Реконструкция застройки

Условие организации рельефа на территории площадей следует определять в каждом конкретном случае с учетом местных природных факторов, архитектурно-планировочного решения, обеспечения беспрепятственного и быстрого стока и удаления поверхностных вод



Рис.35 Примеры организации поверхности городских площадей

Микрорайонные территории

Принцип планировки территории жилых районов в виде укрупненных кварталов и микрорайонов позволяет надежно изолировать жилые дома от уличного шума, удовлетворять потребность населения в отдыхе и отказаться от сплошной периметральной застройки и сооружения угловых домов, применяя принцип свободной застройки. При такой планировке уменьшаются затраты на устройство улиц, проездов и вертикальную планировку, а также более экономично решаются вопросы инженерного оборудования, благоустройства кварталов и эксплуатации территории и зданий, чем при строительстве кварталов мелких размеров.

Основные задачи вертикальной планировки микрорайонов города заключаются в высотном размещении путей для внутримикрорайонного транспорта и пешеходного движения, а также в правильном и экономичном размещении избыточных масс грунта, получаемых из котлованов под здания и от прокладки подземных сетей. Вертикальная планировка микрорайона оказывает заметное влияние на архитектурно-планировочное решение, на целесообразное высотное размещение зданий внутри района.

Исходными данными для вертикальной планировки микрорайонов являются проектные отметки окружающих улиц и их пересечений, а также (в случае реконструкции) отметки существующей опорной застройки, глубины заложения поземных сетей и оборудования. Внутри микрорайона должна быть развита сеть пешеходных дорожек с выходом к местам стоянок автотранспорта.

Вертикальную планировку микрорайонных территорий следует вести в привязке к опорным отметкам по "красным линиям", получаемым при проектировании улиц в соответствии с генеральной схемой и схемами вертикальной планировки отдельных участков городских территорий. Отметки в промежуточных точках, в том числе на въездах на микрорайонные территории, надо определять по задаваемым опорным отметкам и проектным уклонам вдоль улиц. В соответствии с этими отметками, рельефом территории, намечаемыми архитектурно-пространственными решениями, типами зданий и условиями застройки проектируют вертикальную планировку территории.

При проектировании вертикальной планировки микрорайонных территорий сток дождевых вод предусматривают в направлении прилегающих улиц с размещением перед ними водоприемных колодцев водосточной сети. При расположении микрорайонных территорий на пониженных участках по отношению к лоткам проезжих частей прилегающих улиц, в частности на косогорных участках, следует принимать решения, исключающие возможность попадания поверхностных вод с улиц на микрорайонные территории. Для этого примыкающие к улицам микрорайонные проезды приподнимают по отношению к лоткам улиц, устанавливая въездные борта, а проездам на протяжении 20-25 м придают уклон (10-20% в сторону улиц).

Тротуары также возвышают над проезжими частями улиц (на 15 см) и придают им поперечный уклон в сторону проезжей части. В местах примыкания микрорайонных проездов к улицам продольные уклоны проездов не должны превышать 20-30%о.

При проектировании микрорайонных территорий оптимальные решения могут быть достигнуты только в результате компромиссного решения горизонтальной и вертикальной планировки, а также благоустройства этих территорий.

Малопригодные для застройки участки территории могут быть отведены под озеленение. На больших площадях участков устраивают внутримикрорайонные сады или же сады и парки общего пользования.

При пересеченном рельефе и крупных зеленых массивах большое внимание следует уделять архитектурно-пространственному решению и сохранению или приданию проектируемым участкам живописного вида. На участках со сложным рельефом иногда проектируют террасирование поверхности с сопряжением отдельных террасных участков при помощи откосов или подпорных стенок и устройством лестниц для пешеходов.

Значительное внимание должно уделяться расположению зданий на рельефе. Кроме решения архитектурно-планировочных задач и композиционных проблем, необходимо обеспечивать удобство подхода и подъезда к зданиям, а также водоотвод от них. Уклоны поверхности от зданий проектируют в сторону проездов, особенно от зданий с цокольными этажами. При удалении проезда от здания на 3 м отметка отмостки здания у него должны быть выше отметки лотка проезда не менее чем на 18 см из расчета высоты борта проезда 15 см и поперечного уклона тротуара не менее 10%о. При расположении зданий с цокольными этажами длинной стороной поперек горизонталей условия вертикальной планировки обычно значительно усложняются. Из чего видно, что такое расположение здания приводит к необходимости террасирования рельефа, к усложнению подъезда к нему и приданию отдельным проездам и тротуарам повышенных уклонов, что создает заметное неудобство и опасность для движения.



Рис.36 Вертикальная планировка участка микрорайонной территории

Уклоны микрорайонных проездов и тротуаров должны быть в пределах допустимых. При больших уклонах местности уменьшение продольных уклонов внутриквартальных проездов создают путем соответствующего их террасирования или устройства выемок и насыпей. При проектировании на микрорайонных территориях площадок, газонов и других благоустроенных участков им придают уклоны, обеспечивающие беспрепятственный сток дождевых и талых вод в водоотводящие устройства на территории микрорайонов или прилегающих к ним улиц.

Площадки различного назначения на территориях микрорайона проектируют с разной формой поверхности. Хозяйственные или детские площадки устраивают в основном одно- или двухскатными с уклоном 5-30%о, спортивные - обычно с двухскатной поверхностью (реже - с четырехскатной) с продольным и поперечным уклонами 4-5%о. Учитывая малые уклоны, поверхность спортивных площадок планируют особенно тщательно и предусматривают повышение их над прилегающей территорией на 0,5 м или более для обеспечения стока поверхностных вод и быстрого высыхания поверхности после дождя.

Особые условия вертикальной планировки. Подсчет объемов земляных работ

Сложный рельеф. Территорию со сложным рельефом можно осваивать с небольшими изменениями или радикальной перепланировкой поверхности. Последнее решение связано с большими расходами, особенно при наличии скальных или других трудноразрабатываемых грунтов, поэтому оно должно быть обосновано технико-экономическими расчетами.

Коренные изменения рельефа в большинстве случаев не вызываются необходимостью. Иногда целесообразна срезка лишь отдельных возвышенностей или засыпка оврагов и котловин. Практика показывает, что при правильной планировке территорий, расположении зданий, проложении внутриквартальных дорог и тротуаров, размещении зеленых насаждений самые сложные территории можно осваивать без существенных изменений рельефа. По возможности при планировке следует полностью сохранить природные условия и сократить до минимума расходы, связанные с реконструктивными мероприятиями.

Условия размещения зданий зависят от их типа, планировки проездов, пешеходных дорожек или тротуаров, размещения спортивных, хозяйственных и других площадок, ориентации зданий по странам света и прочих факторов. Наименьшие затраты, связанные с планировкой рельефа, достигаются при расположении большинства зданий длинной стороной под небольшим углом по отношению к горизонталям. Так как такое решение не всегда может быть осуществлено, то участки со сложным рельефом целесообразно застраивать зданиями небольшой протяженности, со свободной ориентацией по отношению к сторонам света, что дает возможность размещать их в плане применительно к различному рельефу.

Здания, имеющие цокольные этажи и особенно значительную протяженность, целесообразно размещать под таким углом к горизонталям, чтобы перепад рельефа на протяжении участков здания с одинаковыми отметками пола первого этажа не превышал 1-1,5 м, а продольный уклон располагаемых вдоль здания тротуаров - 10-15%о. Применять типовые здания, предназначенные в основном для условий равнинной местности, можно при уклонах не более 100-120%о. При больших уклонах предусматривают здания, предназначенные для условий сложного рельефа, или здания, которые могут быть приспособлены к этим условиям.

На пересеченном рельефе рекомендуется строить односекционные здания башенного типа, а также здания на столбах. При расположении зданий на столбах вдоль участков со значительным продольным уклоном можно сохранить одинаковые отметки пола первого этажа, а также обеспечить проход или проезд под этими зданиями. Размещение подобных зданий в направлении горизонталей дает возможность использовать пространство под ними для стоянки автомобилей или других целей.

На крутых склонах здания можно размещать с террасированием или без террасирования территорий (рис.29). Террасирование территорий связано с большими объемами земляных работ и значительными затратами, особенно при наличии скальных грунтов, однако этот вариант позволяет размещать на террасах различные виды типовых зданий и создает благоприятные условия для проездов, тротуаров, размещения автомобильных стоянок и т.д. Односекционные дома башенного типа можно размещать в условиях сложного рельефа как при террасной, так и при бестеррасной застройках.



Рис.37 Примеры размещения зданий на крутых склонах

При строительстве многосекционных зданий на крутых склонах целесообразно смещать отдельные их секции по вертикалям или использовать дома ступенчатого типа.

Планировка внутримикрорайонных проездов должна обеспечивать удобство подъезда ко всем зданиям, а также безопасность движения. Пешеходные дорожки и тротуары проектируют с учетом обеспечения удобства и безопасности пешеходного движения внутри микрорайона, а также подхода к ближайшим улицам и остановкам общественного транспорта. Если уклоны дорожек и тротуаров превышают допустимые (60-80%о), то должны быть устроены лестничные сходы.

Отдельные террасные участки сопрягают путем устройства откосов или подпорных стенок. Откосы засевают травой или одерновывают, что обеспечивает их укрепление и создает декоративное оформление. Для исключения размыва вдоль откосов с нагорной стороны устраивают лотки для приема поверхностных вод и отвода их в водосточную сеть.

Участки с малыми уклонами. Для обеспечения беспрепятственного стока воды поверхности придают уклон (не менее 4%) в сторону водоотводящих сооружений. Исключение составляют озелененные участки территорий в условиях жаркого климата, а также участки с водонепроницаемыми (гидрофильными) грунтами, способными поглощать воду. Если уклон недостаточен, необходимо произвести планировку территории с подсыпкой и срезкой грунта.

При проложении улиц и дорог по безуклонным участкам территории им приходится придавать пилообразный профиль с размещением в пониженных местах водоприемных устройств ливневой канализации. При больших расстояниях между точками перелома профиля возникает необходимость в значительных насыпях и выемках, обусловливающих большой объем земляных работ. При частичных же изменениях направлений уклонов создаются неблагоприятные условия для движения транспорта. Поэтому на участках с незначительными уклонами или на горизонтальных участках (набережных) пилообразный профиль проектируют только вдоль водоотводящих лотков, а профильный уклон по оси проезжей части сохраняют равным существующему уклону местности или даже горизонтальным. При этом поверхности проезжей части придают переменные поперечные уклоны на площади шириной до 1,5 м, приближенной к лоткам проезжей части, где транспорт при остановках движется на малых скоростях.

Представлены продольный профиль по лотку и план с проектными горизонталями на проезжей части улицы, имеющей пилообразный профиль.



Рис.38 Вертикальная планировка проезжих частей на участках улиц с малыми уклонами или на горизонтальных участках (для наглядности соотношение горизонтального и вертикального масштабов профилей принято 1:10): 1 - поверхность борта; 2 - уровень оси проезжей части; 3 - профиль лотка; 4 - водоприемные решетки

В пониженных местах лотков предусмотрена установка водоприемных решеток. При минимальном возвышении бортов над лотками проезжей части на водораздельных участках, равном 8 см, максимальном (у водоприемных решеток), равном 20 см, и при продольном уклоне лотков 4%о, расстояние между водоприемными решетками

Территории промышленных предприятий. Под строительство промышленных предприятий отводят пологие участки территорий. Для современных промышленных предприятий сооружают крупные корпуса (тысячи м). Планируется укрупнение и кооперирование предприятий с соединением в одном промышленном районе ряда производств, связанных общим технологическим процессом и использующих конвейерные линии.

При выборе площадки под промышленные предприятия сначала необходимо разработать варианты с технико-экономическими обоснованиями и в результате их сопоставления принять оптимальное решение. При этом следует учитывать производственно-технологические требования предприятий и характер размещения промышленных и жилых районов в населенном пункте, транспортное обслуживание населения этих районов, получение и доставку сырья на предприятия и реализацию готовой продукции. Следует также учитывать условия энерго-, водоснабжения и канализования, климат, уровень паводковых и грунтовых вод и рельеф территории, который для промышленных предприятий, особенно крупных, имеет важное значение.

Условия технологических процессов в ряде случаев требуют проектирования корпусов, полы в отдельных помещениях которых должны размещаться на одинаковых высотных отметках или с небольшой разницей между ними. В связи с этим размещение промышленных предприятий на участках со значительными уклонами связано с перепланировкой территории и выполнением большого объема земляных работ. При проектировании генеральных планов промышленных предприятий необходимо предусматривать организацию наиболее рационального, экономичного технологического процесса, правильного использования производственных площадей с возможно большим блокированием отдельных зданий или размещением части оборудования на открытых площадках.

Необходимо учитывать транспортные связи предприятий с внешними железнодорожными, автодорожными и водными магистралями, а также сеть внутризаводских автомобильных дорог, а в отдельных случаях - и железнодорожных путей. При значительных территориях, которые занимают отдельные предприятия, входящие в промышленный комплекс, проектируют сквозные проезды для обеспечения транспортных связей каждого предприятия с селитебной территорией города.

Вертикальную планировку территорий промышленных предприятий осуществляют с учетом взаимного высотного расположения зданий и сооружений в соответствии с требованиями технологического процесса этих предприятий, используя для привязки имеющиеся опорные точки (отметки существующих зданий, железнодорожных путей и т.д.).

При наличии отдельно располагаемых цехов предприятий площадки для них, имеющие длину ската поверхности более 100 м и уклон более 30%о, обычно планируют террасами с сопряжением последних откосами, а в стесненных условиях - подпорными стенками. Пандусы (спуски) между террасами предусматривают с уклонами не более 60% с учетом пропуска по ним тяжелогрузных автомобилей, авто- и электрокаров.

Вертикальную планировку дорог промышленных предприятий, проходящих вдоль цеховых зданий, заезд в которые можно осуществлять с различных сторон, необходимо проектировать в увязке с отметками полов первого этажа зданий. Это требует проектирования дорог с минимальными продольными уклонами. В ряде случаев дороги проектируют безуклонными, придавая уклоны лишь лоткам проезжих частей с созданием пилообразного профиля вдоль них.

На территориях предприятий тупиковые железнодорожные ветки проектируют горизонтальными или с уклонами до 2,5%. Горизонтальными устраивают участки путей вдоль складов или пакгаузов, когда уровни платформ и пола склада должны совпадать с уровнем пола подходящих железнодорожных вагонов.

Указанные требования усложняют вертикальную планировку территорий предприятий и отвод с нее поверхностных вод. Для обеспечения поверхностного стока воды с территорий, уклоны которых менее 5%о, необходимо тщательно планировать ее поверхность и оборудовать площадки развитой сетью водоприемных и водоотводящих устройств. Промышленные площадки обычно оборудуют закрытой водосточной сетью. Как временное решение может быть принято устройство открытого водоотвода (с кюветами).

Проекты вертикальной планировки выполняют методом горизонталей. При малых продольных уклонах лотков и кюветов иногда дополнительно проектируют продольные профили. Пример вертикальной планировки территории промышленного предприятия, выполненной в проектных горизонталях, показан на рис.39.

Рис.39 Вертикальная планировка территории и промышленного предприятия

Реконструктируемые участки. На территориях, подлежащих реконструкции, проектирование горизонтальной и вертикальной планировки значительно усложняется из-за существующих объемов, расположение которых в плане и по высоте ограничивает, а иногда предопределяет планировочное решение.

При проектировании вертикальной планировки необходимо учитывать как отметки у отдельных зданий и сооружений (отметки мостов, тоннелей, входов в здания), которые следует по возможности сохранять, так и отметки, которые можно изменять лишь в допустимых пределах. Так, например, высотные отметки поверхностей над некоторыми подземными сооружениями, если глубина этих сооружений является минимально допустимой, могут быть только повышены. Отметки тротуаров вдоль зданий при наличии оконных приямков подвальных и полуподвальных помещений повышать не следует, однако их можно несколько понизить в зависимости от типов и глубины заложения фундаментов зданий.

Если же не представляется возможным выполнить указанные выше условия, то приходится прибегать к сложным планировочным решениям или реконструктивным мероприятиям: освобождать подвальные помещения, переустраивать входы в здания, встраивать внутренние лестницы, перекладывать подземные сети и т.д. Ввиду значительной стоимости проведения этих мероприятий следует по возможности их избегать и найти такое решение горизонтальной и вертикальной планировки, при котором все опорные сооружения были бы сохранены. В ряде случаев прибегают к террасированию территории с устройством откосов, подпорных стенок и лестниц.

Примеры проектирования поперечных профилей реконструктируемых улиц приведены на рис.32. Реконструкция связана с необходимостью расширения проезжей части улиц и уменьшения их продольных уклонов. При необходимости сохранения отметок вдоль уличной застройки на участках, где исправление продольного профиля проезжей части связано со значительным повышением или понижением ее поверхности, устройство насыпей или выемок предусматривают не по всей ширине улицы, а только на проезжей части и смежных с ней элементах, с сопряжением соседних участков улицы с разными отметками при помощи откосов или подпорных стенок.



Рис. 40 Примеры изменений поперечных профилей улиц при их реконструкции: a - с уширением проезжей части улицы; б - с изменением продольного профиля проезжей части улицы; в - с сохранением проезжей части и постройкой новых; г- с устройством двух проезжих частей для одностороннего движения (улица на косогоре); д - со сносом застройки по обеим сторонам улицы; е - со сносом застройки вдоль одной из сторон улицы; 1 - существующие профили; 2 - проектные профили; Тр - тротуары; Пр - проезжие части;Оз - озеленение

Для обеспечения подъезда к зданиям и заезда в микрорайоны на улицах, на которых проезжие части на большом протяжении пролегают в выемках или насыпях, обычно устраивают местные проезды у тротуаров вдоль застройки. Местные проезды устраивают также при выделении центральной проезжей части для скоростного транспорта. Если же ширина улицы ограничена, предусматривают въезды на микрорайонные территории и подъезды к зданиям со стороны других прилегающих к микрорайону улиц.

Подсчет объема земляных работ производят для определения их стоимости, выбора методов и средств производства работ, а также установления количества потребного для планировочных работ грунта или же его излишков. При нехватке или избытке грунта в первую очередь следует учитывать ближайшие строительные объекты, с которых можно его получить или где можно использовать избыток грунта для подсыпки территории. Если отсутствуют грунты вблизи строящегося объекта или имеющиеся грунты не отвечают строительным требованиям, планируют получать его из карьеров. Если излишки грунтов нельзя использовать на перепланировку территории, их отвозят на свалку.

Как известно, наибольшей составляющей стоимости земляных работ являются транспортные расходы. В связи с этим вертикальную планировку следует вести с учетом минимальных перемещений земляных масс, чтобы объемы насыпей и выемок на отдельных объектах балансировались, а земляные работы производились с применением землеройно-транспортных машин (бульдозеры, автогрейдеры и скреперы) без перегрузочных работ. При этом надо учитывать объем грунта, извлекаемого из-под зданий, корыта проезжих частей, тротуаров и т.д.

Результаты подсчетов объема земляных работ служат, в частности, материалом для экономической оценки вариантов решений, предложенных в проектах вертикальной планировки. Объем земляных работ также предопределяет выбор способов организации работ по вертикальной планировке и ее очередность, кроме того, он влияет на очередность застройки и благоустройство отдельных районов города. Поэтому еще до составления проектов вертикальной планировки необходимо обследовать возможные для подсыпки участки, места понижения рельефа, участки, предназначенные для устройства парков и скверов, овраги, места бывших свалок, набережные и т.п. Объем земляных работ подсчитывают различными способами: по продольным и поперечным профилям, по "красным" горизонталям, квадратам и др. При всех способах подсчета определяют геометрический объем земляного массива для естественно залегающего грунта при определенной его пористости (наличие пустот между частицами грунта). В процессе выемки происходит разрыхление грунта, которое называют первоначальным. Его учитывают при расчете транспорта, так как при транспортировании грунта из выемки вместо одной единицы объема приходится нагружать и вывозить 1 + n/100 объема разрыхленного грунта (где n - разрыхление грунта, %, зависящее от вида грунта). Таким образом, объем грунта для перевозки

или

где:

Q - объем грунта в выемке.

При определении объема грунта в насыпи нельзя ограничиваться его геометрическим объемом, так как в насыпь идет грунта меньше, чем получают его из выемки. Если объем земли в насыпи обозначить Q и остальное разрыхление (после уплотнения грунта) - Р, %, то объем выемки при естественном залегании грунта для образования насыпи

или

Значения первоначального и остаточного разрыхления. Даны в ЕНиР на земляные работы.

При проектировании вертикальной планировки методом продольных и поперечных профилей объем земляных Работ определяют как сумму объемов работ (отдельно для выемок и отдельно для насыпей) на участках между соседними поперечными профилями. Степень точности подсчетов зависит от частоты расположения поперечных профилей.

Поперечные профили проектируют во всех переломных точках продольного профиля, а также в интервалах между ними (обычно через 20 м), в том числе в местах наибольших и наименьших отметок. Объём работ на каждом участке определяют по формуле

где:

F и F - площади поперечных сечений насыпей (или выемок) на рассматриваемых поперечных профилях;

L - расстояние между этими профилями.

При подсчете объемов земляных работ на участках с дорожными одеждами рабочие отметки в пределах проезжих частей определяют по основанию дорожного корыта. Данные подсчета объема земляных работ по участкам заносят в ведомость (табл.5) с суммированием частных объемов отдельно для насыпей и отдельно для выемок.

Таблица 15 Пример ведомости подсчета объема земляных работ по поперечным профилям

№ поперечного профиля	Расстояние между поперечными профилями, м		Площадь поперечного сечения, м		Объем земляных работ, м
		Насыпи	Выемки	Насыпи	Выемки
1	20	0,56	3,12	47,1	31,2
2	20	4,15	-	43,7	-
3	12	0,22	-	1,3	6,9
4	8	-	1,14	28,9	5,6
5	20	7,22	0,27	75,6	9,1
6		0,34	0,66

При определении объемов земляных работ по профилям на нелинейных участках (при больших размерах планируемых территорий) подсчет ведут в двух взаимно перпендикулярных направлениях и берут среднее значение из этих двух подсчетов.

При проектировании вертикальной планировки методом горизонталей объем земляных работ подсчитывают по участкам, на которые разбивают планируемую территорию. Для этого обычно строят сетку квадратов со сторонами, равными 20 м (при больших площадях, пологом рельефе стороны квадратов могут быть увеличены до 50 м, а при сложном рельефе уменьшены до 10 м). На этой сетке проектируют картограмму земляных работ, которую выполняют обычно в том же масштабе, в каком разработан план вертикальной планировки. Для построения картограммы в углах квадратов вписывают черные и красные (существующие и проектные) отметки, находимые по отметкам на плане методам интерполяции. Черные отметки вписывают внизу, справа от рассматриваемых точек, а красные - вверху, рабочие отметки, т.е. разность между красными и черными отметками, характеризующие объем подсыпки (со знаком "+") или срезки (со знаком "-"), пишут рядом с красными отметками (рис.33). Между точками с рабочими отметками, имеющими разные знаки, находят на сторонах квадрата нулевые точки. Соединяя эти точки между собой прямыми линиями, получают границы насыпей и выемок. Для наглядности изображения площадь выемок или насыпей может быть заштрихована (обычно штрихуют площадь, меньшую по размерам). В некоторых случаях картограммы могут быть раскрашены. Участки насыпей обычно окрашивают желтой, а выемки розовой или красной краской.



Рис.40 Пример картограммы подсчёта земляных работ. Объемы земляных работ приведены без учета грунта из-под фундаментов зданий и корыта дорожной одежды

Объем земляных работ подсчитывают следующим образом. При одноименных рабочих отметках по углам квадратов объем земляных работ в каждом квадрате определяют как призмы (рис.34, а):

При стороне квадрата 20 м .

Рис.41 Основные фигуры для подсчета объемов земляных работ по картограмме

Н - рабочие отметки по углам квадрата;

F - площадь квадрата

При сечении нулевой линией противоположных сторон квадрата (рис.34, б) объем земляных работ каждой фигуры подсчитывают по формуле

При сечении нулевой линией соседних сторон квадрата объем земляных одной фигуры (рис.34, в)

Объем второй фигуры (рис.34, г)

Подсчитанные объемы земляных работ записывают на картограмме в кружках: сверху пишут порядковый номер фигуры (квадрата или части его, отсеченной линией нулевых отметок), а внизу объем земляных работ в пределах этой фигуры (см. рис.33).

Сумму объемов земляных работ подсчитывают по ведомости (табл.16).

Таблица 16 Пример ведомости объемов земляных работ по картограмме

N фигуры	Площадь фигуры, м	Средняя рабочая отметка, м		Объем земляных работ, м
			насыпи	выемки
1	2500	-0,50		125
2	2020	0,2		404
3	480	+0,16	77	-
4	800	-0,11	-	88
5	1700	+0,25	425	-
6	97	0,08	-	8

Ориентировочный подсчет объема земляных работ на значительной по площади территории может быть определен по формуле

где:

Н - среднее значение намечаемой подсыпки или срезки;

F- площадь территории, на которой должна быть осуществлена подсыпка или срезка.

На линейных участках насыпей или выемок, в пределах которых их высота или глубина являются примерно постоянными, объем земляных работ может быть определен по формуле



где:

F- площадь поперечного сечения проектируемой насыпи или выемки;

L - их длина.

При концентрированных работах (например, при засыпке глубоких котлованов) объем земляных работ может быть определен как объем фигуры, приближающейся по форме к образующейся насыпи или выемки (параллелепипед, призма, усеченная призма и т.д.).

Дорожные одежды устраивают на специально подготовленном земляном полотне, габариты которого должны соответствовать характеру принятого конструктивного (типового) поперечного профиля улицы или дороги с учетом всех его элементов. Земляное полотно представляет собой выемку (дорожное корыто) для укладки в нем искусственных материалов, составляющих дорожную одежду.

Для городских улиц и дорог с закрытой сетью водоотвода земляное полотно охватывает ширину всех их частей с искусственным покрытием (проезжая часть, тротуары, центральная разделительная полоса и пути трамвая). На дорогах с открытой системой водоотвода (кюветами) ширина земляного полотна равна только ширине проезжей части и обочин. На внутриквартальных проездах без тротуаров ширину увеличивают на 0,5 м с двух сторон проезда.

Земляное полотно должно быть прочным и устойчивым против действия нагрузок от транспорта и природных факторов. В том случае, если грунты для этой цели непригодны, их заменяют более устойчивыми, исключающими переувлажнение и размыв под действием поверхностных и грунтовых вод.

Земляное полотно располагают выше уровня грунтовых вод и горизонта вод длительного стояния, поэтому в зависимости от гидрогеологических условий местности его устраивают в насыпи или понижают уровень грунтовых вод путем устройства дренажа. Дну корыта земляного полотна придают продольные и поперечные уклоны, соответствующие проекту вертикальной планировки улиц, дорог и проездов и уплотняют при помощи катков.

Для возведения насыпей следует, как правило, применять дренирующие грунты - скальные, гранитные и песчаные, а при их отсутствии допускается использовать супеси и суглинки. Не допускается (согласно СНиПам) применение илистых и торфяных грунтов, а также пылевидных суглинков в замерзшем состоянии.

Подстилающий слой укладывают по дну корыта. Этот слой должен быть стабильным, морозозащитным и дренирующим. Для устройства дренажных слоев применяют песок, гравий и другие материалы с коэффициентом фильтрации менее 3 м/сут. Воду из дренирующего слоя обычно отводят в водосточную сеть при помощи дренажей мелкого заложения. Подстилающий слой укрепляют путем обработки его верхней части вяжущими материалами, чем достигается дополнительное повышение его устойчивости и сокращение расчетной толщины и стоимости дорожных одежд. Толщину постилающего слоя назначают в зависимости от типа грунта земляного полотна, климатических зон и условий влажности (табл.7).

Таблица 17 Ориентировочная толщина подстилающего слоя в зависимости от климатических условий

Группа грунтов			Климатические районы (по карте)
	II	III	IV	V
А. Легкие супеси и оптимальные смеси	10-20	-	-	-
Б. Пылеватые пески и тяжелые супеси	20-30	15-20	10-15	-
В. Суглинки и глины	30-40	20-30	15-25	10-20
Пылеватые суглинки	40-50	30-40	25-35	20-30

Типы покрытий дорожных одежд выбирают в зависимости от условий их применения по видам нагрузок, перспективной интенсивности движения, состава транспортных потоков, категорий улиц и дорог, наличия местных материалов и других факторов.

Покрытия должны быть прочными и устойчивыми, удобными для движения по ним, отвечающими санитарно-гигиеническим требованиям и экономически эффективными. Вопрос экономичности покрытий имеет существенное значение. Стоимость покрытий обычно составляет основную часть затрат на благоустройство городских территорий.

В зависимости от условий применения выбирают различные типы и материалы покрытий, а затем рассчитывают толщину конструктивных слоев дорожной одежды. При небольших нагрузках и благоприятных гидрогеологических условиях покрытия иногда устраивают непосредственно на грунтовых основаниях, при этом их предварительно уплотняют добавками или обрабатывают вяжущими материалами. Обычно же применяют многослойные дорожные одежды, состоящие из покрытий, подстилающих слоев оснований, которые устраивают для уменьшения удельных нагрузок, передаваемых через покрытия и основания на грунт, для создания необходимого воднотеплового режима в грунте земляного полотна, а также для обеспечения его устойчивости при изменяющихся температурно-влажностных условиях. Это имеет существенное значение, так как большинство грунтов при переувлажнении теряет прочность (несущую способность). Под воздействием отрицательной температуры возможно вспучивание, т.е. неравномерное изменение объемов грунтов и разрешение покоящихся на них конструкций.

В соответствии с требованиями ГОСТов и СНиПов дорожные одежды подразделяют в основном по типам покрытий в зависимости от категорий улиц и дорог (табл.8).

Выбор конструкции одежды проезжей части следует обосновывать данными технико-экономических расчетов, проверки на прочность, морозоустойчивость, а для климатических районов IA, IБ и IГ - данными теплотехнических расчетов.

Таблица 18 Типы покрытий и конструкций проезжей части

Категория улиц и дорог	Тип покрытия и конструкции проезжей части
Скоростные дороги, магистральные улицы общегородского значения, дороги грузового движения	Усовершенствованные капитальные (цементно-бетонные и железобетонные, асфальтобетонные на прочных основаниях, мозаиковые мостовые на бетонных и каменных основаниях, брусчатые мостовые на основаниях, укрепленных вяжущими материалами)
Магистральные улицы районного значения	Усовершенствованные капитальные, усовершенствованные облегченные (из битумно-минеральных смесей или холодного асфальта на основаниях из щебня и шлака, на грунтовых основаниях, укрепленных вяжущими материалами, щебеночные и гравийные, брусчатые мостовые на песчаном основании)
Улицы и дороги местного назначения: промышленных и складских районов	Усовершенствованные капитальные или облегченные; пешеходные (грунтоасфальтовые, щебеночные, гравийные и шлаковые с поверхностной обработкой вяжущими материалами, грунтощебеночные и грунтогравийные, обработанные вяжущими материалами, мостовые из булыжного и колотого камня).
жилые улицы и проезды	Усовершенствованные облегченные и пешеходные.
поселковые улицы и дороги	Усовершенствованные облегченные или пешеходные; низшие (гравийные, щебеночные, шлаковые грунтовые, улучшенные местными минеральными материалами)

Примечание:

Нормативную подвижную нагрузку для расчета прочности дорожных одежд и устойчивости земляного полотна следует принимать в соответствии с ГОСТами.

Для обеспечения безопасности движения следует предусматривать на скоростных дорогах, магистральных улицах общегородского значения, мостах и путепроводах устройство покрытий с повышенной шероховатостью (коэффициентом сцепления) независимо от плана и профиля. На улицах и дорогах других категорий при следующих условиях:

на уклонах свыше 30%;

на горизонтальных кривых с минимальным радиусом и на подходах к ним на расстоянии видимости поверхности проезжей части;

в пределах пересечений в одном уровне на расстоянии, определяемом треугольником видимости;

на остановочных пунктах общественного транспорта и на подходах к ним;

на левоповоротных съездах пересечений в разных уровнях;

на участках с ограниченной видимостью.

Экономически эффективными считают более прогрессивные в техническом отношении конструкции, срок окупаемости которых не превышает нормативного (не более 10 лет). Срок окупаемости конструкции определяется по формуле

Т = (К - К)/(И + С-С),

где:

K и К - капиталовложения, необходимые для сооружения сопоставляемых дорожных конструкций;

И - среднегодовая экономия, которая может быть достигнута за счет улучшения условий движения.

При одинаковых условиях движения И = 0; С и С- среднегодовые расходы на содержание и ремонт сопоставляемых дорожных одежд.

Для определения степени экономичности составляемых конструкций можно воспользоваться формулой

Э = ЕК + С,

где:

Э - приведенные затраты на постройку и содержание дорожной одежды той или иной конструкции;

Е - коэффициент экономической эффективности, представляющий собой величину, обратную нормативному сроку окупаемости сооружений (Е =1/10= 0,1);

К - капитальные затраты на постройку сооружения, определяемые после установления расчетной толщины конструкции и отдельных ее элементов;

С - среднегодовые затраты на содержание и ремонт дорожной одежды, включая амортизационные расходы.

Наиболее экономичной считают конструкцию, для которой значение приведенных затрат будет наименьшим. Бетонные покрытия можно делать монолитными (армированные или неармированные) или из железобетонных плит (табл.9). Сборные конструкции легко восстанавливать при повреждении или после разработки в случае ремонта или прокладки под ними подземных коммуникаций. В монолитных бетонных покрытиях устраивают температурные швы: продольные - по оси проезжей части и параллельно ей на расстоянии 3,75 м один от другого, поперечные - через каждые 6-8 (10 м). Через каждые 2-3 поперечных шва сжатия устраивают поперечные швы расширения, компенсирующие удлинение плит в летний период. Температурные швы заполняют упругими, легкодеформируемыми материалами.

Таблица 19 Конструктивные схемы дорожных одежд

Типы покрытий			Конструкции дорожных одежд и ориентировочная толщина отдельных слоев
Усовершенств.	Капит.	Цементно-бетонные	Асфальтобетонные	Брусчатые и мозаиковые мостовые
	Облег.
Переходные		Грунтоасфальтовые	Щебеночно-гравийные	Из вяжущегрунтовых смесей
Простейшие		Грунтовые, улучшенные минеральными материалами		Из щебня, гравия и шлака

Примечание.

1 - покрытие из монолитного бетона или железобетонных плит;

2 - песчаный подстилающий слой;

3 - асфальтобетонное покрытие;

4 - бетон или укрепленные вяжущими материалами щебень или гравий;

5 - брусчатка или мозаика;

6 - песчаная прослойка,

7 - укрепленные вяжущими материалами щебень или гравий;

8 - битумноминеральная смесь или холодный асфальт;

9 -щебень, шлак или вяжущегрунтовые смеси;

10 - обработанные вяжущими материалами щебень или гравий;

11 - щебень, гравий, шлак, грунтощебень или грунт, укрепленные вяжущими материалами;

12 - брусчатка мостовая;

13 - песок;

14 - грунтоасфальт;

15 - защитный слой из битумо-минерального материала;

16 - щебень, гравий, шлак, грунт или грунтощебень, укрепленные вяжущими материалами;

17 - грунт, обработанный вяжущими материалами;

18 - булыжный камень;

19 - грунт с минеральными добавками

В настоящее время на проездах с движением многогрузных автомобилей применяют предварительно напряженные конструкции (толщиной 14-18 см). Обычно толщина бетонного покрытия составляет 20-24 см, железобетонного 18-20 см. Сборные железобетонные плиты (прямоугольной или шестиугольной формы) укладывают обычно на песчаное основание.

Асфальтобетонные покрытия получили в городах наибольшее распространение, что объясняется рядом их достоинств: ровная поверхность, обеспечивающая благоприятные условия для движения транспортных средств и быстрый сток поверхностных вод, легкость очистки от пыли, грязи и снега, относительной водонепроницаемостью и гигиеничностью, возможностью полной механизации дорожно-строительных работ, простотой производства ре-ремонтно-восстановительных работ.

Асфальтобетонные покрытия строят на прочных бетонных или каменных основаниях. Обычно применяют двухслойные покрытия. Однослойные покрытия применяют лишь на проезжей части с ограниченными нагрузками и скоростями движения транспорта. Толщина однослойных покрытий составляет 45, двухслойных - 8-8,5 см. Бетонные основания под асфальтобетонные покрытия устраивают толщиной 18-20 см. Каменные основания выполняют из щебня или гравия, которые обрабатывают вяжущими материалами, что повышает их устойчивость.

Иногда применяют покрытия из битумоминеральных смесей. Они дешевле, но и менее прочны. Их применяют на улицах и дорогах местного значения с ограниченными транспортными нагрузками. Грунтовые материалы, обработанные битумом, носят название грунтоасфальтовых покрытий. Их устраивают на автостоянках, внутриквартальных проездах.

Асфальтобетонные покрытия рекомендуется подвергать поверхностной обработке для создания на покрытии "коврика износа", который по мере истирания может быть возобновлен. Коврику придают повышенную шероховатость, что увеличивает сцепление автомобильных шин с поверхностью дороги и повышает безопасность движения. Толщина коврика износа составляет 1,5-2,5 см и выполняется из мелкого щебня, обработанного битумом.

Штучные покрытия устраивают из мелких плит или камней (мостовые). Недостатками их являются неровность поверхности и большая трудоемкость по созданию покрытия. Вместе с тем они долговечны, их легко разбирать и восстанавливать при прокладке и ремонте подземных коммуникаций.

Бетонные плиты (толщиной 10-18 см) имеют прямоугольную, квадратную или шестиугольную форму с размером сторон 20-50 см. Укладывают их на основания из песка, мелкого щебня, гравия или шлака. Эти покрытий применяют редко из-за невысокой прочности и сложности механизации работ.

Мостовые устраивают из естественного и искусственного камня. Наибольшее распространение в городах получили брусчатые и мозаиковые мостовые. Их строят из камней (шашек), изготовляемых из скальных пород (гранит, диабаз, базальт и др.).

Брусчатые мостовые устраивают на бетонном и песчаном основаниях (выдерживают большие нагрузки). Брусчатые камни укладывают рядами, перпендикулярными оси дороги, или под углом 45° к ней.

Мозаиковые мостовые имеют прочные бетонные или каменные основания по песчаной прослойке в 3-5 см. Швы между камнями заполняют цементным раствором, цементно-песчаной или битумоминеральными смесями. В плане камни мозаиковых мостовых укладывают поперечными и диагональными рядами.

Клинкерные мостовые устраивают из прочного дорожного кирпича размером 220 х 110x75 мм. Их строят на песчаном основании с укладкой кирпича на ребро.

Из-за большой трудоемкости штучные материалы применяются в дорожном строительстве крайне редко. Существующие мостовые используют в качестве основания под асфальтобетонное покрытие или для сохранения исторического облика местности.

Вопросы для подготовки специалистов:

1. Для чего необходима вертикальная планировка?

2.Назовите виды рельефа местности расположения городов (населенных пунктов).

3.Какие три схемы трассирования улиц и дорог в условиях сложного рельефа вы знаете?

4.Раскройте сущность и методы проектирования вертикальной планировки (метод проектных ("красных") отметок; метод продольных и поперечных профилей).

5.Раскройте сущность рабочих отметок положительных (+) (объем подсыпок) и отрицательных (-) (объем срезок).

6.Что представляют собой продольные и поперечные профили улиц и дорог?

7.Назовите группы транспортных пересечений в разных уровнях по начертанию в плане.

8.Определите сущность вертикальной планировки городских площадей.

9.Как распределяются микрорайонные территории?

10.Как выполняется подсчет объемов земляных работ?

11.Назовите типы покрытий и конструкций проезжей части дорог.

Электронный текст документа

подготовлен ЗАО "Кодекс" и сверен по

материалам, предоставленным Демьяновым А.А.

4. ОРГАНИЗАЦИЯ СТОКА ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД С ТЕРРИТОРИИ

Круговорот воды в природе и атмосферные осадки

В результате действия солнечной энергии происходит постоянное испарение воды с земной поверхности. Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88%) и значительно меньше (12%) - с поверхности суши. Испарившаяся влага перемещается воздушными потоками. При встрече с холодными потоками воздуха она конденсируется и выпадает на поверхность океана или суши в виде дождя и снега. Осадки, выпавшие на поверхность суши, частично испаряются, частично просачиваются в грунт, а остальная часть выпавших осадков стекает по склонам в наиболее низкие места поверхности, питая ручьи, речки и большие реки, которые несут этот сток снова в моря и океаны. При неполном замкнутом цикле перемещения влаги (океан - атмосфера - океан) происходит малый круговорот воды в природе. При полном замкнутом цикле (океан - атмосфера - суша - океан) происходит полный круговорот воды в природе (рис.1). Районы, в которых все количество выпавших осадков испаряется (сток отсутствует), называют бессточными районами (пустыни, полупустыни).

При постоянном круговом обращении воды между сушей и океаном общее количество осадков X, выпавших на поверхность суши, равняется количеству потерь на испарение Z, подземному стоку Y и поверхностному стоку Y Уравнение водного баланса может быть выражено формулой

X = Z+ Y+ Y

Или, принимая общий сток Y = Y+ Y ,

X=Z + Y.

Рис. 42 Схема кругового обращения воды в природе: 1-испарение с поверхности океана; 2 - осадки, выпадающие в океан; 3 - осадки, выпадающие на сушу; 4 - испарение с поверхности суши; 5 - инфильтрация; 6 - подземный сток; 7 - речной сток в океан

В нашей стране существует положительный водный баланс: т.е. среднее годовое количество осадков превышает среднее годовое количество испарений влаги. Это подтверждается наличием в стране развитой сети больших и малых рек и их притоков, т.е. существует постоянный речной сток с поверхности суши. Исключение составляют отдельные засушливые районы, где среднегодовое количество выпадающих осадков меньше среднегодового количества испарений влаги с поверхности суши.

Ускорению образования водяных капель в атмосфере способствует ряд условий, из которых следует отметить засорение воздушного бассейна продуктами горения, выбрасываемыми в воздух трубами промышленных предприятий, а также городской пылью. Наблюдениями установлено, что над промышленными районами и центрами больших городов часто проходят короткие интенсивные ливни, тогда как в пригородных и близко расположенных сельских местностях выпадения осадков в это время не наблюдается.

Количество выпавших на поверхность почвы осадков измеряют в линейных и объемных единицах. В линейных единицах измеряют среднегодовое и среднемесячное количество осадков Н, мм, характерное для данного климатического района, а также интенсивность отдельных дождей i, мм/мин. В технических расчетах принимают объемную единицу измерения количества выпавших осадков g выраженную в л/с на 1 га. Для перехода от одной единицы измерения к другой используют зависимость

где:

к = 166,7 - переводной объемный коэффициент, т.е. объем осадков, л/с, выпавших на площадь 1 га при дожде интенсивностью 1 мм/мин; к =0,001·10000·1000/60= 166,7 л/с на 1 га, здесь 0,001 - высота слоя осадков, м; 10 000 - площадь 1 га, выраженная в м; 1000 - объем 1м, выраженный в л; 60 - число секунд в 1 мин.

Характеристику выпавшего дождя записывают самопишущими приборами - дождемерами, которые отмечают высоту слоя осадков h, мм, выпавших за промежуток времени t, мин. Количество осадков, выпавших в единицу времени, определяет интенсивность дождя. Средняя интенсивность дождя, мм/мин,

Каждый дождь характеризуется интенсивностью (i или g), количеством осадков, выпавших за единицу времени, периодом продолжительности дождя и вероятностью его выпадения, т.е. вероятностью повторения такого дождя за тот или иной период наблюдений с, лет. Практически при расчетах сети ливневой канализации вероятность повторения интенсивности дождей данной продолжительсти принимают с = 1 год, с = 3 года, с = 5 лет, с = 10 лет еще более редкую повторяемость.

Между интенсивностью дождя и его продолжительностью существует определенная зависимость, которая выражается формулой

где:

g - интенсивность дождя, л/с на 1 га;

t - период продолжительности дождя, мин;

A и n - параметры, зависящие от климатического района расположения населенного пункта и принятого периода с.

Из приведенной зависимости следует, что более продолжительные дожди имеют меньшую интенсивность, и наоборот.

Атмосферные осадки влияют на условия эксплуатации и благоустройство городской территории. Общее количество осадков, выпадающих на земную поверхность в течение года, изменяется в широких пределах. Наибольшее количество выпавших на земном шаре осадков отмечено в Черрапунджи (Индия, штат Ассам): среднее многолетнее количество за год здесь составило 11 013 мм, максимальное за год - 16 305 мм (1899 г.) и 24 326 мм (1947 г.). В центральной части европейской территории России среднегодовое количество осадков постепенно убывает при движении с запада на восток. У западных границ России среднегодовая норма осадков достигает 650-700 мм в год, постепенно уменьшаясь в восточном направлении до 500-400 мм в год. У западных склонов Уральского хребта среднегодовая норма осадков снова увеличивается до 600-700 мм в год.

На Дальнем Востоке уменьшение количества осадков идет от побережья Тихого океана до восточных склонов Уральских гор. Наибольшее количество осадков в год на территории России выпадает на восточном берегу Черного моря, а также в горах Алтая, на склонах, обращенных к Тихому океану. В горах Алтая сказывается влияние возникшей преграды - высоких гор на пути движения ветров несущих большие запасы влаги со стороны океана.

Формирование поверхностного стока и его организация

Формирование поверхностного стока зависит от условий рельефа местности, а расход стока - от размеров водосборной площади бассейна и характера использования его территории. Границы водосборной площади бассейна определяют на топографическом плане с учетом рельефа местности и проводят их по водораздельным гребням, расположенным на пересечении двух склонов, один из которых обращен к главному тальвегу конкретной водосборной площади. Главный тальвег бассейна имеет выход в более значительные по размерам тальвеги, ручьи и речки.

В пределах водосборной площади формируются ливневый сток и сток весеннего снеготаяния. В градостроительной практике организацию поверхностного стока рассматривают в пределах сравнительно небольших водосборных площадей (300, 500, 1000 га), в которых наибольшие расходы будут формироваться от ливневого стока. На незастроенной территории, расположенной в естественных условиях стока, основными направлениями отвода поверхностного стока будут являться тальвеги небольших бассейнов. В процессе застройки и благоустройства городской территории естественная система водоотвода нарушается. Взамен ее создают организованную закрытую систему водоотвода.

Главный коллектор бассейна располагают в полосе, свободной от городской застройки, т.е. в пределах "красных линий" и улиц или специально выделенной для этих целей технической полосе, которую располагают по направлению основного тальвега (рис.2). Данное условие необходимо учитывать в планировке и застройке городской территории. При этом создаются благоприятные условия для размещения магистральных прокладок подземных коммуникаций (ливневая и фекальная канализация и др.).

Для отвода поверхностного стока с боковых склонов бассейна в соответствии с планировкой улиц проектируют боковую сеть водостоков.

Рис. 43 Схема организованной (закрытой) системы водостока: 1 - главный коллектор бассейна; 2 - боковая сеть; 3 - смотровые колодцы; 4 - дождеприемные колодцы; 5 - линия водораздела; 6 - проектируемые кюветы; 7 - существующий тальвег на незастроенной территории