Реферат: Рельеф и его использование для градостроительных нужд

   Применение трубофильтров значительно снижает трудозатраты и стоимость работ. Они представляют собой трубы диаметром 100 и 150мм с большим количеством сквозных отверстий (пор) в стенке, по которым вода просачивается внутрь трубопровода и отводится. Конструкция труб позволяет их машинную укладку по предварительно разровненному основанию.

    Инженерные сооружения состоят из надземной части и фундамента. Основное назначение фундамента – передать грунту давление от собственного веса сооружения и действующих на него нагрузок. Массив грунта, воспринимающий давление от фундамента, называется основанием. Чтобы обеспечить устойчивость сооружения, фундаменты располагают на прочных грунтах. От глубины залегания прочных грунтов зависят условия работы фундамента в грунте, его конструкция и способ возведения.

    В основаниях фундаментах могут залегать различные горные породы. По принятой в нашей стране классификации они подразделяются на скальные, крупнообломочные, песчаные и глинистые.

    Меры, с помощью которых удается улучшить грунтовые основания, могут быть механическими, физическими и химическими. Первые сводятся к замене слабых грунтов более прочными или их уплотнению, вторые – к осушению, а в некоторых условиях - к обводнению грунтов (например, лессовидных), третьи – к созданию новых, более прочных связей между частицами грунта химическими реактивами, цементацией, термическим и электрохимическим закреплением.

    Если под подошвой фундамента залегают слабые, сильно сжимаемые грунты, то их удаляют на некоторую глубину и заменяют песчаной подушкой. Песчаная подушка за счет рассеивания в ее толще давлений от фундамента снижает напряжения в слабом грунте и тем самым повышает несущую способность, а так же уменьшает сжимаемость основания.

    Высота подушки h должна быть такой, чтобы давление на слабый грунт не превышало его несущей способности.

    Песчаные подушки отсыпают из чистого крупнозернистого песка слоями толщиной 15 – 20см, поливают водой и тщательно уплотняют до плотности 1,6 – 1,7тс/м3. Применение песчаных подушек не рекомендуется при переменном уровне грунтовых вод, когда возможно заиливание песка. При лессовых грунтах песчаные подушки способствуют увлажнению и просадкам грунта. В этих случаях подушки делают из глины или местного перемятого грунта.

    Уплотнение грунтов достигается укаткой, трамбованием, вибрированием, устройством песчаных и грунтовых свай. Укатку катками применяют для уплотнения супесей, суглинков и глин с коэффициентом водонасыщения не более 0,7. При соответствующей массе  катка и числе проходов удается уплотнить грунт на глубину до 1…1,5м. Более глубокое уплотнение достигается тяжелыми механическими, дизельными или пневматическими трамбовками. Трамбование производят до тех пор, пока не будет достигнут «отказ» - понижение поверхности грунта от удара трамбовки на постоянную величину, равную 1 -2см для глинистых грунтов, 0,5 – 1см для песчаных и 1 – 1,5см для лессовидных. Наиболее простой и часто применяемый способ уплотнения – трамбование механическими трамбовками. Уплотнение грунта трамбованием возможно, если его водонасыщение не превышает 0,6.

    Осушение применяют для упрочнения водонасыщенных глинистых грунтов путем устройства вертикальных песчаных дрен. Дрены изготовляют, погружая в грунт обсадные инвентарные трубы диаметром 30…50см и заполняя образующиеся скважины песком. При обжатии грунта нагрузкой вода выдавливается из его пор и через дрены удаляется наружу. Для ускорения осушения на поверхности дрен отсыпают подушки из песка. Дрены располагают на взаимном расстоянии 2…10м. Вместо песка скважины могут быть заполнены другим фильтрующим материалом, например картоном.

    Для защиты лессовидных грунтов от увлажнения и просадки нужно отводить поверхностные и производственные воды от фундаментов путем соответствующей планировки застраиваемой территории, устройств вокруг зданий водонепроницаемого покрытия, заполнения пазух котлованов местным перемятым водонепроницаемым грунтом. Ширина водонепроницаемого покрытия равна примерно удвоенной глубине заложения фундамента.

    При мощности просадочного грунта более 10м прибегают к предварительному его замачиванию. Предпостроечное замачивание имеет целью  искусственно вызвать просадку грунтов до возведения на них сооружения и тем предохранить его от опасных деформаций. Замачивают грунт в котловане небольшой глубины слоем воды толщиной 0,4…0,6м. Уплотнение грунта считается законченным, если просадка достигнет 0,5м в сутки. После того как верхний слой грунта подсохнет, его уплотняют трамбованием.

    Закрепление грунтов нагнетанием цементного раствора применяют для крупнозернистых песков, отложений гальки и гравия, трещиноватых скальных пород с коэффициентом фильтрации от 80 до 200м/сут. Цементация производится водно – цементными или песчано-цементными растворами через циркуляционные инъекторы. Цементация считается оконченной, если поглощение раствора в течение 20мин при заданном давлении не превышает 0,5л. Для цементации применяют цементы тонкого помола марки не ниже 400. Если грунтовые воды агрессивны, то употребляют соответствующие устойчивые виды цементов.

    Для прокладки подземных сетей чаще всего используют открытый способ, при котором коммуникации укладываются в траншеи. Разбивочные работы по устройству траншей начинают с выноса на местность оси трассы и характерных ее точек. При разбивке коммуникаций, идущих рядом в несколько параллельных ниток (например, кабелей), выносят на местность оси двух крайних. Для производства земляных работ трассу коммуникации закрепляют кольями через 5…20м. Одновременно с этим обозначают грани траншеи. При рытье траншеи возникает необходимость зачистки ее дна до проектной отметки. Эту работу во многих случаях выполняют способом визирок, сущность которого заключается в следующем: в обносках закрепляют опорные визирки таким образом, чтобы плоскость, проведенная через их верхние грани, была параллельна дну запроектированной траншеи с соблюдением проектного уклона. Перемещая ходовую визирку вдоль дна траншеи через 3..5м, определяют проектные отметки, по которым окончательно зачищают дно траншеи. Аналогичным образом используют способ визирок и при укладке труб. Однако этот способ не обеспечивает требуемую точность на уклонах, меньших 0,003.

   При проектировании и строительстве дорог и мостов используют метод камерального трассирования. Трассирование выполняют способом попыток или построением  линии допустимого уклона.

   Способ попыток, применяемый в равнинной местности, состоит в следующем: между заданными точками намечают на карте кратчайшую трассу, по которой составляют продольный профиль с проектом линии будущей дороги. На основании анализа продольного профиля выявляют места, в которых трассу целесообразно сдвинуть вправо или влево, чтобы отметки местности совпали с проектными.

    В условиях местности со сложным рельефом самый распространенный прием – построение в заданном направлении линии предельно допустимого уклона для данной категории трассы. Для этого по карте данного масштаба 1:М и по высоте сечения рельефа h определяют величину заложения d для предельно допустимого уклона iпред. По найденному заложению d на карте выделяют участки, отличающиеся по характеру трассирования, так называемые участки вольного и напряженного ходов. Участки местности, для которых средний уклон больше предельно допустимого, называют напряженным ходом. Участки, где уклон меньше допустимого, называют участками вольного хода.

    На участке вольного хода трассу намечают по кратчайшему направлению, обходя лишь контурные препятствия. При этом, чтобы удлинение трассы было минимальным,  углы поворота трассы должны быть не более 15…25о.

    На участках напряженного хода для соблюдения предельного уклона предварительно намечают линию нулевых работ, для которой заданный проектный уклон выдерживается без устройства насыпей и выемок. Однако линия нулевых работ еще не может быть осью будущей дороги, так  как она состоит из большого числа коротких звеньев, сопряжение которых кривыми невозможно из-за ограничений минимальных радиусов. Поэтому линию нулевых работ заменяют участками более длинных прямых (спрямляют). Спрямление вызывает необходимость земляных работ.

    Затем по трассе намечают положение пикетов и характерных точек рельефа. Пикет – точка оси трассы, предназначенная для закрепления заданного интервала. Характерные перегибы рельефа или контурные точки, определяющие пересекаемые трассой сооружения, водотоки, границы угодий, линии связи и т.д., называют полосовыми точками. По отметкам и пикетажу строят продольный профиль местности по трассе, а затем проектируют профиль будущей дороги.

    Автодорожное полотно состоит из проезжей части, обочин, откосов и кюветов. Проезжая часть магистральных автодорог состоит из искусственного покрытия (бетонное, каменное и др.). Для устройства этого покрытия в дорожном полотне делают специальное земляное корыто. Для быстрого стока воды поверхность дорожного полотна имеет поперечный уклон от середины к бровкам. Величину этого уклона назначают в зависимости от типа покрытия. На цементно-бетонных и асфальтобетонных дорогах поперечный уклон проезжей части составляет 1,5…2,0%, щебеночных и гравийных – 2,0…3,0%, на мостовых – 3,0…4,0%. Поперечный уклон обочин на 2,0% больше уклона проезжей части. Поперечный уклон дна корыта, как правило, равен уклону проезжей части.

    Основной частью железнодорожного полотна служит верхнее строение – рельсы со шпалами, уложенные на балластный слой. Для лучшего стока воды земляное основание под балластным слоем устраивают в виде сливной призмы. Вдоль дорожного полотна устраивают боковые водоотводные канавы – кюветы, средняя глубина которых составляет 0,6м. Продольный уклон дна кювета должен быть не менее 0,3%.

    Для выполнения земляных работ производят детальную разбивку земляного полотна, которая состоит в обозначении на местности всех характерных точек поперечного профиля полотна: оси, бровок, кюветов, подошвы насыпей и т.д.

    Покрытие на автомобильных дорогах строится в приготовленном для этого земляном корыте и состоит из песчаной или гравийной подушки, бетонного или каменного несущего слоя и верхнего асфальтового слоя.

    Верхнее строение железных дорог состоит из балластного слоя (песок, гравий, щебень), шпал и рельсов. Толщина балластного слоя принимается не менее 35см на магистральных дорогах и 25см на местных.

    Инженерное благоустройство наиболее сложно на территориях, подверженных динамичным геологическим процессам. Эти процессы могут привести к сокращению долговечности зданий и застройки в целом. Они несут в себе угрозу разрушений и катастроф. По этим признакам различают пять категорий городских земель.

 I.    Чрезвычайно опасная. Карстово-суффозионные провалы и мульды оседания земной поверхности; глубокие оползни. Не рекомендуется для новых застроек; имеющиеся объекты должны находиться под постоянным наблюдением. Защитные мероприятия: снижение обводненности; предотвращение динамических воздействий; инъектирование песчано-цементных смесей в закарстованные толщи; строительство подпорных стенок на глубоком свайном основании, устройство дренажных систем; комплексный мониторинг за геологической средой и сооружениями.

II.    Весьма опасное. Сочетания потенциальных карстово-суффозионных провалов и мелких оползней; потенциальных карстово-суффозионных провалов и подтопления; мелких оползней и подтопления. Допустимо промышленное и гражданское строительство при выполнении мероприятий по снижению геологического риска. Защитные мероприятия: строительство дренажных систем; гидроизоляция заглубленных частей здания; создание сопутствующих дренажей инженерных сетей; восстановление засыпанных естественных дрен; наблюдение за подвижкой оползней и оседанием территории.

III.    Опасная. Подтопление, сочетание мелких оползней и потенциального подтопления. Допустимо строительство при выполнении мероприятий по снижению геологического риска. Защитные мероприятия: создание локальных дренажных сетей; фитомелиорация; наблюдение за уровнем подземных вод и подвижностью оползневых участков.

IV.    Малоопасная. Мелкие оползни, потенциальное подтопление. Возможно градостроительное использование без ограничений при выполнении мероприятий по снижению геологического риска. Защитные мероприятия: создание водоотводящих систем, наблюдение за оседанием территории.

V.    Неопасная. Процессы, обусловливающие геологический риск, отсутствуют. Возможно градостроительное использование без ограничений. Защитные мероприятия: предотвращение чрезмерного увлажнения территории; поддержание в необходимом техническом состоянии водонесущих коммуникаций; наблюдение за уровнем подземных вод.

    В условиях Северной климатической зоны вертикальная планировка строительной площадки производится в течение круглого года с сохранением естественного рельефа и растительности на свободных от застройки и проездов участках в пределах защитной зоны.

    При этом соблюдаются следующие требования:

·     грунт в зимний период разрабатывается взрывным способом, выторфовыванием заболоченных участков с последующей засыпкой их послойным рыхлением машинами;

·     при использовании грунтов оснований в мерзлом состоянии планировка производится отсыпкой грунта;

·     если отсыпка не обеспечивает предохранения вечномерзлых глинистых грунтов от летнего протаивания, то перед отсыпкой грунта по дневной поверхности площадок на промерзший слой сезонного оттаивания укладывается теплоизоляция из торфа или дерново-мохового покрова;

·     при условии использования вечномерзлых глинистых грунтов с влажностью, равной или меньшей предела текучести, а также песчаных, крупнообломочных и скальных планировка производится срезкой грунта, но с восстановлением дерново-мохового покрова, а при необходимости и с укладкой дополнительного слоя теплоизоляции.

    Слой грунта, отсыпаемый при планировке в холодный период года на промерзший слой должен быть толщиной не менее 0,2м. Перед отсыпкой площадка очищается от снега и льда. Отсыпанный грунт выравнивается и уплотняется; запрещается оставлять участки отсыпки неспланированными. Отсыпка производится талыми или сыпучемерзлыми грунтами; комья мерзлых грунтов должны быть меньше 15см и составлять не более 30% от общего объема отсыпаемого грунта.

    При планировке площадки в теплый период года должны соблюдаться следующие правила производства работ:

·     отсыпка первого слоя толщиной 0,5…0,6м производится головным способом на всю ширину отсыпки непосредственно на растительный покров;

·     на первый слой послойно отсыпается грунт до проектной отметки с выравниванием и уплотнением.

    Грунт срезается слоями 15-20см по мере его естественного оттаивания.

    Перед планировочными работами вечномерзлые глинистые грунты с влажностью выше предела текучести предварительно осушаются.

    Вечномерзлые глинистые грунты с влажностью ниже предела текучести, а также песчаные, крупнообломочные и скальные предварительно не осушаются.

Часть III

    Общие экологические требования при размещении, проектировании, строительстве, реконструкции, вводе в эксплуатацию предприятий, сооружений и иных объектов в качестве исходных сформулированы в разделе VI Закона РФ “Об охране окружающей природной среды”.

    Так, при размещении, технико-экономическом обосновании проекта и вплоть до ввода в эксплуатацию сооружений, оказывающих прямое или косвенное влияние на состояние окружающей природной среды, должны:

·     соблюдаться экологическая безопасность;

·     осуществляться охрана здоровья населения;

·     предусматриваться мероприятия по рациональному использованию и воспроизводству природных ресурсов, оздоровлению окружающей среды.

    Законодательство об охране окружающей среды требует от строителей бережного отношения к природе, сохранения древесной растительности. Ценные деревья и кустарники, мешающие производству строительных работ, выкапывают и пересаживают на новое место или в охранную зону на территории строительной площадки.

    Зеленые насаждения, не подлежащие вырубке или пересадке, обносят оградой, а стволы отдельно стоящих деревьев предохраняют от возможных повреждений отходами пиломатериалов.

    Расчистку от ненужных деревьев производят с помощью пил или тракторами. Валят деревья с корнями, корчуют пни. Изъятые корни и остатки от деревьев удаляют с расчищенной территории для последующего сжигания или вывоза.

    Плодородный слой почвы, подлежащий снятию с застраиваемых площадей, срезают и перемещают бульдозерами или автогрейдерами в специально выделенные места, где складируют для последующего использования. Иногда его отвозят на другие площадки для озеленения. При работе с плодородным слоем следует предохранять его от смешивания с нижележащим слоем, от загрязнения, размыва и выветривания. В зимних условиях допускается снимать плодородный слой лишь при наличии соответствующего обоснования в проекте.

    Со строительной площадки должны быть убраны валуны. Они могут быть раздроблены на месте взрывным способом.

    Снос зданий, сооружений и их фундаментов выполняют путем членения их на части (для последующего демонтажа) или обрушением. Деревянные строения разбирают, отбраковывая элементы для последующего их использования. Вертикальные части строений для предотвращения разброса обломков по площади следует обрушивать внутрь. Иногда обрушение осуществляют также и взрывным способом.

    Отсоединение или перенос с площадки существующих инженерных сетей является важным и обязательным элементом подготовки строительной площадки. В отдельных случаях на подготавливаемой площадки могут быть расположены не только локальные, но и магистральные сети электроснабжения, водопровода, фекальной и ливневой канализации, газопровода, теплосети, телефонизации и телевидения. В этих случаях до начала строительства вышеназванные сети должны быть вынесены с пятна застройки и проложены за пределами площадки, чтобы обеспечить бесперебойное функционирование магистральных сетей.

    Одной из главных проблем, с которой приходится сталкиваться в процессе возведения зданий в условиях плотной городской застройки, является обоюдное воздействие как реализуемых объектов на сложившуюся окружающую среду, так и воздействие этой среды на возводимый объект.

    Защита существующей застройки. Воздействие объекта на окружающие здания и инфраструктуру в основном заключаются в следующем:

·    шумовом эффекте, сопутствующем любому строительному процессу;

·    динамическом воздействии от работающих машин и механизмов;

·    выбросе в атмосферу большого количества пылевых частиц мелких и средних фракций;

·    выработке огромного количества строительного и бытового мусора;

·    увеличении сброса стоков в существующие и реконструируемые городские сети, а также на рельеф;

·    нарушении привычных транспортных схем вследствие ограничения, а иногда и полного запрета движения по улицам, на которых осуществляется строительство.

   Для снижения уровня шума на строительной площадке производителям работ предписывают использовать шумопонижающие методики и оборудование. Например, при проведении свайных и шпунтовых работ обязательным требованием является использование бурозавинчивающихся свай или погружение свай в пробуренные скважины. В качестве подъемных и бетоноподающих машин рекомендуется оборудование с меньшими шумовыми характеристиками при общих равных технических возможностях. Вызывающие особый шумовой эффект пневматические отбойные молотки заменяют на электромеханические. Вводится повременное ограничение на проведение всех видов работ на строительной площадке, с особым выделением разрешаемого периода проведения наиболее шумных работ.

    Примерно в таком же ключе осуществляются действия по снижению динамического воздействия от работающих машин и механизмов. Кроме ведения ограничений на использование тех или иных средств механизации разрабатывают мероприятия по устройству технических сооружений, направленные на снижение динамических нагрузок на грунты и основания. Для этого в зонах установки кранов, бетоноподающих и других машин монтируются демпфирующие инженерные сооружения, значительно снижающие распространение динамических колебаний на окружающие основания и грунты, а, следовательно, и на существующую застройку.

    Увеличение сброса стоков воды, ливневой и фекальной канализации в процессе строительства представляет серьезную экологическую проблему, поскольку на момент начала работ существующих мощностей городских сетей оказывается недостаточно, в результате чего возникает несанкционированный сброс сопутствующих стоков в окружающую среду. Чтобы это предотвратить, необходимо на стадии подготовительных работ обеспечить организованный сток со строительной площадки; реконструировать, согласно выданным техническим условиям на периоды строительства и эксплуатации построенного здания, существующие городские сети; привязать зоны мойки колес к сетям ливневой канализации; установить зоны на строительной площадке, в которых разрешается пользоваться водой, канализацией для бытовых и производственных нужд. В процессе проведения работ запретить любой сброс воды на строительной площадке за пределами установленных зон.

    В условиях плотной городской застройки новое строительство ведется, как правило, вдоль существующих транспортных магистралей, а иногда и пересекая их, нарушая тем самым сложившуюся систему привычных транспортных схем. Это приводит не только к усложнению движения, но и образованию усеченных транспортных потоков, пробок, дополнительному выхлопу вредных газов от транспортных средств, но и к ухудшению экологической ситуации в городе. Поэтому при согласовании стройгенплана совместно с органами безопасности дорожного движения разрабатываются схемы рационального движения транспорта вокруг строительной площадки. Вокруг пятна застройки устанавливают стандартные дорожные знаки, предписывающие участникам дорожного движения проезды, объезды и зоны остановки, а в случае необходимости устройства дополнительных зон пешеходных переходов -                                   дополнительные светофоры. Перечисленные мероприятия позволяют осуществлять безопасное движение пешеходов и обеспечивать бесперебойный проезд производственной техники, частного и городского транспорта.

    Строительство на техногенно – загрязненных грунтах является одним из видов природоохранного строительства, так как в процессе освоения загрязненных территорий одновременно решается много вопросов, связанных с повышением уровня экологической безопасности.

    В зависимости от способов воздействия на грунтовую среду такое строительство может включать:

·    замену загрязненного грунта;

·    очистку и санацию загрязненного грунта;

·    консервацию загрязненного грунта;

·    рекультивацию территорий.

    В случае если принимается решение о вывозе загрязненного грунта с площадки, то его разработка, погрузка в транспортные средства и транспортировка к месту отвала ведется с использованием технологий переработки грунта, с соблюдением мер предохранения рабочих, занятых на этих работах.

    Особую сложность представляет производство такого рода работ на территории, занятой постройками. В этом случае загрязненный грунт снимается слоями с учетом требования обеспечения устойчивости зданий.

    Все виды работ по сооружению, реконструкции, преобразованию предприятий, жилых зданий и иных объектов должны проводиться в строгом соответствии с действующими природоохранительными и санитарными нормами и правилами.

Часть IV

·    Данилова Н.Н. «Технология строительных процессов», Москва, «Высшая школа»,1997

·    Дубовик О.Л. «Экологические преступления», Москва, «Спарк»,1998

·    Завриев В.Г. «Пособие по географии для поступающих в ВУЗы», Минск, «Высшая школа»,1978

·    Киселев М.И. «Основы геодезии», Москва, «Высшая школа»,2001

·    Протасов В.Ф. «Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России», Москва, «Финансы и статистика»,1999

·    Теличенко В.И. «Технология возведения зданий и сооружений», Москва, «Высшая школа», 2001

·    Шепелев Н.П. «Реконструкция городской застройки», Москва, «Высшая школа»,2000