Что такое картограмма земляных масс и как ее правильно построить

Картограмма земляных масс показывает, где на участке предстоит вынуть грунт, где сделать насыпь и какой будет кубатура земляных работ. Для этого сопоставляют существующий и будущий рельеф. Первый геодезисты фиксируют топографической или исполнительной съемкой. Второй задают при вертикальной планировке.

Именно здесь чаще всего возникает недопонимание. Заказчик обращается в ТопГео за топографической съемкой, получает точный план, а затем просит: «Теперь постройте картограмму земляных масс». Но съемка описывает только то, что находится на участке сейчас. Чтобы разделить территорию на выемку и насыпь, требуется знать еще и то, какой высотный облик заложен в проекте.

Без плана организации рельефа, согласованных высот или готовой 3D-модели будущей площадки выполнить полноценный проектный документ нельзя. Сначала разрабатывают вертикальную планировку, а затем сопоставляют ее с результатами съемки.

Картограмма или план земляных масс: как правильно называется документ

В разговорах заказчики и специалисты часто используют выражения «картограмма земляных масс», «картограмма земляных работ» и даже «картограмма земельных масс». В действующем ГОСТ 21.508-2020 применяется официальное название «план земляных масс».

Слово «земляных» относится к земляным работам и перемещаемому грунту. Формулировка «земельных масс» встречается в клиентских запросах, но для проектной документации она неточна.

Несмотря на название, результат выражают преимущественно в кубических метрах, а не в тоннах. Для перевода кубометров в массу требуются плотность, влажность и состояние конкретного материала. Обычный план такой перевод сам по себе не выполняет.

Для чего нужен план земляных масс

Документ позволяет еще до начала работ увидеть масштаб преобразования территории и ответить на практические вопросы:

• сколько грунта предстоит разработать;
• где потребуется подсыпка;
• можно ли использовать грунт из выемки для насыпи;
• какой объем придется вывезти или, наоборот, привезти;
• где проходит граница между выемкой и насыпью;
• как распределяются земляные работы по территории;
• насколько проектный рельеф отличается от существующего;
• какие исходные объемы можно передать сметчику и подрядчику.

Документ применяют при вертикальной планировке строительных площадок, промышленных территорий, дорог, жилых комплексов, частных участков, парковок и объектов благоустройства. Он помогает сопоставлять варианты высотных решений: небольшое изменение уровня площадки иногда заметно сокращает перевозку материала и стоимость строительства.

При этом чертеж не заменяет проект производства работ, смету и инженерно-геологические данные. Он отвечает прежде всего на вопрос «где и сколько земли снять или добавить», но не определяет автоматически пригодность материала, технологию уплотнения, очередность операций и транспортную схему.

Главный принцип: нужны две модели рельефа

Представим один участок в двух трехмерных состояниях. Одна модель описывает местность на дату съемки, другая — согласованный результат планировки. Обе должны находиться в общей системе координат и высот.

Упрощенно рабочая отметка — это разность между будущей и фактической высотой. Положению выше существующей земли соответствует насыпь, ниже — выемка. На чертеже обязательно поясняют принятую систему знаков, чтобы подрядчик не истолковал значения наоборот.

Исходная и будущая модели должны совпадать по системе координат, высотной основе, границе подсчета и единицам измерения. Если один файл подготовлен в условных координатах, а другой — в местной системе, простое наложение даст ошибочный результат.

Почему одной топографической съемки недостаточно

Топографическая съемка фиксирует координаты и высоты местности, позволяя создать цифровую модель рельефа. Согласно актуальной редакции СП 317.1325800.2017, такие измерения выполняют для создания или обновления инженерно-топографических планов — основы для проектирования и строительства.

Но геодезист не может по собственному усмотрению решить:

• на какой отметке должна находиться площадка здания;
• каким должен быть уклон проезда;
• куда отводить поверхностную воду;
• где нужны подпорные стенки или откосы;
• какую высоту принять у входа, ворот или погрузочной площадки;
• как сопрягать проект с соседней территорией.

Это решения проектировщика. При их отсутствии специалист способен вычислить кубатуру до условной горизонтальной плоскости, но ее высоту заранее задает и обосновывает заказчик или автор проекта. Команда «выровнять участок» в программе не заменяет безопасную вертикальную планировку.

Поэтому корректная последовательность выглядит так:

1. Геодезисты выполняют съемку и моделируют фактический рельеф.
2. Проектировщик разрабатывает будущий рельеф с учетом зданий, проездов, водоотведения и благоустройства.
3. Заказчик или ответственный проектировщик утверждает высотное решение.
4. Оба набора данных передают на подсчет объемов.
5. Специалист выделяет выемку и насыпь, вычисляет их кубатуру и оформляет ведомость.

Если у заказчика есть только архитектурный генплан, визуализация или схема размещения объектов без высот, этого обычно недостаточно. Требуется именно высотная часть проекта.

Что показывает план земляных масс

Наполнение листа зависит от задания, стадии и выбранной методики. Раздел 8 ГОСТ 21.508-2020 требует показать геодезическую основу, расчетную разбивку, три вида высот — существующие, будущие и их разность, — границу перехода выемки в насыпь, кубатуру по участкам, здания, пределы территории, откосы и подпорные стены.

На готовом листе обычно можно увидеть:

• пределы участка, внутри которых ведется подсчет;
• координатную или разбивочную основу;
• сетку квадратов либо иную разбивку;
• фактические высоты рельефа;
• будущие высоты;
• рабочую разность;
• линию нулевых работ, где выемка переходит в насыпь;
• зоны выемки и насыпи с разным условным оформлением;
• кубатуру внутри каждой ячейки или иной фигуры;
• итоговые значения выемки и насыпи;
• ведомость объемов земляных масс;
• контуры зданий, откосов, подпорных стенок и других влияющих объектов;
• технические примечания и принятые условия.

Базовый способ по ГОСТ — метод квадратов. Чаще применяют ячейку 20 × 20 м; стандарт разрешает выбрать 10, 25, 40 или 50 м с учетом сложности местности и требуемой точности. Неправильную по форме площадку разрешается разбивать не только на квадраты, если размеры всех фигур обозначены на листе.

В цифровой среде кубатуру часто получают сопоставлением триангуляционных моделей. Такой способ подробнее описывает сложный рельеф, если точки и линии перелома заданы корректно. Алгоритм, шаг сетки, границы, программное обеспечение и правила округления лучше закрепить в задании — особенно для взаиморасчетов с подрядчиком.

Для рабочей сметы одной разности между верхними уровнями земли может быть мало. Отдельно учитывают снятие плодородного слоя, корыта дорог и тротуаров, выемку под фундаменты и траншеи, непригодные материалы. Какие из этих элементов входят в итог, стороны согласуют до начала вычислений.

Как составляют план земляных масс

Работа состоит не только из нажатия команды в AutoCAD, Civil 3D или другой программе. Надежный результат требует проверки исходных данных и инженерной логики.

1. Определяют задачу. Планирование будущих операций, предварительная оценка и подтверждение фактического выполнения требуют разных исходных материалов.
2. Устанавливают границу и этап работ. Нужно понимать, считать ли весь участок, котлован, площадку, дорогу, отдельный слой или только часть территории.
3. Проверяют фактическую основу. Оценивают дату съемки, плотность высотных точек, линии перелома, систему координат и высот, полноту съемки откосов и существующих насыпей.
4. Проверяют будущий рельеф. В файле должны быть согласованные высоты, уклоны и сопряжения, а не только плоские линии.
5. Совмещают исходники. Координаты, высотная основа, границы и единицы приводятся к общему виду.
6. Создают вычислительную модель. Формируют сетку квадратов либо сопоставляют цифровые модели.
7. Находят рабочую разность и нулевую линию. Территория делится на выемку и насыпь.
8. Вычисляют кубатуру. Значения получают по ячейкам, зонам, слоям или этапам.
9. Составляют ведомость и баланс. Выемку, насыпь и дополнительные позиции суммируют раздельно.
10. Проводят контроль. Ищут выбросы высот, разрывы, перевернутые треугольники, пропуски и расхождения с утвержденным решением.

При снятии плодородного слоя, торфа, строительного мусора или непригодного основания может понадобиться отдельный лист. ГОСТ предусматривает самостоятельный план удаления, а для разнородных материалов разрешает разделять документацию по их видам.

Что такое баланс земляных масс

Баланс сопоставляет выемку с потребностью в насыпи. Если значения близки, часть разработанного материала теоретически можно переместить внутри площадки. Но равенство кубометров еще не означает, что привоз и вывоз не понадобятся.

На практический баланс влияют:

• пригодность вынутого грунта для обратной засыпки и насыпи;
• необходимость снять плодородный слой отдельно;
• коэффициенты разрыхления и уплотнения;
• потери и технологический запас;
• очередность работ и возможность временного складирования;
• загрязнение грунта или наличие строительного мусора;
• требования к основанию дорог, зданий и площадок.

Поэтому фраза «сделайте нулевой баланс» означает не просто арифметическую просьбу. Автор вертикальной планировки проверяет, допустимо ли менять уровни и уклоны без ущерба для водоотведения, доступности, безопасности и привязки сооружений.

Основные запросы, с которыми обращаются клиенты

Чем планируемые объемы отличаются от фактически выполненных

Сопоставление существующего рельефа с будущим показывает, сколько предстоит вынуть и насыпать для реализации проекта.

Сравнение двух фактических съемок — например, до разработки котлована и после нее — показывает уже измененную кубатуру. Будущая модель здесь не обязательна: вторым состоянием служит повторная съемка. Такой результат отвечает на вопрос «что выполнено», а не «что еще предстоит сделать по проекту».

Для подтверждения выполнения ТопГео проводит исполнительную геодезическую съемку и выполняет вычисления в рамках геодезического сопровождения строительства. В договоре или задании заранее согласуют контрольные даты, границы и методику, иначе участники могут получить разные цифры из похожих файлов.

Какие исходные данные передать исполнителю

Чтобы не терять время на уточнения, вместе с запросом желательно направить:

1. Границу территории и пояснение, какие зоны включать или исключать.
2. Актуальную топографическую либо исполнительную съемку в редактируемом формате.
3. Проект вертикальной планировки, план организации рельефа или 3D-модель будущей площадки.
4. Сведения о системе координат и системе высот обоих файлов.
5. Отметки зданий, входов, проездов, площадок и точек сопряжения.
6. Данные о снимаемых слоях: плодородной земле, торфе, мусоре, дорожной одежде и других материалах.
7. Требования к методу, детализации, точности и форме ведомости.
8. Цель документа: проектирование, смета, тендер, контроль подрядчика или закрытие выполненных работ.

Если будущий рельеф еще не разработан, можно отдельно заказать проектирование. Тогда сначала формируется высотное решение, а после его согласования определяется кубатура земляных масс.

Как проверить готовый документ

Перед использованием документа в смете или на площадке стоит проверить:

• совпадает ли граница подсчета с техническим заданием;
• указаны ли дата и источник фактического рельефа;
• согласована ли версия будущей модели;
• совпадают ли системы координат и высот;
• понятна ли система знаков рабочих отметок;
• показана ли линия нулевых работ;
• разделены ли выемка и насыпь;
• сходятся ли суммы на плане и в ведомости;
• учтены ли снимаемые слои и непригодный грунт;
• зафиксированы ли метод и версия исходных файлов;
• нет ли необъяснимых пиков, провалов и узких полос с аномальной кубатурой.

Особенно важно фиксировать версии данных. Если после выпуска изменена высота площадки, прежний документ перестает соответствовать проекту и должен быть пересчитан.

Главное

Картограмма земляных масс — это результат сравнения, а не автоматическое продолжение топографической съемки. Геодезия дает базовый фактический рельеф. Вертикальная планировка задает второе, будущее состояние. Только после этого можно достоверно определить выемку, насыпь, нулевую линию и ведомость объемов.

Чтобы зафиксировать уже выполненное, сопоставляют две исполнительные съемки. Для планирования будущих операций необходимы утвержденные высоты.

При обращении в ТопГео лучше сразу сообщить цель и приложить имеющиеся файлы. Специалисты проверят полноту исходников и определят, требуется ли новая съемка, вертикальная планировка или только подсчет объемов земляных масс.

Источники

• ГОСТ 21.508-2020 в Федеральном информационном фонде стандартов.
• Текст раздела 8 ГОСТ 21.508-2020 о плане земляных масс.
• СП 317.1325800.2017 об инженерно-геодезических изысканиях.