План земляных масс (ПЗМ) — это основной графический документ раздела планировочной организации территории (часть генерального плана), который отражает рельеф проектируемой площадки, объемы планировочных земляных работ и их пространственное распределение. Грамотная разработка этого плана критически важна для минимизации затрат на перемещение грунта, обеспечения баланса земляных масс и получения положительного заключения государственной экспертизы проектной документации.

Нормативно-правовая база и регулирующие документы

Разработка и оформление плана земляных масс строго регламентируется иерархией нормативных документов. Несоблюдение требований данных документов является основанием для отказа в экспертизе или возврата документации на доработку.

Основные законодательные акты

• Постановление Правительства РФ от № 87 (ред. от ) «О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию». Пункт 12 раздела 2 «Схема планировочной организации земельного участка» прямо обязывает включать в состав проектной документации план земляных масс.
• Градостроительный кодекс РФ (ГК РФ) — базовый закон, регулирующий территориальное планирование и проектирование.

Ключевые государственные стандарты (ГОСТ)

• ГОСТ 21.508-93 «Система проектной документации для строительства. Правила выполнения рабочей документации генеральных планов предприятий, сооружений и жилищно-гражданских объектов». Раздел 7 данного стандарта является «библией» оформления ПЗМ.
• ГОСТ 21.501-2018 «Система проектной документации для строительства. Правила выполнения рабочей документации архитектурных и конструктивных решений». Регламентирует общие правила выполнения чертежей, условные обозначения, шрифты, масштабы.
• ГОСТ 21.201-2011 «Система проектной документации для строительства. Условные графические изображения элементов зданий, сооружений и конструкций». Устанавливает единые условные обозначения для отображения зданий, сооружений, сетей, рельефа.
• СП 11-105-97 «Проектирование и строительство зданий и сооружений в сейсмических районах» (применительно к устойчивости откосов и насыпей).
• СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений» (актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*).

Цели и задачи плана земляных масс

ПЗМ решает комплекс инженерно-экономических и архитектурно-планировочных задач:

1. Определение объемов работ: Точный расчет объемов выемки (V_в) и насыпи (V_н) для формирования сметной стоимости.
2. Обеспечение баланса масс: Стремление к нулевому балансу (V_в ≈ V_н) для исключения затрат на вывоз лишнего грунта или привози недостающего.
3. Проектирование вертикальной планировки: Формирование проектного рельефа, обеспечивающего отвод поверхностных вод, удобство эксплуатации, доступность для МАФ и транспортных средств.
4. Проектирование инженерной защиты: Определение мест и параметров откосов, подпорных стен, анкерных конструкций, дренажа;
5. Координация с подземными коммуникациями: Контроль глубин залегания сетей относительно проектных отметок (покрытие труб, защита от промерзания).

Методы расчета объемов земляных масс

Выбор метода определяет структуру чертежа и трудоемкость расчетов. Согласно п. 7.1 ГОСТ 21.508-93, основным является метод квадратов, однако допускаются и другие.

Метод квадратов (основной)

Суть метода: Площадь участка покрывается сеткой квадратов одинакового размера. В узлах сетки (углах квадратов) определяют черновые (фактические) и проектные отметки. Разница отметок дает рабочую отметку (высоту слоя выемки или насыпи). Объем в пределах квадрата рассчитывается как произведение площади основания на среднюю высоту (рабочую отметку в центре квадрата).

Параметры сетки (п. 7.3 ГОСТ 21.508-93):

• Стандартная сторона: 20 м (вписывается в строительную геодезическую сетку).
• Допустимые варианты: 10, 25, 40, 50 м, в зависимости от характера рельефа и требуемой точности.
• Привязка: К строительной геодезической сетке, «красной» линии или разбивочному базису.
• Нестандартные фигуры: Допускается использование фигур, отличных от квадратов (прямоугольники, треугольники) для сложных конфигураций территории. Размеры фигур должны быть указаны на чертеже.

Формула объема для квадрата (призматическая формула / формула средней высоты):

V = (h1 + h2 + h3 + h4) / 4 * A

где h1..;h4 — рабочие отметки в углах квадрата (со знаком «+» для насыпи, «-» для выемки), A, площадь квадрата (например, 400 м² при стороне 20 м).

Метод контуров (горизонтов)

Применяется для больших площадей с плавным рельефом (кварцевые карьеры, санитарные полигоны, крупные промышленные площадки). Объемы считаются между последовательными горизонтами (контурами) по формуле трапеции или параболоида.

Метод треугольной иррегулярной сети (TIN / Delaunay)

Современный стандарт для BIM-проектирования (Civil 3D, Kremen, nanoCAD GeoniCS, IndorCAD). Поверхность моделируется треугольниками, вершины которых, точки рельефа (характерные точки, ломаные линии). Дает максимальную точность и автоматизацию выдачи ведомостей.

Метод сечений (профилей)

Используется для линейных объектов (дороги, трубопроводы, каналы) и проверки расчетов по квадратам на участках сложного рельефа.

Состав и содержание чертежа ПЗМ (Требования ГОСТ 21.508-93, п. 7.2)

Чертеж должен содержать как графическую, так и табличную часть. Масштаб обычно 1:500 или 1:1000 (для крупных территорий — 1:2000).

Графическая часть (обязательные элементы)

Табличная часть (Ведомость объемов земляных масс)

Согласно п. 7.4 ГОСТ 21.508-93, под каждой колонкой квадратов (или на отдельном листе) размещается таблица по форме №6.

Структура Формы №6 (Ведомость объемов земляных масс):

1. Номер квадрата / фигуры (например, А-Б/1-2).
2. Площадь фигуры, м² (для нестандартных фигур).
3. Объем выемки, м³ / тыс. м³.
4. Объем насыпи, м³ / тыс. м³.
5. Примечание (тип грунта, категория сложности, коэффициент пучинистости).

Пошаговый алгоритм разработки ПЗМ (Workflow)

1. Сбор исходных данных:
   • Топографическая съемка (цифровая модель рельефа — ЦМР) в местной СК или МСК.
   • Геологический отчет (типы грунтов, ГВУ, прочность, пучинистость).
   • Генеральный план / Схема планировочной организации (контуры зданий, дорог, площадок).
   • Проекты внешних сетей (отметки дна труб на стыках).
2. Построение ЦМР существующего рельефа (Черновой поверхности): В САПР (Civil 3D, nanoCAD, IndorCAD) создается TIN-поверхность по точкам съемки. Проверка на «провалы» и «иголки».
3. Формирование Проектной поверхности (Планировочной):
   • Задание отметок полов зданий (±0.000).
   • Проектирование отметок краев дорог, площадок, газонов (с учетом уклонов ≥ 0.003–0.005 для асфальта/плитки, ≥ 0.02 для газонов).
   • Обеспечение отвода вод от зданий (оконопристочные откосы, слепеньки).
   • Согласование с отметками существующих/проектных сетей (покрытие ≥ 0.3–0.5 м для водоснабжения, ≥ 0.7–1.0 м для канализации в промерзающих грунтах).
4. Расчет разности поверхностей (Объемная модель): Получение карты толщин (Cut/Fill map). Визуальный анализ: где глубокие выемки, где высокие насыпи.
5. Оптимизация вертикальной планировки (Итерационный процесс):
   • Корректировка отметок площадок/дорог для сближения Σ Выемки и Σ Насыпи.
   • Перенос границ выемки/насыпи (линии нулевых работ) в удобные для строительства места (по краям дорог, за зданиями).
   • Проектирование откосов и подпорных стен там, где разница отметок > 0.5–1.0 м и нет места под откос.
6. Нанесение расчетной сетки (Метод квадратов) и расчет ведомости:
   • Построение сетки квадратов (20м или др.).
   • Выгрузка отметок в узлах: Черновые (из ЦМР), Проектные (из Проектной поверхности).
   • Автоматический или ручной расчет рабочих отметок и объемов по Форме №6.
7. Оформление чертежа: Нанесение всех элементов п. 4.1, заполнение штампа, подписей, спецификаций.
8. Проверка (QA/QC): Контрольная сумма объемов, проверка совпадения отметок на стыках с соседними участками/дорогами, проверка уклонов стока.

Коэффициенты пучинистости и усадки: Приведение к естественному состоянию

Объемы, полученные геометрическим путем (методом квадратов или TIN), являются геометрическими (конструктивными). Для смет и логистики их нужно перевести в естественные (родовые).

• Коэффициент пучинистости (K_пуч): Отношение объема рыхлого грунта к объему естественного. V_ест = V_геом / K_пуч (для выемки). Табличные значения по СП 45.13330.2012 (СНиП 3.02.01-87*) или геологическому отчету (песок ~1.1–1.15, глина ~1.2–1.3, грунт с крупными включениями ~1.3–1.5).
• Коэффициент усадки (K_усад): Отношение объема уложенной насыпи к объему естественного грунта. V_{насыпь_ест} = V_{насыпь_геом} * K_усад. Обычно K_усад = 0.9–0.95 (т.е. для получения 1 м³ насыпи нужно 1.05–1.11 м³ родового грунта).

Баланс в естественных объемах:

Баланс = Σ(V_насыпь_геом * K_усад) ⎼ Σ(V_выемка_геом / K_пуч)

Стремиться нужно к Баланс ≈ 0. Если Баланс > 0 — нужен привоз (заемный карьер). Если Баланс < 0 — нужен вывоз (отвальный полигон).

Типовые ошибки и рекомендации по их предотвращению

Особенности оформления для Государственной экспертизы

1. Штамп чертежа: Должен соответствовать ГОСТ 21.501-2018 (форма А4, А3, А2, А1, А0). Обязательные графы: Наименование объекта, Стадия (П/Р), Наименование листа («План земляных масс»), Масштаб, Подписи разработчиков/утверждающих.
2. Спецификация материалов/грунтов: На листе или отдельным приложением указывать: «Выемка: грунт I-IV категорий (ГОСТ 22263-2015) — объем X тыс. м³», «Насыпь: песок средней крупности, коэф. усадки 0.95».
3. Пояснительная записка: К ПЗМ обязательно приложен фрагмент пояснительной записки к разделу ПОТ с описанием: метод расчета, параметры сетки, принятые коэффициенты, баланс масс, меры по защите окружающей среды (пылеподавление, укрепление откосов).
4. Цветовое кодирование (для удобства эксперта): Рекомендуется (но не строго регламентировано):
   • Красный — проектные отметки, контуры насыпи, объемы насыпи (+).
   • Синий/Голубой — черновые отметки, контуры выемки, объемы выемки (-).
   • Зеленый — линия нулевых работ, проектные горизонтали.
   • Черный — геодезическая база, здания, ограждения, надписи.

Программное обеспечение и автоматизация (BIM/CAD)

Современная проектирование немыслимо без специализированного ПО. Ручной расчет по методу квадратов на калькуляторе допускается только для учебных целей или сверки на маленьких площадках (< 0.5 га).

• Autodesk Civil 3D — индустриальный стандарт. Мощные инструменты для создания TIN-поверхностей, расчета объемов (Volume Dashboard), автоматической генерации сетки квадратов и ведомостей (через отчеты или подмену стилей меток).
• nanoCAD GeoniCS / nanoCAD Планировка, отечественный полнофункциональный аналог, работающий в среде nanoCAD (DWG). Отличная поддержка ГОСТ/СП «из коробки», автоматическое оформление Формы №6.
• IndorCAD (ИндорСофт) — мощный российский комплекс для вертикальной планировки, дорожного и линейного строительства. Сильные алгоритмы балансировки масс.
• Kremen (Кремень), популярный в РФ модуль для AutoCAD/ZWCAD/nanoCAD для вертикальной планировки и земляных работ.
• PIKRE / GEONICS — специализированные отечественные комплексы.

Совет: При сдаче на экспертизу часто требуют нативный формат (DWG) и/или PDF. Убедитесь, что шрифты (GOST type A/B) встроены в PDF, иначе надписи могут «поехать» у проверяющего.

Пример структуры пояснительной записки к ПЗМ (для раздела ПОТ)

РАЗДЕЛ 2. СХЕМА ПЛАНИРОВОЧНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ЗЕМЕЛЬНОГО УЧАСТКА
...
План земляных масс и вертикальная планировка

Исходные данные: Топографическая съемка масштаба 1:500 от ДД ММ ГГГГ г. (Исполнитель: ООО «Геодезия»). Система координат: МСК-XX, зона X. Система высот: Балтийская / Кронштадтская. Геологические изыскания: Отчет от ДД ММ ГГГГ (Скв. 1-10, глубина 10-15 м). Грунты: залеглый суглинок (III кат.), среднепесчаный песок (II кат.). ГВУ — отм. XX.XX.

Метод расчета: Метод квадратов (п. 7.1 ГОСТ 21.508-93). Сторона квадрата 20 м. Сетка привязана к строительной геодезической сетке (оси А-Б / 1-5). Расчет выполнен в ПО nanoCAD GeoniCS v.XX.

Принятые коэффициенты:

 
Коэф. пучинистости для выемки (суглинок): Kпуч = 1.25.
 
Коэф. усадки для насыпи (песок средний, уплотнение до коэф. уплотнения 0.98): Kусад = 0.92.
 
Уклоны откосов в грунте III кат.: 1:1.25 (с bermами при H>3м).


Баланс земляных масс (в естественных объемах):

 
Вид работ
Геометрический объем, тыс. м³
Коэффициент
Естественный объем, тыс. м³
 
Выемка (планировочная)
15.500
/ 1.25
12.400
 
Насыпь (планировочная)
11.800
* 0.92
10.856
 
Нехватка (привоз из заемного карьера)
1;544


Меры по организации работ: Выемка экскаваторами с погрузкой в самосвалы. Насыпь слоями 0.3 м с уплотнением валковыми катоки. Укрепление откосов георешеткой и посевом травяной смеси. Отвод поверхностных вод временными желобами в процессе работ.

План земляных масс — это не просто «картинка с цифрами» для экспертизы, а основной технологический документ для нулевого цикла строительства. Качество его проработки напрямую влияет на:

• Стоимость нулевого цикла (до 15-20% от стоимости всего строительства).
• Сроки работ (логистика грунта, количество техники).
• Экологию и безопасность (пыль, шум, устойчивость откосов, сохранение плодородного слоя).

Следование требованиям ГОСТ 21.508-93, использование современных BIM-инструментов для итерационной оптимизации баланса масс и тщательная координация с разделами ГП, ИОС и Архитектуры — залог успешной сдачи экспертизы и беспроблемного строительства.

Данное пособие носит справочно-методический характер. При разработке конкретного проекта необходимо руководствоваться действующими на момент проектирования редакциями нормативных документов и техническим заданием заказчика.