Учет основных факторов, влияющих на проектирование и реализацию мероприятий по инженерной подготовке

Особенности проектирования и реализации инженерной подготовки территорий

1.1. Общие вопросы

Цель мероприятий поинженерной подготовки территорий - выполнение комплекса работ, направленных на обеспечение пригодности территорий для градостроительства и их защиту от неблагоприятных природных явлений.

К основным задачам инженерной подготовки можно отнести:

- выполнение работ по освоению территорий (осушение, корчевка кустов, пней, вывоз мусора, пересадка деревьев, срезка растительного слоя, техническая и биологическая рекультивация, укрепление берегов рек, водоемов, устройство защитных сооружений от затопления и подтопления, оползней, лавин, и др.);

- подготовка территорий под застройку (вертикальная планировка, организация поверхностного стока, устройство подъездных дорог, прокладка коммуникаций);

Благоустройство территорий - работы, связанные с улучшением функциональных и эстетических качеств уже подготовленных в инженерном отношении территорий (строительство постоянных дорог, улиц, тротуаров, возведение малых архитектурных форм, павильонов, устройство инженерной инфраструктуры, озеленение и др.).

При выборе территорий для строительства городов и населенных пунктов в первую очередь следует рассматривать участки, освоение которых будет связано с наименьшими экономическими затратами и максимально возможным сохранением окружающей среды. Естественно, что эффективность освоения территорий во многом зависит от природно-климатических, геологических, топографический, особых условий и других факторов.

Выбор и разработка мероприятий по инженерной подготовки осуществляется по мере создания градостроительной документации для конкретных территорий.

Учет основных факторов, влияющих на проектирование и реализацию мероприятий по инженерной подготовке

Именноприродно-климатические факторыоказывают первостепенное влияние на градостроительное проектирование. Поэтому необходимо изучение для данной территории климатических, топографических, геологических и гидрогеологических условий местности, материалов гидрографических и геоморфологических исследований, характеристик почв и растительности, данных о наличии местных строительных материалов, ресурсов питьевой воды, энерго- и трудовых ресурсов. На основании этих данных разрабатывают мероприятия по инженерной подготовке, застройке и благоустройству населенных мест или отдельных участков их территорий.

На основании этих данных устанавливают высотное расположение населенных мест, их размещение по отношению к водным артериям и бассейнам, зеленым массивам, определяют расстояния от районов жилой застройки до промышленных зон с различной степенью санитарной вредности, планировки сети улиц, определяют характер и тип застройки, условия водоотвода ливневых и талых, решаются вопросы снегоудаления с территорий поселений, искусственного орошения или осушения и т.п.

Для определения условий строительства подземных частей сооружений и прокладки инженерных коммуникаций необходимы данные о глубине промерзания грунтов. Глубина промерзания грунта зависит от двух факторов: вид грунта и среднегодовые температуры на данной территории. Нормативная глубина промерзания приводится на карте промерзания грунта в России и в соответствующих таблицах. Например, нормативные глубины промерзания (табл. 1):

Таблица 1

Территория России велика, поэтому природно-климатические условия в различных регионах сильно различаются. Официально, территория Российской Федерации разбита на четыре основных климатических района (условно обозначаемые римскими цифрами I, II, III, IV) c 16 подрайонами, характеризующихся установленными по данным многолетних наблюдений климатическими условиями (табл. 2). Подрайоны обозначают буквенными индексами (IА, IБ…IIА, IIБ и т.д.) на схематической карте климатического районирования (рис. 1).

Таблица 2

Рис.1. Примеры схематических карт климатического районирования

Для разработки проектов планировки и застройки также располагать метеорологическими данными (об осадках, о температуре воздуха, направлении и повторяемости действия ветров, влажности воздуха, густоте и повторяемости туманов, солнечном освещении и т.д.).

Здания по сторонам света ориентируют с учетом инсоляции и климата. Оптимальной ориентацией жилых поме­щений для средней полосы является юго-во­сточная. В летнее время она создает наибольшую радиацию в утренние часы, когда температура воздуха не повышается. В зимнее же время, когда желательно получение максимума радиации, эта ориентация обеспе­чивает высокую степень ее и в утренние и в полуденные часы вследствие более низкого стояния солнца.

Промышленные предприятия, особенно с повышенной санитарной вредностью, располагают наветренной стороны по отношению к жилым районам.

Направления ветров также учитываются при планировке сети улиц и зеленых коридоров, которые помимо их функционального назначения, служат также для проветривания территории города.

Кроме направления ветра значение имеет его сила. Скорости ветра соответствует определенная ветровая нагрузка, которую необходимо учитывать при расчете устойчивости сооружений. Скорость ветра иногда выражают в баллах (табл. 1).

Таблица 3

Топографические условия. Данные условия отражают на геодезических картах или ситуационных планах с изображением рельефа местности с указанием на плане, в ведомостях или пояснительной записке кратких характеристик этих объектов. Примеры условных обозначений на геодезических картах приведены в рис. 2.

Рис. 2. Условные обозначения на геодезических картах

Геологические условия.Данные условия определяют на основе инженерно-геологических изысканий, детальность которых зависит от сложности природных условий территорий, а также стадии проектирования.

Глубина производимых геологических изысканий зависит от того, какие здания сооружения проектируются на данной территории.

Результаты исследования грунта изображают общепринятыми условными обозначениями на геологических разрезах, а при проектировании линейных сооружений (улиц, дорог и т.д.) на продольных и поперечных профиле с указанием нумерации скважин (рис. 3).

Рис. 3. Данные геологического разреза по буровой скважине

Пример условных графических обозначений основных видов грунтов приведены на рис. 4.

Рис. 4. Условные обозначения основных видов грунтов

Гидрогеологические условия.На основе гидрогеологических изысканий определяют характер залегания, минерализации и режиме грунтовых вод, наличие и минерализация которых отрицательно влияют на устойчивость грунтов, а, следовательно, на устойчивость возводимых на них зданий и сооружений.

Подземные воды:

1) Верховодки образуются на слабопроницаемых линзах, на небольшой площади, характер ее появления нерегулярный (сильные дожди, таяние снега). Меры защиты: правильное благоустройство территории и организованный поверхностный водоотвод.

2) Подвешенные воды – образуются в результате инфильтрации осадков на участках пород с высокой капиллярностью. Меры защиты те же.

3) Основной горизонт – первый слой от поверхности земли, располагается на водоупоре, распространяется на большой площади и имеет определенные закономерности изменения уровня.

4) Межпластовые воды – воды расположенные между двумя водоупорами, располагаются на значительной глубине, редко подтапливают городские территории. Могут быть безнапорными и напорными (артезианскими).

При расчете принимается максимальный уровень подземных вод.

Источники питания подземных вод: атмосферные осадки, русловые воды рек и водоемов, подземные воды поступающие с более высоких отметок и результаты деятельности человека.

Остаток сухих веществ после выпаривания (мг/л, г/л или мг/кг, г/кг) показывает степень минерализации.

Для определения физико-химических свойств грунтовых вод исследуется цвет, запах, вкус, температура и примеси.

Прежде чем отнести исследуемые грунтовые воды к какому-либо классу, проводится исследование на наличие в ней анионов гидрокарбоната, сульфата, хлорида и катионов кальция, магния, натрия и калия.
Распределение ведется по 6 группам:

· сверхпресные до 0,2 г/л;

· пресные 0,2-1,0 г/л;

· слабосолоноватые 1-3 г/л;

· сильно солоноватые 3-10 г/л;

· соленые 10-35 г/л;

· рассолы более 35 г/л.

Для определения физико-химических свойств грунтовых вод исследуется цвет, запах, вкус, температура и примеси.

Прежде чем отнести исследуемые грунтовые воды к какому-либо классу, проводится исследование на наличие в ней анионов гидрокарбоната, сульфата, хлорида и катионов кальция, магния, натрия и калия.

При высоком уровне стояния грунтовых вод требуется проведение мероприятий по водопонижению, что ведет к удорожанию строительства. В условиях переувлажненности верхних слоев грунта, в зимних условиях при замерзании вод может происходить пучение грунтов, особенно глинистых и пылеватых. При оттаивании в грунте ледяных прослоек возможна просадка грунтов под нагрузкой, что может привести к разрушению расположенных на нем зданий и сооружений.

Данные геологических и гидрогеологических изысканий фиксируют в таблицах, тексте, на планах местности с использованием условных обозначений (рис.4).

Для определения условий водоснабжения населенных мест с использованием грунтовых вод производят специальные гидрогеологические изыскания (качество воды, глубина залегания, источник образования грунтовых вод и др.). В результате изысканий на местности составляют гидрогеологическую карту с указанием глубины расположения грунтовых вод. Указывают характер изменения глубины залегания грунтовых вод в различные сезонные периоды года.

Рис. 4. Условные обозначения на планах

Гидрографический условия. Для получения общих характеристик и режимов рек, озер и других водоемов, а также болот и плавней проводят гидрографические исследования.

Геоморфологические условия.Данные геоморфологических исследований позволяют определить физико-геологические процессы, происходящие в районах, намечаемых к освоению для застройки (подверженность сейсмическим, просадочным и карстовым явлениям, оползням, подмывам, селевым потокам).

Фактор почвы и растительности.В характеристике почв и растительности приводятся сведения о почвах, толщине растительного слоя , о наиболее распространенных произрастающих породах деревьев и растительности. Эти данные необходимы на стадии разработки проектов благоустройства и озеленения осваиваемых территорий.

Определение наличия местных природных строительных материалов (карьеров песка, щебня и т.п.) важно для снижения стоимости строительства, в том числе транспортных затрат. С

Сохранение окружающей среды.Строительство оказывают активное, большей частью вредное, воздействие на окружающую среду. Это происходит как во время самого строительства, так и при эксплуатации построенных объектов. Поэтому при проектировании зданий и сооружений, при выборе методов их возведения необходимо прогнозировать возможные воздействия на природную среду и разрабатывать необходимые меры для защиты и сохранения природы.

Нарушения природной окружающей среды, на их характер существенное влияние оказывает вид выполняемых работ (рис. 5).

Как видно из приведенной схемы, с выполнением земляных и водопонизительных работ связано разрушение природного рельефа. Нарушение природного рельефа может проявляется в виде оползней, обвалов, обрушений, провалов, эрозии, оседания местности.

Наиболее опасной является водная эрозия, при которой смывается верхний слой земли талыми и дождевыми водами. Распространению эрозии способствует вырубка лесов.

При производстве крупных водопонизительных работ необходимо предусматривать меры, предотвращающие сдвижки и осадки земной поверхности, например, осуществлять регулирование водопонизительных работ.

При подземных разработках происходит оседание поверхности земли, что ведет к образованию на поверхности трещин, воронок, углублений, которые, не имея стока, превращаются в болота.

Использование при разработке грунта машин и нарушение верхнего слоя земли передвижением транспорта способствуют развитию ветровой эрозии, в результате которой мелкие частицы выдуваются из почвы, что в свою очередь способствует уничтожению растительности.

Рис. 5. Характер нарушения природной окружающей среды

Строительство также является источником загрязнения почвы, поверхностных и подземных вод. Загрязнения наблюдаются при рытье котлованов, траншей, при изыскательских и буровзрывных работах, закреплении оснований, намыве грунта, при прокладке инженерных коммуникаций, возведении подземных частей зданий и сооружений, при бетонных работах, смыве загрязнений со стройплощадок и образовании свалок строительного мусора.

Транспортировка и хранение строительных материалов (цемент, гипс, раствор, бетон, химические растворы), осуществляемые с нарушением установленных технических требований, часто приводят к загрязнению поверхности, почвы и последующему смыву этих загрязнений в водоемы.

Вскрытые подземные воды при производстве земляных работ распространяются в горизонтальном направлении, заполняют пониженные места рельефа и образуют заболоченные участки и солончаки.

Иногда для производства работ приходится осушать заболоченные земли. В таких случаях необходимо иметь в виду, что болота играют роль аккумуляторов влаги, регулируя речной сток (например, в случае полного осушения всех болот вся вода сойдет весной в паводок, и летом реки обмелеют) и при производстве работ можно нарушить водный баланс территории.

Машины, которые используются во время строительства зданий и сооружений, имеют двигатели внутреннего сгорания, которые загрязняют воздух выхлопными газами.

Загрязняется воздух также при термическом или химическом закреплении грунтов, приготовлении растворов.

Шум – серьезная проблема городов. Он наносит вред человеку и природе. Источниками шума на стройплощадке являются транспортные средства и строительная техника, в особенности сваебойные агрегаты.

Необходимо иметь в виду, что важнейшая задача строителей – не только сохранение природных ландшафтов и сельхозугодий, но и восстановление их путем рекультивации ранее использованных промышленностью и строителями земель.

Из всего вышеизложенного можно сделать заключение: прежде чем принять решение по методам производства и приступать к работам по инженерной подготовке, нужно определить основные природно-климатические факторы, влияющие на выбор решения по планированию и проведению инженерной подготовки территории.