Predavanje br. 1. Stanje i izgledi za razvoj podzemnog prostora.

Podzemna konstrukcija ima skoro isto duga istorija poput istorije čovečanstva. Primitivni ljudi koristili su prirodne pećine kao domove. Kasnije, u bronzanom dobu, pojavili su se radovi za vađenje ruda, plemenitih metala i kamenja. Drevne civilizacije Egipta i Hindustana ostavile su iza sebe impresivne spomenike podzemne arhitekture - hramove, podzemne lavirinte grobnica faraona. U gradu Petri (Jordan) i danas su sačuvani vjerski objekti i nastambe isklesane u crvenom pješčaniku. U Rimskom carstvu podzemna izgradnja je dostigla visok nivo. U Evropi do danas radi nekoliko putnih i hidrauličnih tunela, izgrađenih od strane robova po nacrtima rimskih inženjera. Odvodni tunel kod jezera Fucino (Italija) ima dužinu od 5,6 km i poprečni presjek 1,8´3 m.

Probijanje tunela u stijenama izvedeno je na sljedeći način. U prednjem dijelu tunela zapaljena je jaka vatra, a zatim se po vrućim grudima lica polila hladna voda. Usljed jakih termičkih naprezanja stijene su napukle do male dubine i mogle su se rastaviti ručnim alatom.

Podzemna gradnja nastavila se razvijati u srednjem vijeku. Sistemi odbrambenih konstrukcija tvrđava i dvoraca svakako su sadržavali podzemne prolaze. Tokom napada na Kazan, trupe Ivana Groznog koristile su minsko punjenje postavljeno u tunel koji je prošao ispod gradskog zida. Srednjovjekovni rudarski radovi, kao što su Rudnici soli Wieliczka u Poljskoj, iznenađuju moderne inženjere svojom stabilnošću, što je posljedica vještine i „osjećaja za kamen“ njihovih graditelja. Srednjovjekovni sistemi vodosnabdijevanja i kanalizacije funkcionišu do danas u mnogim gradovima Evrope i Azije. Podzemne pećine Kijevopečerska lavra svedoči da je srednjovekovna crkva smatrala podzemni prostor sasvim prikladnim za život monaha, a ne samo prebivalište „zlih duhova“.

Era industrijske revolucije pružila je nove mogućnosti za podzemnu gradnju - moćne eksplozive, mehaničke metode bušenja, utovara i transporta kamenja. Istovremeno, potreba za razne vrste podzemne konstrukcije. Od sredine 19. vijeka u toku je izgradnja željezničkih tunela: tunel Mont Cenis, dužine 12.850 m, između Francuske i Italije, izgrađen je 1875–71, Saint Gotthard, dužine 14.984 m, 1872–82. i Simgajun sa dužinom od 19.780 m - 1898–1906. između Italije i Švicarske. U Rusiji je prvi željeznički tunel, dug 1280 m, izgrađen 1868. godine; Tunel Suram, dugačak 3998 m, izgrađen 1886–90, ostao je najduži tunel u SSSR-u prije izgradnje Bajkalsko-Amurske magistrale.

Podzemno vađenje uglja i ruda postalo je široko rasprostranjeno. Izgrađen je čak i niz podzemnih tunela - kanala za prolazak brodova kroz slivove, uključujući tunel Rona na plovnom putu Marseille-Rhone (Francuska) dužine 7118 m, veličine poprečnog presjeka 24,5 x 17,1 m.

Od početka 20. vijeka uloga podzemne gradnje u urbanizmu je porasla. Gotovo istovremeno, gradske podzemne saobraćajne arterije - metro - gradile su se u nizu evropskih prestonica i najvećih gradova u Americi. Razvojem vojnog zrakoplovstva prije Drugog svjetskog rata, evropski gradovi su počeli graditi skloništa za bombe, a u Njemačkoj su izgrađene podzemne vojne fabrike.

Trenutno, na prijelazu iz 20. u 21. stoljeće, podzemne i ukopane građevine postale su punopravni element urbanog razvoja i prisutne su u mnogim tehnološkim kompleksima.

Podzemne strukture igraju važnu ulogu u zaštiti životne sredine, pomažući u očuvanju površine zemlje. Prednosti podzemnih prostorija uključuju zaštitu od atmosferskih utjecaja, mogućnost održavanja željenog temperaturni režim uz niske troškove energije. Podzemna prostorija smanjuje ili eliminira vezu između objekata koji se u njoj nalaze i okoline, pa je preporučljivo u njoj locirati štetne i opasne industrije.

Obim podzemne izgradnje (isključujući radove iz rudarske industrije) u nizu razvijenih kapitalističkih zemalja proteklih decenija okarakterisan je sledećim brojkama, milion m3:

S obzirom na malu populaciju Švedske, treba je prepoznati kao zemlju sa najintenzivnijom podzemnom izgradnjom: tokom decenije (1970–80) u njoj je izgrađeno 4,5 m 3 podzemnog prostora po stanovniku. Ukupan obim podzemne izgradnje u Švedskoj je raspoređen otprilike na sljedeći način: elektrane - 50%, transport (tuneli, garaže) - 5%, komunikacije - 5%, skladišta nafte - 40%.

Odjeljak „Podzemne konstrukcije“ predmeta „Temelji, temelji i podzemne konstrukcije“ novi je za studente specijalnosti „Industrijsko i građevinarstvo“. Za razliku od predmeta „Podzemne konstrukcije“ koji se predaju na univerzitetima rudarstva i hidrotehnike, u ovaj kurs Najveća pažnja poklanja se plitkim podzemnim objektima, koji su elementi industrijskih kompleksa ili urbanog urbanizma.

Predavanje br. 2-3. Klasifikacija i projekti podzemnih objekata.

Klasifikacija.

Podzemni objekti se razlikuju prema namjeni: za javno-komunalne svrhe (podrumi zgrada, podzemne garaže, podzemna skladišta skladišta, podzemne hladnjače, skladišta hrane, podzemni bioskopi itd.);

– industrijski i tehnološki objekti (rezervoari postrojenja za prečišćavanje vode i kanalizacije, ukopani dijelovi drobilica i sijevnih radnji prerađivačkih postrojenja, metalurških postrojenja, podzemnih nuklearnih kotlarnica i dr.);

– strukture civilne odbrane i odbrane (skloništa različitih klasa, komandna mesta, mine za skladištenje i lansiranje balističkih projektila i dr.); transportni i pješački tuneli (planinski drumski i željeznički tuneli za savladavanje visokih prijevoja, podvodni tuneli ispod rijeka i morskih tjesnaca, tuneli metroa, gradski putni i željeznički tuneli, pješački podzemni prolazi);

– tuneli gradskih komunalnih mreža (kanalizacija, kolektorski tuneli za polaganje električne energije, telefonskih kablova, vodovoda i dr.);

– hidraulične podzemne konstrukcije (tuneli pod pritiskom, komore turbinskih prostorija hidroelektrana, podzemni bazeni pumpnih elektrana);

– eksploatacije za rudarstvo (za vađenje uglja – rudnici, rude – rudnici);

– skladišta naftnih derivata i gasova, toksičnog i radioaktivnog otpada.

Podzemni objekti se mogu locirati: u kombinaciji sa nadzemnim objektima; u kombinaciji sa podzemnim inženjerskim i transportnim objektima: u posebno izgrađenim iskopima ispod ulica, trgova, javnih bašta; u specijalnim radovima van grada: u iscrpljenim rudnicima.

Prema dubini, podzemne konstrukcije se dijele na ukopane, plitke i duboke. Iznad ukopanih objekata nema sloja zemlje, oni su odozgo prekriveni vještačkim konstrukcijskim materijalima ili generalno predstavljaju podzemni dio zgrada.

Iznad podzemnih objekata male dubine nalazi se sloj tla do 10 m. Težina objekata koji se nalaze na površini doprinosi pritisku tla na oblaganje podzemnih konstrukcija male dubine.

Podzemne konstrukcije veće dubine klasifikuju se kao duboke. Pritisak na obloge ovih konstrukcija više ne ovisi o situaciji na površini, već je određen samo svojstvima okolnih stijena i dubinom njihovog temelja.

Za izgradnju plitkih i ukopanih podzemnih objekata razlikuju se sljedeće metode (slika 2.1):

Pit. Ova metoda se koristi u izgradnji ukopanih objekata male dubine. U zemlji se otvara jama na čijem je dnu, kao i na površini, podignuta konstrukcija. Nakon završetka izgradnje, jama se puni zemljom.

Stanovanje dobro. Na ovaj način se grade ukopani objekti. U ovom slučaju, bočni ograđeni zidovi konstrukcije se podižu na površinu. Tlo iz srednjeg dijela uklanja se sloj po sloj, a zidovi konstrukcije se spuštaju u zemlju.

"Zid u zemlji" Ova metoda se također koristi za izgradnju ukopanih objekata. Uski rov se izrezuje od površine duž konture konstrukcije do dubine konstrukcije. Da bi se osigurala stabilnost zidova, rov se ispunjava glinenim malterom. Rov je iskopan u dijelovima i zaliven betonom.Iskop se izvodi već pod zaštitom podignutih zidova objekta.

“Planinski (zatvoreni) način gradnje. Izgradnja tunela i drugih dubinskih objekata izvodi se podzemnim metodama i uključuje (slika 2.2.): odvajanje stijene od masiva (lomljenje, sječenje); utovar na vozila; transport; postavljanje privremene potpore kako bi se osigurao siguran rad u licu; izgradnja trajne obloge koja osigurava stabilnost i vodonepropusnost rudnika.

Metode tuneliranja se dijele na planinsko i panelno tuneliranje. U rudarskim metodama sve operacije (vađenje, utovar, transport, izgradnja privremene potpore i trajne obloge) se dijele i izvode u cikličnom režimu korištenjem raznim sredstvima mehanizacija. U metodama kopanja štita, sečenje stijena, utovar i postavljanje trajne obloge izvode se mehanizmima spojenim u jednu cjelinu - tunelski štit, a ulogu privremenog oslonca obavlja poseban pokretni element - sam štit. Plitki tuneli se mogu graditi i metodom jama.

Ukopani stambeni objekti

Stotine hiljada godina primitivni čovjek je koristio prirodne ili posebno otvorene pećine kao nastambe i uvijek se okretao zemlji kako bi se sklonio od nepovoljnih klimatskih uvjeta. Samo istorijski kratko doba dostupnog i jeftinog goriva omogućilo je izgradnju visokih zgrada. zemljine površine kuće tankih zidova i snabdijevati ove energetski neefikasne kuće toplinom. Sada kada je fosilnih goriva sve manje, vrijeme je da se ponovo razmisli o izgradnji.

U SAD-u, Kanadi i nizu drugih zemalja počinje da se razvija gradnja ukopanih kuća sa zemljanom termoizolacijom. Krajem 70-ih oko 5% novih individualne kuće u SAD-u je izgrađen u udubljenom dizajnu; Postoji tendencija povećanja ove vrijednosti, posebno u područjima sa oštrim zimama. Prednosti ukopanih stanova, kao i drugih podzemnih objekata, uključuju smanjenje troškova energije za grijanje zimi i hlađenje ljeti, smanjenje troškova vanjskih popravki, bolju zvučnu izolaciju i otpornost na oluje. Dizajn ugradnih stanova uključuje mnoge na razne načine očuvanje energije, npr. pasivno korištenje solarna energija, povrat toplote iz ventilacionih emisija i kanalizacije itd. Nema sumnje da grandiozni program obnove stambenih objekata u ruralnim područjima SSSR-a predstavlja izuzetne mogućnosti za razvoj ove vrste stambene izgradnje.

Glavni tipovi ukopanih stanova u uslovima ravnog padajućeg reljefa prikazani su na sl. 1.21. Kuća atrijumskog tipa (sl. 1.21, a) nalazi se potpuno ispod nivoa zemlje, ima dvorište i najzaštićenija je od vjetrova. Njegov nedostatak je nedostatak pogleda na prostor sa prozora koji gledaju na dvorište. Tipično, raspored atrijuma se koristi u toplim klimama. U ravničarskim područjima sa oštrom klimom najčešće se grade poluukopane kuće (sl. 1.21, b). “Padajući teren” brdskog područja je najpovoljniji za izgradnju udubljenih kuća (sl. 1.21, c i d). U takvim uslovima moguća je izgradnja jednokatnih i dvospratnih kuća; Istovremeno, izostaje glavni nedostatak udubljenih stanova na ravnom terenu: ograničen pogled na područje, što je prilično značajan estetski i psihološki faktor.

Pravilna orijentacija zgrade u odnosu na sunce i vjetar može obezbijediti značajne dodatne uštede energije. Energija sunčevog zračenja može se koristiti za stvaranje topline u aktivnom i pasivnom obliku. Većina aktivnih solarnih energetskih sistema imaju kolektore sa ravnim pločama instalirane direktno na ili u blizini zgrade. Dakle, sistemi ne nameću stroge zahtjeve za orijentaciju zgrade. Zagrijavanje prostorije suncem kroz prozore naziva se pasivno korištenje sunčeve energije; Najveći efekat se postiže kada su prozori orijentisani na jug. Na sjevernoj hemisferi najveći toplinski gubici zimi su povezani s vjetrovima sjevernih smjerova, pa orijentacija prozorskih i vrata otvora uvučene kuće na jug pruža i najbolju zaštitu od vjetra.

Geomehanički procesi.

Izgradnja rudarskih i podzemnih konstrukcija uzrokuje narušavanje početnog naponsko-deformacijskog stanja stijenskih masa. Nastali procesi mehaničke deformacije dovode do formiranja novog ravnotežnog naponsko-deformacijskog stanja stijenskih masa u blizini eksploatacije. Novo polje napona i deformacija ćemo konvencionalno nazvati potpunim, što znači da je nastalo kao rezultat nadmetanja na početno polje dodatnog polja napona i deformacija koje je nastalo tokom izgradnje iskopa.

Poznavanje osnovnih obrazaca deformacije stijenske mase omogućava nam da predvidimo moguće implementacije mehaničkih procesa. Složenost ovog zadatka je prvenstveno određena velikim brojem faktora koji utiču. U opštem slučaju, stijenska masa je diskretna, nehomogena, anizotropna sredina, u kojoj su mehanički procesi deformacije vremenski nelinearni. Pored geoloških faktora, veliki uticaj imaju inženjersko-tehnički uslovi izgradnje, a posebno oblik i veličina iskopa, njihova orijentacija u masivu, način iskopa i održavanja, tehnologija pričvršćivanja i dr.

Očigledno je da je uz istovremeno razmatranje svih ovih faktora, analitički opis zakonitosti formiranja naponsko-deformacijskog stanja praktično nemoguć. Istovremeno, dugogodišnje iskustvo i znanje akumulirano u mehanici stijena pokazuju da se uz bilo koju kombinaciju utjecajnih faktora uvijek mogu identificirati jedan ili dva glavna, koja su od odlučujućeg značaja za prirodu izvođenja mehaničkih procesa. Tako, na primjer, kada se gradi tunel u stijenama, najvažniji faktor će biti lomljenje stijena. Ona je ta koja određuje u ovom slučaju implementacija mehaničkih procesa u vidu lokalnih ispadanja ili kontinuiranog formiranja luka. Kao drugi primjer možemo navesti slučaj kada su odlučujući faktori oblik i veličina iskopa. Dakle, u krovu pravokutnog rudnika koji radi sa širinom mnogo većom od njegove visine, nastaju vlačna naprezanja koja su opasna za njegov rad. Broj slični primjeri, mogli bismo nastaviti.

Sve navedeno omogućava određivanje metodološkog pristupa proučavanju osnovnih zakonitosti procesa formiranja naponsko-deformacijskog stanja stijenske mase oko rudarskih radova.

Prvo se predlaže razmotriti najjednostavniji problem, uzeti njegovo rješenje kao osnovno, a zatim, u poređenju sa ovim rješenjem, proučavati utjecaj različitih prirodnih (prirodnih) i umjetnih (tehnoloških) faktora na naponsko-deformacijsko stanje stenske mase.

Kao takav osnovni problem, smatramo kompletno polje naprezanja u blizini horizontalnog proširenog rudnika koji radi kružnog poprečnog presjeka, prijeđenog na dovoljnoj udaljenosti. velika dubina u kontinuiranoj homogenoj izotropnoj stijenskoj masi sa jednakokomponentnim početnim naponskim stanjem q, pretpostavljajući linearni fizički odnos između napona i deformacija, odnosno smatrajući stijensku masu linearno deformabilnom. Pretpostavićemo da je reaktivni otpor oslonca R ravnomjerno raspoređeni duž konture iskopa. U ovoj formulaciji, granični uslovi imaju oblik

s r = p at r = 1 at rà ¥. (7.1*)

Rješavanje odgovarajućeg problema teorije elastičnosti u formulaciji ravnih deformacija pri m= 0,5, dobijamo u cilindričnom koordinatnom sistemu (r, q – u ravnini poprečnog presjeka iskopa, z – uzdužnoj osi iskopa) sljedeća ukupna naprezanja:

i bezdimenzionalni pomaci

(7.2)

Gdje s q,s r – tangencijalni (obodni) i radijalni normalni naponi, respektivno; s z– normalno naprezanje u pravcu uzdužne ose iskopa; t r q,t rz,t qz – napon smicanja; i - bezdimenzionalni radijalni pomaci; E – modul deformacije stijene; r – bezdimenzionalna radijalna koordinata tačke stijenske mase koja se razmatra, izražena u jedinicama radijusa iskopa, u iskopu Rb.

Odgovarajuće početno polje naprezanja karakteriziraju komponente

a dodatno naponsko polje su komponente

Radi jasnoće, distribucija komponenti s q I s r Kompletna (pune linije), početna (isprekidane linije) i dodatna (isprekidane linije) polja naprezanja prikazana su na Sl. 7.1.

Stijene koje okružuju iskop imaju ograničenu nosivost, odnosno sposobnost otpornosti na povećana naprezanja i mogu se deformirati bez razaranja u određenim granicama. Dakle, posljedica novog naponsko-deformacijskog stanja nastalog kao rezultat rada mogu biti procesi destrukcije stijena, koji se kod nekih stijena manifestiraju u obliku krtog loma, kod drugih - u obliku plastičnog strujanja. Zbog toga se oko iskopa formiraju područja ekstremnih uslova i potpunog (ruševnog) razaranja, koja mogu zahvatiti cijelu konturu iskopa ili njegove pojedine dijelove. Povećava se deformabilnost uništenih stijena, a to dovodi do značajnog povećanja pomaka konture stijene.

Dakle, formiranje djelomično ili potpuno uništenih stijenskih površina u stijenskoj masi jedan je od oblika realizacije mehaničkih procesa deformacije stijena ili, kako se kaže, jedan od oblika ispoljavanja stijenskog pritiska. Djelomično ili potpuno formiranje luka, značajni pomaci konture stijena, odnosno glavni izvori formiranja opterećenja na konstrukcije podzemnih konstrukcija, posljedica su procesa destrukcije. Stoga je poznavanje osnovnih obrazaca destrukcije pora oko eksploatacije neophodno za kvalitativnu i kvantitativnu procjenu mogućih manifestacija stijenskog pritiska i, posljedično, znanstveno utemeljen izbor metoda i sredstava za suzbijanje ovih pojava.

Kao što je ranije navedeno, uništavanje stijena se događa na različite načine, kako u obliku krtog loma, tako i putem plastična deformacija. Stoga se za matematičku analizu procesa mehaničkog razaranja koriste različiti geomehanički modeli.

U stijenama krtog pukotina, formiranje područja granične ravnoteže može dovesti do narušavanja kontinuiteta masiva na vanjskoj granici ovog područja, što se matematički izražava u obliku nejednakosti tangencijalnih normalnih napona koji djeluju na obje strane. navedenu granicu, proces destrukcije mijenja mehaničke karakteristike stijena u području granične ravnoteže, a posebno se tlačna čvrstoća stijena svodi na vrijednost preostale čvrstoće. Ovaj slučaj odgovara modelu idealno krhke sredine, definisanom dijagramom deformacije Oab(Sl. 8.1) fizičkom jednadžbom (5.69) u izvangraničnom području deformacije.

U plastičnim stijenama, formiranje područja granične ravnoteže može se dogoditi bez tako primjetnog razaranja kao kod krhkih stijena, a manifestira se u obliku plastičnog toka bez diskontinuiteta. U tom slučaju, u određenom rasponu deformacija, ne dolazi do značajne promjene mehaničkih karakteristika. To nam omogućava da u ovom slučaju koristimo idealan model plastičnog medija, prikazan na Sl. 8.1 kao dijagram Oas, i fizička jednačina (5.67) u području ekstremne deformacije.

Opterećenja i uticaji.

Proračuni prilikom projektovanja bunara moraju se izvršiti za opterećenja i udare, koji su određeni uslovima izgradnje i eksploatacije konstrukcije (Sl. 1).

Izračunate vrijednosti težine zidova G 0, kN, dna G d, kN i tiksotropni rastvor G T, kN određuju se projektnim dimenzijama elemenata, uzimajući težinu armiranobetonskih konstrukcija u skladu sa zahtjevima poglavlja SNiP o projektiranju betonskih i armiranobetonskih konstrukcija (II).

Horizontalni pritisak tla na bunar formiraju sljedeća opterećenja:

a) glavni pritisak tla se određuje kao pritisak tla u mirovanju prema formuli:

, (1)

Gdje g –specifična gravitacija tlo, kN/m 3;
z – udaljenost od površine tla do razmatranog presjeka, m;
j – ugao unutrašnjeg trenja tla.

Za bunare uronjene ispod nivoa podzemne vode, specifična težina tla se uzima u obzir uzimajući u obzir vaganje vode, tj.

Gdje g s – specifična težina čestica tla, kN/m 3 ;
g w – pretpostavlja se da je specifična težina vode 10 kN/m 3 ;
e – koeficijent poroznosti tla.

b) glavni pritisak tiksotropnog rastvora tokom perioda uranjanja bunara određuje se formulom:

Gdje g 1– specifična težina tiksotropnog rastvora, kN/m3 .

c) dodatni pritisak tla uzrokovan nagibom slojeva:

gdje je a koeficijent koji ovisi o nagibu slojeva (prihvaćen prema (2), str. 14).

d) hidrostatički pritisak podzemne vode, uzet u obzir na svim tlima osim vodootpornih:

, (5)

Gdje h b – udaljenost od površine tla do nivoa podzemne vode, m.

e) dodatni pritisak od kontinuiranog vertikalnog opterećenja ravnomjerno raspoređenog oko konstrukcije q:

, (6)

e) dodatni pritisak od vertikalnog koncentrisanog opterećenja<2 или от нагрузки, равномерно распределенной по прямоугольной площади поверхности. Определяется по рекомендациям работы (2), с. 19-24.

Sile trenja noža bunara o tlo određuju se formulom:

, (7)

Gdje T– koeficijent uslova rada. Prilikom obračuna za uspon T= 0,5, po ronjenju m = 1;

I– vanjski obim noža bunara, m,

h u– visina noža, m;

f– otpor tla duž bočne površine dijela lopatice, kPa. Utvrđeno iz tabele (/2/, str. 17). Za približne proračune možete uzeti (prilikom uranjanja bunara na dubinu do 30 m):

– šljunkoviti pijesak, veliki i srednji 53 – 93

– sitni i prašnjavi pijesak 43-75

– ilovače i gline, tvrde i polučvrste 47 – 99

– tvrde i plastične pjeskovite ilovače, tvrde i meke plastične ilovače i gline 33 – 77

– peskovita ilovača, ilovača i glina, tečna i fluidno-plastična 20 – 40

Sile trenja zidova bunara u zoni tiksotropnog omotača određuju se formulom:

, (8)

Gdje N t– visina tiksotropne jakne, m;
T°– specifična sila trenja zidova bunara u zoni tiksotropnog omotača, pretpostavlja se da je 1-2 kPa . Pri proračunu za plutanje (nakon začepljenja pukotine tiksotropnog omotača cementno-pješčanim malterom) 40 kPa .

Sile otpora tla ispod banketnog noža određuju se formulom:

Gdje R – izračunati otpor temeljnog tla uzima se u skladu sa preporukama rada /12/, str. 37 (Tabela 1-5); f u – površina đona noža, m2.

Pa računica.

Proračun uranjanja bunara vrši se iz uslova:

, (10)

Gdje G– težina bunara i dodatna opterećenja, uzimajući u obzir faktor sigurnosti opterećenja g f = 0,9;
g f1– koeficijent pouzdanosti uranjanja: g f1 > 1-u trenutku kada se bunar kreće, g f1= 1 – u trenutku kada se bunar ili sloj zaustavlja na nivou projektovanja.

Bunari uronjeni ispod nivoa podzemne vode, nakon ugradnje dna, moraju biti projektovani da plutaju u bilo kom tlu (osim u slučaju kada se drenaža vrši ispod dna) za projektovana opterećenja od uslova:

, (11)

gdje je SG zbir svih konstantnih vertikalnih opterećenja uzimajući u obzir dodatno opterećenje sa faktorom sigurnosti za opterećenje g f = 0,9;
F g– površina dna, m2;

h w– udaljenost od dna dna do nivoa podzemne vode, m;

gfw– faktor sigurnosti protiv uspona jednak 1,2.

Primjeri proračuna.

Izračunajte bunar unutrašnjeg prečnika 20 m, dubine 30 m, za opterećenja i udare koji nastaju u uslovima izgradnje (Sl. 2 a). Bunar je uronjen u tiksotropni omotač (g 1 = 15,0 kN/m 3) redukcijom vode. Tla su homogena, predstavljena vatrostalnom ilovačom ( g= 16,6 kN/m 3, g s = 26,8 kN/m 3 , e= 0,7, j = 18°, With= 17 kPa).

Na osnovu početnih podataka određujemo težinu zidova bunara:

G 0= 3,14 × (10,6 2 – 10,0 2) × 30 × 25 = 29108 kN.

Glavni pritisak tiksotropnog rastvora tokom perioda potapanja (3):

– u 0.00 R r – 0;

– oko 28.00 časova R r= 15×28 = 420 kPa.

Dodatni pritisak od kontinuiranog vertikalnog opterećenja q= 20 kPa (6):

str= 20× tg 2 (45-18/2) = 10,5 kPa.

Na osnovu dobijenih vrednosti konstruišemo dijagram pritiska (slika 2a). Sile trenja noža bunara o tlo (7):

T u=1×2×3,14×10,8×2×77 = 10445 kN.

Sile trenja zidova bunara u zoni tiksotropnog omotača (8):

Tm=1×2×3,14×28×2 = 352 kN.

Ukupne sile trenja:

T =T u + Tm=10445 + 352 = 10797 kN.

Sile otpora tla ispod klupe za nož (9):

R u= 3,14 × (10,8 2 – 10,6 2) × 200 = 2688 kN.

Izračunat ćemo uranjanje bunara koristeći formulu (10):

Bunar je uronjen.

Osnovni pritisak tla (1):

– u 0.00 R r,o= 0;

– oko 19.00 (nivo podzemnih voda):

– oko 30.00 časova:

Hidrostatički pritisak podzemne vode (5):

Dodatni pritisak od kontinuiranog vertikalnog opterećenja = 20kPa (6):

Na osnovu dobijenih vrednosti konstruišemo dijagram pritiska (slika 2b).

Sile trenja noža bunara o tlo (prilikom računanja za uspon) (7):

Sile trenja zidova bunara o tlo nakon popunjavanja otvora cementno-pješčanim malterom (kod računanja za plutanje) (8):

Izračunat ćemo bunar za uspon po formuli (11), uzimajući u obzir težinu dna

G g= 3,14×10,8 2 ×1,8×25 = 16481 kN .

Nije potrebno punjenje bunara.

Odvodnjavanje i drenaža.

Sadržaj vode u zemljištu tokom procesa izgradnje uzrokuje tehnološke poteškoće. Tokom rada podzemne konstrukcije, podzemne vode stvaraju arhimedovsku silu vaganja, koja, ako nema dovoljno opterećenja odozgo, može dovesti do plutanja konstrukcije. Osim toga, čak i uz najpouzdanije vrste hidroizolacije, voda prodire u podzemnu konstrukciju. Drenaža je sistem odvoda i filtera koji sakupljaju podzemnu vodu i uklanjaju je iz jame ili objekta, a drenaža je pumpni sistem (pumpe, cjevovodi).

U slučaju neravnog terena moguće je postaviti gravitaciono odvodnjavanje ako se u pristupačnoj blizini nalazi kanalizacija na dubini većoj od dubine njenog temelja drenažni uređaji. U svim ostalim slučajevima, drenaža zahtijeva podizanje zahvaćene vode na površinu pomoću drenaže. Budući da je odvodnja povezana s potrošnjom električne energije, a u slučaju prekida u njenom snabdijevanju, sadržaj vode u masivu se može brzo promijeniti, drenaža tla sa drenažom obično nije predviđena za operativni period, a konstrukcija je projektovana za rad. pod prirodnim režimom podzemnih voda. U procesu izgradnje, naprotiv, u pravilu nastoje potpuno isušiti jamu.

Metoda štita.

Za razvoj tla široko se koriste tunelski štitovi, koji su pokretni oslonci koji omogućavaju razvoj tla i izradu zaštitnih obloga. Oblici poprečnog presjeka štitova su kružni, zasvođeni, pravougaoni, trapezoidni, eliptični itd. Na osnovu metode labavljenja razlikuju se nemehanizirani i mehanizirani štitovi. U prvom slučaju tlo se razvija ručno ili pomoću ručnih alata, u drugom su sve operacije potpuno mehanizirane i izvode ih posebno radno tijelo. Kružni tunelski štit je čelični cilindar koji se sastoji od noža i potpornih prstenova, kao i repne školjke (vidi sliku 1).

Prsten noža reže tlo duž konture iskopa i služi za zaštitu ljudi koji rade u licu. Prilikom vožnje po mekim tlima ima prošireni gornji dio - prednji dio, au slabijim - sigurnosni vizir. Potporni prsten zajedno sa prstenom noža je glavna noseća konstrukcija štita. Duž perimetra potpornog prstena, utičnice za panele su ravnomjerno raspoređene kako bi pomjerale jedinicu. Repna školjka osigurava konturu iskopa na mjestu izgradnje sljedećeg obložnog prstena.

Nemehanizirani štitovi opremljeni su horizontalnim i vertikalnim pregradama, platformama koje se mogu uvlačiti, kao i dizalicama za spuštanje i platformu.

Radovi na penetraciji panela počinju ugradnjom panela i njihovim opremanjem potrebnom opremom. U zavisnosti od vrste podzemne konstrukcije, njene dubine i inženjersko-geoloških uslova, paneli se montiraju u otvorenim iskopima ili jamama, spuštaju se u potpunosti kroz rudarsko okno ili unutar komore, ili montiraju u posebne podzemne komore.

Tehnologija prodiranja štita ovisi uglavnom o vrsti štita, svojstvima tla i vrsti obloge. Prilikom iskopavanja nemehaniziranim štitovima razrada, utovar i transport tla se obavlja na isti način kao i kod rudarskog načina rada uz korištenje standardne rudarske opreme (bušaći čekići, utovarivači, kolica, električne lokomotive itd.). Uspješno se koriste kompleksi tunelskih štitova KT 1-5.6; TSCHB-3, KM-19, KT-5.6B2, koji se sastoje od panelne jedinice i opreme za rudarske, montažne, hidroizolacione i pomoćne radove. Nivo mehanizacije panelnih kompleksa dostiže 90...95%, a brzina probijanja tunela prečnika 5...6 m je 300...400 m mesečno ili više.

Sheme mehanizacije za panelne radove razlikuju se po metodama iskopa tla, pričvršćivanja krova i čeone strane, sve ostale operacije utovara i transporta tla, izrade i hidroizolacije obloge izvode se slično. S lica štita se tlo dovodi do glavnog transportera-pretovarivača, na čijem se kraju postavlja bunker sa dvije kapije, koji omogućava istovar zemlje u kolica. Na most se pričvršćuju potiskivači donjeg ili gornjeg djelovanja pomoću kojih se pomiču pojedinačna kolica, kolica sa blokovima, pneumatski posipači betona i sl.

Prilikom otkopavanja tla, iskop se osigurava lučnim, sidrenim, udarnim betonom i kombinovanim privremenim konturnim nosačem (slika 2). Lučni nosač je izrađen od valjanih metalnih profila (I-grede, kanali, cijevi) zakrivljenih po konturi iskopa. Svaki luk se sastoji od dva ili četiri elementa povezana vijcima. Lukovi se postavljaju u koracima od 0,8...1,5 m, oslanjaju se na tlo kroz drvene podloge i učvršćuju drvenim ili metalnim odstojnicima. Prostor između lukova obložen je daskama, armirano-betonskim pločama ili valovitom" čelični limovi. U svodnom dijelu je postavljeno kontinuirano zatezanje, demontaža prije betoniranja. Nosač je raspoređen u obliku ankera koji se nalaze u izbušenim bušotinama, „ovjesujući“ dio poremećenog tla sa neporemećenog masiva; Koriste se klinasti i dilatacioni metalni ankeri sa uređajem za zaključavanje, armiranobetonski (nabijeni, injekcioni i perforirani) ankeri pričvršćeni po celoj dubini rupe, čelično-polimerni ankeri pričvršćeni u rupe epoksidom ili poliesterske smole i ulazak u raditi zajedno sa okolnim masivom 1...2 sata nakon ugradnje.

U velikim iskopima koriste se prednapregnuta sidra koja se ugrađuju u

U uslovima modernih gradova, u mnogim slučajevima, preporučljiv je njihov razvoj na više nivoa, uključujući i široku upotrebu podzemnog prostora.

Podzemni prostor grada je prostor ispod dnevne površine zemlje, koji se koristi za širenje urbanih područja, stvaranje novih koncepata prirodnog staništa i njegovog očuvanja, osiguravanje ekološkog i ekonomskog blagostanja i održivog razvoja.

Istovremeno, mora se priznati da se u podzemnoj vodi ljudski život ekstremnim uslovima. Shodno tome, pri korištenju podzemnog prostora preporučljivo je izbjegavati dugotrajni boravak ljudi tamo.

Podzemni prostor grada obuhvata: saobraćajne objekte, industrijska preduzeća i javna preduzeća, inženjerske i komunikacione gradske mreže i opremu, kao i različite objekte posebne namene. Kompleksan razvoj podzemnog prostora tipičan je za velike gradove i megalopolise, uglavnom u centru grada i u centrima opštinskih okruga, na područjima najvažnijih saobraćajnih čvorišta i njihovih raskrsnica, u industrijskim i opštinskim skladišnim zonama.

Integrisani razvoj podzemnog prostora doprinosi racionalnom korišćenju nadzemne teritorije. Kada je pravilno organizovan, obezbeđuje:

• - izgradnja dodatnih zgrada i objekata u skučenim urbanim sredinama;
• - očuvanje i razvoj zelenih površina i rekreacionih površina;
• - unapređenje umjetničkih i estetskih kvaliteta urbane sredine, očuvanje istorijski vrijedne teritorije i jedinstvenih objekata pejzažne arhitekture;
• - unapređenje saobraćajnih usluga, povećanje bezbednosti saobraćaja, smanjenje ulične buke i, konačno, ušteda vremena utrošenog na korišćenje saobraćajne infrastrukture;
• - smanjenje dužine komunalija;
• - zaštita stanovništva od mogućih prirodnih i ljudskih nesreća i katastrofa.

Pod zemljom su objekti čiji se glavni dijelovi nalaze pod zemljom iz operativnih razloga. Prema svojoj namjeni, podzemne konstrukcije se dijele na:

transport(pješački, automobilski i željeznički tuneli, metroi, parkingi itd.);

industrijski(zgrade za primarno drobljenje rude, preskočne jame visokih peći, podzemni dijelovi bunkerskih platformi, postrojenja za granulaciju šljake, kontinuirano livenje čelika itd.);

energije(podzemni kompleksi hidroelektrana i nuklearnih elektrana, autobuski i kablovski tuneli i rudnici, energetski vodovodi itd.);

skladištenje(nafta, gas, opasan i radioaktivni otpad, hladnjaci);

javnosti(javna uslužna preduzeća, trgovačka i javna ugostiteljska preduzeća, skladišta, sportski i zabavni objekti i dr.);

inženjering(tuneli i mreža i vodovodni kolektori, benzinski cjevovodi između benzinske pumpe, objekti za tretman i zahvat vode itd.);

specijalne i naučne namene(akceleratori čestica, aerodinamički ispitni tuneli, podzemne fabrike, odbrambeni objekti).

Među velikim brojem podzemnih infrastrukturnih objekata najznačajniju ulogu imaju sistemi i konstrukcije za transportne svrhe. U gradovima su takvi objekti sistemi brzog vanuličnog železničkog prevoza putnika (gradski, brzi tramvaj, gradski Željeznica). Ništa manje važne nisu ni raskrsnice gradskih ulica i puteva, transportni i podvodni tuneli i podzemni pješački prelazi. Pod zemljom se nalaze objekti koji se odnose na skladištenje i održavanje motornih vozila (garaže za trajno skladištenje vozila, parking za goste), kao i višenamenski, višeslojni objekti i kompleksi povezani sa nadzemnim zgradama i građevinama za transportne svrhe (stanice , tržni centri, metro stanice). Dakle, korištenje podzemnih objekata omogućava preispitivanje strukture gradova i oslobađanje od zagušenja, eliminirajući industrijske i skladišne ​​objekte, skladišne ​​objekte i transportne puteve.

Posljednjih godina u podzemnom prostoru gradova postavljeni su višeslojni multifunkcionalni kompleksi za kulturne i javne usluge i inženjersku podršku. Najčešće, podzemni kompleksi obuhvataju trgovinska, ugostiteljska i potrošačka preduzeća, skladišta, transportne i inženjerske komunikacije, odnosno takve objekte koji omogućavaju ograničen boravak ljudi. U zavisnosti od specifičnih uslova, podzemni kompleksi mogu imati od 2 do 6 nivoa. Površina pojedinih slojeva i njihova visina određuju se u zavisnosti od namjene podzemnog objekta. Za kretanje ljudi unutar kompleksa, u nekim slučajevima su predviđene pokretne stepenice i liftovi. Kako bi se smanjio negativan psihofizički uticaj, višeslojni podzemni objekti imaju dnevno osvjetljenje kroz atrijume različitih dizajna u kombinaciji sa umjetnom rasvjetom i obojenim završnim obradama. U njihovom dizajnu često se koriste prirodni materijali. Sistemi transporta i podizanja obezbeđuju kretanje posetilaca i uslužnog osoblja unutar kompleksa. Prilikom projektovanja multifunkcionalnih podzemnih kompleksa namenjenih stalnom prisustvu neograničenog broja ljudi, posebna pažnja se poklanja izradi kompleksa, sistemi na više nivoa sigurnost

U uslovima modernih gradova, u mnogim slučajevima, preporučljiv je njihov razvoj na više nivoa, uključujući i široku upotrebu podzemnog prostora. E. Utujyan, jedan od pionira podzemni urbanizam, ističući svrsishodnost široko rasprostranjenog razvoja višeslojne gradnje, napomenuo je da će „upotreba podzemnih konstrukcija omogućiti da se preispita struktura gradova i rastereti ih zagušenja, eliminišući fabrike, pijace, stanice, skladišta i sve vrste skladišni objekti, transportne magistrale itd. Ove strukture paraliziraju grad, a iako je svakodnevni život nemoguć bez njih, one su „bez duše“, pa nema razloga da se za njih izdvajaju otvoreni prostori i zapremine koji se mogu racionalnije koristiti. riješite se struktura na površini zemlje koje tamo nisu potrebne i samo kvarite krajolik i trujete zrak, Koristeći ih, moguće je povećati površinu zelenih površina, stvoriti nove parkove i trgove, graditi stadione .Svi podzemni objekti će biti zaštićeni od spoljašnjih uticaja:

Nećete morati da brinete o požarima;

Buka i fluktuacije atmosferskih uslova više neće ugrožavati ljude.

U podzemnim prostorima gradova preporučljivo je široko postaviti transportnih objekata(gradski, železnički i drumski tuneli i stanice, garaže, auto depoi), kulturna i potrošačka preduzeća, spektakularnoe, sport I shopping objekti(posebno u kombinaciji sa podzemnim prolazima i transportnim objektima), inženjerskim konstrukcijama i komunikacijama (cevovodi, kablovi, kolektori, električne podstanice, transformatorske podstanice, crpne i crpne stanice, centralno grijanje, kotlovnice, postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda), skladišta(hrana, industrijski proizvodi, gorivo, frižideri, itd.).

Proračuni zasnovani na kombinaciji socio-ekonomskih, inženjerskih, ekonomskih i urbanističkih faktora pokazuju visoku efikasnost korištenja podzemnog prostora gradova. Naučni i dizajnerski razvoji u mnogim gradovima potvrđuju realnost i izvodljivost korištenja urbanog podzemnog prostora u velikim razmjerima. Akumulirano je mnogo pozitivnih iskustava u podzemnoj gradnji (kod nas – prvenstveno u izgradnji metroa).

PLANSKA ORGANIZACIJA MODERNOG GRADA

Većina važnih principa dizajn grada, koji određuju njegovu plansku organizaciju, su:

Jasno funkcionalno zoniranje teritorije;

Fleksibilnost planske strukture, osiguravanje nesmetanog razvoja grada;

Diferencijacija transportnih puteva;

Organizacija efikasan sistem usluga;

Stvaranje gradske ekološke infrastrukture, uključujući jedinstven sistem zelenih površina i mjera zaštite životne sredine;

Efikasno i ekonomično obezbeđivanje grada svim vrstama inženjerskih usluga. Neophodan uslov je ispunjenje kompozicionih zahtjeva za plan grada: razvoj centra grada i područja okruga koji su u interakciji s njim društveni centri, stvarajući atraktivnu siluetu grada i osiguravajući vizualnu percepciju njegovih glavnih prirodnih i arhitektonskih dominanta.

Prilikom projektiranja grada potrebno je istaknuti njegov „okvir“ – područja najintenzivnijeg razvoja i koncentracije najvažnijih funkcija. „Okvir“ je vremenski najodrživiji osnov za prostorno-plansku organizaciju grada.

Industrijske zone grada (IZ) variraju u zavisnosti od profila industrijske proizvodnje koja se nalazi unutar njih, što određuje veličinu ovih zona i potrebne sanitarne praznine od njih. Glavni zahtjevi za relativnu lokaciju PZ i stambenih područja:

1. 1). Njihov teritorijalni razvoj ne bi trebao biti u suprotnosti jedan s drugim:

Ne treba ih poredati u pruge; industrija ne bi trebala blokirati mogućnosti razvoja stambena područja(NW), i obrnuto; industrija treba biti locirana tako da ne blokira izlaz sa SZ na rijeku ili morsku obalu; SZ ne bi trebalo da se nalazi iznad mineralnih naslaga.

2). PP moraju biti razvijeni uz striktno poštovanje sanitarno-higijenskih zahtjeva (ispunjavanje uslova vezanih za zaštitu vazdušnog bazena:

Uklanjanje lokacije postrojenja niz vjetar u odnosu na izvor emisije; osiguravanje potrebnih praznina uzimajući u obzir klasu sanitarnih opasnosti preduzeća i njihovih grupa;

Obavezno uklanjanje sanitarno štetnih preduzeća na velike udaljenosti;

Uređenje kolovoza i sanitarnih praznina između reda i sjeverozapada;

Osiguravanje uslova za zaštitu gradskog vodotoka i dr.

2. Relativna lokacija PZ i SZ trebala bi biti pogodna za organiziranje putničkih veza između njih i ne ometati usluge poduzeća javnim prijevozom (na primjer, jednostrano postavljanje PZ i SZ je nepoželjno). PP mora biti sveobuhvatno projektovan, moguće je kombinovati preduzeća različitih profila u jednoj zoni. Među SZ su "čista" industrijska preduzeća i naučno-tehnički centri. Stambena teritorija– zauzima približno 1/2 teritorije savremenog grada. Bruto stambena izgradnja - 50% (od toga se izdvajaju neto stambene razvojne teritorije - bez javnih institucija, zelenih površina, prilaza unutar mikrookruga - 50% bruto ili 12-13% urbane površine); ulice i trgovi - 15-20%; područja urbanih zajedničkih zgrada i objekata. - 15-20%; zelene površine širom grada - 10-15%. Veličina potrebne SZ je 10 hektara na 1000 stanovnika. Moderna planska struktura grada zasnovana je na progresivnim idejama sredine 20. stoljeća. - diferencijacija transportnih pravaca, izolacija naselja od toka masovnog drumskog saobraćaja, postepena organizacija usluga, ekstenzivno uređenje oko kuća.

DEMOGRAFSKI FAKTORI

Među prognozama koje su najvažnije za projektovanje naselja i gradova posebno mjesto zauzimaju demografske projekcije.

Prilikom projektovanja naselja i gradova u budućnosti treba uzeti u obzir sledeće trendove i probleme:

1.Mozaik, asimetrija demografske situacije. Ista demografska situacija ne postoji i malo je vjerovatno da će postojati u različitim zemljama i regijama svijeta.

2. Prisilne migracije. Iznenadni raskid Sovjetski savez postala tragedija za milione ljudi koji su se našli na suprotnim stranama državnih granica. Stotine hiljada ljudi napuštaju područja nacionalnih sukoba ili područja sa rastućim međuetničkim tenzijama. U međuvremenu, Rusija sada nije spremna da prihvati toliki broj migranata u uslovima ekonomska kriza, visoka cijena stambene izgradnje itd.

3. Potreba za upravljanjem migracijskim procesima. Izuzetno važni zadaci migracione politike koji su se pojavili posljednjih godina su regulisanje migracionih tokova koji teku iz susjednih zemalja, sa sjevera, gdje su na više mjesta koncentrisani preveliki i neefikasno iskorišteni radni resursi, preseljenje demobilisanih vojnih lica. osoblje itd.

4. Promjene u strukturi stanovništva i zaposlenosti. Treba uzeti u obzir očekivane velike promjene u starosnoj strukturi stanovništva i strukturi zaposlenosti. Ove promjene su najjasnije usmjerene na tri temeljna trenda. Prvo, kako se produžava očekivani životni vijek i poboljšavaju penzioni fondovi, sve veći udio stanovništva će činiti osobe starije životne dobi. Drugo, uz smanjenje udjela radno sposobnog stanovništva, doći će do smanjenja broja zaposlenih u proizvodni procesi, pogodan za mehanizaciju i automatizaciju, a zapošljavanje će se proširiti u sektoru usluga, menadžmenta, nauke i naučnih usluga. Treće, u narednim decenijama ljudski „ciklus rada“ će se radikalno promeniti. Ove promjene moraju biti jasno procijenjene i blagovremeno uključene u proces predviđanja i projektovanja, uzimajući u obzir veoma značajne regionalne razlike.

5. Sve veća uloga racionalnog korištenja kvalifikacija i radnih vještina stanovništva. Pored opšteg zahteva za pažljivim razmatranjem ovog faktora prilikom projektovanja naselja i gradova, važno je iskoristiti postojeće „grupe“ kvalifikovanog kadra i naučno-tehnički potencijal. Prilikom projektovanja naselja i gradova potrebna je sveobuhvatna i dubinska analiza stanovništva i radnih resursa, kao i detaljna studija mogućih opcija rasta i promjena u strukturi stanovništva.

Uvod

Posljednjih godina većina velikih gradova širom svijeta bilježi povećan interes za široku upotrebu podzemnog prostora.

To je uzrokovano povećanom urbanizacijom, brzim razvojem kopnenog saobraćaja, nedostatkom urbane teritorije i nizom drugih razloga. Intenzivan razvoj podzemnih prostora u gradovima nezaobilazan je uslov za razvoj savremenog urbanističkog planiranja, koji predodređuje mogućnost efektivnog korišćenja urbane teritorije, poboljšanje stanja spoljašnjeg okruženja, očuvanje arhitektonskog i prostornog integriteta istorijski uspostavljenih područja grada, kao i rješavanje kompleksa mnogih drugih, uključujući i socio-ekonomske probleme.

Stepen iskorišćenosti podzemnog prostora, oprema i tehnologija rada zavise od veličine grada, prirode i sadržaja istorijskog i budućeg razvoja, koncentracije dnevnog stanovništva u različitim delovima grada, procenjenog broja automobila, prirodno-klimatski, inženjersko-geološki i drugi uslovi.

Principi korišćenja urbanog podzemnog prostora: rusko i strano iskustvo

Razvoj podzemnog prostora je najrelevantniji u centralnim, gusto izgrađenim i najposjećenijim dijelovima grada. Javni centri grada obuhvataju: centralnu zonu grada, glavne magistralne puteve, velika čvorišta javnog prevoza. Ove zone su mjesta koncentracije „dnevnog“ stanovništva, čije službe treba da budu što bliže njihovim lokacijama. U centralnoj zoni grada, prisustvo vrijednog istorijskog i arhitektonskog nasljeđa, cjelovitost urbanističkih cjelina prošlosti ne dozvoljava razvoj administrativnih, poslovnih, kulturnih, zabavnih i trgovinskih funkcija u dovoljnoj mjeri, kao i kao širenje ulične mreže i uređenje površina otvorenih prostora. Stoga je centralni dio grada mjesto najintenzivnijeg korištenja podzemnog prostora za smještaj ovih objekata. Približavanjem trgovinskih i ugostiteljskih, zabavnih i komunalnih objekata područjima koncentracije stanovništva povećava se njihova posjećenost, povećava se njihova kupovna moć i profitabilnost poslovanja.

Ovakva preduzeća se nalaze:

• - ispod centralnih ulica (u Kijevu, Beogradu, Tokiju)
• - ispod trgova i raskrsnica centralnih ulica (u Beču, Bellaria, Babenbergeni Schottentor, u Minhenu, u Moskvi)
• - u sistemu javnih trgovačkih centara (u Stokholmu, Filadelfiji, Montrealu)

U glavnom gradu Nebeskog carstva, Pekingu, do 2020. Kinezi planiraju da izgrade podzemni grad. Površina uređene teritorije iznosiće oko 90 miliona m2. Planirano je stvaranje nekoliko finansijskih kvartova u gradu, u kojima će se nalaziti banke i druge privredne strukture, kao i saobraćajne petlje i veliki tržni centri. Prema najavama arhitekata, planirano je puštanje u rad do 10 miliona m2 godišnje.

U svjetskoj praksi lista podzemnih i polupodzemnih građevina je vrlo opsežna i uključuje pozorišne, koncertne i izložbene dvorane (pozorište Laterna Magica i dvorana Alhambra u Pragu, konzervatorij i Centar za umjetnost i obrt u Parizu, muzej savremena umetnost u NYC), trgovački podovi robne kuće i pijace (Galeries Lafayette u Parizu, Bull Ring u Birminghamu), trgovački i pješački centri i prolazne ulice (Helsinki, Beč, Osaka), željezničke stanice (Varšava, Brisel, Kopenhagen, Napulj, Sydney, Montreal), autobuske stanice ( Čikago, Njujork, Los Anđeles) i vazdušni terminali (u Parizu, Rimu, Briselu, Vašingtonu), podzemne železnice koje rade u više od 150 gradova širom sveta.

Sada je najduža podzemna transportna mreža na svijetu Londonska podzemna željeznica. Danas metro ima 275 stanica, dužina pruga je 408 kilometara, a putnički tok londonske podzemne željeznice iznosi 3 miliona ljudi. Do 2020. godine ukupna dužina linija pekinškog metroa u glavnom gradu, prema planovima kineskih graditelja metroa, biće 561 km, a u gradu će biti 19 linija metroa.

U vezi sa široko rasprostranjenom upotrebom podzemnog prostora u velikim gradovima u transportne svrhe, mnogi projektanti razmišljaju o izvodljivosti izgradnje čitavih podzemnih višenamjenskih kompleksa, koji bi mogli smjestiti ne samo transportne strukture, već i sve prostorije za opsluživanje putnika duž njihove rute. .

Posljednjih godina transportni kapaciteti se sve više razvijaju u sprezi sa uslužnim i trgovinskim institucijama. Primjeri uključuju autobusku stanicu u Finskoj u kombinaciji sa trgovačkim centrom, autobusku stanicu u Holandiji uključenu u trgovački centar, autobusku stanicu u Hamburgu u kombinaciji sa trgovačkim centrom, centre javnog prijevoza u Tokiju, Minhenu i drugim gradovima.

U mnogim američkim gradovima stvoren je niz velikih trgovačkih centara koji pružaju najveću koncentraciju usluga. Takvi trgovački centri obično uključuju prehrambene i robne kuće, kafiće, restorane i druge javne objekte, uključujući koncertne dvorane, klizališta vještački led i bazene. Na primjer, u tržni centar La Rochelle, na površini od 44 hektara, ima željezničku i autobusku stanicu, garažu za 5 hiljada automobila, pozorište, salu univerzalna namjena, hotel. Površina maloprodajnog prostora je 72 hiljade m2.

Za usluge prevoza u novim javnim centrima, po pravilu se stvara više podzemnih nivoa koji služe za kretanje podzemnog železničkog saobraćaja, pešačkih prelaza, podzemnih parkinga i garaža. Tipično, najniži podzemni nivo sadrži stanicu podzemne željeznice i podzemne dijelove gradskih podzemnih puteva; iznad se nalaze podzemni tuneli za vozila i podzemni objekti za pješake.

Za nove javne centre u Parizu, Montrealu, Helsinkiju, Los Anđelesu, Londonu i drugim gradovima, projektuju se podzemne deonice autoputeva koje često prelaze ceo grad u više nivoa.

Prije nekoliko godina završena je izgradnja društvenog centra u Parizu.

Novi centar obuhvata javne, administrativne i stambene zgrade. Potpuno razdvaja puteve pješaka i vozila. Kompleks zgrada ima višeslojnu kompoziciju sa četiri do pet podzemnih etaža. Sve vrste gradskog prevoza u novom javnom centru koncentrisane su u podzemnom prostoru.

Glavni tranzitni autoput Pariz-Normandija prolazi u okviru javnog metroa, duž njega će biti glavne autobuske linije i ekspresna metro linija koja povezuje novi centar sa starim centralnim delovima grada.

Na donjem (četvrtom od površine) podzemnom nivou nalazi se ekspresna metro linija sa stanicom koja se nalazi u blizini glavnih javnih zgrada kompleksa. Sljedeći (treći od površine) podzemni nivo rezervisan je za kretanje vozila na daljinu. Još više su lokalne autobusne linije sa autobusnom stanicom. Najvišu podzemnu etažu zauzimaju ulazi u zgrade povezane sa perifernim jednosmjernim putevima sa petljama na tri tačke.

U Finskoj je u toku projekat planiranja i izgradnje novog društvenog centra na 3 nivoa u Helsinkiju. Dizajniran je na obali zaljeva Teele na području omeđenom željezničkom stanicom i zgradom parlamenta. Za potpuno razdvajanje kretanja pješaka i vozila, predviđene su podzemne petlje na raskrsnicama na svim autoputevima. U podzemnom prostoru će se nalaziti parking i garaže za to područje, a biće izgrađeni i prolazi povezani sa podzemnim parkiralištima, maloprodajnim i uslužnim objektima.

Za opsluživanje stanovništva Montreala, kao i obližnjih gradova i predgrađa, stvara se veliki kompleks maloprodajnih, javnih i transportnih objekata u centru grada. Novi centar gradskog prevoza gradi se na mestu starih zgrada.

Kompleks uključuje tri velike robne kuće, 4 hotela, 8 bioskopa, 5 visokih upravnih zgrada, 30 restorana, 20 velikih specijaliziranih prodavnica i zatvorenih marketa, podzemne višeetažne parkinge za 9 hiljada automobila. Efektivna oblast trgovina, restorana, bioskopa, knjižara i pješačkih galerija smještenih u centru premašit će 1 milion kvadratnih metara. stopa (90 hiljada m2).

Kroz novi centar prolaze glavne gradske saobraćajne arterije: tri podzemne linije podzemne željeznice, podzemne magistrale i dvije željezničke linije (nacionalna i pacifička). Podzemni brzi put bi povezao centralno područje grada sa Trans-Kanadskim autoputem. Trebalo bi da bude u blizini pešačkih i trgovačkih prelaza u dužini od 6,4 km, povezan sa podzemnim parkingima, metro stanicama, servisnim ulazima za kamione i dve centralne železničke stanice.

U Moskvi, na mestu hotela Rossija, biće izgrađen multifunkcionalni kompleks sa hotelima, bioskopskom i koncertnom salom, salom za kamernu muziku, maloprodajnim i ugostiteljskim objektima.

Planirano je da se podzemni prostor maksimalno iskoristi - biće opremljeni parkingi za više od hiljadu mesta. U podzemnom dijelu kompleksa rekreirat će se izgled moskovskih ulica, a sistem podzemnih prolaza povezivat će Crveni trg i kompleks Manježni na Okhotnom Ryadu.

U svjetskoj praksi izgradnja podzemnih parkinga i garaža razvija se velikom brzinom. Prednosti podzemnih garaža i parkinga su očigledne. Podzemne konstrukcije omogućavaju značajne uštede na teritoriji (ili ih praktički uopće ne zahtijevaju, izuzev izlaznog uređaja), jer se mogu postaviti ispod postojećih parkova, trgova, trgova, zgrada itd. Osim toga, teritorije se mogu koristiti za podzemne (polupodzemne) garaže koje se ne mogu koristiti u druge svrhe (jaruge, površine sa velikim nagibom, razne vrste iskopa, mali kamenolomi itd.)

Funkcionalno, podzemne garaže doprinose razdvajanju transportnog i pješačkog saobraćaja i opštem rasterećenju prizemnog prostora. Na primjer, nekoliko takvih projekata se implementira u Moskvi. U podzemnom prostoru ispod Trga Tverske Zastave u toku je izgradnja saobraćajne petlje sa multifunkcionalnim kompleksom sa ukupnom površinom 107387, 5 sq. m., uključujući višeslojnu podzemnu garažu - parking za 731 automobil, ukupne površine 27.715 kvadratnih metara. m Ispod Puškinskog trga biće izgrađen parking na tri nivoa za 1000 automobila. Osim toga, tu će biti i suvenirnice, kafići i mala izložbena sala.

Želja za stvaranjem integralnog sistema podzemnih objekata koji opslužuju centralnu zonu grada zaslužuje pažnju.

U mnogim najvećim svjetskim gradovima, prilikom rekonstrukcije i izgradnje javnih centara, glavni pješački pokret je projektovan ispod ulica i trgova na dubini od 3,5 m. duž podzemnih pješačkih ulica-prijelaza sa podzemnim razvodnim halama sa svijetlozelenim bunarima (za osvjetljavanje podzemnih prostorija). Na istom nivou sa ovim pješačkim podzemnim komunikacijama grade se podzemni trgovački, kulturni, zabavni, sportski objekti, kafići i restorani sa ulazima koji su orijentisani direktno na pješački podzemni nivo. Dužina podzemnih pješačkih komunikacija mjeri se stotinama i hiljadama metara.

Sadašnji nivo razvoja podzemne gradnje u megagradima omogućava da se većina problema u pogledu isplativog i ekološki bezbednog postavljanja društveno značajnih objekata reši na sveobuhvatan i efikasan način. Godišnja stopa izgradnje podzemnih objekata u ukupnom obimu izgradnje kreće se u prilično velikom rasponu: od 5-8% u gradovima koji tek razvijaju ovu oblast ekonomske aktivnosti (na primjer, u Moskvi), do 25-30% u najvećim metropolama sa velikim iskustvom u ovoj oblasti (na primjer, u Parizu, Tokiju, Londonu).

Domaća i strana praksa korišćenja podzemnog prostora ukazuje na veliki značaj podzemne izgradnje u gradovima. Obim i tipove urbanih objekata koji se nalaze pod zemljom treba odrediti društvenim, ekonomskim i urbanističkim razmatranjima, na osnovu potrebe stvaranja najboljih uslova za opsluživanje stanovništva, kao i obezbeđivanja što racionalnijeg korišćenja urbanih površina, povećanja efikasnosti. kapitalnih investicija u urbanističko planiranje.

Razvoj podzemnog prostora

Namensko korišćenje podzemnog prostora u gradovima ima dugu istoriju. Pod zemljom su preci locirali odbrambene i vjerske objekte, galerije tajnih prolaza, skladišta i stambene objekte. Izgradnja je počela biti posebno aktivna ispod površine zemlje razvojem sistema inženjerske podrške. Teško je nabrojati šta se sve krije u modernom gradu. Međutim, sve podzemne građevine mogu se kombinirati u pet grupa.

Mreže i oprema za podršku urbanom inženjeringu spadaju u prvu grupu. Vodovodni sistemi su najčešći. To uključuje infrastrukturu za snabdijevanje hladnom i toplom vodom, kao i odvođenje vode: kućnu, atmosfersku i industrijsku kanalizaciju.

U urbanim sredinama se postavljaju ne samo mrežni cjevovodi, već i oprema. Vrlo često se ugrađuje u podzemne objekte. Inspekcijske prostorije, crpne i crpne stanice, kotlarnice, kotlarnice i toplane zakopane su pod zemljom.

Sistemi parnih i gasovoda položeni su pod zemljom, opremljeni posebnom opremom, koja je često skrivena pod zemljom. Ako je potrebno, napravite rezervoare za vodu, druge tekućine i komprimirane plinove.

U inženjerskom sektoru gradova posebno mjesto zauzimaju sistemi napajanja i elektronskih komunikacija. U pravilu se električna energija i slab strujni potencijal prenose metalnim ili optičkim kablovima. Zajedno sa opremom transformatorskih, relejnih, telefonskih i relejnih stanica zakopane su u zemlju.

Kao rezultat tehnološkog napretka inženjerski sistemi ažuriran i dalje razvijen. Danas je teško predvideti šta će nova oprema predstaviti gradovima 21. veka. Na primjer, lokalni pneumatski transportni sistemi već postoje čvrsti otpad. Trenutno rade u okviru naselja ili stambene grupe, premeštajući otpad u stanice za skladištenje, sortiranje i pakovanje. Možda će se u budućnosti otpad preko ovakvih sistema transportovati do postrojenja za tretman otpada.

Industrijski, tehnički, kućni i skladišni objekti se često nalaze pod zemljom. Postoje čitave podzemne fabrike od odbrambenog značaja. Zatrpane su odvojene radionice i laboratorije koje je potrebno zaštititi od prašine i buke. Ili obrnuto, kako bi se spriječila kontaminacija okoliša iz industrijskih izvora (na primjer, radijacija).

Rice. 5.14. Podzemne trgovačke i pješačke ulice:
A - rezati po dužini za gradnju u Northbrooku (SAD); b - isto, u Edinburgu (Engleska)

Kako bi se spasila urbana područja, pod zemljom se stvaraju preduzeća za usluge potrošača kao što su praonice rublja i kemijske čistionice. Tu se nalaze i skladišta. U gradovima su rasprostranjeni skladišta povrća, hladnjače, skladišta goriva i maziva, skladišta vode i plina.

Za stanovništvo su najatraktivnije ustanove kulture i zabave, trgovina i javno ugostiteljstvo. Podzemni prostor je dovoljno zgodan za smještaj institucija ove grupe. Nema povremenih usluga u prostorijama dnevno svjetlo dozvoljeno, jer nije predviđen stalni boravak ljudi u njima. Ali pri odabiru dizajnerskog rješenja, u pravilu, razmatraju alternativu: graditi pod zemljom ili na površini.

Izgradnja podzemnih objekata podrazumijeva ozbiljna ulaganja koja znatno premašuju kapitalna ulaganja u nadzemne objekte. Međutim, naduvavanje troškova podzemne izgradnje može biti ekonomski opravdano, i to prije svega, u gusto izgrađenim dijelovima centra grada, gdje je zemljište veoma skupo. Osim toga, tlo zahtijeva manje energije za grijanje prostorija tokom hladne sezone, što može dovesti do smanjenja operativnih troškova.

Pod zemljom se grade cijele pješačke i trgovačke ulice znatne dužine. Galerije se po pravilu nalaze na nekoliko nivoa. Na sl. 5.14, prikazan je presjek takve strukture. Ovdje se građani kreću prodajnim prostorima za iznajmljivanje direktnim stazama s jednog nivoa na drugi. Za dolazak do galerija drugog nivoa postoje stepenice i rampe, ali postoje i zidni ukrasni liftovi.

Esplanade su umjetno osvijetljene. Međutim, jezgro, koje doseže dva nivoa u visinu, također prima prirodno svjetlo. To je omogućilo korištenje prirodnih zelenih površina u unutrašnjosti.

Poprečni presjek druge linearne strukture izgrađene ispod otvorenog tržišta prikazan je na Sl. 5.14, b. Zanimljivo kombinuje stare zgrade sa novim volumenima. Umjesto rampi i liftova koriste se pokretne stepenice. Iako površina ima krovne prozore, uspješno se koristi kao tržnica.

Rice. 5.15 Kompaktni podzemni centar u Minneapolisu (SAD), dio duž središnjeg dijela

Rice. 5. 16. Podzemni trgovačko-rekreacijski kompleks na Manježnoj trgu u Moskvi (autorski tim na čelu sa arhitektom M.M. Posokhin):
a - rez; b - plan; 1 - ulaz iz hola stanice metroa; 2 isto, sa površine kvadrata

Puštanjem u rad trgovačkog i pješačkog centra povećana je atraktivnost prizemnih trgovina i trgovačkih paviljona.

U praksi urbanističkog planiranja odvija se izgradnja kompaktnih tržnih centara. Deo jednog od njih prikazan je na Sl. 5.15. Konstrukcija predstavlja trostepeni sistem, od kojih su dva radna, a donji se koristi kao skladište. Opremljen je rampama za transport tereta sa robom.

Rice. 5.17. Trasa podzemnog transporta u postojećem razvoju:
a - položen ispod zgrada; b-isto, ispod šetališta; 1 - čelične cijevi s monolitnim armiranobetonskim jezgrom, položene metodom probijanja; 2 - vertikalne konstrukcije izrađene metodom “zid u tlu”; 3 - dimenzije postojećih temelja; 4 - sidreni pričvršćivači sa čamcima; 5 - potporni zid nasipa; 6-drenažni sloj; 7-kolektor za komunikacije; 8 - dodatno ukopani temelji

Središnje pravougaono dvorište, nešto izduženo između dva niza dućana, ima jednu posebnost. Njegov lagani čelični krov je podignut iznad krova ovih prodavnica, omogućavajući da se prostori osvijetle prirodnim svjetlom kroz krovne prozore.

U Rusiji postoje slični tržni centri. Dakle, na jednom od centralnih trgova Moskve krajem 19. veka. izgrađen je trgovačko-rekreativni kompleks na dva nivoa, prikazan na sl. 5.16. U njemu se nalaze dvije velike robne kuće i trgovine maloprodaja. Uključeni su i ugostiteljski objekti: restoran, kafić i bar. Kulturni objekti nisu zaboravljeni. Opremljen je arheološki muzej “Istorijsko pozorište”.

Kompleks ima uspješno riješene veze sa zemaljskim i vanuličnim transportom. Ulazi sa stanice metroa su kombinovani sa prolazom koji vodi do ulaza u prodajne prostore. Postoji podzemna garaža za 370 automobila.

Na površini gornjeg sprata organizovana je zelena rekreaciona zona. Ujedinjen je sa najstarijom zelenom površinom u Moskvi - Aleksandrovskim vrtom. Rijeka Neglinka je djelimično puštena iz kolektora, što je omogućilo da se parkovski kompleks dopuni još jednim dekorativnim elementom - vodenim površinama.

Rice. 5.18. Projekat rekonstrukcije Tverske ulice u Moskvi. Fragment deonice koja koristi podzemni prostor za kolovoz i parking (Radionica br. 2 Mosproekt-2)

Mnoge vrlo raznolike strukture drumskog transporta uklanjaju se pod zemljom, slijedeći dva cilja. Prvo, smanjiti štetne efekte buke na urbanu sredinu, i drugo, postići uštede u područjima koja zauzimaju saobraćajne komunikacije.

Saobraćaj na raskrsnicama ulica i dionicama između raskrsnica organiziran je izgradnjom nadvožnjaka i tunela. Razmotrimo metode za izgradnju podzemnih konstrukcija. Na binama, prolazi se u određenim slučajevima polažu pod zemljom. Na primjer, kada se autoput ispravi u gusto izgrađenom području ili se novi autoput preseče kroz razvoj. Na sl. 5.17, a prikazuje jednu od opcija za izgradnju tunela u zaštićenoj zoni istorijskog i arhitektonskog okruženja grada.

Ima dvostruku funkciju. S jedne strane, u njenim granicama postoji raznovrstan saobraćaj, koji se odvija duž dvije paralelne ulice, prikazane isprekidanom linijom ispod na planu. S druge strane, tunel je dvoetažna raskrsnica na koju je okomita gradska ulica.

Ovdje je zanimljivo tumačenje metode “zid u tlu”. Bočni zidovi tunela nisu mogli biti završeni tradicionalnim postavljanjem opreme na vrh. Stoga su postavljeni horizontalnim tuneliranjem, ubrizgavanjem otopine metodom voda-vazduh. Aditne obloge izrađene su metodom presovanja čelične cijevi uz naknadnu ugradnju armirano-betonske jezgre u njih.

Drugi primjer je ilustrovan na sl. 5.17, b, je jednostavniji, jer je izveden na trasi bez objekata. Saobraćaj je prebačen u podzemlje, što je omogućilo izgradnju pješačke esplanade na mjestu kolovoza riječnog nasipa, uz istovremeno smanjenje uticaja saobraćajne buke na susjedne objekte.

Slika 5.19. Podzemne garaže:
a - tip zavrtnja; b - isti, rotacioni sa kabinom lifta koja se okreće oko vertikalne ose, c - sa jednošinskim transportnim liftom; 1 - strojarnica lifta; 2 - kabina lifta; 3instalirano vozilo; 4 - monošinski transporter; 5 - platforma za automobile koji se kreću monošinom

Autori ne razmatraju druge vrste raskrsnica na dva nivoa, opremljenih podzemnim konstrukcijama. Ova pitanja su prilično opširno obrađena u stručnoj literaturi o organizaciji saobraćaja.
Jedan od najozbiljnijih transportnih problema u ruskim gradovima je problem skladištenja individualnih vozila. U prošlim vremenima tome se nije poklanjala dužna pažnja. Urbanisti su pretpostavili da inženjerska industrija zemlje ne može zadovoljiti potražnju za automobilima.

Rice. 5.20. Polupodzemne garaže:
a - ugrađen u brdo; b - u dvorištu, u kombinaciji sa podzemnim prolazom za utovar robe u skladišta (ulazi u podzemni prostor sa krajeva); c - u "bunarskom" dvorištu, pokrivenom u nivou poda drugog sprata i prema gabaritima objekta; d - isto, ali ispod dijela dvorišta; 1 - haube iz garaže; 2 - nepropusni plafon; 3 - površina usječenog brda; 4 - putovanje do prodavnica; 5 - rampa (strelice pokazuju ulaze u garažu)

Projekti novih urbanih formacija uključivali su rješenja sa minimalnim brojem parking mjesta po međunarodnim standardima. Prilikom rekonstrukcije starogradnje praktično nisu bile predviđene zbog nedostatka slobodnog prostora unutar blokova. Kao rezultat toga, ulice, uličice i dvorišta velikih gradova bili su ispunjeni automobilima koji su se naseljavali.

Unutar starih objekata, opisani fenomen se može ublažiti izgradnjom podzemnih parkinga. Privremena parkirališta moraju se graditi istovremeno sa administrativnim zgradama i trgovačko-rekreacijskim kompleksima. Ponekad se kombinuju sa maloprodajnim zgradama, smeštenim u posebno određenim nivoima trgovačkih i pešačkih ulica. Jedno takvo rješenje je prikazano na sl. 5.18. Fragment prikazuje kako je uređen parking u donjim slojevima podzemne konstrukcije ispod Tverske ulice u Moskvi.

U okviru dvorišnog prostora blokova izgrađena su višeetažna parkirališta (sl. 5.19). U pravilu bi trebali biti kompaktni i ne zauzimati velike površine. Stoga, ulazi sa rampom na nivoe parkinga za više osoba, kao što su oni prikazani na sl. 5.19, d, rijetko se radi. Češće se rampe zamjenjuju liftovima (sl. 5.19, b i c).

Višeetažni parking za više osoba su složeni inženjerski objekti čija izgradnja može trajati godinama. U uslovima funkcionisanja stambenih zgrada, takva izgradnja nije uvek izvodljiva, pa se u celom svetu pri rekonstrukciji stambenih naselja pribegava rešenjima prikazanim na sl. 5.20. U jednom slučaju se koristi teren (šema a i c), u drugom se kombinuje sa ulazima u magacinske prostore prodavnica (šema b), u trećem se postavljaju kratke rampe (šema d).

Djelomično postavljanje parkinga unutar gabarita zgrade je racionalno ako se gradi po dvo- i troslojnim shemama, ali s unutarnjim nosačima u obliku stupova. Adaptacija podrumskih prostorija kuća sa unutrašnjim zidovima je neracionalna, jer zahteva visoki troškovi za probijanje i jačanje otvora ili zamjenu zidova stubovima.

Povratak