Геодезические изыскания

Геодезические изыскания — это комплекс работ, выполняемых для получения информации о рельефе, ситуации, существующих зданиях и сооружениях, а также о других элементах местности, необходимых для проектирования, строительства, реконструкции и эксплуатации объектов капитального строительства. Они являются одним из основных видов инженерных изысканий, предшествующих любому капитальному строительству, и регламентируются нормативными документами, в первую очередь Сводом правил СП 47.13330.2016 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения».

Цели и задачи

Основная цель геодезических изысканий — обеспечение проектной документации точными пространственными данными, позволяющими принять обоснованные проектные решения. В рамках изысканий решаются следующие задачи:

• Создание опорных геодезических сетей (плановых и высотных) на участке работ.
• Топографическая съёмка местности в заданном масштабе с отображением рельефа, растительности, гидрографии, дорог, инженерных коммуникаций и других объектов.
• Определение координат и высот характерных точек зданий, сооружений, границ земельных участков.
• Вынос в натуру (закрепление на местности) осей проектируемых зданий и сооружений.
• Исполнительная съёмка построенных объектов для контроля соответствия проектному положению.
• Наблюдение за деформациями зданий и сооружений в процессе строительства и эксплуатации.

Виды геодезических изысканий

Геодезические изыскания классифицируются по нескольким признакам. Основные виды включают:

По стадии проектирования и строительства

• Изыскания для предпроектной документации. Выполняются на начальном этапе для выбора площадки строительства. Включают сбор и анализ существующих картографических материалов, рекогносцировку местности.
• Изыскания для проектной документации. Основной этап, в ходе которого создаётся подробный топографический план (обычно в масштабах 1:500, 1:1000, 1:2000), необходимый для разработки генерального плана, вертикальной планировки, прокладки инженерных сетей.
• Изыскания в период строительства. Включают геодезические разбивочные работы (вынос осей), контроль геометрических параметров возводимых конструкций, исполнительную съёмку скрытых работ и поэтажную съёмку.
• Изыскания в период эксплуатации. Мониторинг деформаций и осадок зданий и сооружений, наблюдение за состоянием оползневых склонов, определение кренов высотных объектов.

По объекту и методу

• Топографическая съёмка. Создание топографических планов и карт местности. Выполняется с использованием тахеометров, GNSS-приёмников, беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), лазерных сканеров.
• Инженерно-гидрографические работы. Изучение рельефа дна водоёмов, русел рек, акваторий портов для проектирования гидротехнических сооружений, мостов, причалов.
• Геодезические наблюдения за деформациями. Систематические измерения осадок, сдвигов, кренов фундаментов и несущих конструкций с высокой точностью (до долей миллиметра).
• Создание и развитие опорных геодезических сетей. Построение на местности системы пунктов с известными координатами и высотами, служащей основой для всех последующих измерений.

Этапы проведения работ

Процесс геодезических изысканий включает несколько обязательных этапов, регламентированных нормативными документами:

1. Подготовительный этап. Сбор и анализ имеющихся материалов (архивные топопланы, данные Росреестра, сведения о ранее выполненных изысканиях). Составление программы работ, календарного плана, выбор методов и оборудования.
2. Полевой этап. Выезд на участок, рекогносцировка, закладка опорных знаков (реперов, пунктов плановой сети). Выполнение полевых измерений: тахеометрическая съёмка, GNSS-измерения, лазерное сканирование, нивелирование. Одновременно ведётся абрис (схематический чертёж местности с промерами).
3. Камеральный этап. Обработка полевых данных в специализированном программном обеспечении (Credo, AutoCAD, MapInfo, GeoniCS). Уравнивание геодезических сетей, построение цифровой модели рельефа (ЦМР), создание топографического плана, составление отчёта.
4. Сдача материалов. Передача заказчику технического отчёта, включающего текстовую часть (пояснительная записка, методика работ, оценка точности) и графические приложения (топографические планы, профили, схемы сетей).

Оборудование и технологии

Современные геодезические изыскания базируются на использовании высокоточного электронного и спутникового оборудования:

• Электронные тахеометры. Основной инструмент для угловых и линейных измерений. Позволяют измерять расстояния с точностью до 1–2 мм и углы с точностью до 1–2 угловых секунд. Многие модели оснащены лазерным сканером и системой автоматического наведения (роботизированные тахеометры).
• GNSS-приёмники. Используются для определения координат в глобальных навигационных спутниковых системах (GPS, ГЛОНАСС, Galileo, BeiDou). Обеспечивают точность от нескольких сантиметров (в режиме реального времени RTK) до миллиметров (в статическом режиме с постобработкой).
• Лазерные сканеры (наземные и воздушные). Позволяют получать облака точек с миллионами измерений в секунду, создавая детальную 3D-модель местности, зданий или сооружений. Эффективны для съёмки сложных промышленных объектов, фасадов, мостов.
• Беспилотные летательные аппараты (БПЛА). Используются для аэрофотосъёмки с последующей фотограмметрической обработкой. Позволяют быстро создавать ортофотопланы и цифровые модели рельефа на больших территориях (от десятков гектаров).
• Цифровые нивелиры. Применяются для высокоточного определения превышений (вертикальной съёмки). Обеспечивают автоматическое снятие отсчётов по рейке со штрих-кодом.
• Программное обеспечение. Специализированные пакеты для обработки геодезических измерений, построения цифровых моделей, создания топографических планов (Credo, AutoCAD Civil 3D, GeoniCS, Topocad, Leica Geo Office).

Нормативное регулирование в России

В Российской Федерации геодезические изыскания регулируются рядом законодательных и нормативных актов:

• Градостроительный кодекс РФ. Устанавливает обязательность инженерных изысканий для подготовки проектной документации.
• Федеральный закон «О геодезии, картографии и пространственных данных» (№ 431-ФЗ). Определяет правовые основы деятельности в области геодезии и картографии.
• СП 47.13330.2016 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения». Свод правил, регламентирующий состав, порядок и требования к выполнению инженерных изысканий, включая геодезические.
• ГОСТы и СНиПы. Ряд государственных стандартов (например, ГОСТ 22268-76 «Геодезия. Термины и определения») и строительных норм (например, СНиП 3.01.03-84 «Геодезические работы в строительстве») устанавливают технические требования к точности и методам измерений.
• Лицензирование и саморегулирование. Выполнение геодезических изысканий для строительства требует членства в саморегулируемой организации (СРО) в области инженерных изысканий. Лицензирование деятельности в области геодезии и картографии (включая работы с государственными геодезическими сетями) осуществляется Федеральной службой государственной регистрации, кадастра и картографии (Росреестр).

Точность и масштабы

Точность геодезических изысканий определяется масштабом создаваемого топографического плана и требованиями проекта. Основные показатели точности:

• Средняя погрешность определения планового положения точек съёмки относительно ближайших пунктов геодезической сети не должна превышать 0,5 мм в масштабе плана. Для масштаба 1:500 это составляет 0,25 м на местности.
• Средняя погрешность определения высот точек (рельефа) не должна превышать 1/4 высоты сечения рельефа. Для сечения рельефа 0,5 м — 0,125 м.
• Точность разбивочных работ при выносе осей зданий — 1–2 см на 100 м.
• Точность наблюдений за деформациями — до 0,1 мм для высокоточных нивелировок.

Выбор масштаба съёмки (1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000) зависит от стадии проектирования, сложности рельефа и насыщенности территории инженерными коммуникациями. Для проектирования зданий и сооружений в городах чаще всего используется масштаб 1:500.

Применение

Результаты геодезических изысканий используются в различных сферах:

• Строительство. Проектирование зданий, дорог, мостов, тоннелей, трубопроводов, линий электропередач, гидротехнических сооружений.
• Землеустройство и кадастр. Установление и уточнение границ земельных участков, межевание, постановка на государственный кадастровый учёт.
• Горное дело. Маркшейдерское обеспечение горных работ, контроль за сдвижением горных пород, подсчёт запасов полезных ископаемых.
• Археология. Создание планов раскопок, фиксация положения артефактов.
• Экология. Мониторинг состояния природных объектов, контроль за распространением загрязнений, оценка рельефа для рекультивации земель.
• Навигация и транспорт. Создание навигационных карт, обеспечение безопасности судоходства, проектирование взлётно-посадочных полос.

Интересные факты

• Первые геодезические работы на территории России начались в XVIII веке при Петре I, который основал Школу математических и навигацких наук.
• Современные GNSS-приёмники могут определять координаты с точностью до 1–2 см в режиме реального времени, используя сигналы спутников, находящихся на высоте около 20 000 км.
• Лазерное сканирование позволяет за один час получить объём данных, который при традиционной съёмке тахеометром занял бы несколько недель.
• В России действует Государственная геодезическая сеть (ГГС), включающая тысячи пунктов с известными координатами и высотами, которые служат основой для всех геодезических работ на территории страны.
• Точность нивелирования I класса (высшего) позволяет определять превышения с ошибкой менее 0,5 мм на 1 км хода.

Источники

• СП 47.13330.2016 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения».
• Федеральный закон от 30.12.2015 № 431-ФЗ «О геодезии, картографии и пространственных данных».
• ГОСТ 22268-76 «Геодезия. Термины и определения».
• СНиП 3.01.03-84 «Геодезические работы в строительстве».
• Инструкция по топографической съёмке в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500 (ГКИНП-02-033-82).
• Учебное пособие «Инженерная геодезия» (авторы: В.Н. Ганьшин, Б.И. Коськов, В.А. Коугия).