результате непредвиденной по своим масштабам переработки берегов водохранилищ, созданных на самой крупной реке страны - Днепре. Совершенно неожиданным явилось подтопление территорий некоторых крупных городов, металлургических и химических заводов и даже элеваторов грунтовыми водами. Сравнительно недавно выявлены причины оседания земной поверхности в пределах крупных городов, водоснабжение которых осуществляется за счет подземных, вод и т.д. Эти факты свидетельствуют о необходимости сосредоточения и интенсификации усилий научных коллективов на разработку прогнозов изменения природных условий под влиянием хозяйственной деятельности человека в том числе и его инженерно-строительной деятельности.

Соблюдение основ земельного и водного законодательств, законов об охране природы и недр при строительстве, включая выполнение инженерных изысканий, следует рассматривать в трех аспектах:

соблюдение указанных законоположений при выполнении работ, связанных с инженерными изысканиями;

материалы инженерных изысканий должны включать полный комплекс исходных материалов, которые будут способствовать созданию таких проектов зданий и сооружений, осуществление которых на практике будет минимально изменять природные условия;

На основе материалов изысканий должны быть разработаны прогнозы возможного изменения природных условий под влиянием инженерно-строительной деятельности человека, а также предусмотрены эффективные предупредительные и защитные мероприятия, направленные на уменьшение степени этого влияния.

При планировании развития индустриальных районов необходимо учитывать возможность возникновения экологических перегрузок. Чтобы совместить экономические требования и задачи охраны природы, необходимо жесткое лимитирование в такой местности тех производств, которые могут быть без особых неудобств размещены в других регионах. Примером таких перегрузок может служить Донбасс.

6. Историко-архитектурные изыскания

Историко-архитектурные и культурологические изыскания, которые более точно можно определить как исследования, проводятся при реставрации культурных памятников и памятников архитектуры

Реставрация памятника обязательно должна опираться на многосторонние комплексные исследования. Они начинаются уже на стадии предварительного ознакомления с объектом, когда, выполняются схематические обмеры и ознакомление с первичными сведениями, содержащимися в документации, хранящейся в государственных органах охраны памятников и в наиболее доступной литературе. Цель этих работ - составить первичное представление о сооружении, подлежащем реставрации, дать общую оценку его художественных особенностей в существующем состоянии, степени искажения позднейшими перестройками и технической сохранности. До раскрытия памятника, опираясь на одно лишь визуальное ознакомление с ним, дать подобную оценку можно лишь очень приближенно, но и для этого от архитектора и от инженера, которые выполняют работы совместно, требуются большие знания и опыт. На основании предварительного обследования устанавливаются объем, состав и направленность дальнейших исследовательских работ.

Программа исследования должна включать цикл работ по архитектурному изучению памятника и цикл инженерно-технических изысканий. Важно, чтобы эти циклы были взаимно увязаны для получения наиболее полной и всесторонней исследовательской картины, без которой невозможно правильное решение реставрационных задач.

Цикл архитектурного изучения памятника призван с максимальной полнотой осветить строительную историю памятника, выявить сохранившиеся остатки утраченных архитектурных форм, определить возможность их документально точного восстановления. В этот цикл входят работы, осуществляемые вне памятника, и исследования самого сооружения в натуре. Вне памятника выполняется сбор исторических данных о нем, дошедших в виде текста или графических материалов. Натурные исследования включают работы по фиксации памятника, археологическому и зондажному раскрытию. Кроме того, для более глубокого понимания изучаемого памятника обычно оказывается необходимым собрать сведения о других сооружениях соответствующего времени и территории, так называемых аналогиях. Кроме того, в ряде случаев оказывается необходимым привлечение художника-реставратора для установления наличия или отсутствия на памятнике росписей, покрасок, ценных элементов отделки, степени их сохранности и технического состояния.

Главная задача инженерно-технического цикла исследований - выявить техническое состояние памятника, причины и факторы происходящих разрушительных процессов, наметить необходимые технические меры для обеспечения длительной сохранности его конструкций и декоративного убранства. Для этого необходимо изучение гидрологических условий территории, на которой находится памятник, и состояния его конструкций. Изучение конструкций обычно производится путем их вскрытия в виде шурфов или зондажей, позволяющих установить состояние кладки фундаментов и стен, наличие скрытых трещин, поражения балок и стропил и т.п. Важная часть исследования - лабораторное изучение строительных материалов памятника, при помощи которых определяются их химический состав, комплекс физико-механических свойств и состояние. В частности, для разработки технологических рекомендаций и подбора новых реставрационных материалов первостепенное значение имеют такие свойства, как механическая прочность, морозостойкость, пористость, водопоглощение, паропроницаемость и такие показатели состояния, как влажность и засоленность. При определении причин разрушения важно также выявить зараженность конструкций памятника различными видами биоразрушителей: грибами, водорослями, микроорганизмами и т.п. Для определения надежности металлических конструкций большое значение имеет исследование кристаллической структуры. Наряду с этим лабораторные исследования материалов позволяют ответить и на ряд вопросов архитектурного изучения памятника.

Процессы разрушения материалов теснейшим образом связаны с условиями, в которых эти материалы находятся, в первую очередь с температурой и влажностью. В последнее время изучение температурно-влажностного режима занимает все большее место в комплексе реставрационных инженерно-технических исследований. Особенно велико значение изучения и нормализации температурно-влажностного режима для памятников, имеющих настенные росписи, лепнину и другие элементы ценной отделки, а также предметы внутренней обстановки, которые наиболее чувствительны к неблагоприятному воздействию основных разрушающих факторов.

Многосторонность инженерно-технических исследовательских задач заставляет привлекать к их разрешению специалистов различных научных областей: геологии, строительной инженерии, химии, физики, биологии, металловедения, строительной физики. Как правило, в крупных реставрационных организациях существуют научные подразделения, занимающиеся разработкой всех этих вопросов. Однако и в этом случае общая координирующая роль, как правило, должна принадлежать архитектору-реставратору, наиболее полно знающему особенности памятника и главные задачи его предстоящей реставрации.

Результаты комплексных научных изысканий должны включать следующие материалы:

а) выписки из архивных документов и других источников;

б) список библиографических источников и архивных дел;

в) историческую справку;

г) иллюстрации (репродукции, копии документов, выкопировки, эпиграфические исследования и др.);

д) обмерные чертежи;

е) отчет об археологических раскопках, зондажах и шурфах;

ж) отчет об исследовании и испытании строительных материалов;

з) заключение о техническом состоянии памятника с рекомендациями по его инженерной реставрации;

и) отчет о подобранных аналогах и систематизации обследованных архитектурных элементов памятника;

к) историко-стилистические анализы строительного развития здания и прочие исследования.

Размещено на Allbest.ru