Инженерные изыскания+. Лекция 1. Нормативно правовые основы производства инженерных изысканий
 Скачать 0.76 Mb.
|
|
Инженерные изыскания в строительстве. Мероприятия инженерной защиты www.itc-tyumen.ru 11 выполняют работы по созданию геодезического обоснования и топографической съемке в разных масштабах на участке строительства, производят трассирование линейных сооружений, геодезическую привязку геологических выработок, гидрологических створов, точек геофизической разведки и многие другие работы. Инженерно - геологические и гидрогеологические изыскания дают возможность получить представление о геологическом строении местности, физико - геологических явлениях, прочности грунтов, со - ставе и характере подземных вод и т. п. Эти сведения позволяют сделать правильную оценку условий строительства сооружения. Гидрометеорологические изыскания дают сведения о водном режиме рек и водоемов, основные характеристики климата района. В процессе гидрометеорологических изысканий определяют характер изменения уровней, уклоны, изучают направление и скорости течений, вычисляют расходы воды, производят промеры глубин, ведут учет наносов и т. д. К инженерным изысканиям для строительства также относятся: геотехнический контроль, оценка опасности и риска от природных и техногенных процессов; обоснование мероприятий по инженерной защите территорий; локальный мониторинг компонентов окружающей среды, научные исследования в процессе инженерных изысканий, авторский надзор за использованием изыскательской продукции; кадастровые и другие сопутствующие работы, и исследования в процессе строительства, эксплуатации и ликвидации объектов. Содержание и объемы инженерных изысканий определяются типом, видом и размерами проектируемого сооружения, местными условиями и степенью их изученности, а также стадией проектиро - вания. Различные виды сооружений, технология строительства ко - торых имеет много общего и изыскания для которых проводятся по схожей схеме, могут быть объединены в группы: площадные и ли - нейные сооружения. К площадным сооружениям относятся: насе - ленные пункты, промышленные предприятия, аэропорты и т. п., к линейным — дороги, линии электропередач, трубопроводы и т. п. Порядок, методика и точность инженерных изысканий устанав - ливаются в основном в строительных нормах, например, СНиП 11 -02- 96 и СНиП 11 -04-97. Изыскания площадных сооружений Состав и объем инженерных изысканий зависят от размеров площадного сооружения. Состав изысканий на небольших площадках ограничивается основными изысканиями: инженерно - геодезическими, Инженерные изыскания в строительстве. Мероприятия инженерной защиты www.itc-tyumen.ru 12 инженерно - геологиче - скими, гидрометеорологическими. Для больших площадных сооружений выполняют все инженерные взыскания: инженерно - геологические, инженерно - геодезические; гидрометеорологические, почвенно - геоботанические и санитарно - гигиенические; для земельно - хозяйственного устройства, озеленения 0 вертикальной планировки территории; по инженерным сетям, транспорту, строительным материалам и т. п. Каждая площадка, которая предназначается для строительства сооружения, должна отвечать определенным техническим требова - ниям, удовлетворяющим условиям нормальной эксплуатации и ми - нимальных затрат на подготовительные работы и освоение. Поэтому одна из важнейших задач изысканий - выбор в данном районе площадки с заданными техническими требованиями. Площадку выбирают по возможности в малопересеченной, ма - лопригодной для сельского хозяйства местности с благоприятными для строительства геологическими и гидрогеологическими условиями. Размеры площадки и ее конфигурация должны соответствовать размерам проектируемого сооружения и расположению коммуникаций с учетом перспективы его расширения в будущем. Площадка должна располагаться таким образом, чтобы ее можно было соединить с ближайшими железнодорожными и автодорожными магистралями без большого объема земляных работ и возведения больших мостовых переходов, которые не только удорожают строительство, но и удлиняют сроки освоения площадки. Рельеф площадки должен быть спокойным, с уклоном в одну сторону или от середины к краям, обеспечивающим быстрый сток поверхностных вод. Желательно, чтобы общее направление горизо - нталей было вдоль длинной стороны площадки, чтобы вертикальная планировка не требовала большого объема земляных работ, т. е. минимальные уклоны местности должны составлять 0,003 ...0,005, максимальные - 0,06...0,08. Грунты площадки должны выдерживать такое давление, чтобы при строительстве зданий и сооружений можно было обойтись без устройства дорогостоящих фундаментов. Уровень грунтовых вод должен быть ниже отметок дна подвалов и галерей. Участок не должен затопляться высокими паводковыми водами. Промышленные предприятия, города и населенные пункты нуж - даются в больших количествах воды, поэтому при выборе места для таких сооружений важно предусмотреть наличие водных источников. Кроме того, эти объекты в периоды строительства и эксплуатации должны обеспечиваться хорошими подъездными дорогами, Инженерные изыскания в строительстве. Мероприятия инженерной защиты www.itc-tyumen.ru 13 снабжением газом, электроэнергией, топливом, водой в бассейнах для сброса технических вод. Вблизи отдельно расположенных промышленных объектов, аэропортов, гидроузлов должен быть участок свободной территории для строительства жилого поселка. Наличие вблизи площадки карьеров строительных материалов значительно удешевляет и уско - ряет строительство. Выбор площадки начинают в камеральных условиях. Путем сравнения вариантов выбирают наиболее выгодную площадку для полевого обследования. В натуре в первую очередь уточняют инженерно - геологические и гидрогеологические условия площадки; обследуют возможные подходы подъездных железных и шоссейных дорог, намечаемые выпуски канализационных коллекторов; определяют примерные расходы на подготовительные работы по освоению площадки; согласовывают возможность отвода территории, присоединения трасс и ряд других организационных вопросов. Для разработки проекта намеченную площадку и часть прилега - ющей к ней территории снимают в масштабе 1:2000 с сечением рельефа через 1 м. Дополнительно по имеющимся планам и картам, обновленным и дополненным на местности, составляют ситуационный план района строительства в масштабе 1:10000 - 1:25000. На этот план наносят контуры площадок промышленного предприятия, жилого поселка, водозаборных и очистных сооружений, существующие автомобильные и железные дороги, реки, населенные пункты, лесные массивы, карьеры и месторождения строительных материалов, подсобные предприятия, а также намечают трассы подъездных дорог, водоводов, выпусков канализации и др. Одновременно с топографической съемкой производят крупно - масштабную инженерно - геологическую съемку площадки. Для со - ставления рабочих чертежей площадку для основных сооружений снимают в масштабе 1:1000 - 1:500 с сечением рельефа через 0,5 м и проводят на ней детальную инженерно - геологическую и гидро - геологическую разведку. Съемку площадки производят топографи - ческими или фотограмметрическими методами. На стадии изысканий под проект наиболее целесообразно проводить аэрофотосъемку в масштабе 1:7000 - 1:10000 , с тем чтобы можно было ее использовать для составления подробного плана площадки в масштабе 1:2000 и карты района строительства в масштабе 1:10000. При изысканиях площадки на стадии рабочей документации основные сооружения и участок жилого поселка снимают в масштабе 1:1000 — 1:500. Инженерные изыскания в строительстве. Мероприятия инженерной защиты www.itc-tyumen.ru 14 В таких же масштабах снимают застроенные территории, с гус - той сетью подземных коммуникаций. Съемка так же может быть выполнена как фотограмметрическими, так и геодезическими методами. При слабо выраженном рельефе часто производят нивелирование поверхности по квадратам 20 х 20 или 30 х 30 м. Независимо от метода съемки на площадке должен быть изображен рельеф, закоординированы углы капитальных зданий и сооружений и узловые точки коммуникаций, занивелированы полы зданий и складс - ких площадок, бровки дорог, колодцы и т. д. Изыскания линейных сооружений В ходе изысканий для линейных сооружений, в первую очередь, решают вопрос о плановом и высотном положении трассы. Трасса - линия, определяющая ось проектируемого линейного сооружения, обозначенная на местности, топоплане, или нанесенная на карте, или обозначенная системой точек в цифровой модели местности. Основные элементы трассы: план - ее проекция на го - ризонтальную плоскость и продольный профиль - вертикальный разрез по проектируемой линии сооружения. В плане трасса должна быть по возможности прямолинейной, так как всякое отклонение от прямолинейности приводит к ее удлинению и увеличению стоимости строительства, затрат на эксплуатацию. В продольном профиле трассы должен обеспечиваться определенный допустимый уклон. В условиях реальной местности одновременно трудно соблюсти требования к плану и профилю, так как приходится искривлять трассу для обхода препятствий, участков с большими уклонами рельефа и неблагоприятных в геологическом и гидрогеологическом отношении. Таким образом, план трассы (рис. 1) состоит из прямых участков разного направления, которые сопрягаются между собой кривыми с различными радиусами. Продольный профиль трассы состоит из линий различных уклонов, соединяющихся между собой вертикальными кривыми. На некоторых трассах (электропередач, канализации) горизонтальные и вертикальные кривые не проектируют и трасса представляет собой пространственную ломаную линию. Инженерные изыскания в строительстве. Мероприятия инженерной защиты www.itc-tyumen.ru 15 В зависимости от назначения трасса должна удовлетворять определенным требованиям, которые устанавливаются техническими условиями на ее проектирование. Так, для дорожных трасс основные требования — плавность и безопасность движения с расчетными скоростями. Поэтому на дорожных трассах устанавливают минимально допустимые уклоны и максимально возможные радиусы кривых. На самотечных каналах и трубопроводах необходимо выдержать проектные уклоны при допустимых скоростях течения воды. Рис. 2. Элементы плана трассы Степень искривления трассы определяется значениями углов поворота. Углом поворота трассы называют угол с вершиной φ , образованный продолжением направления предыдущей стороны и направлением последующей стороны. На трассах магистральных железных дорог, трубопроводов и линий электропередачи (ЛЭП) углы поворота не должны превышать 15...20°. Это приводит к не - значительному удлинению линии будущей дороги или трубопровода. Прямолинейные участки трасс железных и автомобильных до - рог, трубопроводов сопрягаются в основном круговыми кривыми, представляющими собой дугу окружности определенного радиуса. На железных дорогах минимально допустимые радиусы 400...200 м, на автомобильных в зависимости от категории дороги - 600. .60 м, на каналах - не меньше пятикратной ширины канала (ирригационные каналы) или шестикратной длины судна (судоходные каналы), на трассах трубопроводов 1000 d, где d - диаметр трубопровода. На железных и автомобильных дорогах при радиусах кривых, соответственно меньших 3000 и 1500 м, для более плавного и без - опасного движения устраивают сложные кривые - круговые с пе - реходными. Важнейший элемент профиля трассы - ее продольный уклон. Чтобы соблюсти определенный допустимый уклон особенно в Инженерные изыскания в строительстве. Мероприятия инженерной защиты www.itc-tyumen.ru 16 сложной пересеченной местности, приходится не только отступать от прямолинейного следования трассы, но и увеличивать длину трассы (развивать трассу). Необходимость развития трассы чаще всего возникает в горной и предгорной местности. На трассах магистральных железных дорог I и II категорий уклон не должен превышать 0,012; а на дорогах местного значения 0,020; на горных дорогах, где применяется транспорт с усиленной тягой, уклоны могут достигать 0,030; на автомобильных дорогах уклоны колеблются от 0,040 до 0,090. На трассах ирригационных и водопроводных каналов уклоны, которые назначают из расчета получения так называемых неразмываемых и незаиляемых скоростей течения воды по каналу, составляют 0,001...0,002. На трассах напорных трубопроводов уклоны могут быть весьма значительными, а для ЛЭП они практически не имеют значения. Радиусы вертикальных кривых в зависимости от вида сооруже - ния и направления кривой (выпуклая, вогнутая) колеблются в широких пределах - от 10000 до 200 м. Комплекс инженерно - изыскательских работ по приложению трассы, отвечающей всем требованиям технических условий и тре - бующей наименьших затрат на ее возведение и эксплуатацию, назы - вается трассированием. Оптимальную трассу находят путем технико - экономического сравнения различных вариантов. Если трассу определяют по топог - рафическим планам или аэрофотоматериалам, то трассирование называют камеральным, если ее выбирают непосредственно местности, то - полевым. При трассировании различают плановые и высотные (профильные) параметры. К плановым параметрам относятся углы поворота, радиусы горизонтальных кривых, длины переходных кривых, прямые вставки, к высотным - продольные уклоны, длины элементов в профиле («шаг проектирования»), радиусы вертикальных кривых. Для одних сооружений (самотечные трубопроводы, каналы) наиболее важно выдержать продольные уклоны, для других (напорные трубопроводы, линии электропередачи и связи) уклоны местности мало влияют на проект трассы и ее стремятся выбрать наиболее краткой, расположенной в благоприятных условиях. При трассировании дорожных трасс необходимо соблюдать как плановые, так и профильные параметры. Независимо от характера линейных сооружений и параметров трассирования все трассы должны вписываться в ландшафт местности, не нарушая природной эстетики. По возможности трассу располагают на землях, которые имеют наименьшую ценность для народного хозяйства. Инженерные изыскания в строительстве. Мероприятия инженерной защиты www.itc-tyumen.ru 17 Технология изысканий линейных объектов определяется стади - ями изысканий. На стадии ТЭО проводят рекогносцировочные работы. Их выполняют главным образом камеральным путем, изучая имеющиеся на район изысканий топографические карты, материалы инженерно - геологических съемок, данные изысканий прошлых лет. По этим данным намечают на карте несколько вариантов трасс и по каждому из них составляют продольный профиль. Путем технико - экономического сравнения выбирают наиболее выгодные варианты для дальнейшего обследования и разрабатывают техническое задание на проектирование. На стадии изысканий под проект по заданному в техническом задании направлению трассы выполняют детальное камеральное и полевое трассирование, в процессе которого выбирают наилучшую трассу и собирают материалы для разработки технического проекта этого варианта трассы и сооружений на ней. Для составления рабочего проекта трассы производят предпостроечные полевые изыскания. В процессе полевых изысканий на основании проекта трассы и рекогносцировки местности определя - ют в натуре положение углов поворота и производят трассировочные работы: вешение линий, измерение углов и сторон хода по трассе, разбивку пикетажа и поперечных профилей, нивелирование, закрепление трассы, а также при необходимости дополнительную крупномасштабную съемку переходов, пересечений, мест со сложным рельефом. Инженерные изыскания в строительстве. Мероприятия инженерной защиты www.itc-tyumen.ru 18 ЛЕКЦИЯ №3. Современные методы инженерных изысканий 1. Способы прямой и обратной угловых засечек 2. Способы линейной засечки 3. Способ полярных координат 4. Способ прямоугольных координат 5. Способ бокового нивелирования 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 радио - технические средства измерений и различные типы эхолотов. В практику инженерно - геодезических изысканий успешно вне - дряются светодальномеры, электронные теодолиты, электронные тахеометры, спутниковые приемники. Обработка результатов изме - рений в основном ведется на ЭВМ. Графическое изображение мест - ности на основе топографических съемок меняется на математичес - кое 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 по - мощью 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 ин - формацию о таких протяженных объектах, как магистральные дороги, |