Влияние местных условий на выбор территорий для населенных мест

Природные факторы оказывают первостепенное влияние на градостроительное проектирование и определяют решение архитектурно-планировочных задач. Поэтому необходимо тщательное изучение климатических, топографических, геологических и гидрологических условий местности, материалов гидрографических и геоморфологических исследований, характеристик почв и растительности, а также данных о наличии местных строительных материалов, ресурсов питьевой воды, энергоресурсов. Данные, характеризующие природные условия местности, служат исходным материалом при разработке мероприятий по инженерной подготовке, застройке и благоустройству населенных мест или отдельных участков их территорий.

Данные о климатических условиях необходимы для установления высотного расположения населенных мест, их размещения по отношению к водным бассейнам и зеленым массивам, определения расстояния от жилых районов до промышленных предприятий с различной степенью санитарной вредности, планировки сети улиц, выбора типов застройки и характера ее расположения, определения условий водоотвода и снегоудаления с территорий городов, системы искусственного орошения (в засушливых районах) либо осушения (в переувлажненных районах) и т.п.

Для определения условий прокладки различных подземных сооружений и коммуникаций требуются также данные о глубине промерзания грунтов, определяемые по Таблицам (например: Архангельск - 160 см, Волгоград - 140 см, Ростов-на-Дону - 80 см). По климатическим условиям, определяющим требования строительства, наша страна делится на четыре строительных климатических района, каждый из которых подразделяется на 16 подрайонов, характеризующихся установленными по данным многолетних наблюдений климатическими условиями. Подрайоны обозначают буквенными индексами (1А, 1Б...2А, 2Б и т.д.) на схематической карте климатического районирования.

Для разработки проектов планировки и застройки городов необходимо также располагать метеорологическими данными: об осадках (среднегодовых и по отдельным месяцам, об интенсивности ливневых дождей, толщине снегового покрова, периоде его образования и таяния); о температуре воздуха (минимальной, среднесуточной, о наибольших перепадах температур в течение суток); силе, направлении и повторяемости действия ветров (за год и по сезонам); влажности воздуха; густоте и повторяемости туманов; солнечном освещении (инсоляции) - числе часов солнечного освещения в сутки, солнечных дней в году. Для полной оценки климатических условий местности используют данные, приведенные в СНиП 23-01-99 " Строительная климатология".

Здания по странам света ориентируют с учетом архитектурно-композиционных требований, инсоляции и климата (широтная и меридиональная ориентация). Исходя из направления, господствующих ветров, определяемого по розе ветров, предусматривают размещение промышленных предприятий, особенно с повышенной санитарной вредностью, по отношению к жилым (селитебным) районам и местам отдыха с наветренной стороны.

Направление ветров учитывается при планировке сети улиц и зеленых коридоров, которые наряду с их функциональным назначением служат для проветривания территории города.

Кроме направления ветра, существенное значение имеет его сила. Скорости ветра соответствует определенная сила, которую необходимо учитывать при расчете устойчивости сооружений. Скорость ветра иногда выражают в баллах (табл.1).

Таблица1

Скорость и сила ветра

Характеристика ветра (1 кг/м = 10ПА)	Скорость ветра, м/с	Сила ветра, Па	Баллы
Штиль (безветрие)		0, 2
Легкий	2-3
Умеренный	6-8
Сильный	11-13
Шторм	21-24
Ураган	36-50	600-1800

Топографические условия отражают на геодезических картах или ситуационных планах с изображением рельефа местности (в горизонталях), природных объектов (реки, озера, зеленые массивы, заболоченные территории) и искусственных сооружений (населенные пункты, отдельно стоящие здания, автомобильные и железные дороги, плотины, мосты) с указанием на плане, в ведомостях или пояснительной записке кратких характеристик этих объектов. Планы, карты и разрезы (профили) уровня поверхности земли отдельных участков составляют в необходимом масштабе на основании геодезических изысканий с показом на них существующих искусственных сооружений в условных обозначениях (табл.2).

Геологические условия для проектирования планировки населенных мест определяют по данным инженерно-геологических изысканий, степень детальности которых устанавливают в зависимости от сложности природных условий территории, характера и стадии проектирования.

Таблица2

Условные обозначения искусственных сооружений на геодезических картах в планах

Условные обозначения	Искусственные сооружения на геодезических картах в планах
	Здания
	Жилое каменное строение со ступеньками и крыльцом
	Деревянное строение
	Каменное строение, балкон на столбах
	Арка-проезд
	Иллюминаторы
	Жилое смешанное строение
	Дорожные сооружения
	Насыпь
	Выемка
	Мост
	Тоннель
	Лестница для подъема
	Подпорная стенка
	Наземное оборудование
	Водоразборная колонка
	Водосточные решетки
	Смотровой колодец
	Трамвайные мачты
	Фермовые столбы
	Светильники
	Дерево
	Трансформаторная будка
	Мачта линии высокого напряжения
	Подземные сети
	Водопровод
	Канализация
	Газопровод
	Теплосеть
	Проходной канал и тоннель
	Линии электропередач
	Высокого напряжения на металлических фермах
	Высокого напряжения на столбах
	Низкого напряжения на столбах
	Кабели электропередач
	Высокого напряжения смотровые колодцы
	Низкого напряжения смотровые колодцы
	Подземные кабельные линии связи (v4 - число прокладок)

Первичными материалами геологической характеристики районов могут служить обзорные геологические карты страны или отдельных районов. Для детального уточнения исследуют пробы грунта, взятые из шурфов и буровых скважин (керн). Глубина производимых геологических изысканий зависит от проектируемых на территории сооружений и колеблется от 5-10 м и более.

Результаты исследований грунта изображают общепринятыми условными обозначениями (табл.3) на геологических разрезах (табл.4), а при проектировании улиц и дорог на продольном профиле с указанием нумерации скважин.

Таблица 3

Условные обозначения грунтов на геологических разрезах

Условные обозначения	Наименование материала
	Насыпной грунт
	Растительный слой
	Песок крупнозернистый
	Песок среднезернистый
	Песок мелкозернистый
	Песок с частицами различной крупности
	Супесь
	Суглинок
	Глина
	Гравий, галька
	Щебень
	Валуны
	Мергель
	Известняк
	Песчаник
	Торф
	Сапропель
	Вечная мерзлота

Таблица4

Данные геологического разреза по буровой скважине

Абсолютная отметка подошвы слоя, м	Глубина залегания, м		Мощность слоя, м	Литологическая характеристика пород	Разрез	Состояние пород	Уровень
	от	до					Подвижный	Установившийся
147, 62		0, 4	0, 4	Насыпной слой различных грунтов с включением кирпичного щебня		Сухой средней плотности
146, 42	0, 4	1, 6	1, 2	Песок мелкозернистый с включением гравия и щебня		Водонасыщенный средней плотности
144, 02	1, 6		2, 4	Песок мелкозернистый с глинистыми включениями		То же	-	-
-		-	-	Суглинок тяжелый		Твердый	-	-

Для решения вопросов инженерной подготовки территории наряду с геологическими данными используют материалы, характеризующие ее литологию. Литология - отрасль геологии, изучающая горные породы с точки зрения их состава, структуры, физико-химических свойств условий образования и процессов изменения. Эти исследования позволяют выявить пригодные, малопригодные (требующие улучшения) и не пригодные для застройки участки территории.

Гидрогеологические изыскания определяют характер залегания, минерализации и режим грунтовых (подземных) вод, которые во многих случаях отрицательно влияют на устойчивость грунтовая, а следовательно, и на устойчивость возводимых на них сооружений.

Рис.1. Продольный профиль дороги с геологическим разрезом

Грунтовые воды могут содержать различные вредные примеси и разрушительно действовать на подземные части сооружений. При высоком уровне стояния грунтовых вод ухудшаются условия строительства, требуется проведение мероприятий по понижению их уровня, что ведёт к удорожанию строительства. Переувлажнение приводит также к ухудшению санитарно-гигиенических условий населенных мест. В условиях переувлажненности верхних слоев грунта и замерзания вод в зимних условиях может происходить пучинообразование, т.е. неравномерное поднятие грунтов, особенно пылеватых глинистых. При оттаивании образовавшихся в грунте прослоек (линз) возможно продавливание грунтов под нагрузкой, приводящее к разрушению расположенных на нем сооружений, а также дорожных покрытий. Данные геологических и гидрогеологических изысканий фиксируют в Таблицах, тексте, на планах местности с применением условных обозначений (табл.5).

Таблица5

Условные обозначения на планах, характеризующие геологическое строение территории

Условные обозначения	Геологическое строение территории
	Гидрография и рельеф
	Речной перекат
	Озера: a - соленые, б - пресные
	Река с обрывистым берегом и пляжем:
	а - водопад, б - порог
	Обрыв
	Вход в пещеры и гроты
	Ямы (глубина 2, 5 м)
	Отдельные камни - ориентиры (высота 2, 1 м)
	Овраги
	Пустырь
	Осыпи рыхлых пород (песчаные, глинистые)
	Осыпи твердых пород (каменисто-щебеночные)
	Грунты и растительность
	Пески
	Галечники
	Глинистые поверхности
	Кочковатые поверхности
	Болота труднопроходимые (высокотравные)
	Солончаки проходимые
	Сенокосы
	Лиственные леса
	Хвойные леса
	15 Высота, м 4 Расстояние между деревьями, м 0, 17 Толщина стволов, м

Для определения условий водоснабжения населенных мест с использованием грунтовых вод производят специальные гидрогеологические изыскания. При использовании грунтовых вод для нужд населения через артезианские скважины либо колодцы необходимо определить качество воды, дебит и глубину залегания. При этом устанавливают источники образования грунтовых вод (ключи или просачивающиеся в грунт атмосферные осадки - процесс инфильтрации). В результате изысканий на местности составляют гидрогеологическую карту с указанием глубины расположения грунтовых вод (с помощью гидроизогипс-линий их горизонтов). Указывают характер изменения глубины залегания грунтовых вод в различные сезонные периоды года.

Гидрографические исследования проводят для получения общих характеристик и режимов рек, озер и других водоемов, а также болот и плавней.

Геоморфологические исследования позволяют определить рельеф и физико-геологические процессы, которые происходят в районах, намечаемых к освоению для застройки (подверженность сейсмическим, просадочным и карстовым явлениям, оползням, подмывам, селевым потокам).

В характеристике почв и растительности приводят сведения о почвах, толщине растительного слоя грунта, произрастающих породах деревьев, в том числе наиболее распространенных и лучшим образом приживающихся в местных условиях. Эти данные необходимы для разработки проектов благоустройства и озеленения осваиваемых для градостроительства территорий.

Изыскание местных строительных материалов имеет большое значение для снижения стоимости строительства, в том числе транспортных затрат.

Грунты

Таким образом, прежде чем приступать к работам по инженерной подготовке территории, нужно определить все вышеуказанные параметры для принятия единственно правильного и обоснованного решения.

Вкратце напомним, что любая территория состоит из фунтов, и дадим их краткие характеристики со строительной точки зрения и условий производства работ.

Грунтами называются любые горные породы, залегающие преимущественно в пределах зоны выветривания земли и являющиеся объектом инженерно-строительной деятельности человека. Грунты используются в качестве основания, среды или материала для возведения зданий и сооружений.

В соответствии с ГОСТ 25100-95 все грунты классифицируют в зависимости от происхождения и условий образования, характера структурных связей между частицами, состава и строительных свойств грунтов.

Грунты подразделяют на два основных класса: скальные и нескальные.

Скальные грунты - это грунты с жесткими структурными связями, к которым относятся магматические (граниты, диориты), метаморфические (гнейсы, кварциты, сланцы), осадочные сцементированные (песчаники, конгломераты) и искусственные.

Нескальные грунты - это грунты без жестких структурных связей. К ним относят рыхлые горные породы, включающие несвязные (сыпучие) и связные породы, прочность которых во много раз меньше прочности связей минералов, слагающих эти породы. Характеризуются эти породы (грунты) раздробленностью, дисперсностью, что коренным образом отличает их от скальных весьма прочных пород.

В состав грунтов входят твердые минеральные частицы, вода в различных видах и состояниях и газообразные включения, а иногда и органические соединения.

Твердые минеральные частицы грунта представляют систему разнообразных по форме, составу и размерам зерен. Размеры зерен колеблются от десятков сантиметров для валунов и до мельчайших коллоидных частиц.

Нескальные грунты по размерам минеральных частиц подразделяют на следующие виды:

крупнообломочные (валунные, галечниковые, гравийные и щебенистые) с содержанием частиц крупнее 2 мм > 50% по массе;

песчаные (гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые)

пылевато-глинистые (супеси, суглинки и глины). Среди пылевато-глинистых грунтов необходимо выделять грунты, проявляющие специфические неблагоприятные свойства при замачивании, - просадочные и набухающие.

К просадочным относятся грунты, которые под действием внешней нагрузки или собственного веса при замачивании водой дают осадку, называемую просадкой. Просадочными свойствами обладают лёссовые и другие макропористые грунты, содержащие карбонаты кальция.

К набухающим относятся грунты, которые при замачивании водой или химическими растворами увеличиваются в объеме.

К особым видам грунтов следует отнести биогенные грунты, плывуны, растительные и мерзлые грунты. Грунты, содержащие значительное количество органических веществ, называются биогенными. К ним относятся заторфованные грунты, торфы и сапронелы (пресноводные илы).

Ил - водонасыщенный современный осадок водоемов, образовавшийся в результате протекания микробиологических процессов, имеющий влажность, превышающую влажность на границе текучести.

Плывуны - это грунты, которые при вскрытии приходят в движение подобно вязко текучему телу, встречаются среди водонасыщенных мелкозернистых пылеватых песков.

Почвы или растительные грунты - это природные образования, слагающие поверхностный слой земной коры и обладающие плодородием.

К нескальным искусственным грунтам относятся грунты, уплотненные различными методами (трамбованием, укаткой, виброуплотнением, взрывами, осушением), насыпные и намывные.