Загальні відомості
1. Загальні відомості про інженерні споруди
2. Комплексне освоєння підземного простору великих міст
3. Основні переваги розвитку систем підземних споруд
4. Номенклатура міських підземних споруд
1. Загальні відомості про інженерні споруди
Інженерні споруди являють собою комплекси будівельних конструкцій, які призначені забезпечувати:
утримання ґрунту від сповзання (підпірні стінки);
транспортні функції (метрополітени, залізничні та автодорожні естакади, мости, пішохідні переходи, тунелі);
паркування автомобілів;
збору і відводу за межі міста підземних, зливових та стічних вод, розміщення інженерних комунікацій (опори трубопроводів, розподільні колодязі, міський колектор);
Рис. Реконструкція Ленінградського проспекту від бігової ул.до ст.м.Сокол м. Москва, опори водоводів
Рис. Реконструкція Ленінградського проспекту від бігової ул.до ст.м. Сокол м. Москва, розподільчий колодязь
телевізійну, радіо і мобільний зв'язок (башти)
Рис. Останкінська телевежа
або безпосередньо виконують технологічні функції і в цьому випадку наближаються до технологічного обладнання (різні технологічні ємності, димові труби і т. д.).
Основна відмінність споруди від будівлі полягає в тому, що в споруді, як правило, відсутні огороджувальні конструкції, що захищають внутрішній об'єм споруди від атмосферних впливів.
Часто інженерні споруди працюють у важких температурних та вологістних режимах, піддаються дії вібраційних навантажень, агресивного середовища, тиску рідини та ґрунту. Внаслідок цього до них пред'являються додаткові вимоги щодо гідроізоляції та антикорозійного захисту, будівництва та експлуатації.
Інженерні споруди можуть бути відокремленими, які стоять окремо (мости, градирні, резервуари, димові труби і т. д.). Вони виконуються або за індивідуальними проектами, або для них можлива розробка комплексних типових проектів.
Для інших інженерних споруд (наприклад, елементів тунелів, каналів, збірних залізобетонних елементів підпірних стінок і т. д.) зазвичай обмежуються розробкою типових конструкцій окремих елементів, прив'язуємося в конкретних проектах.
По розташуванню щодо рівня землі інженерні споруди підрозділяють на наземні та підземні.
Більшу частину конструкцій інженерних споруд (наприклад, тунелів, каналів, підпірних стінок, ємностей для водопостачання та каналізації і т. д.) проектують з бетону та залізобетону.
У деяких спорудах застосовують, як правило, тільки сталеві конструкції, що зумовлено умовами експлуатації і техніко-економічними показниками. До таких споруд відносяться газгольдери, нафтові резервуари.
Є такі споруди, в яких застосовуються сталеві, залізобетонні або змішані конструкції, наприклад опори в залізобетону, а пролітних будови в металі. До таких споруд відносяться опори та естакади трубопроводів, мости і т. д.
2. Комплексне освоєння підземного простору великих міст
Головна мета комплексного освоєння підземного простору .- забезпечення оптимальних умов праці, побуту, відпочинку та пересування міського населення, збільшення площі відкритих просторів зелених насаджень на поверхні, формування здорового, зручного і естетично привабливого міського середовища.
Планомірне використання підземного простору ведеться у взаємному звязку з поверхневим плануванням і забудовою, з різними видами і типами наявних підземних споруд і урахуванням наступних етапів розвитку міста.
Це вимагає розробки спеціальних розділів у генеральних планах міст і в проектах детального планування і забудови.
Сьогодні у всьому світі спостерігається зростання обсягів і масштабів підземного будівництва в великих містах.
Це пов'язано зі зростаючою концентрацією населення в цих містах і безперервним зростанням чисельності автомобільного парку, з чим пов'язані практично всі найбільш гострі сучасні міські проблеми - територіальні, транспортні, екологічні, енергетичні.
Одним з найбільш ефективних шляхів вирішення цих проблем є комплексне освоєння підземного простору, в якому можуть розміщуватися споруди різного призначення.
Будуються великі підземні комплекси різного (багатоцільового) призначення, транспортні та комунікаційні тунелі, підземні автостоянки та гаражі, підземні пішохідні переходи, виробничі та складські приміщення, зростає протяжність ліній метрополітену та ін.
Підземними комплексами називаються групи об'єктів, об'єднаних просторово в одне ціле, які мають спільну інфраструктуру.
Рис. 1. Комплекс підземних споруд на Карлсплац, Мюнхен, ФРН.
Розрізняють монофункціональні і багатофункціональні комплекси.
Монофункціональні комплекси поєднують в собі функціонально пов'язані об'єкти.
У районах вокзалів доцільно створення багатофункціональних комплексів з пристроєм просторої підземної пішохідної зони, що зв'язує перони вокзалу зі станціями метрополітену, великими універсальними магазинами, зупиночними пунктами наземного громадського транспорту, підземними автостоянками. При цьому рекомендується поєднання пішохідних тунелів, підземних підхідних коридорів залізничних вокзалів та підземних вестибулів станцій метро, які часто розташовуються на одних і тих самих позначках.
Рис. 2. Комплекс підземних споруд на пл. Хауптвахе, Франкфурт-на-Майні, ФРН
Рис. 3. Автотранспортний тунель на пл. Маяковського, Москва.
До теперішнього часу визначилися загальні вимоги до міського підземному будівництву. Зокрема, кращою визнана така його форма, при якій наземна і підземна частини міської забудови поєднуються на основі принципів їх максимального горизонтального і вертикального блокування.
Складність і високий рівень відповідальності підземних споруд, значний вплив їх зведення в умовах щільної міської забудови на існуючі навколишні об'єкти висуває ряд вимог, які необхідно враховувати при плануванні, проектуванні і будівництві цих споруд:
Необхідність вивчення будови та властивостей ґрунтів на велику глибину, розробки прогнозів можливих змін стану навколишнього ґрунтового масиву і гідрогеологічних умов, а також обстеження підстав близько розташованої забудови.
Застосовувані конструктивні рішення і технології зведення підземних споруд повинні забезпечувати збереження і нормальні умови експлуатації навколишніх наземних і підземних об'єктів, особливо пам'ятників історії та архітектури.
Для вирішення цього завдання необхідно проводити:
Дослідження (математичне моделювання) впливу нового будівництва на зміну напружено-деформованого стану ґрунтового масиву, що вміщує в себе саму підземну споруду, і режиму підземних вод;
Обстеження підстав, фундаментів і конструкцій навколишніх споруд;
Розрахунковий прогноз (математичне моделювання) деформацій споруд, які потрапляють в зону впливу підземного будівництва;
Розробку, при необхідності, захисних заходів;
При проектуванні підземних споруд повинні бути також передбачені інженерні заходи, що забезпечують екологічний захист прилеглої території від підтоплення, забруднення підземних вод і т.п.
При спорудженні та експлуатації підземних споруд першорядне значення набуває їх захист від підземних вод, особливо при наявності приміщень, де має бути абсолютно сухо. Це вимагає при проектуванні вирішувати питання водопониження, дренування грунтів і улаштування гідроізоляції.
При проектуванні підземних споруд необхідно також проектувати проведення геотехнічних спостережень, здатних забезпечити як контроль у процесі виконання прийнятих проектних рішень, так і оперативне коригування цих рішень у випадку необхідності.
Головна увага при розробці проблеми комплексного освоєння підземного простору великих міст припадає сьогодні на пошук шляхів найбільш доцільного розміщення підземних об'єктів і найбільш раціонального застосування напрацьованих методів та засобів їх зведення.
Міські підземні споруди зводяться або відкритим способом (в котлованах), або закритим способом (підземною проходкою).
Рис. 4. Будівництво підземного торгового комплексу відкритим способом на площі Незалежності в м. Київ.
При розміщенні підземних споруд, обґрунтуванні та виборі технічних рішень і технології виробництва робіт повинен застосовуватися комплексний підхід, що складається в спільному розгляді трьох складових:
перша - наземна частина міста з будинками, дорогами, інженерною інфраструктурою, водної середовищем;
друга - підземна частина міста, що включає тунелі та станції метрополітену, автотранспортні тунелі, підземні об'єкти будь-якого призначення, підземні комунікації та ін;
третя - інженерно-геологічна середовище.