Рельеф.

Рельеф. Земная поверхность крайне неровна. На ней выделяются суша и океан. В их пределах имеются горные цепи и океанические впадины, обширные равнины и подводные плато, низменности, балки, рытвины и др. Совокупность неровностей земной поверхности называется рельефом. От него зависят внешние очертания земной поверхности.

Основные формы рельефа суши - равнины и горы - образовались в результате геологических процессов, которые на протяжении всей истории формировали лик Земли. Многочисленные и разнообразные более мелкие формы рельефа – долины, террасы, осыпи, моренные возвышенности, карстовые провалы и т.п. – образуются в ходе различных внешних процессов.

Равнины – обширные пространства суши со спокойным, плоским или холмистым рельефом, с малыми колебаниями высот, с медленно текущими в широких долинах извилистыми реками. На поверхности суши равнины занимают 65% площади.

Горы – значительные участки земной поверхности, которые высоко поднимаются над уровнем моря и в пределах которых наблюдаются резкие колебания относительных высот. По внешнему виду горы подразделяются на горные хребты, цепи, кряжи и горные страны. Морфологическими элементами гор являются: основание (или подошва); склоны; вершина – у гор, гребень – у хребтов.

Небольшая гора называется холмом или сопкой, а искусственный холм – курганом.

Хребет – возвышенность, вытянутая в одном направлении и образованная двумя противоположными скатами.

Седловина – понижение между двумя соседними горными вершинами или возвышенностями.

Котловина – чашеобразное, замкнутое со всех сторон углубление.

Лощина – вытянутое в одном направлении желобообразное углубление с наклоном в одну сторону. Широкая лощина с пологим уклоном называется долиной, а узкая с крупными сколами называется ущельем.

На крупномасштабных планах и картах, служащих для нужд строительства, рельеф изображается горизонталями.

Горизонталь – замкнутая кривая линия, все точки которой имеют одну и ту же высоту над поверхностью, принятой за начальную.

Направления понижения скатов показывается черточками, называемыми бергштрихами. Для указания высот горизонталей их отметки подписывают в разрывах горизонталей, располагая верх цифр по направлению верха ската. Для большей выразительности рельефа, как правило, пятая, а иногда десятая горизонталь утолщаются. Разность высот двух соседних горизонталей называется высотой сечения рельефа.

Расстояние между двумя смежными горизонталями на плоскости называется заложением.

Уклоном ι линии называется отношение превышения h к ее заложению d. Уклон ι является мерой крутизны ската.

Следовательно, уклон линии есть тангенс угла наклона ее к горизонту. Уклоны линий выражаются в процентах, десятичных дробях или промилле.

Для оценки участка предполагаемого строительства комплексно проводят изыскания: основные (инженерно – геологические, инженерно – геодезические, гидрогеологические), гидрометеорологические, климатологические, почвенно-геоботанические и др. Основные изыскания выполняются в первую очередь на всех типах сооружений.

Инженерно – геодезические изыскания позволяют получить информацию о рельефе и ситуации местности и служат основой не только для проектирования, но и для проведения других видов изысканий и обследований.

Каждая площадка, которая предназначается для строительства сооружения, должна отвечать определенным техническим требованиям, удовлетворяющим условиям нормальной эксплуатации и минимальных затрат на подготовительные работы и освоение.

Площадку выбирают по возможности в малопересеченной местности с благоприятными для строительства геологическими и гидрогеологическими условиями. Рельеф площадки должен быть спокойным, с уклоном в одну сторону или от середины к краям, обеспечивающим быстрый сток поверхностных вод. Желательно, чтобы общее направление горизонталей было вдоль длинной стороны площадки, чтобы вертикальная планировка не требовала большого объема земляных работ, т.е. минимальные уклоны местности должны составлять 0,003...0,005, а максимальные – 0,06...0,08.

Для строительных нужд рельеф по крутизне поверхности подразделяется на шесть категорий:

I Благоприятен для размещения застройки, трассирования улиц и дорог; очень неблагоприятен для организации стока поверхностных вод и прокладывания сетей.

II Благоприятен и удовлетворяет требованиям застройки, прокладки улиц и дорог. Вертикальная планировка не вызывает сложных мероприятий.

III Благоприятен для планировки и застройки, но создает некоторые сложности в размещении зданий, планировки городских площадей и трассировании улиц. Вызывает довольно значительные работы по преобразованию рельефа.

IV Представляет большие трудности в планировке и прокладывании инженерных сетей. Вызывает сложные и значительные работы по преобразованию рельефа.

V Неблагоприятен для размещения застройки. Вызывает устранение террас. Более приспособлен для малоэтажного и индивидуального строительства. Создает большие затраты в прокладывании улиц, дорог и подземных коммуникаций.

VI Очень неблагоприятен и сложен для планировки застроек и благ. Очень сложен для трассирования улиц и прокладывания подземных коммуникаций. Вызывает очень большие проблемы при вертикальной планировке.

По сложности рельеф подразделяется на простой, относительно простой, сложный, относительно сложный.

Выбор площадки начинают в камеральных условиях. Путем сравнения вариантов выбирают наиболее выгодную площадку для полевого обследования. В натуре, в первую очередь уточняют инженерно – геологические и гидрогеологические условия.

Для разработки проекта намеченную площадку и часть прилегающей к ней территории снимают в масштабе 1:2000 с сечением рельефа через один метр. Дополнительно составляют ситуационный план района строительства в масштабе 1:10000 – 1:25000. Съемку площадки производят топографическими или фотограмметрическими методами. При слабо выраженном рельефе часто производят нивелирование поверхности по квадратам 20×20 или 30×30 метров. На стадии изысканий целесообразно проводить аэрофотосъемку.

С помощью плана организации рельефа решаются задачи по преобразованию рельефа данной территории для приспособления его к застройке, благоустройству и инженерно – транспортным нуждам. Организация рельефа обеспечивает высотное решение площадей, улиц, проездов; размещение зданий, сооружений и подземных коммуникаций; возможность стока ливневых вод и канализации.

Определяющим документом проекта является схема организации рельефа, составляемая на топографическом плане в масштабе 1:5000 или 1:2000.

Проектные решения по организации рельефа приводятся на схеме в основном по осям проектируемых проездов в виде проектных отметок точек пересечения осей и перегибов продольного профиля. На схеме показывают также расстояние между точками пересечения осей и перегибов профиля, уклоны в промилле и направление стока воды.

Утвержденная схема организации рельефа является обязательной для всех ведомств и учреждений, выполняющих застройку и освоение территории.

Рабочий план организации рельефа составляют на топографическом плане. Исходными служат проектные отметки схемы организации рельефа.

Проектный рельеф, образуемый отдельными оформляющими плоскостями, может быть задан в виде профилей, либо проектными горизонталями в сочетании с проектными отметками.

В методе профилей на топографический план наносят сетку, по линиям которой составляют продольные профили в масштабе плана проекта. Расстояния между профилями при планировке кварталов принимают равным 20 – 50 метрам, а при планировке больших территорий – 100 – 200 метров. Метод профилей трудоемкий и поэтому применяется редко.

Метод проектных горизонталей заключается в том, что на плане проводят проектные горизонтали рельефа, образующегося после изменения естественного рельефа путем срезок и подсыпок. Проектные горизонтали между линиями перегибов скатов изображаются прямыми равно отстоящими друг от друга параллельными линиями. Сечение h для проектных горизонталей в пределах 0,1 – 0,5 метров выбирают в зависимости от характера естественного рельефа. Для планов масштаба 1:500 при сравнительно спокойном рельефе чаще всего применяют сечение, равное 0,1 метра.

Положение проектных горизонталей на плане определяют по проектным отметкам точек пересечения осей проездов и точек перегиба проектного рельефа. Расстояние d (заложение) между смежными проектными горизонталями на плане подсчитывают по формуле

d = h/iM,

где i – продольный проектный угол; M – знаменатель численного масштаба плана.

На границе двух оформляющих плоскостей проектные горизонтали имеют излом.

Составление плана организации рельефа начинают с улиц. Первоначально проектируют горизонтали по проезду, а затем развивают их до фасадной линии застройки. При этом учитывают поперечные уклоны проездов, газонов и тротуаров, а также высоты бордюрных камней.

При проектировании рельефа на внутриквартальных территориях исходными являются проектные отметки вертикальной планировки по улицам. Вертикальная планировка внутриквартальных проездов и пешеходных дорожек должна обеспечивать сбор и отвод поверхностной воды с территории квартала на прилегающие уличные проезды или в специальную водосточную сеть. Проектные горизонтали на внутриквартальной территории проводят с учетом характера естественного рельефа, предусматривая наименьший объем земляных работ. Крутые склоны или возвышенные места оформляют озелененными откосами, подпорными стенками, пандусами, лестницами.

На плане организации рельефа указывают отметки “чистого пола” первого этажа, проектные и существующие отметки углов зданий и сооружений.

Разрабатывая план организации рельефа, составляют план земельных масс – проектный документ, определяющий объемы земляных масс, подлежащих перемещению.

План земляных масс представляет собой чертеж в виде сетки квадратов со стороной 5, 10 или 20 м в зависимости от масштаба плана и требуемой точности подсчета объема земляных работ. В углах каждого квадрата подписывают проектные отметки, отметки естественного рельефа с соответствующим знаком их разности, называемые рабочими отметками. По рабочим отметкам и площадям квадратов (с учетом выемок и насыпей) подсчитывают объемы земляных работ.

Объем работ Vr в отдельных фигурах вычисляют по формуле

Vr = Prhср ,

где Pr – площадь отдельной фигуры; hср – средняя рабочая отметка этой фигуры.

Вычисленные объемы в метрах кубических по каждому квадрату выписывают с соответствующим знаком в таблицу земляных масс.

При резко пересеченной местности для подсчета объема земляных масс применяют способ вертикальных профилей. Используют для этой же цели и план земляных работ.

Определив общие объемы выемок и насыпей, сводят баланс земляных масс, т.е. определяют, компенсируют ли друг друга выемки и насыпи. На практике предпочитают, чтобы объем выемок несколько превышал объем насыпей, так как вывезти лишний грунт легче, чем отыскать резервный грунт для насыпи.

Перенос проекта организации рельефа в натуру выполняется в такой последовательности:

отыскивают на местности реперы и марки высотной сети и в случае недостаточного их числа производят необходимое сгущение;

выносят на местность проект организации рельефа проезда;

переносят на местность проектные отметки точек красных линий;

выносят на местность проект организации рельефа квартала (вначале внутриквартальные проезды, затем дорожки, тротуары, углы зданий и проектный рельеф незастроенной части).

Перенос проекта организации рельефа проезда в натуру начинают с его оси. Для этого по оси проезда отмечают все пикеты и точки перегиба проектного профиля и закрепляют их деревянными кольями или столбами.

Точки проектного профиля по оси проезда выносят через каждые 10 – 20 м. Затем в этих точках разбивают поперечники, закрепляют на них по обе стороны от оси точки, расположенные на оси лотка, на бордюрном камне тротуара и около фасадной линии.

В случае если из-за выемки или высокой насыпи установить кол на высокую отметку невозможно, то поступают следующим образом: забивают кол до прочного положения в грунте и нивелируют его. Вычисленную отметку сравнивают с проектной и разность с соответствующим знаком выписывают на боковую поверхность кола. При планировке отмеряют эту разность от верхнего среза кола до рабочей поверхности грунта.

Разбивку на местности проектной линии, заключенной между двумя точками перегиба профиля, производят с помощью наклонного луча нивелира, теодолита, а также с помощью лазерных приборов.

Проект организации рельефа на внутриквартальной территории и на площадях переносят в натуру путем разбивки сетки квадратов со сторонами 10 или 20 м. В вершинах квадратов закрепляют колья и устанавливают их на проектную отметку описанным выше способом.

Если запроектированный рельеф участка представляет наклонную плоскость одного уклона, то проект организации рельефа переносят, например наклонным лучом нивелира.

Иногда проектную плоскость разбивают на отдельные профили, и каждый профиль переносят в натуру наклонным лучом нивелира, теодолита или лазерного прибора.

Перенос на местность проектов организации рельефа производят в основном приборами и методами, обеспечивающими точность технического нивелирования.

Выбор пятна застройки – самый первый этап реализации строительства. На этом этапе, исходя из поставленных задач, определяется наиболее оптимально расположенный земельный участок, удовлетворяющий как требованиям рационального снабжения строительными материалами, конструкциями и ресурсообеспечением на период строительства, так и отвечающий необходимым требованиям эксплуатации. Осуществляется государственное оформление, отвод земельного участка под строительство и подготовка архитектурно – планировочного задания.

Подготовка площадки является обязательным примерно схожим по составу работ этапом для промышленного и гражданского строительства. В основном, под подготовкой площадки понимается проведение инженерных изысканий, привязка объема, снос старых строений, перекладка сетей, строение временных зданий и сооружений.

Практическое значение рельефа очень велико. Например, выбор строительных площадок, наиболее удобных створов и районов для гидротехнического строительства, планировка городов сопровождаются детальным изучением рельефа, особенно в районах распространения вечной мерзлоты, карстовых и оползневых явлений.

По типам и формам рельефа можно судить о строении недр, что способствует поиску полезных ископаемых, разрешению вопросов водоснабжения населенных пунктов и предприятий.

Рельеф играет большую роль в формировании ландшафтов. От него зависят характер стока, климата, распределение растительного покрова.

Изучением рельефа Земли занимается наука геоморфология. Геоморфологические условия – это сумма знаний о рельефе, происхождении и закономерностях его динамики. При решении градостроительных задач большое значение имеют крутизна рельефа, особенности его форм и степень всхолмленности. Не менее важны данные о техногенных изменениях поверхности земли и в ходе эксплуатации застройки.