Полная версия

Главная arrow Строительство arrow ИНЖЕНЕРНОЕ ОБУСТРОЙСТВО ТЕРРИТОРИЙ. ДОЖДЕВЫЕ ВОДОСТОКИ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Методы вертикальной планировки территорий

Вертикальная планировка территории (организация рельефа) на всех стадиях проектирования заключается в определении проектных высотных отметок поверхности, приемлемых уклонов и рациональных объемов земляных работ. Точность и методы расчета объемов зависят от стадии проектирования и масштаба чертежа вертикальной планировки.

В практике проектирования вертикальной планировки широкое применение получили два метода: профилей и проектных горизонталей.

В некоторых случаях в проекте одновременно применяют оба метода. Это так называемый комбинированный метод.

Метод профилей

Метод профилей может быть использован в основном при разработке проекта схемы вертикальной планировки территорий, городских районов и жилых микрорайонов, предназначенных под застройку.

При использовании метода профилей на топографический план микрорайона наносят сетку квадратов, по линиям которых составляют профили в масштабе плана. Расстояния между профилями при планировке кварталов принимают равным 20 или 50 м, а при планировке больших территорий - 100 или 200 м.

Проектирование рельефа застраиваемой территории по методу профилей, как отмечалось выше, начинают с нанесения на план участка сетки квадратов с размерами сторон соответствующими масштабу и сложности рельефа или степени необходимой точности. Профили разрабатывают по всем линиям сетки квадратов с обозначением рельефных особенностей на вертикальных разрезах территории. Цифровое значение величины площади в сетке квадратов на чертеже нс указывают. Каждый профиль содержит: высотные отметки точек существующей поверхности земли (черные отметки); расстояния (в метрах) между ними; проектные линии и их уклоны; проектные отметки в определенных точках профиля и горизонтальные расстояния между ними; высотные отметки условного горизонта, от которой строят профиль; рабочие отметки.

Проект вертикальной планировки, выполняемой этим методом, представляет собой план существующей местности в горизонталях, на который накладывают будущий рельеф территории путем наложения проектных горизонталей.

Объемы земляных работ в квартале застройки с запроектированной вертикальной планировкой территорий определяют по картограмме. Она составляется следующим образом:

  • - на план (в горизонталях) наносят сетку квадратов с густотой сторон, назначаемой в зависимости от сложности рельефа и требуемой точности подсчёта объемов земляных работ, обычно с размерами 20x20 или 40x40 м;
  • - по всем линиям сетки квадратов проектируют продольные профили с нанесением проектной линии;
  • - во все углы сетки квадратов по данным продольных профилей вписывают черные (существующие) и красные (проектные) отметки, интерполируемые по существующим и проектным горизонталям. Здесь же вписывают рабочие отметки, при этом насыпи отмечают знаком «плюс», а выемки - знаком «минус»;
  • - при наличии в углах сетки квадрата на одной его стороне отметок с противоположными знаками определяют положение точек нулевых работ. Через эти точки на плане квартала проводят линию, разделяющую выемку от насыпи;
  • - в каждом квадрате формируют простейшие объемные геометрические фигуры (пирамиды и призмы), позволяющие по арифметическим действиям определить их объемы;
  • - определяют объемы земляных работ в каждом квадрате и в квартале в целом, а также баланс объемов.

Пример 4. Определение положения точек нулевых работ на плане сетки квадратов.

Расчетная схема для определения положения точек нулевых работ на плане сетки квадратов приведена на рис. 9.

Расстояние х от вершины угла сетки квадрата до линии нулевых работ в соответствии с рис. 9 определяют по формуле

где h 1 и Л? высота (в абсолютных значениях) насыпи и выемки соответственно, в углах 6 и 5 сетки квадратов (рабочие отметки); / - длина стороны сетки квадрата, м.

Расчетная схема определения положения точек нулевых работ

Рис. 9. Расчетная схема определения положения точек нулевых работ:

1 - насыпь; 2 - выемка; 3 - линия проектируемого рельефа; 4 - линия существующего рельефа; 5, 6 - точки смежных вершин углов квадрата; 7 - точка на линии нулевых работ; х - расстояние от вершины угла сетки квадрата до точки (линии) нулевых работ, м; / - длина стороны сетки квадрата, м; Л| - высота насыпи в точке 6; /;2 - глубина выемки в точке 5 - смежного угла сетки квадрата, м.

Таким образом, образованная сетка квадратов на территории квартала городского микрорайона позволяет выделить на ней участки насыпей и выемок и определить объемы земляных работ. Картограмма объемов насыпей и выемок в пределах двух кварталов жилого микрорайона приведена на рис. 10. На этом рисунке в качестве линий сетки квадратов (прямоугольников) приняты оси улиц.

Картограмма объемов земельных работ территорий двух кварталов жилого микрорайона (без горизонталей)

Рис. 10. Картограмма объемов земельных работ территорий двух кварталов жилого микрорайона (без горизонталей):

А, Б, В, Г, Д, Е - перекрестки улиц; 5 - площади, км2; V - объемы, м3; О - баланс земляных объемов, м3. Стрелками обозначены направления стока поверхностных вод

Объемы насыпей и выемок определяют для каждого квадрата в отдельности путем умножения средней рабочей отметки на соответствующую площадь фигуры в плане (квадрата, прямоугольника, треугольника, многоугольника), по формулам для случаев:

  • - в общем случае по формуле
  • - для трехгранной и многогранной пирамиды

где S - площадь основания пирамиды, м2; И - высота пирамиды в рамках сетки квадрата, м;

- для четырехгранной прямой усеченной призмы с разными значениями высот л, и л, на боковой грани, по формуле

где h - меньшая высота призмы по грани, м; /г2 - большая высота призмы по той же грани, м;

- для прямой многогранной призмы с разными высотами граней, по формуле

где hcр - средняя высота призмы, м;

где h[ - высота грани призмы; к - количество высот в элементарной фигуре.

Суммарный объем насыпей в пределах территории квартала определяют по формуле

Суммарный объем выемки в пределах территорий квартала определяют по формуле

где Qu и QB - суммарные объемы насыпи и выемки на территории квартала, м3; V и VB - объемы насыпей и выемок элемента сетки квартала; п - количество элементарных фигур, выделенных сеткой квадратов планировки территории.

Баланс объемов земляных работ определяют по формуле

где QH - суммарный объем насыпей на территории, м3; QK - суммарный объем выемок на той же территории, м3.

При отсутствии баланса (имеет место дисбаланс) по данным изменённых значений проектируемых отметок пересчитывают объемы земляных работ в каждом элементе сетки квадратов и в целом для территории.

Метод профилей трудоемок и поэтому на практике проектирования применяется редко. Он имеет следующие недостатки;

  • - проектируемая территория, определяемая профилями (разрезами) представляется только цифровым материалом, который трудно воспринимается при чтении, особенно на плане;
  • - при наличии одного лишь цифрового материала нет наглядности в достигнутом результате организации рельефа территории;
  • - объем земляных работ и их баланс выявляется только после окончательного завершения всех проектных операций по вертикальной планировке территорий;
  • - в случаях отсутствия баланса земляных масс (дисбаланс) возникает необходимость в изменении значений отдельных проектных отметок, и, соответственно, проектных линий, что равносильно полному повторению операций проектных работ до тех пор, пока не будет получен баланс земляных масс;
  • - контроль за правильностью расчетов вертикальной планировки возможен лишь в форме полного повторения вычислений от начала до конца.

Так, например, для подсчетов объемов земляных работ городских улиц и дорог проектные организации используют специальные таблицы, составленные для различной ширины земляного полотна. Обычно в таблицах приводят объемы земляного полотна для разных значений суммы и разницы рабочих отметок h и h2 и длин участка /.

Подсчет объемов земляных работ дорог и улиц в проектных организациях ведут по программам для электронных вычислительных машин, дающих возможность при больших объемах работ ускорить расчеты и избежать ошибок, возможных при ручном подсчете.

В объем выемок часто включают объемы боковых канав. При подсчете насыпей объем боковых канав учитывают дополнительно по специальным таблицам.

Поперечный уклон местности до 100 %о мало влияет на изменение объемов земляных работ дорог и поэтому при расчетах по допустимой погрешности не принимается во внимание. На крутых склонах косогорных участков объемы земляных работ определяют по специальным формулам. Для этого вычерчивают поперечные профили земляного полотна дорог в характерных точках. Площади выемок и насыпей измеряют планиметром или путем разбивки сложного сечения на простейшие фигуры, объем которых легко определяется аналитическим расчетом.

Пример 5 Последовательность расчета объемов земляных работ в сетке квадратов и их баланса.

Расчет объемов насыпей и выемок, а также баланса земляных работ по результатам вертикальной планировки территории квартала или жилого микрорайона, ограниченного красными линиями улиц (сетка квадрата) с перекрестками А-Б-Д и Е (см. рис. 10) выполняют в следующей последовательности:

  • 1. Определяют участки улиц, на которых (по данным вертикальной планировки) рабочие отметки на перекрестках имеют одноименный знак, «плюс» или «минус». На рис. 10 показаны эти участки улиц между перекрестками улиц А-Б Б-В В-Г и Е-А, где перекрестки имеют рабочие отметки с одноименным знаком «плюс» - насыпи. Здесь участков улиц с отметками, имеющими знак «минус» нет.
  • 2. Определяют участки улиц, на которых рабочие отметки на протяжении улицы от перекрестка до перекрестка или от одного угла сетки квадрата до другого имеют разноименные знаки «плюс» - насыпь и «минус» - выемка. Такими на рис. 10 являются участки улиц от перекрестка Б до перекрестка Д и от перекрестка Д до перекрестка Г.
  • 3. Определяют расположение точек и линий нулевых работ, разделяющих насыпь и выемку. Для этого используется зависимость формулы (12), установленная по расчетной схеме определения положения точек нулевых работ, приведенной на рис. 9. Так, на участке улиц Е-А и Е-Д между перекрестками точкой нулевых работ является точка Е.

Рабочая отметка в точке Е, определенная разницей проектной (красной - 101, 10) и черной отметкой (101, 10), будет равна ± 0. Расстояние между перекрестками Б и Д (см. рис. 10) равно 400, а точка нулевых работ между перекрестками будет находится на расстоянии 160 м от перекрестка Б и 240 м - от перекрестка Д. Эти данные подтверждаются расчетами, приведенными ниже. Так, используя зависимость формулы 12, получим расстояние х от перекрестка в точке Б до точки нулевых работ на оси участка улицы Б-Д

где h и /?2 - рабочие отметки перекрестка Б и Д, принимаются в абсолютных значениях. Тогда расстояние от точки нулевых работ до перекрестка Д будет равно 240 м.

Таким же образом определяют, например, расстояние х от перекрестка Г до точки нулевых работ на оси улицы Г-Д по формуле (12), которое составит

Соединяя (пунктирной линией на рис. 10) точки нулевых работ на осях улиц Б-Д и А-Е, а также на осях улиц Д-Г и Д-Б, получаем линии раздела насыпей и выемок в сетке кварталов А-Б-Д-Е и Б-В-Г-Д.

  • 4. Оценивают виды геометрических фигур в границах сетки квадратов (прямоугольников), как показано на рис. 10. Эти фигуры образованы контурными линиями оснований, линиями нулевых работ и линиями прямых боковых граней. В результате этих действий на боковых гранях фигур сетка квадратов образует многогранники, основаниями которых являются стороны многоугольников сетки кварталов. Эти многогранники образуют пирамиды и призмы, в том числе усеченные.
  • 5. Определяют объемы земляных работ элементарных геометрических фигур, заключенных в границах сетки квадратов или кварталов. При вычислениях используют соответствующие зависимости формул 13-19 настоящего учебного пособия.

Пример 6. Определение объемов насыпей и выемок, баланса и дисбаланса объемов земляных работ с использованием данных сетки кварталов на плане вертикальной планировки территорий.

Так в сетке квартала, ограниченного линиями осей улиц А-Б-Д-Е образованы две геометрические фигуры, в том числе пирамида с вершиной в точке Д и с основанием в виде прямоугольника. Здесь сторонами являются катеты, совпадающими с осями улиц Д-Б и Д-Е и гипотенуза, являющаяся в этом квартале линий нулевых работ. Другой фигурой является прямая призма, в основании которой лежит четырехугольник со сторонами, состоящих из линий нулевых работ и осей улиц Б-Д, Б-А и А-Е.

Объем пирамиды (выемка) в этой сетке квартала, определенный по формуле (14) для трехгранной пирамиды, составит

где S = а х в - 200 х 240 :2 = 24000л/2, h — 0,30л/.

Объем насыпи, заключенной в прямой многогранной усеченной призме, определенный по формуле (15), составит

6. Определяют баланс (дисбаланс) объемов насыпей и выемки в квартале по формуле (20). Он составит

Этот объем насыпи в границах основания призмы может быть сбалансирован выемкой грунта, например, за счет устройства водоотводной канавы вдоль улицы или тротуара на территории квартала. И тогда в результате вертикальной планировки территории квартала с учетом устройства, например, водоотводной канавы (траншеи под фундаментом зданий) балансовый объем составит

Результаты расчетов объемов земляных работ в сетке квартала Б-В-Г-Д приведены на рис. 10 в виде численных значений, где дисбаланс объемов составляет

а баланс равен

Это равенство объемов обеспечивается за счет устройства, например, котлована для сооружения в квартале здания с размерами в плане 14x38 м с глубиной 2,5 м.

Для такого крупного квартала рекомендуется проектирование вертикальной планировки с сеткой квадрата 50x50 м, что позволить с меньшей ошибкой установить объемы земляных работ и их баланс.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>