Методы проектирования вертикальной планировки

Методы проектирования вертикальной планировки зависят от особенностей существующего рельефа и стадий разработки проекта. В практике применяют методы проектных горизонталей, профилей и отметок, используя их как самостоятельные или в сочетании друг с другом. Особое место занимают графо-аналитические методы проектирования, позволяющие отыскать положение поверхности будущего рельефа, отвечающее условию уравновешивания земляных масс по подсыпке и срезке.

Метод проектных горизонталей широко используют при разработке проектов вертикальной планировки территории микрорайонов, зеленых массивов, транспортных путей. Этот метод дает возможность отразить на плане будущий рельеф в виде проектных или красных горизонталей, наносимых на чертеж с геодезической подосновой.

Всякое преобразование существующего рельефа отражается на начертании проектных горизонталей. Так, на участках подсыпки грунта красные горизонтали смещают относительно одноименных отметок существующего рельефа в сторону их понижения (участки, отмеченные со знаком «-{-» на рис. 3.2), а при срезке, напротив, в сторону повышения (участки со знаком «—»). Когда проектные поверхности рельефа сопрягают с существующим рельефом или между собой с помощью откосов или подпорных стен, то горизонтали могут обрываться так, как видно на рисунке.

На участках с постоянным продольным и поперечным уклоном проектные горизонтали заданного сечения имеют одинаковое заложение, поэтому для отображения их проектной поверхности достаточно определить шаг горизонталей и положение одной из них. Построению проектных горизонталей обязательно предшествует принципиальное высотное решение территории с назначением продольных и поперечных проектных уклонов.

Методика построения проектных горизонталей рассмотрена ниже на примере высотного решения участка улицы, однако принципы, положенные в ее основу, универсальны и применимы при вертикальной планировке различных городских территорий: микрорайонов, зеленых зон, отдельных участков застройки и др.

Проектные горизонтали на участке улицы, имеющем постоянный проектный уклон I строят в такой последовательности (рис. 3.2, б). Сначала определяют величину заложения горизонталей /_ь м, соответствующую.

Рис. 3.2. Проектирование вертикальной планировки методом проектных горизонталей:

а — на участке: б — на дороге; 1 — существующие горизонтали; 2 — проектные горизонтали; 3 — подпорная стена; 4 — дневная поверхность; 5 — проектная поверхность принятому проектному уклону Для этого используют соотношение.

где Д Л — сечение проектного рельефа, м.

Полученную величину 1 откладывают на оси дороги от точки А с отметкой, кратной принятому сечению рельефа. Тогда точка Х будет фиксировать положение искомой горизонтали на оси улицы. Далее оты;

Рис. 3.3. Фрагмент проекта вертикальной планировки микрорайона в проектных

горизонталях

скивают положение горизонтали у лотка улицы, учитывая наличие поперечного уклона и соответствующую ширину дороги, для этого определяют.

где — ширина проезжей части улицы, м; ^ — поперечный уклон.

Положение искомой горизонтали на линии лотка фиксируют точкой х₂, откладывая полученную величину 1₂ так, как это показано на рисунке выше.

На тротуаре исходную горизонталь строят, предварительно находя точку *₃. Ее откладывают в сторону падения продольного уклона, а /₃ рассчитывают.

где Н — высота бордюрного камня, м; I— продольный уклон дороги.

Точку Х на верхней границе тротуара получают, определяя /4.

где с1₂ — ширина тротуара, м; ?2 — поперечный уклон тротуара.

Полученную величину откладывают от точки *₃ в сторону падения продольного уклона улицы. В результате определяют рисунок горизонтали. Его многократно повторяют с шагом 1 в пределах участка, ограниченного точками А и Б. Как видно из примера, горизонтали строят, выполняя несколько последовательных операций. Они просты, но трудоемки. Для упрощения проектирования применяют специальные графики, номограммы и таблицы.

Метод проектных горизонталей выгодно отличается от других наглядностью, возможностью отразить увязку проектного рельефа с существующим и размещением зданий и сооружений. На рис. 3.3 в качестве примера приведен фрагмент из проекта вертикальной планировки территории микрорайона, выполненный в масштабе 1: 500 с сечением проектного рельефа через 0,1 м. Построение горизонталей в таких проектах начинают с улиц и проездов, а затем увязывают с ними проектные горизонтали прилегающей застроенной территории.

Метод профилей применяют при проектировании линейных сооружений и некоторых территорий специального назначения. Как правило, его используют в сочетании с другими методами для более подробной иллюстрации проектных решений вертикальной планировки улиц и дорог.

Метод заключается в отображении проектной и существующей поверхностей территории на продольных и поперечных профилях, выполненных в характерных сечениях. Для улиц и дорог таким характерным сечением является их ось (рис. 3.4, а). Для рельсовых дорог плоскости продольных сечений проводят не по оси, а по головке рельса. Поперечные профили улиц и дорог строят в характерных сечениях и на каждом из пикетов, которые размещают с шагом 20…50 м. При вертикальной планировке незастроенных территорий специального назначения их разбивают на ссгку квадратов со стороной квадратов «20…200 м и по этой сетке прокладывают профили (рис. 3.4, б).

На профилях показывают существующие и проектные отметки, а.

Рис. 3.4. Проектирование вертикальной планировки методом профилей:

/ — характерные точки; г —участки срезки грунта; 3 — то же, подсыпки; 4 — линия существующего рельефа; 5 — то же. проектная; х — рабочая отметка; у — то же, проектная; г — то же, существующего рельефа также рабочие, которыми определяют высоту насыпи или срезки, уклоны и расстояния между пикетами и точками перелома рельефа (рис. 3.4, а). Для наглядности изображения устанавливают разные масштабы, принимая вертикальный значительно крупнее горизонтального. Обычно соотношение масштабов составляет 1: 10. Продольный профиль улиц проектируют в горизонтальном масштабе 1: 500 или 1: 1000, а вертикальный принимают соответственно 1 :50 или 1: 100. Такое же соотношение масштабов сохраняют и для поперечных профилей улиц.

Проектирование вертикальной планировки состоит из ряда последовательно выполняемых этапов. Первый — это определение положения секущих плоскостей, второй — построение существующего рельефа по каждому сечению. Для улиц линию существующего рельефа формируют на профиле по отметкам пикетов, точек перелома рельефа, пересечений и изломов трассы, а для специальных территорий — по отметкам характерных точек рельефа и пересечений сетки. Третий этап заключается в построении на профиле проектного рельефа, высотное положение которого устанавливают в соответствии с нормативными требованиями к улицам или территориям.

При вертикальной планировке территорий проектирование завершают переносом проектных отметок на план в точки пересечения профилей сетки. Отметки в каждой из этих точек увязывают между собой. В результате получают план с отметками, характеризующими будущий рельеф и отражающими степень преобразования существующей поверхности. Для оптимизации высотного решения территории, как правило, применяют метод проб и ошибок, многократно выбирают и увязывают рельеф по каждому профилю. Метод достаточно сложен, для контроля точности расчетов надо повторять все вычисления. Поэтому часто используют вычислительную технику. На ЭВМ анализируют возможные варианты, применяя специально разработанные для этого программы.

Метод отметок находит применение на предварительных этапах проектирования, когда определяют принципиальное высотное решение уличнон сети, а также при детальной вертикальной планировке, но в условиях равнинного или сложного рельефа. При проектировании этим методом рельеф отображают отметками, проставленными на плане, как это показано на рис. 3.5.

Рис. 3.5. Проектирование вертикальной планировки методом отметок (уклоны в промилях).

На равнинном рельефе достаточно полное представление о проектной поверхности можно составить по отметкам, заданным в характерных точках территории. Однако в условиях сложного и гористого рельефа метод приходится сочетать с другими.

Комбинированный метод — это одновременное использование нескольких методов. Например, сочетание методов проектных горизонталей и профилей. При проектировании вертикальной планировки уличной сети на среднем или сложном рельефе, а также транспортных пересечениях в разных уровнях возникает необходимость дополнения чертежа, выполненного в проектных горизонталях продольными профилями, построенными по осям линейных сооружений.

При проектировании вертикальной планировки территории микрорайонов со сложным и особенно гористым рельефом применяют метод отметок в сочетании с методом проектных горизонталей. Обычно в таких случаях рельеф преобразовывают выборочно: на участках, выделенных под застройку, по улицам и пешеходным проходам. Проектные отметки выносят в характерных высотных точках территории, по углам зданий, сооружений и площадок под них. Высотное решение основных улиц изображают в проектных горизонталях.

Рассмотренные методы проектирования, традиционно используемые в градостроительной практике, не исчерпывают все многообразие существующих. Имеются еще графо-аналитические методы проектирования вертикальной планировки. Известен, например, метод оформляющих плоскостей, называемый аналитическим. С помощью этого метода можно найти высотное положение проектных (оформляющих) плоскостей, удовлетворяющее двум основным требованиям. Первое — строительства и эксплуатации, второе — уравновешивания земляных масс. Топографическую поверхность моделируют с использованием формул аналитической геометрии. Область применения метода ограничена незастроенными территориями специального назначения. Метод можно использовать также для принципиального решения высотного положения застраиваемых участков при сплошной вертикальной планировке.

Еще одним графо-аналитическим методом вертикальной планировки является метод, предложенный Н. Г. Видуевым и В. П. Гржибовским. В этом случае топографическую поверхность моделируют векторами. При этом вычислительные работы значительно упрощаются. Оптимальное положение оформляющей линии отыскивают, применяя координатно-векторную геометрию и номографию.

Метод находит практическое применение для предварительного анализа форм рельефа. Его с успехом можно использовать и при проектировании линейных сооружений по руководящему уклону, в результате чего оптимизировать трассирование транспортных и пешеходных путей.

Кроме названных выше имеются и другие методы, разработанные применительно к соответствующим условиям градостроительного использования территории и рельефных ситуаций. Общим для всех графоаналитических методов является принцип уравновешивания земляных масс при отыскании положения проектных плоскостей. Этот принцип более отчетливо регламентируется в графо-аналитическом методе Н. А. Корнеева. Метод основан на том, что независимо от бесчисленного разнообразия форм естественной поверхности и специфичности проектируемого на ней рельефа, имеющего траншеи, котлованы, корыта и т. д., можно легко и просто (не прибегая к высшей математике) находить такое высотное положение проектных плоскостей, которое удовлетворяет требованию строительства, эксплуатации и условию нулевого баланса земляных работ. Наличие на поверхности траншей, корыт и т. д. не парушает установленной закономерности распределения земляных масс при высотном перемещении проектных плоскостей с заданными углами к горизонту в положение, которое дает уравновешенные объемы выемки и насыпи.

При определении рациональной высоты перемещения проектных плоскостей в расчет надо принимать всю площадь планируемого участка, а не часть свободную от застройки (рис. 3.6). Таким образом, независимо от сложности в измеРис. 3.6. Схемы «ыбора проектной плоскости нениях объемов выемки и навертнкальной планировки с нулевым балансом сыпи, связанных С перемещеземляных масс: нием проектных плоскостей по, а —площадки без застройки; б — то же. с застройпаппрнлкклглятг (т 9 бм ИЧМРкой при глубине ко! лована н_{ перпендикуляру^т. е. иез нзме нения угла наклона проектных плоскостей к горизонту), имеется определенная закономерность

где А — площадь планируемого участка вместе с застройкой и мощением, подвергаемая вертикальной планировке; И₀ — поправка к проектным отметкам планируемой площади; -±.Уй — недостаток (+) или избыток (—) грунта, образующийся при суммировании объемов от всех видов земляных работ, производимых на строительной площадке.

Если по условиям рельефа, инженерной геологии или гидрогеологии требуется запроектировать вертикальную планировку строительной площадки с выделением грунта определенного объема на сторону —с или использованием его со стороны -±с, то высоту поправки Л₀ находят по формуле