Проектно-изыскательские работы. Стадии проектирования. Виды изысканий

Инженерные изыскания имеют целью получение сведений о природных условиях строительства, которые должны служить важной частью исходных данных для составления проекта. Инженерные изыскания выполняются обычно специализированными организациями, имеющими соответствующие лицензии. Независимо от вида изысканий первым этапом работы изыскателя должно быть тщательное изучение и обобщение имеющихся архивных и литературных данных об условиях изучаемого района, в том числе материалов ранее проводившихся изысканий, опыта строительства в данной местности. Инженерно-геодезические изыскания должны давать исчерпывающую информацию о рельефе изучаемой местности, в том числе о его уклонах, геоморфологических особенностях, очертаниях водных объектов (гидрографические работы), обновлять топографические планы, карты, давать точные сведения о расположении существующих инженерных коммуникаций, обеспечивать инженерно-геодезическими данными другие виды изысканий (например, при инженерно-геологических изысканиях давать отметки устья буровых скважин, производить геодезическую привязку инженерных выработок и т.д.). Их задачей также является геодезическое трассирование линейно-протяженных сооружений (каналов, дамб, дорог, линий электропередач и проч.). Инженерно-геологические изыскания имеют целью выявление характера напластования различных грунтов (литологического строения изучаемой площадок), определение из происхождения, физико-механических свойств, наличия специфических грунтов (многолетнемерзлых, просадочных, набухающих, органо-минеральных, пучинистых и т.д.), положения уровня подземных вод (нынешнее и прогнозируемое), их агрессивности к бетону, металлам, выявления опасных физико-геологических явлении (карста, оползней, оврагообразования, подтопления и т.д.) Инженерно-гидрометеорологические изыскания включают изучение гидрологического режима рек, озер, болот и других водоемов, режима подземных вод, оценку климатических условии, опасных гидрометеорологических процессов, изучение техногенных изменений климата и гидрологических условий. Инженерно-экологические изыскания подразумевают комплексное изучение природных и техногенных условий, его хозяйственного использования и социальной сферы, оценку современного экологического состояния, разработку прогноза изменений природных систем при строительстве, эксплуатации и ликвидации объектов, оценку экологической опасности и риска, разработку рекомендаций по предотвращению вредных экологических последствий. Изыскания грунтовых строительных материалов и подземных источников вод имеют целью выявление возможности и целесообразности организации карьеров по добыче грунтовых материалов для возведения земляных сооружений, местных строительных материалов, а также водозаборов подземных вод. В состав любых изысканий входят множество работ, которые можно разделить на три вида. Полевые работы могут включать геодезические измерения, бурение скважин, отбор образцов для лабораторных анализов, полевые испытания грунтов (зондирование, испытания свай и т.д.), гидрологические, экологические наблюдения и замеры и т.д. В их выполнении могут участвовать, значительное количество рабочих, использоваться механизмы, специальное оборудование. Работами руководят инженеры-геологи, инженеры-геодезисты и т.д. (в зависимости от вида работ). Они ведут полевую документацию и несут полную ответственность за достоверность получаемых сведений. Лабораторные работы включают обработку монолитов (т.е. образцов ненарушенной структуры) грунта, в том числе проведение лабораторных испытаний, химический анализ грунтовой воды и т.д. На основании таких работ специалисты лаборатории выдают таблицы свойств грунта, графики их испытаний, химический состав грунтовой воды, оценку ее агрессивности к бетону и металлу и т.д. Камеральные работы делаются на основе результатов полевых и лабораторных работ и включают расчеты, графические работы, составление отчета по изысканиям. Стадии проектирования • Одностадийное (рабочий проект РП, включающий утверждаемую часть и рабочую документацию) – для согласования и утверждения технически несложных объектов с использованием проектов массового и повторного применения І и ІІ категорий сложности • Двухстадийное(проект П, рабочая документация Р) - для технически сложных объектов гражданского назначения дополнительно разрабатывается эскизный проект (ЭП), для объектов промышленного назначения - технико-экономическое обоснование инвестиций (ТЭО). Для отдельных объектов после согласования ЭП или ТЭО может разрабатываться РП, а после его утверждения - Р. • Для объектов ІІІ категории сложности проектирование осуществляется в две стадии: - проект (П) - рабочая документация (Р)   • Трехстадийное(предпроектные предложения ЭП или ТЭО, проект П, рабочая документация Р) - для объектов V, IV категорий сложности, технически сложных относительно градостроительных, архитектурных, художественных и экологических условий, инженерного обеспечения, внедрения новых строительных технологий, конструкций и материалов, проектирования выполняется в три стадии.   - для объектов гражданского назначения – ЭП, а для объектов производственного назначения – технико-экономического обоснование ТЭО; - проект (П); - рабочая документация (Р).

42.Инженерно-геологические обследования

Инженерно-геологические изыскания наряду с геодезическими работами являются основным видом изысканий, выполняемых для строительства автомобильных дорог.

Задачей инженерно-геологических изысканий является:

а) Совместно с экономическими, геодезическими и гидрологическими изысканиями обосновать правильный выбор трассы проектируемой дороги;

б) Собрать исходные данные для проектирования автомобильной дороги и выявить условия ее строительства и эксплуатации в той части, в какой они определяются природными факторами района строительства (климат, геологическое строение, гидрогеологические условия, почвы и грунты, современные физико-геологические процессы).

В состав работ, выполняемых при инженерно-геологических изысканиях, входит:

- сбор и обобщение данных о природных условиях района изысканий и материалов изысканий прошлых лет;

- инженерно-геологическая съемка с применением аэрометодов;

- горно-буровые работы;

- отбор проб грунтов и воды и определение их свойств полевыми и лабораторными методами;

- полевые опытные работы по определению физико-механических свойств грунтов (определение сопротивления грунтов сдвигу пенетрации, испытания штампов и т.д.);

- геофизические исследования;

- стационарные наблюдения;

- камеральная обработка и составление отчетных материалов.

1.6. Инженерно-геологические работы при рабочем проектировании выполняются:

а) на участках трассы, где по тем или иным причинам намечаются ее изменения;

б) в местах индивидуального проектирования (оползни, осыпи, слабые грунты и др.), а также в районах с особыми природными условиями (места с наличием просадочных грунтов, карста, подвижных песков и др.) с целью уточнения данных, полученных при подробных изысканиях;

в) в местах устройства дорожных сооружений, в случаях изменения их схемы, смещения сооружений в плане, а также в сложных случаях для уточнения отметок заложения и условий фундирования опор мостов, труб гражданских зданий и по трассам отдельных инженерных сооружений (подпорные и одевающие стенки, регуляционные сооружения, равного рода дренажные устройства, коммуникации и т.п.). Производятся опытные испытания грунтов в котлованах;

д) поиски и разведка месторождений строительных материалов и сосредоточенных резервов грунта в случаях невозможности использования ранее разведанных месторождений или изменения в потребных объемах добычи.

Основным методом изучения инженерно-геологических условий района проложения трассы и отдельных сложных мест при изысканиях автомобильных дорог является инженерно-геологическая съемка.

В задачи инженерно-геологической съемки входит:

а) изучение геологического строения, гидрогеологических условий, определение литологических особенностей и границ распространения различных типов грунтов,поверхностных отложений и коренных пород;

б) изучение грунтов с точки зрения использования их в качестве основания земляного полотна и фундаментов проектируемых сооружений, как материала для возведения земляного полотна и устройства дорожной одежды;

в) изучение современных физико-геологических процессов и их влияния на выбор оптимального варианта трассы;

г) выявление перспективных районов для поисков месторождений строительных материалов и резервов грунта для отсыпки насыпи.

43.Определение интенсивности движения по улицам

При использовании данных, основывающихся на учете часовой интенсивности движения в различные периоды года, обоснования мероприятий по организации движения, оценки уровня удобства движения, инженерных мероприятий по повышению безопасности движения и пропускной способности, за расчетную принимают часовую интенсивность движения N _max, составляющую 0,8 от максимальной N _max, т. е. N _н =0,8 N _max.

Расчетная часовая интенсивность движения

, (1.1)

где N _с - среднегодовая суточная интенсивность движения в обоих направлениях, авт./сут.

Разрабатывая мероприятия, повышающие пропускную способность отдельных элементов дорог с ярко выраженным различием условий движения по направлениям (например, подъемы, пересечения в одном уровне и т. д.), необходимо учитывать эту неравномерность. Коэффициент неравномерности распределения интенсивности, движения по направлениям в среднем можно принять равным 0,6. Тогда расчетная часовая интенсивность движения:

(1.2)

При обосновании оптимальной загрузки дороги (см. приложение 2) и планировании стадийных мероприятий, повышающих пропускную способность (см. раздел 6), необходимо устанавливать не только интенсивность движения на начальный и конечный годы перспективного периода, но и динамику ее изменения по годам по отношению к начальному году.

Перспективную интенсивность движения необходимо прогнозировать исходя из анализа материалов экономических изысканий, данных учета за последние 10-15 лет и народнохозяйственного значения района проложения дороги.

Можно использовать следующие закономерности изменения интенсивности движения: а) по закону прямой с постоянным коэффициентом прироста; б) по геометрической прогрессии с постоянными темпами роста в течение расчетного периода; в) по геометрической прогрессии с убывающими темпами роста.

При изменении интенсивности по годам по закону прямой интенсивность t -го года.

. (1.3)

При изменении интенсивности по закону геометрической прогрессии интенсивность t -го года

, (1.4)

где N ₁ - интенсивность движения в начальном году, авт./сут; р_N - средний ежегодный процент прироста интенсивности движения, установленный по данным учета движения за период не менее 10-15 лет; t - число лет до конца перспективы; q - коэффициент ежегодного роста интенсивности; D N - ежегодный прирост интенсивности движения, авт./сут.

Уравнения (1.3) и (1.4) целесообразно применять при расчете интенсивности на дорогах IV и V категории. На дорогах II категории по этим формулам следует осуществлять краткосрочный прогноз интенсивности для целей организации движения на период до 5 лет.

При загрузке дороги движением свыше 0,5 от размера пропускной способности для прогнозов интенсивности следует применять закономерность с убывающими темпами роста

, (1.5)

где Т _c - расчетный срок перспективы, лет; а¢ и b¢ - эмпирические коэффициенты, зависящие от первоначального темпа относительного прироста интенсивности движения.

Первоначальный темп, %....... 10 12 14 16 18 20

a¢....... 3,7 3,1 2,5 1,9 1,3 0,7

b¢....... 6,3 8,9 11,5 14,1 16,7 19,3

При известных законах роста интенсивности, расчетной перспективе, исходной интенсивности и параметрах, характеризующих ежегодный прирост, перспективную интенсивность любого года целесообразно определять по номограммам (рис. 1.1-1.3).

44.Выбор дорожных одежд. Прочностные характеристики, подвижные нагрузки

Дорожная одежда должна соответствовать общим требованиям, предъявляемым к проезжей части дороги как транспортному сооружению. Эти требования надлежит обеспечивать выбором конструкции для дорожной одежды, соответствующих покрытий проезжей части, конструкции сопряжения проезжей части с обочинами и разделительной полосой, и типов укреплений обочин, созданием ровной и шероховатой поверхности проезжей части и т.д.

Конструкцию дорожной одежды и вид покрытия принимают исходя из транспортно-эксплуатационных требований и категории проектируемой дороги с учетом интенсивности движения и состава автотранспортных средств, климатических и грунтово-гидрологических условий, санитарно-гигиенических требований, а также обеспеченности района строительства дороги местными строительными материалами.

Дорожные одежды могут состоять из одного или несколько слоев. При наличии нескольких слоев дорожные одежды состоят из покрытия, основания и дополнительных слоев основания.

По сопротивлению нагрузкам от автотранспортных средств и по реакции на климатические воздействия дорожные одежды подразделяют на одежды с жесткими покрытиями или слоями основания (далее - жесткие дорожные одежды) и на одежды с нежесткими покрытиями и слоями основания (нежесткие дорожные одежды).

Типы дорожных одежд, основные виды покрытий и оснований и область их применения приведены в таблице 8.1.

Таблица 8.1

При расчете дорожных одежд на прочность используют расчетные значения прочностных и деформационных характеристик материалов и грунта конструктивных слоев.

За расчетные значения деформационных характеристик (модулей упругости) принимают их табличные нормативные значения (среднеарифметические), установленные по результатам многочисленных испытаний материалов.

За расчетные значения прочностных характеристик (сцепление, угол внутреннего трения, растяжения при изгибе) принимают их табличные нормативные значения, полученные в результате многочисленных испытаний, с учетом коэффициента нормированного отклонения, принимаемого в зависимости от требуемого уровня надежности.

Нежесткие дорожные одежды на полосах движения проезжей части следует рассчитывать на прочность с учетом кратковременного многократного действия подвижных нагрузок. Продолжительность действия нагрузки принимают равной 0,1 с и в расчет вводят соответствующие этой продолжительности значения модулей упругости и прочностных характеристик материалов и грунта.

Дорожную одежду на стоянках автомобилей и обочинах дорог рассчитывают на продолжительное действие нагрузки (длительностью не менее 10 мин) без учета повторности нагружения.

Содержание и ремонт улиц, городских дорог и водостоков

Работы по содержанию улиц и дорог делятся на весенние, летние и зимние и включают следующие операции:

· срока службы покрытий, т.к. пыль, действуя как абразив, ускоряет износ поверхности дороги. Поливку улиц производят оной машиной при ширине проезда до 12 м. При большой ширине используют колонну из 2-3 машин, следующих друг за другом уступами на расстоянии 10-20 м «под уклон» ночью. Подметают улицы подметально-уборочными машинами до начала рабочего дня. Остановки убирают несколько раз в день.

· нанесение и возобновление линий регулирования движения производят нитрокраской специальными машинами. Разделительные полосы бывают сплошные, прерывистые, двойные шириной 0,15 м. Длина отрезков (L) зависит от скорости движения (V). Чем больше V, тем длиннее L. Двойные сплошные линии обозначают резервные зоны на широких магистралях. Пешеходные переходы обозначают линиями, кнопками. Островки безопасности – штриховым полем. Ширина пешеходных переходов зависит от интенсивности пешеходного движения.

· наблюдение за слабыми участками дорожных одежд и искусственных сооружений.

· очистка от снега, борьба со скользкостью проезжей части, тротуаров, пешеходных дорожек и т.д.

· ограждение пучинистых участков, устройство объездов и др.

Одна из важнейших задач службы эксплуатации улиц и дорог – борьба с влиянием на пропускную способность климатических факторов. Снегопады, метели могут полностью прерывать движение. Служба ремонта и содержания ведет борьбу с гололедицей, ограничивает движение тяжелых автомобилей во время весеннего переувлажнения верхних слоев земляного полотна, контролирует водоотведение. Заметное место занимают работы, связанные с обеспечением безопасности движения: установка ограждений на опасных участках, устройство шероховатых поверхностей, своевременная уборка снега и посыпка проезжих частей и тротуаров песком и с добавлением хлористых солей. Безопасность движения по дорогам резко понижается во время гололедицы т.к. резко понижается коэффициент сцепления колес автомобиля с обледенелой поверхностью дороги, устойчивость автомобиля снижается в связи с опасностью заноса при торможении. Опасность аварий возрастает в связи с резким увеличением тормозного пути.

Безопасность движения обеспечивается следующими мероприятиями:

· технические нормы на отдельные элементы дорог должны соответствовать скорости движения;

· сочетание элементов дорог в плане и профиля должно быть оптимальным;

· обеспечение оптимальных радиусов движения транспорта по улицам и дорогам за счет установки светофоров, дорожных знаков, ограждений, разметки проезжей части и др.;

· устройства пересечения в разных уровнях.