Размещено на http://www.Allbest.ru/

Российская академия архитектуры и строительных наук

Руководство по комплексному освоению подземного пространства крупных городов

ПРЕДИСЛОВИЕ

РУКОВОДСТВО

1. РАЗРАБОТАНО:

Российской Академией архитектуры и строительных наук (академик РААСН, доктор техн. наук, проф. Ильичев В.А.- руководитель работы, доктор архитектуры, проф. Голубев Г.Е.; кандидаты техн. наук: Замараев А.В., Скачко А.Н., Игнатова О.И., Буданов В.Г., Короткова О.Н.)

2. ОДОБРЕНО и рекомендовано к изданию:

Ученым советом РААСН (протокол от 30.11.2004 г.) для использования проектными и строительными организациями России

3. ПОДГОТОВЛЕНО к изданию:

Управлением перспективного проектирования, нормативов и координации проектно-изыскательских работ Москомархитектуры и ГУП «НИАЦ» Москомархитектуры

СОДЕРЖАНИЕ

• Введение
• 1. Основные положения
• 2. Основные принципы развития систем подземных сооружений и их взаимосвязи в многофункциональных комплексах различного назначения
• 2.1 Основные предпосылки и ограничения комплексного освоения подземного пространства городов
• 2.2 Номенклатура городских подземных сооружений6
• 2.3 Градостроительные основы подземного строительства в крупных городах
• 2.4 Многофункциональные подземные объекты и их комплексы
• 2.5 Подземные сооружения улично-дорожной и транспортной сети
• 2.6 Автомобильные стоянки и гаражи
• 3. Особенности инженерно-геологических и геоэкологических изысканий для подземных сооружений
• 3.1 Инженерно-геологические изыскания
• 3.2 Геоэкологические изыскания
• 4. Подземные сооружения, возводимые открытым способом
• 4.1 Применение и выбор эффективных методов и технологий строительства
• 4.1.1 Общие положения
• 4.1.2 Современные методы ограждения глубоких котлованов
• 4.1.3 Методы строительства способами «сверху-вниз» и «вверх-вниз»
• 4.1.4 Применение струйной цементации (технологии «jet-grouting») в подземном строительстве
• 4.2 Основные принципы проектирования подземных сооружений, возводимых открытым способом
• 5. Городские подземные сооружения мелкого заложения, возводимые закрытым способом
• 5.1 Горные способы работ
• 5.2 Проходка выработок под защитой опережающей крепи
• 5.3 Способ продавливания пешеходных и коммуникационных тоннелей небольшого диаметра
• 5.4 Щитовые способы работ
• 5.5 Бестраншейные способы прокладки коммуникаций
• 5.6 Основные принципы проектирования городских подземных сооружений, возводимых закрытым способом
• 6. Защита от подземных вод
• 6.1 Дренажные системы
• 6.2 Гидроизоляция подземных сооружений
• 6.3 Основные принципы проектирования защиты подземных сооружений от подземных вод
• 7. Основные принципы защиты существующей застройки при устройстве подземных сооружений
• 8. Мониторинг при строительстве и эксплуатации подземных сооружений
• 8.1 Геотехнический мониторинг
• 8.2 Инженерно-геологический мониторинг
• 8.3 Экологический мониторинг подземных вод
• Список использованных источников
• Приложение а. Оценка технического состояния зданий по внешним признакам
• Приложение б. Определение дополнительных осадок зданий от влияния водопонижения или дренажа
• Приложение в. Методы и аппаратура, применяемые при обследовании конструкций при мониторинге
• Приложение г. Современные методы и средства геофизических исследований при проведении мониторинга подземных сооружений и окружающей застройки

ВВЕДЕНИЕ

Рост объемов и масштабов подземного строительства в крупных городах, развивающихся как культурно-исторические и торгово-промышленные центры, наблюдается сегодня во всем мире. Связан он с непрерывно возрастающей концентрацией населения в этих городах и непрерывным ростом численности автомобильного парка, которые порождают практически все наиболее острые современные городские проблемы - территориальные, транспортные, экологические, энергетические.

Мировая практика градостроительства свидетельствует, что одним из наиболее эффективных путей решения этих проблем является комплексное освоение подземного пространства, в котором могут размещаться сооружения различного назначения.

В последние десятилетия рост объемов и масштабов подземного строительства наблюдается и в крупных городах России. Строятся крупные подземные комплексы различного назначения, транспортные и коммуникационные тоннели, подземные стоянки и гаражи, производственные и складские помещения, растет протяженность линий метрополитена.

Важнейшую роль в комплексном освоении подземного пространства городов играют архитектурно-планировочные решения подземных объектов. К настоящему времени уже в значительной степени определились общие требования к городскому подземному строительству. В частности, предпочтительной признана такая его форма, при которой наземная и подземная части городской застройки сочетаются на основе принципов их максимального горизонтального и вертикального блокирования.

Сложность и высокий уровень ответственности подземных сооружений, значительное влияние их возведения в условиях плотной городской застройки на существующие окружающие объекты выдвигает целый ряд требований, которые необходимо учитывать при планировании, проектировании и строительстве этих сооружений. Основные из них сводятся к следующим.

1) Необходимость изучения строения и свойств грунтов на большую глубину, разработки прогнозов возможных изменений состояния окружающего грунтового массива и гидрогеологических условий, а также обследования оснований близрасположенной застройки, предопределяют значительное увеличение площади, объема и детальности инженерно-геологических изысканий по сравнению с требованиями действующих нормативных документов.

2) Применяемые конструктивные решения и технологии возведения подземных сооружений должны обеспечивать сохранность и нормальные условия эксплуатации окружающих наземных и подземных объектов, особенно памятников истории и архитектуры. Для решения этой задачи необходимо проводить математическое моделирование изменения напряженно-деформированного состояния грунтового массива, вмещающего в себя само подземное сооружение, а также основания существующих зданий, попадающих в зону влияния нового строительства.

3) При возведении и эксплуатации подземных сооружений первостепенное значение приобретает их защита от подземных вод, особенно при наличии помещений, где должно быть абсолютно сухо. Это требует при проектировании решать вопросы водопонижения, дренирования грунтов и устройства гидроизоляции.

4) При проектировании подземных сооружений необходимо также проектировать проведение геотехнического мониторинга, способного обеспечить как контроль в процессе выполнения принятых проектных решений, так и оперативную корректировку этих решений в случае необходимости.

К настоящему времени научными, проектными и строительными организациями уже накоплен большой опыт успешной реализации даже самых сложных проектов подземного строительства. Созданы новые прогрессивные конструктивные и технологические решения подземных объектов, в том числе для защиты окружающей застройки, разработаны методы расчета и численного моделирования поведения возводимого подземного объекта и находящихся в зоне его влияния существующих объектов, методы и средства мониторинга. Главный акцент при разработке проблемы комплексного освоения подземного пространства крупных городов приходится сегодня на поиск путей наиболее целесообразного размещения подземных объектов и наиболее рационального применения тех методов и средств их возведения, которые наработаны. Поэтому большое значение приобретает научно-техническое сопровождение городского подземного строительства, которое в последние годы стало одной из главных составляющих системы обеспечения его безопасности и надежности.

Настоящее Руководство содержит рекомендации по использованию новейших отечественных и зарубежных достижений в области комплексного освоения подземного пространства крупных городов. Руководство состоит из восьми разделов.

Первый раздел содержит общие положения по комплексному освоению подземного пространства.

Второй раздел посвящен градостроительным основам современного городского подземного строительства и отражает основные принципы развития систем городских подземных сооружений и их взаимосвязи в многофункциональных комплексах различного назначения.

В третьем разделе изложены особенности инженерно-геологических и геоэкологических изысканий для проектирования и строительства подземных сооружений.

В четвертом и пятом разделах рассмотрены вопросы применения и выбора эффективных методов и технологий строительства подземных сооружений, возводимых в открытых котлованах и закрытым способом, а также изложены основные принципы проектирования этих сооружений.

Защите подземных сооружений от подземных вод посвящен шестой раздел, а в седьмом разделе изложены основные принципы защиты существующей окружающей застройки при устройстве подземных сооружений.

В восьмом разделе рассмотрены вопросы организации геотехнического и инженерно-геологического мониторинга при строительстве и эксплуатации подземных сооружений.

Вспомогательные материалы приведены в четырех приложениях к основным разделам Руководства.

1. Основные положения

1.1 Настоящее Руководство распространяется на городские подземные и заглубленные (далее для краткости подземные) сооружения, возводимые открытым способом (в котлованах) и закрытым способом (подземной проходкой): подземные комплексы многоцелевого назначения, подземные гаражи и автостоянки, коммуникационные тоннели, подземные пешеходные переходы и др.

Руководство в части разделов 3-8 не распространяется на тоннели метрополитена и автотранспортные тоннели.

1.2 Освоение подземного пространства городов должно осуществляться по единому градостроительному плану, увязанному с генеральным планом развития города.

1.3 Подземные сооружения необходимо проектировать на основе применения достижений подземной архитектуры с использованием многообразных объемно-планировочных и конструктивных решений, современных строительных технологий и материалов.

1.4 При размещении подземных сооружений, обосновании и выборе технических решений и технологии производства работ должен применяться комплексный подход, состоящий в совместном рассмотрении трех составляющих: первая-наземная часть города со зданиями, дорогами, инженерной инфраструктурой, водной средой; вторая-подземная часть города, включающая тоннели и станции метрополитена, автотранспортные тоннели, подземные объекты любого назначения, подземные коммуникации и др.; третья-инженерно-геологическая среда. Эти три составляющие должны учитываться в процессах планирования, инвестирования, проектирования, строительства и эксплуатации объектов, размещаемых в подземном пространстве.

1.5 Для исключения инженерно-строительного риска необходимо планировать подземное строительство в зависимости от инженерно-геологических условий территории города. В соответствии с этим должны предъявляться строгие требования к площади, глубине и объему вторжения в подземное пространство на различных участках, конструктивным решениям и технологиям производства работ.

1.6 Инженерно-геологические изыскания для проектирования и строительства подземных сооружений должны выполняться в соответствии с действующими нормативными документами по инженерным изысканиям с учетом требований, изложенных в разделе 3 настоящего Руководства.

Особое внимание должно быть уделено прогнозу изменения начального геомеханического состояния грунтового массива и гидрогеологических условий под влиянием строительных работ по возведению подземного сооружения, а также прогнозу возможной активизации опасных геологических и инженерно-геологических процессов (карстовых, суффозионных, оползневых и др.).

Для сложных и ответственных подземных сооружений или возводимых в сложных инженерно-геологических условиях необходимо предусматривать мониторинг отдельных компонентов геологической среды.

1.7 Технические решения подземных сооружений должны обосновываться расчетами напряженно-деформированного состояния их конструкций и вмещающего массива грунта с примыкающими зданиями и сооружениями.

1.8 Конструктивные и технологические решения подземных сооружений, возводимых в условиях тесной городской застройки, должны обеспечивать сохранность близрасположенных существующих сооружений, для чего необходимо предусматривать:

- исследование влияния нового строительства на изменение напряженно-деформированного состояния грунтового массива и режима подземных вод;

- обследование оснований, фундаментов и конструкций окружающих сооружений;

- расчетный прогноз деформаций сооружений, попадающих в зону влияния подземного строительства;

- разработку, при необходимости, защитных мероприятий;

- организацию геотехнического мониторинга.

При проектировании подземных сооружений должны быть также предусмотрены инженерные мероприятия, обеспечивающие экологическую защиту прилегающей территории от подтопления, загрязнения подземных вод и пр.

1.9 Для выполнения работ по обследованию оснований и конструкций существующих сооружений, попадающих в зону влияния строительства подземного сооружения, составления расчетных прогнозов дополнительных деформаций этих сооружений и для организации геотехнического мониторинга следует привлекать специализированные организации.

1.10 При проектировании подземных сооружений следует учитывать уровень их ответственности и ответственности сооружений, на которые может оказывать влияние подземное строительство.

Если влияние проектируемого подземного сооружения распространяется на объекты более высокого уровня ответственности, то уровень ответственности проектируемого сооружения должен быть повышен до уровня ответственности этих объектов.

1.11 Основные технические решения, принимаемые при проектировании подземных сооружений (расположение в плане и по глубине, тип и форма сечения, конструктивные решения несущих конструкций и фундаментов, способ защиты от подземных вод и др.), должны обосновываться путем сравнения технико-экономических показателей различных вариантов проектных решений с учетом затрат на строительство и эксплуатацию сооружения.

1.12 При возведении подземных сооружений необходимо применять передовые технологии и методы работ, обеспечивающие широкое использование современных машин и механизмов, рост производительности труда и благоприятные условия работы.

1.13 Внедрение передовых технических решений и новой техники в сложных условиях городского подземного строительства, не отраженных в действующих нормативных документах, может выполняться первоначально в экспериментальном порядке при соответствующем научно-техническом сопровождении, согласовании с надзорными органами и с последующей, при необходимости, корректировкой проектной документации.

1.14 При проектировании и возведении подземных сооружений следует соблюдать требования нормативных документов по организации строительного производства, обеспечивать соблюдение правил техники безопасности, выполнение требований пожарной безопасности, охраны окружающей среды и санитарных норм.

1.15 В процессе строительства следует выполнять производственный контроль, предусмотренный действующими нормативными документами, соблюдать основные требования операционного контроля качества строительно-монтажных работ и проводить мониторинг существующей застройки и окружающей среды.

2. Основные принципы развития систем подземных сооружений и их взаимосвязи в многофункциональных комплексах различного назначения

2.1 Основные предпосылки и ограничения комплексного освоения подземного пространства городов

2.1.1 Освоение подземного пространства позволяет решать следующие задачи градостроительства:

- предельно компактно размещать здания и сооружения самого различного назначения в наиболее нужных для города местах, в том числе в условиях крайне стесненной застройки;

- совершенствовать транспортное обслуживание населения со значительным повышением скоростей сообщения благодаря использованию подземных рельсовых путей (электрифицированных железных дорог, метрополитена традиционного и новых модификаций, «скоростного трамвая»), а также благодаря организации на отдельных участках магистральных улиц и автомобильных дорог непрерывного движения;

- обеспечивать оптимальные условия для развития, эксплуатации и ремонта городских инженерных сетей;

- решать проблему постоянного и временного хранения непрерывно возрастающего парка легковых автомобилей и других видов транспорта;

- обеспечивать значительную экономию топливно-энергетических ресурсов.

2.1.2 Городское подземное строительство способствует оздоровлению городской среды: уменьшается загрязненность воздушного бассейна, снижаются уровни шумов и вибраций, появляется возможность увеличения площадей озелененных и обводненных территорий.

2.1.3 В первую очередь целесообразно размещать под землей объекты, в которых технологические процессы полностью автоматизированы и герметизированы или, наоборот, просты и не требуют большого количества обслуживающего персонала.

2.1.4 Подземные сооружения не нуждаются в каких-либо разрывах между собой и в нужных для города местах могут распространяться на большие площади. На пространственную организацию подземных сооружений почти не оказывает влияние рельеф, а благодаря созданию подземных транспортных и пешеходных путей могут быть обеспечены самые удобные условия движения с минимальной высотой перемещений по вертикали.

2.1.5 При определении зон наиболее активного подземного строительства решающим фактором должна являться социальная и технико-экономическая целесообразность использования тех или иных участков и зон города.

2.1.6 Проблема использования подземного пространства городов наиболее актуальна в их центральных, наиболее посещаемых районах, где преобладает капитальная опорная и исторически ценная застройка, а также в различных специализированных центрах и в общественно-транспортных комплексах. При этом подземные сооружения могут быть расположены практически повсеместно, в том числе под зданиями, улицами и площадями, а также под водой.

2.1.7 На характер и масштабы строительства подземных сооружений и их конструктивно-планировочные решения значительное влияние оказывает совокупность конкретных природно-климатических и антропогенных факторов.

К природно-климатическим факторам относятся показатели характерного температурно-влажностного и ветрового режима местности, особенности рельефа, геологии и гидрогеологии, наличие акваторий и др. К антропогенным факторам относится все то, что было ранее создано в городе человеком.

2.1.8 В крупных городах потенциально возможны значительные объемы подземного строительства. Ниже уровня поверхности земли может быть размещено до 70% от общего объема гаражей, до 80% складов, до 50% архивов и хранилищ, до 30% предприятий сферы обслуживания и других служб.

2.2 Номенклатура городских подземных сооружений

2.2.1 Перечень основных видов городских объектов, потенциально пригодных для размещения ниже уровня поверхности земли, включает:

- инженерно-транспортные сооружения (автотранспортные и пешеходные тоннели; подземные участки путей рельсового транспорта-метрополитена, мини-метро, «скоростного трамвая»; автомобильные стоянки и гаражи; помещения автобусных и железнодорожных вокзалов и др.);

- предприятия торговли и общественного питания (торговые центры и залы; магазины различного профиля и киоски; вспомогательные помещения кафе, столовых, ресторанов и др.);

- административные, зрелищные и спортивные сооружения (конференц-залы, архивы, выставочные и концертные залы, кинотеатры, спортивные залы, плавательные бассейны, катки с искусственным льдом и др.);

- предприятия коммунально-бытового обслуживания и связи (ателье ремонта, химчистки, прачечные, бани, парикмахерские, почтовые и телеграфные отделения, автоматические телефонные станции и др.);

- объекты складского хозяйства (продуктовые и промтоварные склады, овощехранилища, холодильники, резервуары для жидкостей и газов, склады горюче-смазочных материалов и др.);

- объекты промышленного назначения и энергетики, в которых необходима тщательная защита от пыли, вибраций, перепадов температур и других внешних воздействий;

- сооружения и сети инженерного оборудования (сети водопровода и канализации, электроснабжения и газоснабжения, тепловые сети, котельные, насосные станции и резервуары, общие проходные коллекторы, трансформаторные станции, газораспределительные станции и др.).

2.2.2 Подземные сооружения и их комплексы в зависимости от назначения, связей с окружающей застройкой и архитектурно-пространственной формы могут быть подразделены следующим образом:

- монофункциональные и многофункциональные;

- расположенные отдельно и встроенные или пристроенные к зданиям и сооружениям;

- мелкого (на отметках до -15 м от уровня поверхности земли) и глубокого (ниже -15 м) заложения.

- одноуровневые и многоуровневые.

2.3 Градостроительные основы подземного строительства в крупных городах

2.3.1 Комплексное использование подземного строительства необходимо осуществлять во всех функциональных зонах городов. Степень и характер освоения подземного пространства той или иной территории города следует дифференцировать:

- по расположению ее в плане города, по функциональному назначению ее различных зон и ценности земли;

- по характеру застройки (плотности жилья и другой недвижимости, степени ее амортизации, а также архитектурно-художественной и культурно-исторической ценности);

- по уровню развития городского уличного и внеуличного транспорта;

- по обеспеченности предприятиями культурно-бытового обслуживания;

- по совокупности природно-климатических и инженерно-геологических условий.

2.3.2 Планирование подземного строительства должно быть тесно связано с градостроительным планированием. При этом можно условно выделить следующие основные группы подземных объектов:

- «плоскостные» (объекты и их комплексы, распространенные на отдельные участки городских территорий);

- «линейные» (протяженные объекты и их комплексы, например, магистральные сети и сооружения водоснабжения, энергоснабжения, газоснабжения, связи и др.);

- «точечные» (относительно компактные объекты и их комплексы).

2.3.3 Основной зоной комплексного использования подземного пространства города является зона городского центра и другие, наиболее посещаемые части города.

Общие принципы горизонтального зонирования подземного пространства центра города могут быть определены следующим образом:

- в ядре центральной части города, с его высокой концентрацией дневного населения и транспорта, подземное пространство объектов массового посещения целесообразно использовать преимущественно для размещения сооружений транспортного назначения, а подземное пространство других зданий и участков между ними-для технологических, складских и вспомогательных помещений, объектов культурно-бытового обслуживания и др.;

- на периферии центральной части города, в зонах концентрации пешеходных и транспортных потоков, целесообразно создание многофункциональных общественно-транспортных комплексов, включающих в себя пересадочные узлы, гаражи и стоянки легковых автомобилей, а также предприятия культурно-бытового обслуживания, предприятия торговли и общественного питания.

2.3.4 Подземное пространство в селитебных зонах целесообразно использовать для комплексного размещения в нем автостоянок и гаражей, небольших предприятий торговли, общественного питания и коммунально-бытового обслуживания, всех видов подсобных помещений, «точечных» объектов системы инженерного оборудования, а также различных комплексов этих сооружений.

2.3.5 Основной принцип использования подземного пространства в зонах массовой жилой застройки-это устройство подвальных (подземных) и цокольных (полуподземных) помещений под жилыми и общественными зданиями, а в необходимых случаях-и под незастроенными участками. При этом для предварительных расчетов площади подземных помещений можно принимать по 0,2 м²/чел. на цели торговли и бытового обслуживания и по 0,1 м²/чел. на цели культурно-просветительных, зрелищных, спортивных и других организаций.

2.3.6 Использование подземного пространства промышленных зон и районов рекомендуется для следующих производств:

- не допускающих каких-либо вибраций несущих и ограждающих конструкций;

- требующих наличия стабильного микроклимата;

- требующих максимальной изолированности от внешней среды.

Промышленные зоны рекомендуется также использовать для размещения складов, в т.ч. требующих стабильного температурно-влажностного режима, и организации непрерывного движения потоков производственных изделий и грузов.

2.3.7 Освоение подземного пространства промышленных зон может осуществляться:

- отдельно для каждого объекта (с перенесением под землю автоматизированных производств, подсобных помещений и складов);

- на основе максимального блокирования или полного кооперирования отдельных объектов.

2.3.8 В коммунально-складских зонах города в подземном пространстве целесообразно размещать различного рода хранилища, депо метрополитена, трамвайные депо, троллейбусные и автобусные парки, гаражи грузовых и специальных автомобилей.

При этом следует учитывать возможность размещения объектов складского хозяйства в отработанных горных выработках шахт и карьеров по добыче известняков, гипса, песчаников, соли и др.

2.3.9 В подземном пространстве зон прибытия и отправления внешнего транспорта рекомендуется размещение вокзалов, пересадочных узлов различной степени сложности, гаражей и стоянок легковых автомобилей и др.

2.3.10 Подземное пространство зон отдыха целесообразно использовать для размещения тоннельных участков транспортной сети города, стоянок легковых автомобилей, небольших предприятий сферы обслуживания и др.

2.3.11 Необходимая степень использования подземного пространства каждой конкретной зоны или участка определяется на основе комплексного анализа территории с учетом:

- распределения на территории дневного населения и транспорта;

- расчетных показателей системы обслуживания, как населения самого города, так и тяготеющих к нему пригородов;

- характера сложившейся застройки, ее этажности, степени амортизации, а также ее исторической и художественной ценности.

- характера проектируемой наземной застройки, а также природно-климатических условий.

2.3.12 Помимо общих принципов горизонтального зонирования подземного пространства городов, важен учет наиболее общих принципов его вертикального зонирования. К их числу относятся следующие:

- максимальное приближение основных уровней пешеходного движения к уровню поверхности земли (расположение их на отметках от -4,00 до -6,00 м; в этих же отметках целесообразно размещение объектов «попутного» обслуживания, в том числе автостоянок кратковременного хранения и остановочных пунктов массового транспорта);

- размещение ниже указанных выше отметок (на отметках от -6,00 до -15,00 м) автотранспортных тоннелей и станций метро мелкого заложения; в этих же отметках целесообразно размещение различных подсобных помещений и крупных складских объектов, а также гаражей, предназначенных для постоянного хранения автомобилей и других транспортных средств;

- размещение на отметках от -15,00 до -40,00 м и ниже автотранспортных тоннелей и станций метрополитена глубокого заложения, а также крупных складов, резервуаров, морозильников, холодильников и других объектов без значительного количества посетителей и обслуживающего персонала.

2.3.13 Разработка основных направлений комплексного использования подземного пространства городов должна осуществляться на всех основных стадиях градостроительного проектирования:

- при составлении или корректировке Генерального плана развития города;

- при разработке проектов детальной планировки и застройки города;

- при разработке проекта застройки.

2.3.14 На стадии Генерального плана должна разрабатываться «Схема использования подземного пространства» с определением технических коридоров, зон и участков для всех видов основных подземных сооружений транспорта: метрополитена, тоннельных участков железных дорог и «скоростного трамвая», автотранспортных тоннелей мелкого и глубокого заложения, тоннелей перспективных видов пассажирского транспорта.

В этой схеме должны быть указаны размещение и пространственная организация наиболее важных для города общественно-транспортных комплексов и пересадочных узлов, а также участков и зон, предназначенных для размещения подземных стоянок и гаражей, значительных групп городских инженерных сетей, складских и подсобных сооружений.

2.3.15 На стадии разработки проекта детальной планировки и застройки города должны определяться габариты соответствующих объектов и их комплексов, осуществляться взаимосогласованное размещение объектов традиционно наземного и подземного строительства, определяться стадийность освоения отдельных участков. При этом в дополнение к обычным проектным материалам может разрабатываться «Проект комплексного освоения подземного пространства», являющийся основой для проектирования отдельных сооружений и их комплексов.

2.3.16 Для достижения наибольшего суммарного (социального, градостроительного и экономического) эффекта от подземного строительства необходимо согласовывать развитие подземных сооружений и их комплексов в масштабах всего города путем работки «Схем комплексного использования подземного пространства». Для оценки эффективности различных вариантов комплексного использования городского подземного пространства необходимо проводить многовариантное проектирование с использованием многокритериальных оценок альтернативных решений, которые должны учитывать:

- характер существующей и проектируемой застройки;

- архитектурно-стилевые характеристики зданий;

- особенности конструктивных схем проектируемых подземных сооружений и технологии производства работ по их реализации;

- строительные и эксплуатационные затраты и их соотношение.

2.4 Многофункциональные подземные объекты и их комплексы

2.4.1 Подземными комплексами называются группы объектов, объединенных пространственно в одно целое и имеющих общую инфраструктуру. Различают монофункциональные и многофункциональные комплексы. Монофункциональные комплексы объединяют в себе функционально связанные объекты. Основой для формирования многофункциональных комплексов, в состав которых входят функционально не связанные между собой объекты, является технико-экономическая целесообразность их увязки.

Продольный разрез

Поперечные разрезы: у здания манежа

По большому куполу

У гостиницы «Москва»

Рис. 2.1 Торгово-рекреационный подземный комплекс «Охотный ряд» на Манежной площади в г. Москве. Продольный и поперечные разрезы

2.4.2 Специфика каждого интегрируемого в существующую застройку нового подземного объекта, как правило, не отделима от учета его места в городе и от его реального окружения. Необходимость создания многофункциональных подземных комплексов чаще возникает в центральных районах больших городов, которые являются наиболее плотно застроенными и наиболее посещаемыми. Примерами таких комплексов в г. Москве являются ТРК «Охотный ряд» на Манежной площади» (рис. 2.1) и многофункциональный наземно-подземный комплекс «Москва-Сити» (рис. 2.2).

Рис. 2.2 Многофункциональный наземно-подземный комплекс «Москва-Сити»

2.4.3 Многофункциональные подземные комплексы, включающие, наряду с предприятиями сферы обслуживания, подземные пешеходные и транспортные коммуникации, в том числе железнодорожные станции и станции метро, подземные участки скоростных автомагистралей, подземные гаражи, автостоянки и др., перспективны также при создании окраинных центров культурно-бытового обслуживания населения, как самого города, так и тяготеющих к нему пригородов.

2.4.4 В районах вокзалов целесообразно создание многофункциональных комплексов с устройством просторной подземной пешеходной зоны, связывающей перроны вокзала со станциями метрополитена, большими универсальными магазинами, остановочными пунктами наземного общественного транспорта, подземными автостоянками. При этом рекомендуется совмещение пешеходных тоннелей, подземных подходных коридоров железнодорожных вокзалов и подземных вестибюлей станций метро, которые часто располагаются на одних и тех же отметках.

2.4.5 Автотранспортные тоннели во многих случаях также целесообразно возводить как элементы более сложных многофункциональных комплексов, включающих в себя станции метро мелкого заложения, подземные участки железных дорог, другие транспортные и иного назначения сооружения.

2.4.6 В крупных общественных наземно-подземных центрах вблизи узловых станций метро целесообразно под объединяющей их площадью проектировать многофункциональные комплексы, объединяющие магазины, рестораны, административные помещения различных фирм, а также автостоянки большой вместимости и гаражи.

2.4.7 Здания наземно-подземных общественных центров целесообразно проектировать с несколькими подземными уровнями. Нижний подземный уровень могут занимать трассы и станции метрополитена, отдельные участки железных дорог и скоростных автомагистралей. Верхний уровень может представлять собой систему взаимосвязанных входов в метро, входов в вокзалы и пешеходных переходов, непосредственно связанных со зданиями и сооружениями наземной застройки, а также подземными автостоянками и гаражами.

2.4.8 В современных общественно-транспортных подземных комплексах целесообразно использовать принцип взаимосвязанного и многоярусного размещения объектов на участках ограниченных размеров. Плоские кровли таких комплексов можно использовать для создания фрагментов зеленой наземной зоны.

2.4.9 В многоуровневых подземных общественных комплексах целесообразно создание заглубленных «открытых дворов», на которые могут быть ориентированы витрины, входы в магазины и рестораны, а также входы в многочисленные служебные помещения.

2.4.10 В сложившихся районах крупных городов как при новом высотном строительстве, так и при реконструкции практически всегда целесообразны многоуровневые подземные коммунальные службы, размещаемые в контуре здания, а при необходимости и под дворовыми участками.

2.4.11 При строительстве многоуровневых подземных комплексов в условиях сложившейся плотной застройки, исторический облик района строительства, как правило, должен быть сохранен.

2.5 Подземные сооружения улично-дорожной и транспортной сети

2.5.1 Подземное строительство сооружений улично-дорожной и транспортной сети позволяет организовать скоростное движение автотранспорта и одновременно повысить безопасность движения пешеходов. Отсутствие задержек автомобильного транспорта перед светофорами и в «пробках» снижает затраты времени на передвижение по городу, способствует снижению уровней транспортных шумов, а также уровней загрязненности воздушного бассейна выхлопными газами автомобилей.

2.5.2 Основным средством организации скоростного движения наземного транспорта является устройство транспортных и пешеходных тоннелей мелкого заложения, а также автотранспортных тоннелей глубокого заложения.

2.5.3 Общие принципы проектирования автотранспортных тоннелей в городах сводятся к следующему:

- выбору автомобильных трасс, на которых целесообразно устройство тоннелей;

- обеспечению полного разделения в тоннелях встречного движения;

- исключению слияния в тоннелях второстепенных потоков с главными потоками транспорта.

2.5.4 Строительство автотранспортных тоннелей целесообразно на отдельных участках наиболее загруженных магистральных улиц и дорог, как средство повышения их пропускной способности.

2.5.5 Для обеспечения сохранности исторической застройки города строительство автотранспортного тоннеля часто оказывается единственно возможным решением.

2.5.6 В городских условиях могут быть использованы автотранспортные тоннели для двухстороннего и одностороннего движения. Тоннели второго типа позволяют «развести» встречные потоки транспорта, а также целесообразны при необходимости обхода фундаментов капитальных сооружений и монументов или при необходимости устройства съездов между тоннелями.

2.5.7 Различные типы транспортных тоннелей могут быть составными элементами развитых в плане многоярусных транспортных пересечений и узлов. При этом использование двухъярусных и многоярусных транспортных тоннелей, на каждом уровне которых движение является односторонним, повышает безопасность движения.

Городские тоннели специальных типов могут быть использованы для преодоления водных преград.

2.5.8 Автотранспортные тоннели могут входить в состав более сложных комплексов, включающих станции метро мелкого заложения, железнодорожные пути и другие транспортные сооружения.

2.5.9 Во многих случаях рациональными оказываются решения, в которых автотранспортные тоннели и эстакады, связанные между собой системами съездов, являются элементами единого дорожно-транспортного комплекса.

2.5.10 Для повышения скорости движения по городу автотранспортные тоннели и другие дорожно-транспортные сооружения должны представлять собой единую целостную систему. При этом автотранспортные тоннели глубокого заложения при высокой, по сравнению с метро, стоимости их строительства и относительно небольшой, по сравнению с ним, пропускной способности в массовом порядке строиться не могут.

2.5.11 Для организации непрерывного транспортного движения и повышения безопасности движения пешеходов необходимо создание систем подземных переходов.

2.5.12 Общая протяженность отдельных подземных переходов определяется шириной проезжих частей улиц и дорог, а также условиями размещения лестниц, пандусов и других элементов этих сооружений. Для сокращения строительной длины переходов их обычно трассируют перпендикулярно продольной оси пересекаемой улицы или проезда. В отдельных случаях может возникать необходимость трассирования подземных переходов под острым углом к оси улицы или в устройстве переходов сложных конфигураций.

2.5.13 В зависимости от пространственно-планировочной организации подземные пешеходные переходы могут быть решены с использованием следующих схем:

- линейные («коридорные»), однопролетные и многопролетные;

- развитые в плане Т-, У-, Н-, Х- и О-образные;

- «зальные», в том числе многопролетные;

- комбинированных типов.

2.5.14 Тоннельные пешеходные переходы, как правило, должны совмещаться с остановочными пунктами общественного уличного транспорта, среднее расстояние между остановками которого в городских условиях не должно превышать 300-400 м (в отдельных случаях-500 м).

Подземные переходы рекомендуется также совмещать с системой автостоянок и гаражей большой вместимости, а также с другими объектами массового тяготения.

2.5.15 В зонах железнодорожных вокзалов рационально совмещение пешеходных тоннелей с подземными подходными коридорами железнодорожных вокзалов и подземными вестибюлями станций метро, которые часто располагаются примерно в одних и тех же узловых пунктах города и приблизительно на одних и тех же отметках. Развитые в плане подземные переходы могут включать в себя различные объекты сферы обслуживания (киоски и магазины штучных товаров, театральные кассы, справочные бюро, блоки телефонов-автоматов и др.).

2.5.16 Для городских железнодорожных станций часто вместо надземных пешеходных мостов целесообразны подземные переходы, обеспечивающие меньшую высоту вынужденных подъемов и спусков.

2.5.17 По мере роста и развития городов, может оказаться целесообразным переход от строительства систем отдельных пешеходных тоннелей к созданию взаимосвязанных пешеходных улиц и зон, т.е. целых подземных пешеходных пространств.

2.6 Автомобильные стоянки и гаражи

2.6.1 Размещение мест хранения личных легковых автомобилей необходимо обеспечивать в зоне их пешеходной доступности (по существующим нормативам, в пределах до 500 м).

2.6.2 В зонах высотной застройки должны строиться подземные гаражи, непосредственно связанные подземными переходами и лифтами с жилыми зданиями и общественными центрами. При этом организация хранения автомобилей должна быть тесно связана с характером и этажностью застройки.

2.6.3 Для районов новой комплексной жилой застройки перспективны встроенные гаражи, размещаемые в цокольных и подземных этажах многоэтажных домов (особенно в зданиях, поднятых на колоннах), а также полуподземные и подземные гаражи под дворовыми участками, площадями, скверами и бульварами. Этажность таких сооружений может колебаться в широких пределах, а вместимость-от нескольких сотен до нескольких тысяч автомобилей.

2.6.4 В условиях новой малоэтажной жилой застройки гаражи, в том числе подземные, должны быть предусмотрены только в общественных центрах. Постоянное же хранение основной массы автомобилей в этих условиях должно быть обеспечено системой открытых автостоянок, максимально приближенных к домам владельцев автомобилей.

2.6.5 Подземные многоуровневые гаражи и стоянки, несмотря на более высокую стоимость их строительства, по сравнению с наземными многоэтажными гаражами, имеют ряд преимуществ, главным из которых является возможность их устройства в тех местах, где вообще недопустимо какое-либо наземное строительство (например, в районах площадей, бульваров, улиц, скверов и др.).

2.6.6 Многоярусные подземные гаражи-стоянки, сооружаемые под улицами и имеющие по торцам две шахты со спиральными рампами для въезда и выезда автомобилей, могут иметь малую ширину, ограниченную шириной проезжей части улицы, под которой они сооружены.

2.6.7 При анализе различных вариантов организации постоянного и временного подземного хранения легковых автомобилей в переуплотненных городских и районных центрах должны выполняться:

- определение (на основе расчетного уровня автомобилизации) необходимых размеров соответствующих участков;

- выбор способа организации хранения автомобилей: в одном или нескольких уровнях, в виде отдельно расположенных или встроенных (пристроенных) сооружений;

- контроль удаленности мест хранения с использованием критериев «не ближе», чем это допустимо по санитарным нормам, и «не дальше» от гаража до обслуживаемого им здания или дома владельца автомобиля, чем это также определено нормами (для гаражей второй показатель не должен превышать 500 м, а для автостоянок временного хранения 150-200 м).

3. Особенности инженерно-геологических и геоэкологических изысканий для подземных сооружений

3.1 Инженерно-геологические изыскания

3.1.1 Инженерно-геологические изыскания для проектирования и строительства подземных сооружений должны обеспечить комплексное изучение инженерно-геологических условий площадки строительства, а также получение данных для разработки в случае необходимости защитных мероприятий, обеспечивающих сохранность окружающей застройки.

3.1.2 Инженерно-геологические изыскания должны выполняться в соответствии с требованиями СНиП 11-02-96 и СП 11-105-97 (ч. I-IV) и учетом положений настоящего раздела.

При назначении состава и объема инженерно-геологических изысканий необходимо учитывать уровень ответственности сооружений и сложность инженерно-геологических условий.

3.1.3 Для подземных сооружений I уровня ответственности, а в сложных инженерно-геологических условиях, как правило, и II уровня ответственности для составления технического задания и программы изысканий рекомендуется привлекать специализированные организации по геотехнике. Программу изысканий необходимо подвергать геотехнической экспертизе.

3.1.4 В состав инженерно-геологических изысканий должны входить:

- сбор, изучение и обобщение архивных материалов изысканий;

- исследование геологического строения площадки;

- выявление гидрогеологического режима, химического состава подземных вод и фильтрационных характеристик грунтов;

- полевые исследования физико-механических свойств грунтов;

- лабораторные исследования физико-механических свойств грунтов;

- геофизические исследования;

- исследование опасных геологических и инженерно-геологических процессов и оценка степени инженерно-геологического риска социальных и экономических потерь, обусловленных их развитием;

- обследование грунтов оснований существующих зданий и сооружений;

- составление прогноза изменений инженерно-геологических и гидрогеологических условий в связи со строительством;

- камеральная обработка материалов и составление технического отчета (заключения) по результатам изысканий.

В необходимых случаях в соответствии с техзаданием и программой изысканий могут выполняться опытные работы, стационарные наблюдения, а также мониторинг отдельных компонентов геологической среды (см. разд. 8).

3.1.5 При инженерно-геологических изысканиях для проектирования подземных сооружений в зависимости от их назначения, уровня ответственности, конструктивных особенностей и глубины расположения необходимо выявлять и изучать:

- тектонические структуры, разрывные и складчатые нарушения;

- древние эрозионные долины;

- глубину залегания скальных грунтов;

- наличие в толще дисперсных грунтов прослоев трещиноватых скальных грунтов;

- ожидаемые водопритоки в котлованы и подземные выработки, величины напора в горизонтах подземных вод, наличие и толщину водоупоров и их устойчивость против прорыва напорных вод;

- наличие и распространение специфических грунтов и грунтов, склонных к проявлению плывунных, тиксотропных и суффозионных свойств и виброползучести;

- наличие и местоположение других подземных сооружений: линий метро, тоннелей, инженерных коммуникаций, а также старых подвалов, колодцев, подземных выработок, буровых скважин и пр.;

- динамические воздействия от существующих сооружений.

3.1.6 Для эффективного решения задач подземного строительства необходимо инженерно-геологическое, геотехническое, а также экологическое районирование городских территорий.

Необходимо создание и ведение единой геоинформационной системы геологической среды городов в пределах фактических глубин зон взаимодействия ее с подземными и наземными сооружениями, а также составление соответствующего комплекта карт инженерно-геологического, геоэкологического и геотехнического районирования территории городов с учетом зон различной техногенной нагрузки, вида, плотности и давности застройки, зон актуального и потенциального геологического, геотехнического и геоэкологического рисков.

3.1.7 При проведении горных работ для строительства локальных подземных сооружений в котлованах с использованием постоянных ограждающих конструкций («стена в грунте», шпунт, сваи разного вида и пр.) дополнительные скважины должны быть размещены по контуру сооружения с шагом не более 20 м.

Инженерно-геологическое строение площадки должно быть изучено на глубину не менее 1,5H_c + 5 м, где H_c - глубина заложения подошвы ограждающей конструкции, но не менее 10 м от подошвы ограждающей конструкции. На указанную глубину должно быть пройдено не менее 30% скважин, но не менее трех скважин.

3.1.8 При проектировании локальных подземных сооружений в котлованах без применения ограждающих конструкций глубина скважин должна быть не менее 1,5H_к + 5 м, где H_к - глубина котлована от планировочной отметки.

3.1.9 При строительстве подземного сооружения на свайных фундаментах или комбинированном свайно-плитном фундаменте глубина инженерно-геологических выработок должна быть не менее чем на 5 м больше проектируемой глубины заложения нижних концов свай при рядовом их расположении и нагрузках на куст свай до 3 МН и на 10 м больше-при нагрузках на куст более 3 МН и свайных полях размером до 1010 м. При свайных полях размером более 1010 м и применении комбинированных свайно-плитных фундаментов глубина выработок должна превышать предполагаемое заглубление свай не менее чем на ширину свайного поля или плиты, но не менее чем на 15 м.

3.1.10 При строительстве зданий повышенной этажности и высотных с подземной частью на плитном фундаменте при нагрузках р на плиту от 400 до 600 кПа глубина бурения ниже глубины ее заложения должна составлять не менее:

- при ширине плиты В = 10 м - (1,3-1,6)В для квадратной плиты и (1,6-1,8)В - для прямоугольной с соотношением сторон з = 2;

- при ширине плиты В = 20 м - (1,0-1,2)В для квадратной плиты и (1,2-1,4)В - для прямоугольной с соотношением сторон з = 2;

- при ширине плиты В = 30 м - (0,9-1,05)В для квадратной плиты и (1,0-1,25)В - для прямоугольной с соотношением сторон з = 2.

Для промежуточных значений В, р и з глубина бурения назначается по интерполяции.

3.1.11 При наличии ниже указанных в пп. 3.1.9 и 3.1.10 глубин слоев специфических грунтов (рыхлых песков, слабых глинистых, органо-минеральных и органических грунтов и др.) глубина выработок определяется с учетом необходимости их проходки и установления глубины залегания подстилающих грунтов и определения их характеристик.

3.1.12 Размещение инженерно-геологических выработок по трассе линейных подземных сооружений должно быть неравномерным и отвечать задаче выявления особенностей подземной геологической среды. Они сгущаются на участках сочленения различных форм рельефа, сложного геологического строения, развития геологических процессов.

3.1.13 Для проектирования и строительства подземных переходов, сооружаемых открытым способом, рекомендуется располагать скважины на расстоянии до 30 м, а при сложном геологическом разрезе оно должно быть сокращено до 10-15 м.

Глубина проходки скважин должна приниматься в соответствии с рекомендациями пп. 3.1.7-3.1.8.

3.1.14 Для проектирования коллекторов различного назначения расстояние между скважинами по трассе рекомендуется принимать до 50 м, а на участках пересечения трассой различных геоморфологических элементов, в сложных инженерно-геологических условиях, а также при строительстве в условиях существующей застройки сокращать до 20 м.

В сложных инженерно-геологических условиях рекомендуется трассу линейных сооружений дополнять поперечниками. Расстояние между поперечниками и между скважинами на поперечнике должно быть не более 50 м.

Глубина скважин для коллекторов, сооружаемых закрытым способом, должна быть не менее Н₀ + 2D, где Н₀-глубина заложения низа обделки, D-диаметр или поперечный размер обделки.

3.1.15 Для уточнения инженерно-геологического строения, особенно при строительстве линейных подземных сооружений, следует, как правило, предусматривать статическое зондирование грунтов, размещая точки зондирования около буровых скважин и между ними.

3.1.16 Для определения модуля деформации грунтов необходимо предусматривать полевые испытания штампами в количестве не менее трех или прессиометрами в количестве не менее шести для каждого выделенного инженерно-геологического элемента.

...