Составление плана организации рельефа квартала жилой застройки

    Министерство  науки и образования Российской Федерации

    Федеральное агентство по образованию

    Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

    «СИБИРСКАЯ  ГОСУДАРСТВЕННАЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ  АКАДЕМИЯ»

    (ГОУ  ВПО «СГГА») 
 

    Кафедра кадастра 
 
 

    КУРСОВАЯ  РАБОТА ПО ИНЖЕНЕРНОМУ ОБУСТРОЙСТВУ ТЕРРИТОРИЙ 

    СОСТАВЛЕНИЕ ПЛАНА ОРГАНИЗАЦИИ РЕЛЬЕФА КВАРТАЛА ЖИЛОЙ ЗАСТРОЙКИ 
 
 
 

    Выполнила:                Проверил:

    Новосибирск 2011

    СОДЕРЖАНИЕ 

    Введение………………………………………………………………..………2

1. ПРИНЦИП БЛАГОУСТРОЙСТВА РЕЛЬЕФА ПРОЕКТИРУЕМЫХ ТЕРРИТОРИЙ………………………………………………………………………4
1. Принципы благоустройства рельефа территорий……………..……4
2. Методы вертикальной планировки…………………………………..8
3. Определение положения проектных горизонталей……………..…12
4. Вертикальная планировка перекрестков улиц……………………..15
5. Планировка внутриквартальной территории и вычисление объемов земляных работ………………………………………………………………….....21

    ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………26

    СПИСОК  ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………………………….28

    ПРИЛОЖЕНИЕ  А (обязательное) ПРОДОЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ ПО УЛИЦЕ ЮГО-ЗАПАДНАЯ…………………………………………………………………29

    ПРИЛОЖЕНИЕ  Б (обязательное) ПЛАН ОРГАНИЗАЦИИ РЕЛЬЕФА....30

    ПРИЛОЖЕНИЕ  В (обязательное) КАРТОГРАММА ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ……………………………………………………………………………...31

    ПРИЛОЖЕНИЕ  Г (обязательное) ПОПЕРЕЧНЫЙ ПРОФИЛЬ ПО УЛИЦЕ ЮГО-ЗАПАДНАЯ…………………………………………………………….…..32 

    ВВЕДЕНИЕ 

    Современное значение населенных пунктов и городов  очень велико. Именно города определяют современный уровень цивилизации, состояние и перспективы экономики, материальной и духовной культуры человека.

    Обеспечить  благоприятные условия для жизни  населения – значит создать удобную  уличную сеть, построить необходимое  число мостов и набережных, объектов тепло- и газоснабжения, провести озеленение и освещение территорий, водопроводные, канализационные и другие сети.

    В этой связи знание инженерного обустройства территорий, принципов и методов  решения задач в этом направлении  является важной составной частью подготовки специалиста по городскому кадастру.

    Целью работы является освоение методов вертикальной планировки для преобразования и  приспособления рельефа к требованиям  планировки, застройки и благоустройства.

    Под вертикальной планировкой понимается изменение в соответствии с проектом рельефа местности срезкой или  подсыпкой грунта для целей строительства  и последующей эксплуатацией  объекта. При этом все проектные  решения отображаются на плане квартала с  горизонталями природного рельефа  в масштабе 1:500.

    При составлении плана организации  рельефа на территорию квартала будущей  поверхности улиц, перекрестков, проездов и внутриквартальной территории стремятся создать допустимый уклон (продольный и поперечный), который  бы обеспечивал:

    - отвод дождевых и талых вод  по открытым лоткам и проездам;

    - отвод воды от зданий;

    - безопасное движение транспорта  и пешеходов на проезжих частях  дороги, тротуарах и пешеходных  дорожках;

    - придание рельефу наибольшей  архитектурной выразительности.

    Одним из основных условий вертикальной планировки квартала является сохранение природного рельефа, если он соответствует требованиям  застройки и благоустройства  территорий. Наиболее благоприятные  условия для этого создаются  при свободной планировке и застройке  кварталов, при которой здания и  проезды размещаются с учетом природного рельефа. Обычно при этом здания длинной стороной располагают  под малым углом к горизонталям. Во всех остальных случаях планировку выполняют под условием минимума объема земляных работ с максимальным сохранением природного рельефа.

    Приспособление  естественного рельефа к инженерно-транспортным и архитектурным требованиям  планировки является одной из частных  задач инженерной подготовки территории.

1. Принципы  благоустройства рельефа территорий

    Вертикальной  планировкой территории называют мероприятия  по организации поверхности этой территории, имеющие целью благоустройство  ее естественного рельефа, а именно:

    - регулирование стока поверхностных  талых вод с территории;

    - подготовку территории для дорожного  строительства;

    - усиление архитектурной выразительности  рельефа;

    - размещение земли от рытья  котлованов, рвов и других земляных  работ, связанных со строительством  зданий и сооружений с наименьшими  затратами;

    - поднятие уровней территорий, затопляемых  при разливах рек и территорий  с близкими к поверхности грунтовыми  водами;

    Проектное положение линий вдоль оси  дорожного полотна определяется под условием минимального объема земляных работ при максимальной величине срезки (насыпи) равной 1,2 метра.

    Проектирование  выполняется в следующей последовательности: сначала ведется проектирование по одной из улиц (назначаются проектные  отметки перекрестков улиц); затем  по двум улицам примыкающим к первой; проектная линия 4-ой улицы определяется проектными отметками перекрестков улиц, которые пересекаются с ней. Это  делается с учетом того, что  допустимая величина минимального уклона составляет 4 %_о, максимального – в зависимости от категории улиц до 8 %_о.

    Уклон i местности между заданными точками выражается отношением превышения в метрах начальной точки поверхности земли над другой заданной точкой поверхности к расстоянию между ними по горизонтали и вычисляется по формуле (1):

                                                          i =    ,                                                 (1)

    Обозначается  уклон местности в процентах (сотых  долях), или в промилле (тысячных долях).

    При проектировании мероприятий по вертикальной планировке территории района города или населенного пункта не зависимо от плотности существующей застройки  очень редко предусматриваются  работы, которые коренным образом  изменяли бы существующий рельеф. Улучшение  рельефа, его частичное изменение  необходимо для организации нормального  поверхностного водоотвода и создания нормальных условий для движения городского транспорта, а также для  экономичной посадки на рельеф проектируемых  зданий.

    Вертикальная  планировка улиц и проездов определяется продольными и поперечными профилями. Продольный профиль составляется по данным топографической съемки на основании  принятого в проекте высотного  решения улицы. Вертикальный масштаб  продольного профиля обычно принимается  с искажением 1:10, т.е. в 10 раз больше горизонтального, для большей наглядности  рельефа местности.

    В данной работе продольный профиль строится для улицы Юго-Западная, в соответствии с приложением Б. масштабы профиля: горизонтальный 1: 1000, вертикальный 1:100.

    Продольный  профили улиц составляются по оси  проезжей части. Проектная линия  на профиле устанавливается исходя из минимального объема земляных работ  с учетом соблюдения допустимых продольных уклонов, обеспечивающих нормальные условия  для отвода поверхностных вод  и движения транспорта.

    Построение  продольного профиля выполняется  по характерным точкам (перекрестки  улиц, углы поворота улиц, точки пересечения  оси улицы с горизонталями  и т.д.). расстояния между точками  профиля определяют графически, фактические  отметки перекрестков и характерных  точек определяют по горизонталям природного рельефа.

    Продольный  уклон улицы определяется по формуле (2):

                                     i _прод. = (Н₁ – Н₂)/ S,                                                  (2)

    где H1 и H2 отметки перекрестков улиц,

    S – расстояние между перекрестками.

    Ниже  приведены вычисления продольных уклонов  по улицам Северная, Восточная, Юго-Западная.

    Продольный  профиль по улице Северная:

    (159,7-157,9)/133,45=0,01349=13,49%_о

    Продольный  профиль по улице Восточная:

    (160,3-159,7)/98,9=0,00607=6,07%_о

    Продольный  профиль по улице Юго-Западная (южная  часть):

    (160,3-159,5)/133,35=0,00675=6,75%_о

    Продольный  профиль по улице Юго-Западная (западная часть):

    (159,4-157,9)/98,6=0,01521=15,21%_о

    Проектные отметки точек профиля определяется по вычисленному уклону и расстоянию между точками профиля по формуле (3):

                                                H_i=H_i+1+S*i_{прод ул},                                       (3)

    где: H_i – определяемая отметка земли,

H_i+1 - предыдущая отметка земли,

S – расстояние между точками земли,

i_{прод ул} – продольный уклон.

    Рабочие отметки земли определяются как  разность проектных отметок и  отметок  природного рельефа (4):

                                             h_i=H_пр-H_сущ,                                           (4)

    где H_пр- проектная отметка земли,

H_сущ – существующая отметка земли.

    Значение  рабочих отметок выписывают на профиль  в зависимости от положения проектной  линии по отношению к профилю  природного рельефа.

    Улицы в поперечном направлении состоят  из проезжей части, тротуаров, полос  для защитных зеленых насаждений, в соответствии с рисунком 1.

    Рисунок 1 – поперечный разрез улицы 

    Для обеспечения быстрейшего стока  воды с территории улицы проезжим частям дорог, тротуарам и газонам, кроме продольных уклонов придаются  поперечные уклоны с расчетом, чтобы  поверхностный водоотвод в продольном направлении улицы осуществлялся  только по лоткам проезжей части.

    Поперечные  уклоны проезжей части дорог и  улиц принимается равным 20%_о, а поперечные уклоны тротуаров и газонов принимаются 10%_о.

2. Метод вертикальной планировки

    Вертикальная  планировка территории (организация  рельефа) на всех стадиях проектирования заключается в определении проектных  высотных отметок поверхности, в  определении приемлемых уклонов  и в ориентировочном подсчете объема земляных работ. Точность и методы подсчета зависят от стадии проектирования и масштаба вертикальной планировки.

    В проектной практике широкое распространение  получили два метода вертикальной планировки:

    - метод профилей,

    - метод проектных горизонталей.

    В некоторых случаях в проекте  применяются одновременно оба метода. Это называется комбинированный  метод.

    Метод профилей применяется при проектировании проезжей части дорог и улиц. Он может быть использован и при  вертикальной планировке территории, предназначенной под застройку.

    Проектирование  рельефа застраиваемой территории по методу профилей начинается с нанесения  на план участка сетки со сторонами 10, 20, или 40 метров в зависимости от масштаба и сложности рельефа  или степени необходимой точности. Профили участка составляются по всем линиям намеченной сетки квадратов  и обозначаются вертикальные разрезы  территории. Площадь внутри квадратов  и изменение ее поверхности на чертеже графически не изображаются и цифровой характеристики не получают. Каждый профиль содержит отметки существующей поверхности земли; горизонтальные расстояния (в метрах) между точками, для которых даны существующие отметки; проектные линии профиля и их отметки; проектные отметки, в определенных точках и горизонтальные расстояния между ними (в метрах); отметки условного горизонта, от которого строится профиль; рабочие отметки.

    Метод профилей наиболее трудоемок и имеет  следующие существенные недостатки:

    - проектная территория, определяемая  профилями (разрезами) и охарактеризованная  только цифровым материалом, трудно  воспринимается при чтении, особенно  на плане;

    - при наличии одного лишь цифрового  материала нет наглядности в  основной характеристике территории  – организации ее поверхности;

    - объем земляных работ и их  баланс выявляется только после  завершения всех проектных работ  по вертикальной планировке;

    - в случае если баланс земляных  масс получился неблагоприятным,  возникает необходимость изменения  отдельных проектных отметок  и проектных работ до тех  пор, пока не будет получен  приемлемый объем земляных масс;

    - контроль за правильностью расчетов  возможен лишь в форме полного  повторения вычислений с начала  до конца.

    Местоположение  профилей, в соответствии с приложением Б, показано на плане организации рельефа.

    Поперечные  профили вычерчены в соответствии с приложением Г.

    Метод проектных горизонталей позволяет  наиболее полно отразить проектируемый  рельеф и провести планировку на всей территории с одинаковой степенью точности, что особенно важно при незначительных уклонах местности.

    Сущность  метода состоит в том, что на план с геодезической подосновой, где  показан фактический рельеф в  горизонталях и нанесены все проектные  решения на плане, наносят горизонтали, отображающие проектный рельеф. Составление  схемы вертикальной планировки территории методом проектных горизонталей начинается с определения высотного  положения проезжей части, тротуаров  и других элементов улиц и проездов. В зависимости от рельефа и  масштаба составляемого плана, высоту сечения проектных горизонталей устанавливают 0,1; 0,2; 0,5 м.

    Преимуществом данного метода является совмещение горизонтального и вертикального  решений, что обеспечивает наглядность  проектного документа и упрощает подготовку и производство геодезических  и строительных работ.

    На  схеме вертикальной планировки, запроектированной  методом проектных горизонталей, объем земляных работ подсчитывается по картограмме земляных работ, в  соответствии с приложением В, которая  составляется следующим образом. На план участка наносится сетка  квадратов со сторонами 10, 20 или 40 метров в зависимости от сложности рельефа  и требуемой точности подсчета земляных работ. Во всех углах квадратов выписываются существующие и проектные отметки, интерполируемые по существующим и  проектным горизонталям; рабочие отметки, насыпи обозначаются знаком «+», выемки знаком «-». При наличии в углах квадрата на одной стороне квадрата на одной стороне с противоположными знаками методом интерполирования определяют точки нулевых работ на этих сторонах квадрата в соответствии с рисунком 2: 

    h₁ и h₂ – рабочие отметки,

    a – длина стороны квадрата,

    x – расстояние между точкой нулевых работ и вершиной квадрата, рабочая отметка которой равна h₁.

    Рисунок 2 – определение положения точек нулевых работ 

    Линия нулевых работ проходит через  точки нулевых работ, которые  находятся между вершинами квадратов, имеющие рабочие отметки разного  знака.  Положение точки нулевых  работ находится по формуле (5):

    где   , - рабочие отметки;

    а – длина стороны квадрата;

     - расстояние между точкой нулевых  работ и вершиной квадрата, рабочая  отметка которой равна  .

    Объемы  насыпей и выемок подсчитывается для каждого квадрата в отдельности, умножением средней (рабочей) отметки  на соответствующую часть площади  квадрата или на всю площадь квадрата. Суммируя объемы насыпей и выемок, сопоставление которых представляет собой баланс земляных работ. Картограмма земляных работ представлена в приложении В.

    1.3 Определение положения проектных горизонталей 

    Составление схемы вертикальной планировки территории методом проектных горизонталей начинается с установления высотного положения проезжей части, тротуаров и других элементов улиц.

    Для решения плана территории застройки  в проектных горизонталей их сечение  принимают равным 0,1 м для масштаба 1:500 и 1:1000 и 0,5 м для масштабов 1:2000.

    Исходными данными для этого служат:

    - план улиц с границами проезжей  части, газона и тротуара и  их размеры ( ), продольный уклон улицы ; поперечные профили улиц с уклонами ( , , );

           - проектные отметки  перекрестков построенной улицы.

           Местоположение проектных горизонталей  на проезжей части улицы, газоне  и тротуаре определяется в  следующей последовательности:

          - определяют расположение горизонталей по оси улицы. Расстояние между горизонталями вычисляют по формуле (6):

    где h – высота проектного рельефа, м.

    Если  проектные отметки перекрёстков не кратны высоте сечения проектного рельефа h, то вычисляют расстояния (а) и (b) до ближайших горизонталей от перекрестков в соответствии с рисунком 3.

    где H_а и H_В – отметки ближайших к перекресткам А и В горизонталей.

    Рисунок 3 – построение проектных горизонталей по проездам 

    - вычисляют смещения по линии бордюра у отметки дна лотка фомула (8), которое возникает за счет поперечного уклона улицы и направлено в сторону, противоположную продольному уклону улицы

          - находят смещение горизонтали по линии бордюра у отметки верха бордюрного камня, формула (9). Горизонталь будет иметь смещение в сторону продольного уклона улицы

    где h – высота бордюрного камня = 15 см;

    - определяют смещение горизонтали на границе газона и тротуара, которое возникает вследствие поперечного уклона газона и направлено в сторону продольного уклона улицы по формуле (10):

          - вычисляют смещение проектной горизонтали по красной линии по формуле (11), которое возникает вследствие поперечного уклона тротуара и направлено в сторону продольного уклона улицы

       Соединяя полученные точки, получим  проектную горизонталь по одной  стороне улицы, газона и тротуара. Остальные горизонтали проводят  параллельно построенной на расстоянии  d друг от друга через точки, полученные при градуировании по оси улицы. На другой стороне улицы горизонтали пройдут симметрично ее оси.

    План  организации рельефа приведен в  приложении Б.

    Полученные  данные занесем в Таблицу 1. 

    Таблица 1 – Расчет положения проектных  горизонталей по улицам

    1.4 Вертикальная планировка улиц 

    При проектировании перекрестков стремятся  обеспечить удобства для движения транспорта и пешеходов и создать условия  для отвода воды по лоткам от перекрестков. Одно из важных условий вертикальной планировки перекрестков – плавное  сопряжение проектных горизонталей между собой, которое может быть выполнено только путем преобразования поверхностей пересекающихся улиц. Эта  задача выполняется путем размостки  проезжей части, суть которой заключается  в переходе от двухскатного профиля  к односкатному, и наоборот. Размостка  перекрестков выполняется двумя  способами: смещением гребня проезжей части; изменением поперечного уклона половины проезжей части в соответствии с рисунком 4. 

    Рисунок 4 – способы размостки проезжей части 

    Длина участка размостки определяется в зависимости от продольного  уклона улицы по формулам (12) и (13):

            В данной работе величины уклона  не превышают 20‰, следовательно,  при подсчетах используем формулу  (8).

    L_{северная}=22,5 м

    L_{восточная}=22,5 м

    L_южная=45 м

    L_{западная}=45 м

    В зависимости от величины и направления  уклонов пересекающихся улиц должны быть соблюдены следующие условия.

          - При пересечении магистральной улицы с второстепенной поперечный профиль первой остается без изменения, а профиль второстепенной сопрягается с уклоном главной.

          - Не допускается устройство поперечных лотков на магистральных улицах и бессточных мест на перекрестках, где не предусмотрено устройство закрытого водостока.

          - При пересечении равноценных улиц, улица с меньшим продольным уклоном подчиняется профилю другой улицы, либо профили обеих улиц трансформируются в односкатные, соответствующие общему уклону перекрестка.