Изыскания дорог

Строительство дорог – многогранный и сложный процесс, требующий грамотной инженерной и технической подготовки. Одним из важных этапов перед началом работ являются профессиональные изыскания для строительства дорог. Это комплекс исследований по изучению технических, природных, экономических и других факторов, на основании которых определяется детальная информация для подготовки качественного дорожного полотна и выбора наиболее подходящих методов строительства. Возведению любого дорожного объекта предшествуют инженерные изыскания.

Типы инженерных изысканий для строительства дорог

В рамках изысканий перед строительством дорог выполняют разнотипные исследования, которые по способам и особенностям проведения классифицируются в несколько узконаправленных направлений:

• геодезические изыскания дорог – направлены на получение высоты, уклонов, расстояния и других геометрических параметров отведенных под дороги участков. Комплекс мероприятий построен на проведении геодезических и топографических измерений, по результатам которых составляют ситуационные планы, проводят разбивку трассы по оси, создают точные планы и карты участков дорожного строительства;
• геологические исследования – необходимы для геологической структуры местности. Работы включают бурение разведочных скважин с целью определения уровня подземных вод и взятия образцов грунта для лабораторных анализов. По результатам исследований определяют тип грунта, определяют возможные риски и опасности, которые могут возникнуть при строительстве или эксплуатации дороги;
• гидрологические исследования – основаны на определении глубины залегания подземных вод, разработке рекомендаций и способов их контроля при проведении строительных работ;
• экологические изыскания дорог – позволяют определить наиболее подходящий участок для прокладки дороги и к минимуму свести негативное воздействие на окружающую среду от строительства и эксплуатации объекта;
• технические изыскания дорог – нужны для оценки характеристик грунтов. Помогают правильно подобрать методы укрепления грунта и материалы для возведения дороги.

Каждая из разновидностей исследований имеет свою важность. Поэтому для эффективности, долговечности и безопасности дорожных магистралей инженерные изыскания дорог необходимо проводить комплексно, включая все виды исследований.

Основные параметры, которые оцениваются при изысканиях

Главная задача инженерных изысканий состоит в получении полной и объективной информации об участках, где планируется строительство линейного объекта. При проведении исследований определяют:

• состав и прочность грунтов – от этих характеристик зависит устойчивость дорожного полотна. Например, если по характеристикам почвы выяснится, что в конкретных местах трассы возможны оползни, то там потребуется установка защитных конструкций. Наличие полной информации о свойствах и типе грунтов позволит выявить возможные зоны разломов и других опасных процессов, своевременно принять меры по их предотвращению;
• уровень грунтовых вод – на проектируемом участке линейного объекта определяют наличие водоносных горизонтов, состав и глубину залегания подземных вод, расположение водоразделов относительно прохождения дорожного полотна, оценивают возможные риски подтопления и разрушения объекта;
• плотность и сжимаемость грунтов – подготовка качественных дорожных оснований невозможна без наличия показателей плотности и сжимаемости преобладающих на участке грунтов. От этих параметров напрямую зависит способность грунта выдерживать нагрузки, надежность и прочность возведенного объекта;
• физико-механические свойства материалов для строительства – необходимы для определения структуры подстилающей поверхности под трассой, выбора материалов, способных выдерживать внешние нагрузки с учетом типа и параметров проходимости будущей дороги.

Безопасность дорожного движения – главная задача, которую нужно решить перед строительством дороги. Только комплексные изыскания позволят получить информацию и определить факторы, от которых зависит устойчивость и надежность дорожного покрытия.

Этапы инженерных изысканий для дорог

Инженерные изыскания для дорожных объектов осуществляются в следующем порядке:

1. Предпроектные исследования. Данная стадия включает сбор и анализ архивных материалов по участку с отображением рельефа местности, грунтовых вод, наличие в близости водоемов и других природных объектов, проходящими рядом коммуникациями. Это необходимо для правильного определения направления линейного объекта, целесообразности материально-технических и финансовых вложений.
2. Полевые работы. Выполняются с выездом на участок строительства. Специалисты проводят геодезические, геологические и другие исследования, бурят скважины, отбирают образцы грунтовой породы, выполняют иные измерения для оценки характеристик местности.
3. Лабораторные исследования. Взятые на этапе полевых работ изучают в лабораторных условиях. При этом используют разные методы в зависимости от типа образцов. Например, прочность, сжимаемость, упругость и другие характеристики грунта определяют с использованием методов одноосного или трехосного сжатия. Влажность почвы измеряют электрометрическим, термостатным или гидростатическим способом.

Завершающий этап – проектирование и проведение расчетов. Для правильного проектирования дорожного объекта помимо полученных в процессе изысканий результатов учитывают также ожидаемые нагрузки, тип транспортных средств, использующих конкретную дорогу, интенсивность движения и другие факторы в зависимости от типа и специфики дороги.

Значение изысканий для разных типов дорог

Изыскания дорог – важный и необходимый процесс, позволяющий найти наилучшее решение по их строительству и проектированию. Дорожные объекты разнятся своим назначением, конструктивными и другими особенностями. Соответственно для каждого вида дорог изыскания обеспечивают решение определенных задач:

• изыскания автомобильных дорог позволяют безошибочно выбрать трассу магистрали, определить устойчивость и прочность земляного полотна, подобрать тип дорожного покрытия и технологию укладки материалов, спроектировать мероприятия по защите дороги от техногенных, природных и других неблагоприятных факторов. Наличие точной информации – гарантия надежности дорожного покрытия, безопасности и долговечности автодороги;
• изыскание железных дорог обеспечивают получение данных для выбора трассы и определения характеристик железнодорожного полотна. Например, для улучшения пропускной способности помимо основного полотна возводят дополнительные пути, выбирают места для депо и стоянок. Без предварительных исследований невозможно правильно спроектировать трассу;
• изыскания городских дорог – важная мера обеспечения их качества и надежности. Городские дороги являются сложными линейными сооружениями, где особое внимание необходимо уделять типу дорожного покрытия, устройству дренажа, прокладке трассы без ухудшения бытовых условий населения и другим параметрам. При этом нужно учитывать близость жилой застройки, наличие уже функционирующих коммуникаций, требования беспыльности, бесшумности и водонепроницаемости дороги. Без изысканий сложно достичь соответствующих законодательным нормам результатов.

К объектам дорожной инфраструктуры относят также мосты и тоннели. Изыскания таких конструкций необходимы для правильного создания разбивочной сети, выбора типа и технологии создания земляного основания, определения мест установки опор, определения точной длины пролетных строений, расчета устойчивости грунтовых пород к предстоящим нагрузкам. Именно от правильно проведенных изысканий зависит безопасность и эксплуатационные характеристики дорожных сооружений.

Использование современных технологий в изысканиях

Для достижения точности результатов и повышения скорости проведения изысканий используют современные технологии и методы:

• беспилотные технологии – позволяют получить детализированные и точные изображения местности, провести топосъемку линейного объекта в труднодоступных местах, где выполнить полевые исследования невозможно;
• лазерное сканирование является эффективным инструментом строительной геодезии. Процесс позволяет посредством перевода геометрических форм в математические модели создавать точные копии дороги с одновременным решением разнотипных задач – от расчета насыпи земляного полотна до проектирования и строительства дорожного объекта;
• дистанционное зондирование – геопространственная технология, позволяющая без физического контакта с землей собирать образцы электромагнитных излучений водных, земных и атмосферных экосистем с целью определения их свойств и характеристик.

3D-моделирование и симуляция все активнее внедряется в дорожное строительство. С помощью технологии можно создавать детализированные 3D-модели и симуляции возводимых линейных объектов. Это предоставляет возможность на этапе проектирования обнаружить потенциальные проблемы и вовремя внести необходимые корректировки. Например, с помощью симуляции можно увидеть, как при высоком трафике или разных погодных условиях будет вести себя дорога и принять обоснованные решения.

Возможные риски инженерных изысканий

Качество изысканий и точность полученный результатов – гарантия правильного проектирования и строительства, безопасности эксплуатации дороги. При этом к серьезным и катастрофическим последствиям могут привести:

• ошибки в измерениях и расчетах – неправильно измеренные координаты, даже незначительные отклонения в отметках высот, погрешности при выполнении расчетов приводят к неравномерным усадкам и деформации конструкций, частичному или полному разрушению дорожного покрытия;
• сложности и неточности в полевых работах – причина недостаточного исследования участка. Результатом может быть неправильное определение уровня подземных вод, неточность оценки несущей способности грунта и другие упущения. Использование устаревшего оборудования также приводит к получению недостоверных данных.

Некачественные экологические изыскания влекут за собой негативное воздействие на экологию.

Как выбрать подрядчика для проведения инженерных изысканий

Качество изысканий напрямую зависит от профессионализма исполнителя работ. При выборе подрядчика необходимо обращать внимание на наличие у него разрешительных документов и лицензий на проведение изыскательных работ, опыт выполнения таких проектов, наличие современного оборудования, комплекс оказываемых услуг. Ответственный подход к выбору подрядчика – залог быстрого и правильного проведения изысканий, соответствующих требованиям ГОСТ.

Заключение

Инженерные изыскания – неотъемлемая составляющая строительства дорог. Они обеспечивают получение точной информации о геологии участка и характеристиках грунтов, позволяют правильно разрабатывать проекты, оптимизировать процессы строительства, исключить риски разрушений и аварийных ситуаций при эксплуатации объекта.