СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ИНЖЕНЕРНЫХ ИЗЫСКАНИЙ
Прогресс в области измерительной техники, совершенствование методик измерений и результатов их обработки, повсеместное использование ЭВМ для вычислительных и графических операций не могли не сказаться на технологии всех видов инженерных изысканий. Так, например, в инженерной геологии наряду с традиционными способами исследования грунтов: шурфованием или разведочным бурением используются динамическое и статистическое зондирование, геофизические способы электро- и сейсморазведки.
В гидрометеорологических изысканиях широко используются аэрокосмические методы съемки с различного рода носителей, включая искусственные спутники и космические станции. При русловых съемках и съемках морских акваторий используются радиотехнические средства измерений и различные типы эхолотов.
В практику инженерно-геодезических изысканий успешно внедряются светодальномеры, электронные теодолиты, электронные тахеометры, спутниковые приемники. Обработка результатов измерений в основном ведется на ЭВМ. Графическое изображение местности на основе топографических съемок меняется на математическое представление в виде цифровой модели местности (ЦММ) и рельефа (ЦМР). Разработаны программы для автоматизированной системы проектирования (САПР) трасс линейных сооружений, генеральных планов на основе ЦММ и т. п. На основе ЦММ также вычисляются объемы водохранилищ и земляных масс. Цифровая модель местности не исключает получение с помощью разного рода графопостроителей и графического изображения.
Наряду с широким использованием наземных и аэрометодов при изучении поверхности и природных ресурсов Земли для целей изысканий применяется информация, полученная из космоса. С помощью материалов космических съемок могут решаться многие практические задачи. Спектрозональные снимки высокого разрешения могут использоваться для проведения мероприятий по защите природного ландшафта и вод от загрязнения. Космические съемки используются и для нужд картографии, расширяя и углубляя информацию о таких протяженных объектах, как магистральные дороги, трубопроводы, каналы, при проектировании объектов, занимающих большие площади.
СОСТАВЛЕНИЕ ПЛАНА ОРГАНИЗАЦИИ РЕЛЬЕФА
С помощью плана организации рельефа решаются задачи по преобразованию рельефа городской территории для приспособления его к застройке, благоустройству и инженерно-транспортным нуждам. Организация рельефа обеспечивает высотное решение площадей, улиц, проездов; размещение зданий, сооружений и подземных коммуникаций; возможность стока ливневых вод и канализации.
Определяющим документом проекта является схема организации рельефа (рис. 2), составляемая на топографическом плане в масштабе 1:5000 или 1:2000.
Проектные решения по организации рельефа приводятся на схеме в основном по осям проектируемых проездов в виде проектных отметок точек пересечения осей и перегибов продольного профиля. На схеме показывают также расстояние между точками пересечения осей и перегибов профиля, уклоны в промилле и направления стока воды. К схеме прилагают проекты поперечных профилей улиц (рис. 3) в масштабах 1:100 — 1:200.
Утвержденная схема организации рельефа является обязательной для всех ведомств и учреждений, выполняющих застройку и освоение городской территории.
Рабочий план организации рельефа составляют на топографическом плане в масштабах 1:500 — 1:1000. Исходными служат проектные отметки схемы организации рельефа.
Проектный рельеф, образуемый отдельными оформляющими плоскостями, может быть задан либо в виде профилей, либо проектными горизонталями в сочетании с проектными отметками.
В методе профилейна топографический план наносят сетку, по линиям которой составляют продольные профили в масштабе плана проекта. Расстояния между профилями при планировке кварталов принимают равными 20 — 50 м, а при планировке больших территорий — 100 — 200 м. Метод профилей трудоемкий и поэтому применяется редко.
Рис. 2. Схема организации рельефа
Метод проектных горизонталейзаключается в том, что на плане проводят проектные горизонтали рельефа, образующегося после изменения естественного рельефа путем срезок и подсыпок. Проектные горизонтали между линиями перегибов скатов изображаются прямыми равно отстоящими друг от друга параллельными линиями. Сечение п для проектных горизонталей в пределах 0,1 — 0,5 м выбирают в зависимости от характера естественного рельефа.
Для планов масштаба 1:500 при сравнительно спокойном рельефе чаше всего применяют сечение, равное 0,1 м.
Положение проектных горизонталей на плане определяют по проектным отметкам точек пересечения осей проездов и точек перегиба проектного рельефа. Расстояние l (заложение) между смежными проектными горизонталями на плане подсчитывают по формуле
, (1)
где i - продольный проектный уклон; М - знаменатель численного масштаба плана.
Рис. 3. Поперечные профили улиц
На границе двух оформляющих плоскостей проектные горизонтали имеют излом.
Составление плана организации рельефа начинают с улиц. Первоначально проектируют горизонтали по проезду, а затем развивают их до фасадной линии застройки. При этом учитывают поперечные уклоны проездов, газонов и тротуаров, а также высоты бордюрных камней.
Рис. 4. Фрагмент плана организации рельефа
При проектировании рельефа на внутриквартальных территориях исходными являются проектные отметки вертикальной планировки по улицам. Вертикальная планировка внутриквартальных проездов и пешеходных дорожек должна обеспечивать сбор и отвод поверхностной воды с территории квартала на прилегающие уличные проезды или в специальную водосточную сеть. Проектные горизонтали на внутриквартальной территории проводят с учетом характера естественного рельефа, предусматривая наименьший объем земляных работ. Крутые склоны или возвышенные места оформляют озелененными откосами, подпорными стенками, пандусами, лестницами.
На плане организации рельефа указывают отметки «чистого пола» первого этажа, проектные и существующие отметки углов зданий и сооружений (рис. 4).
СОСТАВЛЕНИЕ ПЛАНА ЗЕМЛЯНЫХ МАСС
Разрабатывая план организации рельефа, составляют план земляных масс - проектный документ, определяющий объемы земляных масс, подлежащих перемещению.
План земляных масс представляет собой чертеж (рис. 5) в виде сетки квадратов со стороной 5, 10 или 20 м в зависимости от масштаба плана и требуемой точности подсчета объемов земляных работ. В углах каждого квадрата подписывают проектные отметки, отметки естественного рельефа с соответствующим знаком их разности, называемые рабочими отметками. По рабочим отметкам и площадям квадратов (с учетом выемок и насыпей) подсчитывают объемы земляных работ.
Между углами квадратов с рабочими отметками разных знаков, как правило, интерполированием «на глаз» отыскивают точки нулевых работ. Соединяя точки нулевых работ, строят линию нулевых работ. В некоторых случаях план земляных масс иллюстрируют проведенными по всей ее площади линиями равных отметок насыпей и выемок.
В зависимости от места линии нулевых работ различают разные типы квадратов: однородные, когда для всех углов квадратов знаки рабочих отметок совпадают (точек нулевых работ на сторонах квадрата нет), а по всему квадрату должна быть выполнена либо насыпь, либо выемка; неоднородные, когда знаки рабочих отметок у различных вершин не совпадают и квадрат делится линией нулевых работ на участки выемки и насыпи.
Рис. 5. План земляных масс с таблицей баланса
Для отдельного однородного квадрата объем земляных масс V можно определить как объем призмы, имеющей площадь основания Р, равную площади квадрата, и высоту, равную среднему арифметическому из рабочих отметок h всех четырех углов
. (2)
Объемы земляных масс в неоднородных квадратах определяют после разделения их линией нулевых работ и вспомогательными линиями на отдельные фигуры - прямоугольные треугольники, прямоугольники, трапеции и т. п. Такой же порядок принимают и для неполных квадратов. Объем работ Vi в отдельных фигурах вычисляют по формуле
, (3)
где Рi - площадь отдельной фигуры; hср - средняя рабочая отметка этой фигуры.
Вычисленные объемы в метрах кубических по каждому квадрату выписывают с соответствующим знаком в таблицу земляных масс. Суммарный объем подписывается внизу чертежа (рис. 5).
При резко пересеченной местности для подсчета объемов земляных масс применяют способ вертикальных профилей. Используют для этой же цели и план земляных работ.
ченной местности для подсчета объемов земляных масс применяют способ вертикальных профилей. Используют для этой же цели и план земляных работ.Определив общие объемы выемок и насыпей, сводят баланс земляных масс, т. е. определяют, компенсируют ли друг друга выемки и насыпи. На практике предпочитают, чтобы объем выемок несколько превышал объем насыпей, так как вывезти лишний грунт легче, чем отыскать резервный грунт для насыпи.