1. Технологическое назначение и область применения

Подземные сооружения имеют верхнее перекрытие, расположенное ниже поверхности грунта. У заглубленных верхнее перекрытие в одном уровне или выше грунта. Находящийся на верхнем перекрытии грунт является обратной засыпкой, в отличие от ненарушенного грунта при строительстве подземных сооружений горными способами, которые в данной работе не рассматриваются.

Ограждающие стены являются основными конструктивно-технологическими элементами таких объектов. К ним следует отнести монолитные, сборно-монолитные, сборные грунтовые стенки, подпорные стены и такие постоянные или временные ограждения стен открытых котлованов, как шпунты, подпорные сооружения из армиро­ванного грунта и др. К подземным и заглубленным сооружениям неглу­бокого заложения относятся также коммуникации в тоннелях, каналах, лотках и устраиваемые методами бестраншейной прокладки.

Подземные и заглубленные сооружения применяют для различных целей в промышленности и в городском хозяйстве.

Рис. 1.1. Схема подземного (а), заглубленного (б) и частично заглублен­ного (в) сооружений: 1 - сооружение; 2 - отметка подошвы со­оружения; 3 - отметка верхнего перекрытия; 4 - отметка по­верхности грунта

На промышленных предприятиях в них размещают производства различного технологического назначения: корпуса первичного дробле­ния руды; приемные устройства перерабатываемого сырья на предпри­ятиях строительных материалов; скиповые ямы доменных цехов; под­земные части бункерных эстакад, установок грануляции шлаков, непре­рывной разливки стали, вагоноопрокидывателей и гидроаккумулятор­ных электростанций; подземные этажи или подвальные помещения на машиностроительных предприятиях, на ткацких фабриках и др. В этот перечень следует включить и различные транспортные и коммуникаци­онные тоннели, рециркуляционные каналы и т.п. линейные сооружения. Глубина таких помещений обусловлена различными технологическими требованиями. Например, в корпусах первичного дробления руды, в приемных устройствах предприятий строительных материалов - необ­ходимостью перемещения перерабатываемой руды и сырья под дейст­вием силы тяжести. В процессе этого перемещения происходит дробле­ние руды.

Рис. 1.2. Схема корпуса дробления руды I и II стадий

На рис. 1.2 показана схема корпуса дробления руды I и II стадии. Крупность кусков руды, поступающих в корпус с карьера, достигает 1200 мм.

Все технологические агрегаты размещаются в подземной части кор­пуса, оборудованной пассажирским лифтом и открытой металлической лестницей. Технологическое, сантехническое и электротехническое оборудование устанавливается на перекрытиях и площадках. В подзем­ном помещении предусмотрены отопление и вентиляция. Опускные колодцы корпусов крупного дробления, как правило, имеют круглую в плане форму диаметром 30...40 м. В практике строительства известны прямоугольные и овальные в плане корпуса дробления.

Технологический процесс в установках непрерывной разливки стали (УНРС) производится по вертикали, и этим определяется значительная (более 30 м) глубина таких сооружений. Так, для УНРС в действующем мартеновском цехе способом подра­щивания построено крупное подземное сооружение.

На коксохимических заводах в подземных сооружениях роторных вагоноопрокидывателей, предназначенных для механизированной вы­грузки железнодорожных вагонов, значительная глубина помещений обусловлена необходимостью вертикального расположения тракта раз­грузки и составляет 16...18 м.

Подземные и заглубленные сооружения в зависимости от технологи­ческого назначения многообразны, что подтверждают приведенные примеры. Для того, чтобы обеспечить развитие техники и становление прогрессивных технологий, необходимо создавать новые типы таких сооружений. Наблюдается тенденция производить первичное дробление руды в карьерах на передвижных дробилках, а не в корпусах горно­обогатительных комбинатов. В металлургической промышленности на прокатных станах и других производствах уменьшают глубину подзем­ных помещений, их превращают в заглубленные с соответствующим незначительным подъемом транспортных путей и эстакад; на химиче­ских производствах и в легкой промышленности, где технологические процессы связаны с вертикальным трактом сырья и готовой продукции, технологические линии проектируют с помощью наземных конструк­тивных решений, так называемых "этажерок". Повсеместно настойчиво проводится линия по обоснованию уменьшения заглубления подземных частей промышленных зданий.

Вместе с тем такие факторы, как экономное расходование земель под застройку, рациональное использование заводских территорий, требова­ния новых технологий вызывают необходимость не только увеличивать глубину промышленных подземных сооружений, но и размещать в под­земных пространствах промышленные комплексы, развивать так назы­ваемое подземное хозяйство, методы строительства и конструкции ко­торого будут рассмотрены ниже.

В городском хозяйстве ведется строительство водопроводно-канализационных подземных и заглубленных сооружений - по водоза­бору, перекачке воды, емкостей для ее хранения, а также станций по перекачке сточных вод, их очистке и обеззараживанию.

В подземном пространстве городов размещают крупные комплексы объектов культурно-бытового обслуживания и инженерного назначения.

Группируя объекты по функциональным признакам, следует, прежде всего, выделить крупные торговые центры с универсальными и другими типами магазинов, торговыми рядами, различными хранилищами и складами соответствующих товаров; комбинаты общественного пита­ния, столовые, рестораны, кафе и закусочные, продуктовые склады и холодильники для хранения продовольствия; комбинаты бытового об­служивания с прачечными, мастерскими химчистки, пошива и ремонта одежды, различные пункты проката, фотоателье и многие другие пункты по обслуживанию населения. Хорошим проектным решением является размещение под землей архивов, книгохранилищ и библиотек, разнообразных по назначению художественных галерей, демонстрационных, игровых и видеозалов, которые функционируют по 12... 14 часов в су­тки, а пребывание посетителей в них ограничивается коротким време­нем.

Целесообразно размещать в подземном пространстве и такие объек­ты инженерного назначения, как электроподстанции, венткамеры, трансформаторные, тепловые пункты, автоматизированные телефонные станции. В проходных тоннелях, полупроходных и непроходных кана­лах совмещенно или раздельно прокладывают трубопроводные и ка­бельные сети различного назначения.

В отдельную группу следует выделить подземные и заглубленные объекты транспортного назначения, такие, как подземные гаражи, сто­янки легкового, общественного и грузового автотранспорта, троллей­бусные парки, транспортные тоннели и пешеходные переходы, уже ставшие неотъемлемой частью городских улиц и площадей. Развитие транспортного строительства способствует решению одной из главных проблем современных крупных городов - повышению провозной спо­собности транспорта. Снижение скорости автомобильного транспорта в крупных городах происходит из-за многочисленных пересечений авто­мобильных магистралей, устройства пешеходных переходов в одном уровне, насыщенности легковым автотранспортом, припаркованным по краям городских улиц. Вместе с тем с ростом городов увеличиваются как средняя дальность поездок городского жителя и их число в год, так и время, затрачиваемое на каждую поездку. По данным ЦНИИ градо­строительства, с увеличением населения большого города в 2,5 раза объем транспортных перевозок увеличивается в 25 раз, а число поездок каждого жителя достигает 600-700 в год. Поэтому размещение легково­го автотранспорта на подземных стоянках, строительство подземных транспортных пересечений и пешеходных переходов в значительной степени способствуют решению этих сложных градостроительных про­блем.

Особенно большое распространение строительство подземных гара­жей и стоянок городского автотранспорта получило в развитых странах Европы. Во Франции, в частности, в центре Парижа построено много подземных гаражей под проезжей частью улиц. Подземные гаражи строят под площадями, парками, бульварами и даже в русле рек (напри­мер, в Женеве под рекой Роной) [11].

Еще одним типом подземных сооружений являются гаражи, разме­щенные в подземной части административных и жилых зданий. Такие гаражи являются наиболее целесообразными и экономичными при плотной застройке, особенно в старых городских районах.

На рис, 1.3 показана схема подземного гаража под бульваром Мальшерб в Париже [11]. Гараж шириной 15,5 и длиной 306 м имеет пять этажей высотой 2,5—2,75 м каждый и рассчитан на 1000 автомобилей. После устройства продольных стен методом "стена в грунте" и верхнего перекрытия движение по бульвару было восстановлено, и строительство гаража осуществлено по новой технологии "сверху - вниз" за 12 месяцев.

Рис. 1.3. Схема подземного гаража под бульваром Мальшерб в Париже

Подземная застройка в больших городах как на Западе, так и у нас носит комплексный характер. Наиболее крупные комплексы созданы в Японии, США, Франции, Германии, Австрии [30].

Во многих городах Японии построены подземные центры с деловы­ми конторами, банками, магазинами, кинотеатрами, ресторанами и кафе. Центральный вокзал в Токио размещен под землей, в подземном центре Токио располагаются свыше 300 магазинов, построен подземный про­спект Новая Гиндза. Подземный центр города Кобе ежедневно посеща­ют до 500 тыс. человек, а подземный торговый центр города Осака с 28 магазинами и многокилометровыми улицами - 800 тыс. человек.

На рис. 1.4 показана подземная конечная железнодорожная станция в Токио. Подземный комплекс, объединяющий ее со станцией метро, включает автостоянки и торговые предприятия.

В Париже построены многие подземные комплексы: подземный центр с торговыми рядами под площадью Этуаль, где скрещиваются линии метро и подземные переходы; часть района Дефанс; новый буль­вар под Булонским лесом; огромный подземный комплекс на месте бывшего центрального рынка; многочисленные стоянки и гаражи.

Свыше 50 тыс. м² занимают сооружения подземного комплекса под площадью Штахус в Мюнхене. На верхнем этаже размещены магазины, пешеходные переходы; ниже - обслуживающие помещения, службы и кассы городской железной дороги; еще ниже - городской вокзал, гаражи для легковых автомобилей, станции метро. Все шесть этажей комплекса общей глубиной около 30 м связаны между собой эскалаторами.

Подземные площади с торговыми точками, автоматами, кафе распо­ложены у Восточного вокзала в Будапеште, в Бухаресте, под Вроцлавской площадью в Праге; в Варне под землей расположен филиал торго­вого центра.

Рис. 1.4. Подземная конечная ж. д. станция в г. Токио

Программа освоения подземного строительства реализуется в Моск­ве, где только за счет переноса в подземное пространство различных транспортных развязок будут освобождены значительные территории.

Подземное пространство зонируют по вертикали для размещения инже­нерных коммуникаций, различных транспортных устройств, складов, холодильников, торговых пунктов, кафе и других предприятий по об­служиванию населения. Намечено использовать подземное пространст­во и для сохранения памятников архитектуры, уникальных исторических зданий и сооружений. При строительстве новых районов под землей размещают гаражи для легковых автомашин, складские помещения, подстанции, тепловые пункты, системы мусороудаления. В Москве по­строено более 200 подземных пешеходных переходов, некоторые из них имеют значительную длину (например, пешеходный тоннель под Доб­рынинской площадью протяженностью 574 м). У бывшей ВДНХ много лет назад возведена многоярусная подземная стоянка со всеми видами технического обслуживания.

В последние годы в центре Москвы на Манежной и Смоленской площадях возведены крупные заглубленные и подземные сооружения для размещения в них стоянок легкового автотранспорта и торгово-развлекательных комплексов. Ограждающие конструкции этих крупных под­земных объектов выполнены способом "стена в грунте".

Большие работы по развитию подземного транспортного хозяйства ведутся в крупных городах нашей страны и ближнего зарубежья.

В Санкт-Петербурге в основу планирования подземного пространст­ва положено формирование многофункциональных и многоуровневых комплексов в сочетании с надземными сооружениями, например, ком­плекс на пересечении Невского проспекта, улиц Садовой и Бродского.

Заслуживает внимания опыт подобного строительства в Киеве, где разработана перспективная схема комплексной застройки подземного пространства, в соответствии с которой уже созданы многие транспорт­ные развязки, пешеходные переходы с сопутствующими культурно-зрелищными и торгово-бытовыми учреждениями. Успешно реализовано планировочное решение подземного пространства по улице Крещатик, где размещены торговые пункты, кафе, театральные кассы в виде торгово-пешеходных переходов. Эти переходы связаны с входами в метро.

Область применения подземных сооружений непрерывно расширя­ется, и, несмотря на то, что подземная урбанистика как наука возникла сравнительно недавно, уже накоплен определенный теоретический и практический опыт, несомненно, способствующий развитию этого на­правления в градостроительстве.