СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕХНОГЕННОЙ НАГРУЗКИ ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЕКТА ЗАСТРОЙКИ КВАРТАЛОВ 2000, 2001 В Г.БАРНАУЛЕ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 624.131.3.003.13

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕХНОГЕННОЙ НАГРУЗКИ ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЕКТА ЗАСТРОЙКИ КВАРТАЛОВ 2000, 2001 В Г.БАРНАУЛЕ

Б.Ф. Азаров

Статья посвящена вопросу количественной оценки техногенной нагрузки на геологическую среду урбанизированных территорий. На примере застройки двух микрорайонов г. Барнаула выполнен сравнительный анализ изменения техногенной нагрузки на исследуемой территории, заложенной в проекте застройки и при его реализации. Сравнивая результаты расчета количественных показателей воздействия техногенной нагрузки на геологическую среду, полученные для проекта застройки, с аналогичными показателями, рассчитанными уже для застроенной территории, оценивается степень изменения техногенной нагрузки.

Ключевые слова: техногенная нагрузка, геологическая среда, грунтовые условия.

ВВЕДЕНИЕ

Одной из основных задач геоэкологических исследований урбанизированных территорий является оценка инжерерно-геологических условий городов и прогноз их изменения под влиянием антропогенных процессов. В связи с этим целесообразно рассмотреть и дать оценку влияния на геологическую среду различных источников техногенного воздействия. Для выявления закономерности пространственного распространения и характера изменчивости техногенных воздействий исследуемой территории, а также для оценки степени разнонаправленности техногенного воздействия используются количественные показатели - коэффициенты распределения площадной и линейной техногенной нагрузки КРТН и КРЛН [2]. Такая оценка проводилась для кварталов 2000, 2001 г. Барнаула в 2000 г. на основе проектов застройки и планов внутриквартальных наружных сетей [1]. Дополнительно определялись значения суммарного коэффициента техногенной нагрузки в качестве обобщенной величины техногенного воздействия. В 2010 г. был повторен расчет тех же количественных показателей техногенной нагрузки по материалам, характеризующим фактическую реализацию проекта застройки указанных микрорайонов с целью сравнения техногенной нагрузки на геологическую среду урбанизированной территории «проектной» (рассчитанной по проекту планировки и застройки и плану инженерных сетей до реализации проекта застройки) и «фактической» (рассчитанной по рабочей документации на застройку и коммуникации после реализации проекта застройки).

В геоморфологическом отношении территория находится в пределах Приобского плато. Юго-восточная часть описываемого района приурочена к переходной зоне собственно плато к ложбине древнего стока р.Барнаулки. Абсолютные отметки участка изменяются в пределах от 191 до 201 м.общий уклон местности на юго-восток. В геологическом отношении район представлен мощной толщей четвертичных отложений. На основе данных инженерно-геологических изысканий геологическое строение представлено до глубины 6-13 м покровными лессовидными суглинками и супесями верхнечетвертичного возраста. Покровные суглинки распространены в пределах собственно плато, супеси - в переходной зоне плато к долине древнего стока.

По материалам изысканий прошлых лет грунтовые воды до глубины 20 м не встречены. Следует отметить, что в замкнутых понижениях рельефа за счет аккумуляции поверхностных вод имеет место замачивание грунтов до водонасыщенного состояния.

Субаэральные покровные лессовидные суглинки и супеси обладают просадочными свойствами при замачивании от дополнительной внешней нагрузки или собственного веса.

В 1991 г. «АлтайТИСИзом» для исследуемой территории была составлена карта просадочности грунтов . В пределах описываемой территории (кварталы 2000,2001) имеются районы распространения грунтовых условий 1-го и 11-го типа по просадочности. Область 1-го типа по просадочности имеет преимущественное распространение как в суглинках, так и в супесях. Область распро-

странения 11-го типа по просадочности ограниченна. Он развит только в лессовидных с частыми прослойками песков пылеватых супесях переходной зоны на востоке и юго-востоке исследуемой территории.

б

Рисунок 1 - Объемно-планировочное решение застройки кварталов 2000 (а) и 2001 (б)

Территория кварталов 2000,2001 является районом застройки юго-западной части г.Барнаула. Микрорайон 2000 расположен в Индустриальном районе г. Барнаула и ограничен улицами Малахова, Балтийской, Лазурной и Взлетной. Для формирования внутренних пространств микрорайона использованы 7-ми и 10-ти этажные жилые дома, которые в сочетании с 2- 3-х этажными объемами школы, детского сада, объектов куль-

турно-бытового обслуживания увеличивают количество композиционных приемов, позволяющих добиться разнообразия в застройке. В ансамбль застройки микрорайона включены пять четырехэтажных паркингов емкостью 290 машино-мест каждый, совмещенных с комплексами обслуживания населения на первом уровне (торговля, бытовое обслуживание).

Микрорайон 2001 расположен в Индустриальном районе г. Барнаула и ограничен улицами Лазурной, Балтийской, Малахова и проездом Северный Власихинский.

Южный периметр улицы Балтийской решается в комплексе с северным ее периметром - застройкой микрорайона 2000, разрабатываемой одновременно с 2001-м микро-районом.Для формирования внутренних пространств микрорайона использованы 5-ти, 10-ти и 14-ти этажные жилые дома, которые в сочетании с 2- 3-х этажными объемами школы, детского сада, объектов культурно-бытового обслуживания увеличивают количество композиционных приемов, позволяющих добиться разнообразия в застройке. В ансамбль застройки микрорайона включены четыре четырехэтажных паркинга емкостью 290 машино-мест каждый, совмещенных с комплексами обслуживания населения на первом уровне.Для постоянного хранения автомобилей граждан на территории микрорайона, кроме четырех четырехэтажных паркингов предусмотрены подземные гаражи, запроектированные в комплексе с погребами. Общая емкость подземно-наземных гаражей составит 1 510 машино-мест. Количественная оценка техногенной нагрузки для территории микрорайонов 2000 и 2001 была выполнена в работе [2].

В результате были определены коэффициенты суммарной техногенной нагрузки на геологическую среду кварталов 2000 и 2001, которые представлены в таблице 1.

Согласно результатам исследования [1], схемы распределения площадной, линейной и суммарнойтехногенной нагрузки, а также их процентное отношение, показаны на рисунках 2,3,4.

Аналогичный расчет был выполнен по фактически реализованному проекту застройки кварталов 2000, 2001 на 2010 г в пределах тех же единиц площади (квадратов). Результаты расчета и их графическая интерпретация соответственно представлены в таблице 2, а также на рисунках 5-7.

Таблица 1 - Количественные показатели источников техногенного воздействия [2]

№ квадрата Количественный показатель источников техногенного воздействия Название диапазона техноген-ной нагрузки Масштабный ко-эффи-циент, Р Коэффици-ент распределения суммарной техно-ген-ной на-

грузки,

1 2 3 4 5 6

Квартал 2000, 2000 г.

А1 Кртн 0,28000 высокая 16 0,0684

Крлн 0,05300 средняя 1

А2 Кртн 0,33500 высокая 14 0.0784

Крлн 0,06005 средняя 1

А4 Кртн 0,26900 высокая 14 0.0746

Крлн 0,05875 средняя 1

А5 Кртн 0,29600 высокая 11 0.0883

Крлн 0,07635 средняя 1

Б2 Кртн 0,23300 высокая 12 0.0801

Крлн 0,06740 средняя 1

Б3 Кртн 0,32000 Слабая 10 0.0469

Крлн 0,0196 средняя 1

Б5 Кртн 0,23300 высокая 12 0.0795

Крлн 0,06675 средняя 1

В1 Кртн 0,22000 Средняя 10 0.0532

Крлн 0,03650 средняя 1

В5 Кртн 0,34800 Средняя 10 0.0657

Крлн 0,03750 средняя 1

Г3 Кртн 0,21700 средняя 10 0.00389

Крлн 0,02105 слабая 1

Г4 Кртн 0,36400 высокая 16 0.0699

Крлн 0,05155 средняя 1

Г5 Кртн 0,21200 Слабая 10 0.0421

Крлн 0,02515 средняя 1

Квартал 2001, 2000 г

А4 Кртн 0,2032 высокая 1 0,0660

Крлн 0,0269 средняя 1

А5 Кртн 0,2406 высокая 12 0.0819

Крлн 0,0687 средняя 1

Б3 Кртн 0,2979 средняя 10 0.0671

Крлн 0,0440 средняя 1

Б4 Кртн 0,2146 высокая 14 0.0700

Крлн 0,0597 средняя 1

Б5 Кртн 0,2086 высокая 12 0.0899

Крлн 0,0726 средняя 1

В3 Кртн 0,3446 средняя 10 0.0703

Крлн 0,0429 средняя 1

В4 Кртн 0,2318 средняя 10 0.0528

Крлн 0,0349 средняя 1

Г2 Кртн 0,2694 Средняя 10 0.0666

Крлн 0,0463 средняя 1

Г4 Кртн 0,2809 высокая 12 0.0869

Крлн 0,0707 средняя 1

Д2 Кртн 0,2516 Высокая 14 0.0742

Крлн 0,0615 средняя 1

Д3 Кртн 0,2471 высокая 12 0.0858

Крлн 0,0724 средняя 1

Д4 Кртн 0,3244 Слабая 10 0.0496

Крлн 0,0221 средняя 1

0 12 3 4 5 ь

0 1 2 3 4 5 ь

Рисунок 2 - Распределение линейной техногенной нагрузки на 2000 г

0 11 3 4 5 6

0 1 2 3 4 5 6

Рисунок 3 - Распределение площадной техногенной нагрузки на 2000 г

0 1 2 3 4 5 6

: суммарной техногенной

О 1 2 3 4 5 6

Рисунок 4 - Распределение суммарной техногенной нагрузки на 2000 г

Таблица 2 - Расчет коэффициентов суммарной техногенной нагрузки кварталов 2000-2001 на 2010 г

№ квадрата Количественный показатель источников техногенного воздействия Название диапазона техногенной нагрузки Масштабный коэффициент, Р Коэффициент распределения суммарной техногенной нагрузки,

1 2 | 3 4 5 6

Квартал 2000, 2010 г

А1 Кртн 0,0509 Отсутствует 1 0,2929

Крлн 0,535 высокая 1

А2 Кртн 0,15705 отсутствует 1 0,317

Крлн 0,477 высокая 1

А3 Кртн 0,319136 средняя 3 0,4688

Крлн 0,306 высокая 1

А4 Кртн 0,406498 средняя 3 0,527

Крлн 0,297 высокая 1

А5 Кртн 0,2255 Средняя 3 0,474

Крлн 0,406 высокая 1

А6 Кртн 0,6563 средняя 3 0,870

Крлн 0,504 высокая 1

Б1 Кртн 0,182 Отсутствует 1 0,265

Крлн 0,348 высокая 1

Б2 Кртн 0,3111 Средняя 3 0,431

Крлн 0,264 высокая 1

Б3 Кртн 0,2312 Средняя 3 0,4359

Крлн 0,35 Высокая 1

Б4 Кртн 0,2135 Средняя 3 0,541

Крлн 0,45 высокая 1

Б5 Кртн 0,20315 средняя 3 0,633

Крлн 0,64 высокая 1

Б6 Кртн 0,41435 Средняя 3 0,826

Крлн 0,687 высокая 1

В1 Кртн 0,0592 Отсутствует 1 0,167

Крлн 0,276 высокая 1

В2 Кртн 0,296946 Средняя 3 0,737

Крлн 0,686 высокая 1

В3 Кртн 0,0923 отсутствует 1 0,136

Крлн 0,18 высокая 1

В4 Кртн 0,191 Отсутствует 1 0,279

Крлн 0,368 высокая 1

В5 Кртн 0,104 отсутствует 1 0,343

Крлн 0,582 высокая 1

В6 Кртн 0,60665 Средняя 3 0,947

Крлн 0,656 высокая 1

Г1 Кртн 0,0039 отсутствует 1 0,059

Крлн 0,115 высокая 1

Г2 Кртн 0,1991 Средняя 3 0,547

Крлн 0,531 высокая 1

Г3 Кртн 0,19055 средняя 3 0,455

Крлн 0,417 высокая 1

Г4 Кртн 0,1813 отсутствует 1 0,265

Крлн 0,358 высокая 1

Г5 Кртн 0,1406 отсутствует 1 0,233

Крлн 0,352 высокая 1

Г6 Кртн 0,3745 Средняя 3 0,752

Крлн 0,628 высокая 1

1 2 3 4 5 6

Д1 Кртн 0,156

Крлн 0,156 высокая 1

Д2 Кртн 0,06114 отсутствует 1 0,28

Крлн 0,499 высокая 1

Д3 Кртн 0,178743 отсутствует 1 0,394

Крлн 0,609 высокая 1

Д4 Кртн 0,296186 средняя 3 0,583

Крлн 0,481 высокая 1

Д5 Кртн 0,3246 средняя 3 0,613

Крлн 0,492 высокая 1

Д6 Кртн 0,2672 средняя 3 0,5019

Крлн 0,402 высокая 1

Е1 Кртн 0,25 Средняя 3 0,322

Крлн 0,18 высокая 1

Е2 Кртн 0,5436 средняя 3 0,453

Крлн 0,0605 высокая 1

Е3 Кртн 0,13647 отсутствует 2 0,116

Крлн 0,0375 средняя 1

Е4 Кртн 0,30495 средняя 3 0,332

Крлн 0,137 высокая 1

Е5 Кртн 0,1478 отсутствует 1 0,106

Крлн 0,0638 высокая 1

Е6 Кртн 0,469 средняя 1 0,47

Крлн - - -

Квартал 2001, 2010 г

А1 Кртн 0,11575 Высокая 2 0,156

Крлн 0,11925 отсутствует 1

А2 Кртн 0,2196 Средняя 2 0,227

Крлн 0,121 высокая 1

А3 Кртн 0,2861 средняя 2 0,258

Крлн 0,1015 высокая 1

А4 Кртн 0,348 средняя 2 0,352

Крлн 0,17325 высокая 1

А5 Кртн 0,39415 средняя 2 0,421

Крлн 0,238 высокая 1

А6 Кртн 0,293175 средняя 2 0,229

Крлн 0,0505 средняя 1

Б1 Кртн 0,16265 отсутствует 1 0,198

Крлн 0,233 высокая 1

Б2 Кртн 0,1738 отсутствует 1 0,187

Крлн 0,2 высокая 1

Б3 Кртн 0,1626 отсутствует 1 0,145

Крлн 0,1277 высокая 1

Б4 Кртн 0,2266 средняя 2 0,31

Крлн 0,23825 высокая 1

Б5 Кртн 0,4997 средняя 2 0,585

Крлн 0,378 высокая 1

Б6 Кртн 0,340725 Средняя 2 0,261

Крлн 0,0515 высокая 1

В1 Кртн 0,279 средняя 2 0,375

Крлн 0,2837 высокая 1

В2 Кртн 0,12744 отсутствует 1 0,121

Крлн 0,115 высокая 1

В3 Кртн - - - -

Крлн - - -

В4 Кртн 0,219075 средняя 2 0,294

Крлн 0,22175 высокая 1

В5 Кртн 0,3223 Средняя 2 0,413

Крлн 0,297 высокая 1

1 2 3 4 5 6

В6 Кртн 0,5839 средняя 2 0,435

Крлн 0,07 высокая 1

Г1 Кртн 0,1435 отсутствует 1 0,1435

Крлн - - -

Г2 Кртн 0,2233 средняя 2 0,149

Крлн отсутствует 1

Г3 Кртн 0,220625 средняя 2 0,147

Крлн отсутствует 1

Г4 Кртн 0,2424 Средняя 2 0,217

Крлн 0,0825 высокая 1

Г5 Кртн 0,225 средняя 2 0,413

Крлн 0,394 высокая 1

Г6 Кртн 0,3454 средняя 2 0,318

Крлн 0,13125 высокая 1

Д1 Кртн 0,11493 отсутствует 2 0,223

Крлн 0,2195 высокая 1

Д2 Кртн 0,2195 Средняя 2 0,304

Крлн 0,236 высокая 1

Д3 Кртн 0,3302 средняя 2 0,357

Крлн 0,205 высокая 1

Д4 Кртн 0,3356 средняя 2 0,391

Крлн 0,2515 высокая 1

Д5 Кртн 0,3512 средняя 2 0,382

Крлн 0,222 высокая 1

Д6 Кртн 0,3038 Средняя 2 0,370

Крлн 0,251 высокая 1

Согласно рисункам 6-8, для кварталов 2000 и 2001 территория, в пределах которой коэффициент суммарной техногенной нагрузки имеет низкие значения, составляет 39%, средние значения - 51%, высокие значения -10% от общей площади застройки.

Сопоставление границ территории кварталов 2000, 2001, где коэффициенты площадной и линейной техногенной нагрузки превышают средние значения, с картой проса-дочности грунтов (рисунок 9) показывает, что основная застройка квартала 2000 приходится на грунты 1-го типа просадочности, а застройка квартала 2001 - на грунты 11-го типа просадочности. В процентном отношении территория кварталов 2000, 2001 включает:

- 43,4% грунты 1-го типа по просадочности при 1 см < а2д <5 см;

- 10,6% грунты 1-го типа по просадочности при а2д = 0;

- 46,0% грунты 11-го типа по просадочности.

Сравнивая результаты расчета количественных показателей воздействия техногенной нагрузки на геологическую среду, выполненные в 2000г по проекту застройки, с аналогичными показателями, полученными для уже застроенной территории кварталов 2000 и 2001, можно оценить степень изменения техногенной нагрузки (фактической на 2010 г. по сравнению с проектируемой на 2000 г).

Согласно полученным результатам, линейная нагрузка увеличилась с 48% до 85% . При этом увеличилась доля участков с высокой нагрузкой, которая составляет 82%.

Площадная нагрузка в 2000 году имела

только средние значения и занимала 36% общей площади застройки, на 2010 г. ее площадь составила 64%, причем появились участки с ее высоким коэффициентом нагрузки, площадь которых равна 1,5% от общей площади застройки. Выполненная оценка техногенной нагрузки на геологическую среду исследуемой территории показала, что в настоящее время наибольшему влиянию подвержены участки, насыщенные линейными сооружениями. В квартале 2001 это район детского сада, в квартале 2000 - район средней школы. На этих участках суммарная техногенная нагрузка оценивается как слабая, так как на территории этих участков доля площадных объектов невелика. На территории кварталов 2000,2001 по ул. Балтийской на 2010 г. преобладает средняя суммарная техногенная нагрузка, а по ул. Малахова - высокая, преимущественно за счет большого количества линейных сооружений (автодорога, трамвайные пути, подземные коммуникации).

Территория, занятая площадными объектами (жилой и административно-бытовой застройкой), в основном подвержена средней суммарной техногенной нагрузке.

На основании вышеизложенного приходим к выводу о том, что дальнейшее насыщение территории кварталов 2000, 2001 линейными и площадными объектами застройки нецелесообразно, так как техногенная нагрузка на этой территории может достичь пороговых значений, что необходимо учитывать при дальнейшей реализации проекта застройки, а также при эксплуатации зданий и сооружений.

1 £ 3 4 5

¡еинои техногенной

еинои техногенной

еиност техногенной

0 1 2 3 4 5 6

Рисунок 5 - Распределение линейной техногенной нагрузки на 2010 г

О 1 2 3 4 5 6

плоцаднои

□цаднои "

Рисунок 6 - Распределение площадной техногенной нагрузки на 2010 г

0 12 3 4 5 6

Рисунок 7 - Распределение суммарной техногенной нагрузки на 2010 г

П Ри с□дойн и СТ Ь Г Р У н т и в

Рисунок 8 - Карта просадочности грунтов для территории кварталов 2000 и 2001 в г. Барнауле

Анализ застройки кварталов совместно с картой просадочности грунтов (рисунок 8) показал, что средняя суммарная техногенная нагрузка (т.е. совместная нагрузка от зданий и подземных инженерных сетей) приходится, согласно проекту застройки, на значительную часть территории, где имеют распространение слабые, структурно неустойчивые грунты, которые составляют 46% площади застройки. Это, безусловно, отрицательно скажется на нормальной эксплуатации зданий и подземных коммуникаций.

При дальнейшей реализации проекта застройки квартала 2001, в грунтовых условиях II типа, рекомендуются мероприятия по устранению просадочных свойств грун-

тов или прорезка просадочной толщи сваями.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Цоцур Е.С., Коллегова О.Г., Зиангиров Р.С., Груздов А.В. Картирование и анализ техногенных воздействий на территории города // Инженерная геология. - 1992. - №5 - С. 98-103.

2. Азаров Б.Ф., Кузнецова С.М., Клейнос Г.А Количественная оценка техногенной нагрузки объектов коммунального хозяйства на геологическую среду // Вестник АлтГТУ им. И. И. Ползунова - 2000. - №1. - С. 93-100.