Стадии и методы проектирования

Проекты вертикальной планировки разрабатывают в соответствии с архитектурно-планировочным заданием, которое составляет архитектурно-планировочное управление или отдел главного архитектора города.

В зависимости от стадийности проектирования разработка вертикальной планировки производится тремя методами:

1) методом проектных ("красных") отметок;
2) методом продольных и поперечных профилей;
3) методом проектных (красных) горизонталей.

Метод проектных ("красных") отметок применяют при разработке схемы вертикальной планировки, являющейся первым этапом высотного решения территории населенного места или отдельного его района. Сущность его заключается в том, что на схеме генплана, выполненного на геодезической подоснове, отображающей существующий рельеф территории в отметках или горизонталях, в характерных точках наносят проектные ("красные") отметки.

Проектные отметки и намечаемые уклоны на участках между ними характеризуют планируемый рельеф и определяют организацию поверхностного стока дождевых и талых вод.

В схеме вертикальной планировки проектные отметки наносят по осям улиц и дорог в точках их взаимных пересечений, а также в местах намечаемых переломов (изменений уклонов) продольных профилей. Определяют проектные отметки на пересечениях улиц и дорог, у искусственных сооружений, в местах намечаемых значительных подсыпок или срезок и в других характерных точках. Разность между проектными и существующими отметками называют рабочими отметками (+ или -), которые характеризуют размер подсыпок или срезок, а также высотное положение поверхности проектируемых искусственных сооружений. На участках между точками задаваемых проектных отметок поверхностям в профиле придают прямолинейные очертания. При этом средние проектные уклоны поверхностей определяют отношением разности проектных отметок граничных точек рассматриваемых участков к расстоянию между этими точками.

Рис.4. Схема определения промежуточных отметок между горизонталями (метод интерполяции)

Метод проектных (красных) отметок применяют на первых стадиях градостроительного проектирования - при разработке технико-экономического обоснования и генерального плана.

Метод продольных и поперечных профилей применяют в основном при проектировании линейных сооружений автомобильных и железных дорог, трамвайных путей, подземных инженерных коммуникаций и т.д. Система проектных профилей (чаще продольных) дает достаточно полное представление о намечаемых проектных решениях и возможность точного осуществления их в натуре.

Профили представляют собой условные разрезы существующей и проектируемой поверхностей в рассматриваемых сечениях.

Условность состоит в следующем:

а) предусматривается, что между точками с известными отметками рельеф выражается прямолинейными участками;
б) для более наглядного изображения рельефа масштабы разрезов искажаются. Для продольных профилей обычно искажение принимают 1:10, т.е. вертикальный масштаб в 10 раз крупнее горизонтального; для поперечных профилей улиц и дорог соотношение масштабов 1:2.

Метод проектных ("красных") горизонталей выгодно отличается от метода профилей большей наглядностью, ясностью сочетания проектируемого рельефа с размещением сооружений, возможностью охвата всей проектируемой территории. Благодаря этому метод проектных горизонталей получил преимущественное распространение при разработке проектов вертикальной планировки площадей, микрорайонов, зеленых массивов. Сущность этого метода заключается в том, что на план с геодезической подосновой наносят горизонтали, отображающие проектируемый рельеф местности. На рис.5 приведены сопоставляемые примеры проектирования вертикальной планировки перечисленными выше методами.

Рис.5. Фрагменты проектов вертикальной планировки, выполненные различными методами

а - проектных ("красных") отметок; б - профилей, в - проектных ("красных") горизонталей. Стрелкой показано направление уклона; над стрелкой - уклон, %о, под ней - расстояние между отметками, м. Существующая поверхность на профиле и в горизонталях показана тонкой линией, а проектируемая - толстой

Основой для вертикальной планировки территории проектируемых объектов является генеральная схема вертикальной планировки населенных мест или отдельных районов, составляемая при разработке генеральных планов. При проектировании этих схем решают вопросы высотной ориентации территории, а также корректируют трассы улиц и дорог по условиям рельефа с учетом обеспечения поверхностного водоотвода, удобства и безопасности движения, экономичных условий канализования территории и минимальных объемов земляных работ, связанных с перепланировкой рельефа

Вертикальная планировка территорий населенных мест и их районов

На основе генерального проекта планировки населенного места в целом (генплан), разработанного на геодезической подоснове (М 1:5000), для определения наиболее целесообразного и экономически оправданного решения приспособления рельефа к условиям застройки составляют схему вертикальной планировки. В зависимости от размеров проектируемой территории (города, района) и сложности рельефа масштабы и степень их подробности могут быть различными. Основой для их решения служат планы дорожно-уличной сети.

Схемой вертикальной планировки должны быть определены изменения рельефа территории, условия организации поверхностного стока и канализования. Для этого устанавливают места сброса ливневых и фекальных вод и намечают сеть основных водоотводящих коллекторов. Исходя из преимущественного расположения водоприемных сооружений и водоотводящих сетей ливневой и фекальной канализации вдоль улиц последние обычно трассируют по пониженным местам по отношению к прилегающей территории, чем обеспечивается сток поверхностных вод с прилегающей территории и удобство канализования отдельных их участков.

В зависимости от рельефа местности планируемым территориям придают односкатную, двухскатную или четырехскатную поверхность (рис.6). Лучшими являются двух и четырехскатные поверхности, так как они обеспечивают быстрый сток поверхностных вод в направлении проходящих по улицам водостоков и способствуют сокращению сети водостоков на внутриквартальных территориях.

Наименее удобны участки территории с замкнутым контуром, т.е. с пониженным расположением их по отношению к прилегающим улицам. На таких территориях необходимо устраивать развитую водосточную сеть с размещением во всех пониженных местах водоприемных колодцев. Однако это не устраняет возможности подтопления территории, особенно в период сильных ливней, а также в случае засорения ливневой канализации. Поэтому дорожно-уличную сеть, а также прилегающие территории следует планировать по возможности таким образом, чтобы обеспечивался поверхностный сток в направлении прокладываемых вдоль улиц водосточных сетей.

Рис.6. Схемы организации поверхностного стока на микрорайонных территориях

а, б - с односкатной поверхностью; в - с двухскатной поверхностью; г - с четырехскатной поверхностью; д - на пониженном участке

Как уже было отмечено, при проектировании вертикальной планировки следует стремиться к достижению нулевого баланса земляных работ, т.е. к равенству объемов насыпей и выемок на соседних участках планируемых территорий. Иногда необходимость подсыпки территорий может вызываться наличием пониженных участков местности с затрудненным водоотводом, заболоченных участков, затапливаемых территорий и т.д., однако большие объемы земляных работ связаны со значительными затратами изменением природных условий, а в отдельных случаях с необходимостью переустройства существующих наземных или подземных сооружений. Поэтому намечаемые работы по подъему уровня поверхности территорий следует сопоставлять с другими возможными инженерными решениями: понижением уровня грунтовых вод, устройством на планируемых территориях сети водостоков, водозащитных сооружений (от затопления) и т.п.

При проектируемой срезке грунта следует учитывать наличие участков с высоким уровнем грунтовых вод, трудноразрабатываемыми скальными породами, возможность повреждений или необходимость переустройства подземных сооружений и дорожных покрытий. Иногда изменение рельефа может быть связано с осуществлением своеобразного архитектурно-композиционного замысла.

Условия изменения рельефа характеризуются объемом подсыпок и срезок на отдельных участках поверхности. Подсыпки или срезки определяются рабочими отметками, представляющими собой разность проектируемых и существующих отметок в отдельных точках (рис.7).

Указанные на схемах вертикальной планировки стрелки вдоль осей улиц и дорог характеризуют направления продольных уклонов на участках между опорными точками. Цифры над стрелками показывают проектные продольные уклоны улиц и дорог (%о - промилле), а под стрелками - расстояния между соседними опорными точками (в м). Нижние цифры у опорных точек показывают существующие отметки поверхности в этих точках, верхние - проектные отметки и средние - рабочие отметки. Положительные рабочие отметки (+) характеризуют намечаемый объем подсыпок, а отрицательные - (-) срезок.

Проектные уклоны определяют по формуле

i = (H₁ - H₂) / l

Н₁ и Н₂, - проектные отметки в рассматриваемых точках; l - расстояние между ними.

Рис.7. Фрагмент схемы вертикальной планировки участка городской территории

Значение i обычно округляют до тысячных долей с соответствующим корректированием отметок рассматриваемых точек.

Городские улицы и дороги

Продольные и поперечные уклоны улиц, дорог и отдельных их элементов должны быть в пределах значений, допускаемых СНиПами. Допустимые продольные уклоны зависят от расчетных скоростей движения. Их устанавливают в соответствии с категориями проектируемых улиц или дорог (табл.2).

 

Таблица1

 

Значения предельно допустимых уклонов

Категория улиц и дорог	Расчетные скорости движения, км/ч	Наиболее допустимые продольные уклоны, %о
Скоростные дороги
Магистральные улицы и дороги общегородского значения
непрерывного движения
регулируемого движения
районного значения
дороги грузового движения
Улицы и дороги местного значения
жилые улицы
дороги промышленных и складских районов
Пешеходные улицы и дороги	-
Проезды

 

В местах взаимных пересечений улиц и дорог в одном уровне рекомендуется, чтобы продольные их уклоны не превышали 20-30%о. Для мостов уклон 30%о является предельно допустимым. Места пересечения с железными' дорогами участка автомобильных дорог следует устраивать безуклонными на протяжении не менее 10 м в каждую сторону от железнодорожных путей (а при переездах в выемках - не менее 20 м).

Участки проезжих частей улиц и дорог с различными продольными уклонами сопрягают между собой с помощью криволинейных вставок. Радиусы вертикальных кривых устанавливают с учетом обеспечения плавности движения и его безопасности (табл.3).

 

 

Таблица2

Наименьшие радиусы вертикальных кривых, м

 

Категория улиц и дорог	выпуклые	вогнутые
Скоростные дороги
Магистральные улицы и дороги
общегородского значения
районного значения
дороги грузового движения
Улицы местного значения

Радиусы выпуклых кривых принимают больше вогнутых с учетом обеспечения видимости дороги, а также впереди идущих автомобилей на расстояниях, необходимы по условиям безопасности движения на расчетных скоростях.

Поперечные уклоны поверхностей проезжих частей и дорог устанавливают в зависимости от типов дорожных покрытий и принимают в среднем для асфальтированных и цементобетонных покрытий из плит 20%о для мостовых, а также покрытий из щебня и гравия, обработанных вяжущими материалами, - 25%о; для щебеночных и гравийных покрытий - 30%о.

Продольные профили проектируют в основном по осям проезжих частей улиц и дорог (рис.8).

Рис.8. Продольный профиль городской улицы (дороги), совмещенный с геологическим разрезом

Наиболее часто при детальной планировке применяют для продольных профилей М 1:1000 и для вертикальных - М 1:100. Для удобства учета гидрогеологических условий и сокращения числа чертежей продольные профили улиц и дорог обычно совмещают с геологическими профилями (разрезами).

 

При построении проектного продольного профиля (нанесении проектной линии) руководствуются следующими условиями:

 

1. Обусловленные нормами продольные уклоны следует создавать при минимально возможном объеме земляных работ по всей ширине улицы в пределах "красных линий". Для этого, проектируя продольный профиль по оси улицы (дороги), следует одновременно учитывать, какое влияние окажут продольные уклоны на объем земляных работ по созданию проектируемого поперечного профиля улицы.

Рис.9. Примеры поперечных профилей улиц в условиях различного рельефа

а - на равнинном участке; б, в - на косогорных участках, Н^p - руководящая отметка

 

Переломные отметки продольного профиля устанавливают с таким расчетом, чтобы при сохранении типовым элементов поперечного профиля и их нормативных поперечных уклонов по возможности сохранить существующие отметки поверхности земли вдоль "красных линий", что исключает необходимость перепланировки рельефа прилегающих территорий (рис.8, 9). При ограниченных поперечных уклонах местности указанное условия может достигаться за счет изменения поперечных уклонов газонов (уменьшения их с подуклонной стороны и увеличения с нагорной). При значительных поперечным уклонах (улицы на косогорах) часто возникает необходимость проектирования отдельных элементов улиц на разных уровнях с сопряжением террасовых участков при помощи откосов или подпорных стенок.

 

2. При местных неровностях рельефа продольные профили улиц и дорог надо проектировать методом секущих линий со срезкой отдельных выступающих участков и засыпкой срезанным грунтом пониженных мест (микропланирование рельефа).

 

3. При необходимости изменения продольных уклонов улиц и дорог проектные линии продольных профилей также следует наносить в виде секущих линий по отношению к существующей поверхности предусматривая наименьшие подсыпки и срезки грунта и возможное равенство объемов насыпей и выемок на соседних участках.

 

4. Число переломных точек продольного профиля следует ограничивать, стремясь к увеличению расстояния между ними, особенно на улицах и дорогах предназначенных для движения автомобилей с повышенными скоростями.

 

5. Наиболее пониженные места улиц следует располагать, как правило, на участках пересечений с другими улицами, в направлении которых может быть осуществлен отвод поверхностных вод, или же в иных местах возможного водосброса. Если такого решения достичь невозможно, необходимо оборудовать улицы подземной ливневой канализацией на всем их протяжении с размещением во всех пониженных местах водоприемных колодцев для обеспечения отвода поверхностных вод.

6. При реконструкции существующих улиц и дорог необходимо сохранять по возможности капитальные сооружения, дорожные покрытия и другие элементы улиц. Если дорожные покрытия находятся в хорошем состоянии, то рабочие отметки на отдельных участках могут быть нулевыми или с незначительным возвышением проектных линий. В этом случае профиль исправляют за счет наращивания покрытий путем укладки по их поверхности слоя асфальтобетона.

 

7. Конечные точки проектируемых продольных профилей должны иметь нулевые рабочие отметки, т.е. проектная линия должна сопрягаться с отметками существующей поверхности. Вследствие этого в ряде случаев границы проектных профилей необходимо выводить за пределы проектируемых участков на достаточное расстояние, требуемое для сопряжения с существующей поверхностью.

Положение проектной линии продольного профиля характеризуется проектными отметками, уклонами и длинной участков между точками перелома продольного профиля. В точках изменения уклонов возникают углы, образующие выпуклые и вогнутые переломы продольного профиля. Выпуклые переломы профиля ухудшают видимость дороги и вызывают удары автомобиля при переезде его через гребень. На вогнутых переломах под действием Центробежной силы возникают толчок и перегрузка рессор. Для обеспечения плавности движения транспорта и видимости поверхности проезжей части на достаточном Расстоянии в местах переломов продольного профиля прямолинейные в профиле участки должны сопрягаться кривыми радиальными вставками (выпуклыми и вогнутыми вертикальными кривыми).

Радиус вертикальных кривых зависит от расчетной скорости движения. Чем больше принятая скорость движения, тем большим должен быть радиус вертикальных кривых (см. табл.3).

Поперечные профили улиц и дорог проектируют в соответствии с установленными элементами, входящими в и: состав, в том числе с проезжей частью, центральной раз делительной полосой, полосами озеленения (газоны), тротуарами, велодорожками, а также обочинами и кюветами для дорог с открытой системой водопровода. Поперечный профиль, отражающий все его составные элементы, называют типовым конструктивным, а профили, устанавливающие высотные отметки всех его переломных точек, рабочими профилями.

Тротуарам и газонам придают односкатную поверхность с поперечным уклоном в сторону проезжей части. Проезжим частям придают односкатную или двухскатную поверхность, при этом односкатную поверхность придают проезжим частям с односторонним движением шириной до 10,5 м. Проезжим частям с двухсторонним движением придают двухскатный профиль, а при значительной ширине - полигональный. Пешеходные дорожки обычно имеют параболические очертания.

Проектирование методом проектных (красных) горизонталей дает наглядное представление о проектируемом рельефе и возможность точного осуществления проекта в натуре, особенно на территориях с малыми уклонами и сложным рельефом.

В направлении результирующего уклона i происходит сток поверхностных вод (перпендикулярно к горизонталям). Все горизонтали на протяжении участков улиц или дорог с одинаковыми продольными и поперечными уклонами параллельны друг другу. С изменением продольных или поперечных уклонов изменяются и углы отклонения горизонталей от направления оси дороги. Поскольку тротуары и газоны обычно возвышаются над проезжей частью улиц, то горизонтали на них смещаются по отношению к одноименным горизонталям на проезжей части. В большинстве случаев они имеют и другое направление, так как поверхностям проезжей части и тротуара придают встречные поперечные уклоны - в сторону лотков. Пример вертикальной планировки участка улицы, выполненной методом проектных горизонталей.