Геодезическое обеспечение гражданского строительства: учебное пособие

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ГЕОДЕЗИИ И КАРТОГРАФИИ
В.В. Авакян
ГЕОДЕЗИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ГРАЖДАНСКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
Москва 2008
УДК 528.(075.8)
Автор: Лнакян В.В.
Геодезическое обеспечение гражданского строительства. Учебное посо­
бие. Часть 2.: Изд. МИИГАиК. УГ1П «Репрография», 2008 г., с. 90
Учебное пособие подготовлено в соответствии с программой курса
«Прикладная геодезия», рекомендовано кафедрой прикладной геодезии и ут­
верждено к изданию учёным советом геодезического факультета.
Настоящее пособие предназначено для оказания помощи студентам ба­
калаврам техники и технологии направления «геодезия» дневного и вечернего
отделений геодезического факультета при изучении ими соответствующих раз­
делов прикладной геодезии. Пособие освещает комплекс работ но геодезиче­
скому обеспечению гражданского и частично промышленной) строительства и
является составной частью курса «11рикладиая геодезия».
В связи с тем, что программой обучения бакалавров не предусмотрен
курс технологии строительства, в пособии приводятся некоторые понятия из
облает строительства, кратко даются представления об основных элементах и
конструкциях зданий и сооружений, раскрывается содержание строительной
терминологии.
Организация геодезических paoot на строительной площадке, техноло­
гия геодезических разбивок и другие вопросы, связанные с геодезическим
обеспечением строительного производства показаны применительно к моно­
литному домостроению, как наиболее распространённому виду гражданского
строительства к настоящему времени.
Методы и приемы производства геодезических работ, способы разбивок,
методы построения геодезических сетей, а также расчёты точности выполнены
для современных геодезических приборов.
Учебное пособие может быть полезно студентам, магистрантам, при
изучении ими соответствующих разделов курса прикладной геодезии, а также
работникам строительною производства при осуществлении геодезических ра­
бот.
Рис. ~ 37. табл. - 11, библиография - 17 названий.
1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О СТРОИТЕЛЬСТВЕ.................................................... 6
1.1. Общие сведения о зданиях и сооружениях...................................................6
1.2. Общие сведения о строительных конструкциях..........................................8
1.3. Понятие о железобетонных конструкциях.................................................10
1.4. Основания и фундаменты............................................................................ 12
1.5. Стены, каркасы, опоры.................................................................................14
2. ОРГАНИЗАЦИЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ........ 16
2.1. Инженерно-геодезические работы для строительства.............................. 16
2.2. Состав геодезических работ при разбивке сооружений............................ 18
2.3. Геодезическая служба строительной площадки........................................19
2.4. Проект производства геодезических работ.................................................21
3 .1"ЕОДЕЗИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА ПРОЕКТА.......................................... 24
3.1. Генеральный план и его геодезическая основа......................................... 24
3.2. Методы подготовки проекта....................................................................... 27
4. ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАЗБИВОЧНЫЕ РАБОТЫ.......................................... 29
4 .1. Этапы разбивочных работ...........................................................................29
4.2. Основные элементы разбивочных работ.................................................... 30
4.3. Способы разбивочных работ....................................................................... 33
5. НОРМЫ ТОЧНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТ..... 43
5.1. Геометрическая точность в строительстве................................................ 43
5.2. Допуски разбивочных работ........................................................................ 44
6. РАЗБИВОЧНЫЕ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧБСКИЕ СЕТИ......................49
6.1. Общие принципы построения......................................................................49
6.2. Проектирование и оценка проекта разбивочной сети строительной
площадки.............................................................................................................50
6.3. Внешняя разбивочная сеть здания...............................................................59
6.4. Внутренняя разбивочная сеть здания.......................................................... 63
6.5. Высотная основа строительной площадки................................................. 64
7. РАЗБИВОЧНЬШ РАБОТЫ ПРИ ВОЗВЕДЕНИИ ПОДЗНМНОЙ ЧАСТИ
ЗДАНИЯ..............................................................................................................66
7.1. Земляные работы..........................................................................................66
7.2. Свайные фундаменты, шпунтовые ограждения......................................... 68
7.3. Устройство монолитных железобетонных ростверков..............................70
7.4. Погрешности разбивочных работ нулевого цикла.....................................73
8. ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ ВОЗВЕДЕНИИ НАДЗЕМНОЙ ЧАСГИ
ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ........................................................................................74
8.1. Традиционные способы построения разбивочных осей на монтажном
горизонте..............................................................................................................74
8.2. Перенесение осей и высот на монтажные горизонты.................................77
8.3. Другие способы построения осей на монтажном горизонте....................82
8.4. Установка и выверка конструкций и оборудования...................................86
9. ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СЪЕМКИ....................................................................90
9.1. Контроль геометрических параметров сооружений.................................. 90
9.2. Геодезические исполнительные съемки...................................................... 92
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ...................................................................................97
В последнее время в нашей стране отмечается значительный рост и нара­
щивание объёмов строительства и, прежде всего гражданского. Наряду с широ­
ко распространенной ранее технологией сборного строительства все больше
ннелряются методы монолитного домостроения.
Возрастающий спрос на офисные и жилые площади, высокая плотность
городской застройки, всё возрастающая цена земли н другие причины опреде­
ляют тенденцию столичного строительства к возведению высотных и сверхвысотных зданий, достигающих нескольких сотен метров.
В ряде стран эта не лёгкая задача высотного строительства давио и, как
видно успешно решается. В нашей стране массовое высотное, а также моно­
литное строительство находится в стадии становления, и многое предстоит ре­
шить как проектировщикам и строителям, но также и геодезистам. Это связано
не только с отсутствием реального опыта в строительстве сверхвысотных зда­
ний, но также с устаревшей отечественной техникой и технологией производ­
ства геодезических работ, отсутствием соответствующей нормативной базы,
недостаточным уровнем научных исследований в области геодезического обес­
печения строительства таких уникальных объектов.
И, тем не менее, высотные и сверхвысотные сооружения в нашей стране
строятся по различной технологии. Практики геодезисты успешно осваивают
зарубежную высокоэффективную электронную технику, разрабатывают новые
способы построения и закрепления разбивочных сетей на строительных пло­
щадках и внутри зданий, внедряют новые приСмы производства разбивочных
работ, исполнительных съёмок и нр. Обработка результатов измерений, по­
строений и исполнительных съёмок выполняется современными компьютер­
ными программами, высокопродуктивными графическими редакторами на до­
селе недоступной качественной основе.
В настоящем учебном пособии последовательно отражается технология и
техника производства геодезических работ на строительной площадке с ис­
пользованием современных геодезических приборов Основное внимание в по­
собии уделено методам и приёмам работ, характерных для электронных тахео­
метров. Рассмотрены способы построения разбивочных сетей строительной
площадки и на монтажных горизонгах, организация геодезических работ на
строительных объектах, существующие на сегодняшний день нормы точности
производства геодезических разбивок. Материал, подобранный в пособии но­
сит учебный характер и соответствует программе курса «Прикладная геодезия»
для бакалавров техники и технологии, обучающихся по направлению «геоде­
зия».
1.1. Общие сведения о зданиях и сооружениях
В соответствии с назначением зданий их разделяют на жилые и нежи­
лые. К жилым зданиям можно отнести гостиницы, общежития, пансионаты,
жилые дома. Общественные здания - это зрелищные, лечебные, спортивные,
торговые, административные, учебны е и другие. Все это гражданские зда­
ния. Промышленные или производственные здания - это заводы, фабрики,
электростанции и нр. К транспортным зданиям можно отнести гаражи, анга­
ры, вокзалы, депо. Сельскохозяйственные здания - это теплицы, зверофер­
мы, птицефабрики, зернохранилища и другие. К сооружениям относят пло­
т н ы , мосты, шахты, башни, причалы, аэродромы и т.п. Более подробно во­
просы строительства рассмотрены в [8].
Деление зданий на отдельные группы является в некоторой степени
условным, поскольку ряд зданий может быть одинаково отнесен к любой из
приведенных групп. Все строительные объекты но большому счету' можно
назвать сооружениями.
Все здания и сооружения состоя г из отдельных конструктивных эле­
ментов (частей), которые можно разделить на следующие виды: несущие;
ограждающие; несущие и ограждающие.
Несущие конструкции служат для восприятия нагрузок, возникающих
в зданиях и сооружениях о г масс оборудования, снега и других, выше распо­
ложенных конструкций. К ним относятся фундаменты, стены, опоры, покры­
тия и перекрытия. Несущие конструкции в совокупности образуют про­
странственную систему, называемую остовом сооружения или каркасом.
Ограждающие конструкции служат для разделения помещении, а
также для их зашиты от атмосферных воздействий. К ним относят наружные
и внутренние стены, перекрытия, полы, перегородки, заполнения оконных и
дверных проемов.
Несущие и ограждающие конструкции совмещают функции как не­
сущих, так и ограждающих конструктивных элементов. Таковыми, напри­
мер, бывают внешние или внутренние стены некоторых конструкций зданий.
На рис. 1.1 приведен фрагмент конструкции одноэтажного промыш­
ленного здания, основные элементы которого это колопна 8, балка или ри­
гель 7, ферма 9, плита покрытия 10 и др.
На рис. 1.2 приведен фрагмент жилого фажданского здания. Здесь мож­
но выделить такие конструктивные элементы как фундамент У, стены 2 и J,
межэтажное перекрытие 4, кровля 8, переюродка 11, дверной нроем 12 и др.
Каждое сооружение характеризуется гак называемыми обьемно-илаировочными параметрами, основные из которых шаг, пролет и высота этажа.
Пролетом сооружения в плане называют расстояние между разбивочными осями нссущих стен или опор в направлении основных несущих кон­
струкций перекрытия или покрытия.
Рис. L 1. Одноэтажное промышленное здание с железобетонным
каркасом
I ~ фундаменты под колоннами; 2 - колонны наружного ряда; 3 - колонны внутреннего
ряда; 4 —подкладка; 5 - фундаментная балка; гидроизоляция; 7 —подкрановая бачка; 8 колонна с консолью; 9 —ферма; 1 0 - покрытие; 11 —колонна торцевой стены; 12—
самонесущая стена
8
Рис. L 2. Части и основные конструктивные элементы здания
1 - фундаменты; 2 —наружная стена; 3 - тутренняя стена; 4 - А<е>ет^#/паж1*017
перекрытие; 5 - око/мьш лро&м. 6 - чс/тддошде перекрытие: 7 —с/иро/шямдо //ога 5 кровля; 9 - стойка и подкос; 10 - слуховое окна; 11- перегородка; 12 - дверной проем; 13 цокольное перекрытие; 14 - пол подвига.
Шагом называют расстояние между разбивочными осями степ и опор­
ных конструкций. Шаг может бьггь продольным и поперечным.
Высотой этажа называют расстояние от уровня пола данного этажа до
уровня иола вышележащего этажа.
В зависимости от количества этажей здания делятся на одноэтажные,
многоэтажные, повышенной этажное га и высотные, а также небоскребы.
По температурному режиму здания можно разделить на отапливаемые
и неотапливаемые, а по материалам основных конструкций на каменные
(кириичные). металлические, деревянные, железобетонные и смешенного
типа.
Здания или сооружения большой протяженности разделяют нв отдель­
ные отсеки деформационными (осадочными, температурным и) швами, ис­
ключающими повреждения конструкций этих сооружений от внутренних
температурных напряжений, от неравномерных осадок фундаментов и дру­
гих неблагоприятных факторов. Количество швов и их размещение зависит
от конструктивного решения здания или сооружения, от состояния грунтов в
районе строительства и других причин.
1.2. Общие сведении о строительных конструкциях
Строительные конструкции должны быть прочными, долговечными,
иметь достаточную огнестойкость, хороший внешний вид и низкую стои­
мость.
При проектировании несущих конструкций учитывают нагрузки в их
критическом значении и в невыгодных сочетаниях, а при проектировании
ограждающих конструкций учи|ывают климатические характеристики рай­
она строительства, температуру и влажность в помещениях.
Ограждающие конструкции должны обеспечивать необходимую теп­
ло,- паро,- гндро- и звукоизоляцию помещений, а при наличии оконных про­
емов - достаточную освещенность. Подземные конструкции должны быть
стойкими к воздействию агрессивных грунтовых вод.
При выборе конструкций зданий учитывают удобство их эксплуатации,
надежность при сейсмических воздействиях, возможность производства ре­
монтных работ и др.
Одним из основных требований, предъявляемых к строительным кон­
струкциям, является их экономичность. Экономичность конструкции опре­
деляется стоимостью и расходом материала на ее изготовление, стоимостью
самого изготовления конструкции и ее транспортировки, а также стоимо­
стью монтажа и эксплуатационных расходов. Тем не менее, требования
прочности, долговечности, жесткости и устойчивости являются приоритст-
ными. Кроме того, строительные конструкции должны бьггь индустриаль­
ными и технологичными (простыми) в изготовлении, удобными при монта­
же и транспортировке автомобильным или железнодорожным транспортом.
Наиболее долговечны бетонные и каменные конструкции. Высокой
долговечностью обладают также железобетонные и стальные конструкции
при их защите от коррозии. Деревянные конструкции, защищенные от атмо­
сферных воздействий, и в условиях сухого климата могут эксплуатироваться
свыше ста лет.
Металлические конструкции в условиях агрессивных и влажных сред
быстро подвергаются коррозии. Деревянные конструкции в аналогичных ус­
ловиях подвергаются гниению и разрушению грибками. Железобетонные и
каменные конструкции стойки к атмосферному и химическому воздействию,
но не во всех случаях. Наиболее высокой огнестойкостью обладают камен­
ные и бетонные конструкции; железобетонные по сравнению с ними мепсе
огнестойки.
При выборе конструктивного решения особое внимание уделяется при­
менению индустриальных типовых изделий массового производства. Под
типизацией подразумевают такое техническое направление в проектирова­
нии и строительстве, которое позволяет мнопмфатно осуществлять строи­
тельство зданий и сооружений, изготовлять конструкции на основе специ­
ально разработанных проектов с применением унифицированных, т.е. одно­
типных объемно-планировочных и конструктивных решений. Применяя
принцип унификации в строительстве, можпо возводить здания и сооруже­
ния различного назначения из одних и тех же конструкций.
Основные положения, которые необходимо соблюдать при проектиро­
вании и строительстве, определяются государственными стандартами
(ТОСТ) и строительными нормами и правилами (СНиП).
ГОСТами определены стандарты на техническую документацию (чер­
тежи. кормы расчета), строительные материалы (например, на кирпич, бетон,
стекло), конструкции и изделия (балки, колонны, оконные блоки, двери), ме­
тоды их испытаний, контроля качества и др.
В СНиП содержатся основные положения по проектированию и строи­
тельству городов и населенных пунктов, всех видов здапий и сооружений,
выбору и проектированию конструкций и инженерного оборудования, опре­
делению сметной стоимости строительства.
При проектировании и строительстве конструкций кроме отмеченных
нормативных актов используются также своды 1гравил (СП) технические ус­
ловия (ТУ), ведомственные строительные нормы (ВСН), инструкции п дру­
гие нормативные документы.
13. Понятие о железобетонных конструкциях
Бетон - один из основных строительных материалов. Его широко при­
меняют дяя изготовления как сборных бетонных и железобетонных конст­
рукций, так н для возведения монолитных сооружений различного назначе­
ния. Бетоном называют нскуссгвсшшй материал, получаемый в результате
затвердения смеси, состоящей, в основном, из трех компонентов: чистой во­
ды, вяжущего материала и заполнителей.
В качестве вяжущих веществ применяют цементы и гипсы, а в качесгве
заполнителей для приготовления бстошюй смеси применяют песок, гравий,
щебень. Вяжущие вещества и вода являются активными составляющими бе­
тона, так как между ними происходит реакция, благодаря которой образуется
цементный камень и происходит сцепление его с заполнителями. Заполните­
ли в большинстве случаев не вступают в химические соединения с цементом
и водой, поэтому их обычно называют инертными материалами.
В зависимости от физико-механических свойств бетоны бывают кислото­
стойкие. морозостойкие, жаростойкие, пористые и другие. Классификация бе­
тонов приведена в СНиП 11-21-75 «Бетонные и железобетонные конструкции».
Бетоны классифицируют по следующим признакам: по структуре - это плот­
ные, ячеистые, крупнопористые бетоны; по плотности - особо тяжелые, тяже­
лые, облегченные, легкие и особо легкие бетоны; по виду вяжущего материала
- цементные, силикатные, гипсовые, специальные; по виду заполнителя - мас­
сивные, пористые; по условиям твердения, характеру твердения и др.
Прочность бетона с течением времени возрастает, поэтому чтобы ис­
ключить влияние фактора времени, бетон испытывают на прочность в
28-дневном возрасте. Прочность бетона характеризуется его маркой и опреде­
ляется пределом прочности на сжатие образцов в виде кубиков с размером
ребра 15*15*15 см, выдержанных в течение 28 суток в нормальных условиях.
т.е. при температуре 20±2°С и относительной влажности 90-100 %. Марка бе­
тона обозначается буквой М и записывается как М 50, что означает предел
прочности на сжатие 50 кгс/см2, или М 600 - соответственно 600 кгс/см2.
Прочность бетона на растяжение в 10-15 раз меньше его прочности на ежа гае.
На прочность бетона оказывают влияние такие факторы как активность
цемента, водоцементное отношение, состав бетона (т.е. соотношение между
количеством цемента и количеством заполнителя), качество заполнителей,
способ приготовление бетонной смеси, ее укладки и уплотнения, возраст бе­
тона и др.
Железобетон представляет собой искусственный материал, в котором
целесообразно используются свойсгва бетона, хорошо сопротивляющегося
сжимающим усилиям, и стальной арматуры, хорошо работающей на растя-
жсиис. Железобетонные конструкции по технологическому признаку их
строите;гьства в составе здания подразделяют на сборные и монолитные, а
также сборно-монолитные.
Для изготовления железобетонного изделия предварительно из щитов и
других приспособлений готовится форма будущей конструкции (опалубка) в
которую помещают арматуру (металлические стержни). Заполнив форму бстонпой смесью, выжидают некоторое время, пока бетон не наберет достаточ­
ную прочность. Разобрав форму (опалубку) получают готовую конструкцию.
Преимущества железобетона это значительная механическая прочность
статическим и динамическим нагрузкам; долговечность (прочность бетона
со временем может только медленно возрастать); огнестойкость и хорошая
сопротивляемость атмосферным и химическим воздействиям и другое. К не­
достаткам железобетона следует отпести значительную массу конструкций
по сравнению с таковыми из других строительных материалов; повышенную тепло- и звукопроводность; сложность производства конструкций из
железобетона в зонах отрицательных температур; опасность образования
трещин.
При монолитном домостроении конструкции будущего сооружения
последовательно отливаются на месте в единое целое. При сборном домо­
строении конструкции здания изготавливаются в заводских условиях, дос­
тавляются на место возведения сооружения, где оно и собирается.
Монолитные конструкции применяют в сооружениях, трудно поддаю­
щихся членетио, или в объектах, которые могут быть возведены без под­
мостей в скользящей или переставной опалубке (например, высотные и
свсрхвысотнме здания, градирни, водонапорные башни, дымовые трубы и
др.). Монолитное домостроение предпочтительно также в зонах повышенной
сейсмоакчявности. Монолитные конструкции, как правило, используют при
устройстве резервуаров, плавательных бассейнов, фундаментов высотных
зданий и под тяжелое оборудование. Монолитное строительство позволяет
создавать многообразные неординарные конструктивные и архитектурные
формы.
Сборные конструкции позволяют максимально механизировать строи­
тельный процесс, переводя его на индустриальные рельсы, сократить сроки
строительства и снизить трудовые затраты на строительной площадке. Осо­
бенно эффективен сборный железобетон при членении сооружения на не­
большое количество различных типов повторяющихся элементов. При изго­
товлении сборных конструкций в заводских условиях можно широко приме­
нять наиболее прогрессивную технологию приготовления, укладки и обра­
ботки бетонной смеси. Сооружения из сборных конструкций уступают мо­
нолитным по прочности, особешю в зонах сейсмической активности.
Сооружения, возводимые на дневной поверхности, опираются на
грунт, т.е. горную породу, располагающуюся под возводимым сооружением.
Грунты под сооружением называют основанием, воспринимающим давление
от возводимого здания. Основания могут быть естественными и искусствен­
ными. Они должны быть прочными, устойчивыми, морозостойкими и не
должны вспучиваться или проседать. Осадки оснований должны быть рав­
номерными.
Естественным основанием служат грунты, способные в своем при­
родном состоянии выдерживать нагрузку от возводимого здания. К ним от­
носятся скальные, обломочные, песчаные, глинистые, суглинистые, супесча­
ные и лессовые грунты.
Скальные грунты - это каменные породы, обычно ы виде сплошного
массива. К ним относятся известняк, песчаник, гранит и др.
Обломочные грунты в основном состоят из обломков различных
скальных пород - это щебень, гравий. Скальные и обломочные грунты явля­
ются наиболее надежными естественными основаниями, практически не­
сжимаемыми.
Песчаные грунты - частицы обломочного материала, размерами
0,1-3 мм, бывают гравелистые, крупные, мелкие и пылеватые. Песчаные
грунты, как и обломочные не обладают свойством пучения при замерзании и
просадок при оттаивании и могут служить хорошим естественным основани­
ем при возведении различных сооружений.
Глинистые грунты состоят из очень мелких частиц и обладают свойст­
вом впитывать и удерживать воду. Сухая глина может выдерживать значи­
тельные осадки, однако во влажном состоянии глинистые грунты могут, как
вспучиваться, так и проседать.
Суглинистые и супесчаные грунты являются смесью песка глины и
пылеватых частиц в разных пропорциях. Супеси, разжиженные водой, назы­
ваются плывунами и вследствие своей подвижности в качестве оснований
являются мало пригодными.
Лесс по своим свойсгвам относится к группе пылеватых суглинков и
при замачивании водой размокает и сильно уплотняется, образуя просадки.
Поэтому при использовании просадочных грунтов в качестве оснований
принимаются меры, устраняющие возможность их замачивания. Например,
сооружается дренаж.
Искусственные основания устраивают путем укрепления слабых
грунтов различными способами: уплотнением, цементацией, силикатизаци­
ей, битумизацией или термическим способом.
Фундаментом называют подземную часть здания или сооружения,
воспринимающую от них всю нагрузку и передающую ее на основание. По
форме в пиане фундаменты могут быть (рис. 1.3) ленточные, столбчатые,
сплошные и свайные.
Ленточные фундаменты (рис. 1.3. а) выполняют в виде непрерывных
стен, столбчатые - в виде системы отдельно стоящих столбов (рис. 1.3, б),
-
г
•l
-
,->>1
О'''
гг- •
а)
в)
Рис. 1.3. Конструктивные схемы фундаментов
а - ленточный; б - столбчатый; в - сплошной; г - свайный, ростверк; I -железобетонная
фундаментная балка; 2 - железобетонная фундаментная плита
сплошные - в виде сплошной плиты прямоугольного или ребристого сечения
под все здание (рис. 1.3, в). Свайные фундаменты могут объединяться сверху
сплонпюй плитой или балками. Такой фундамент называется ростверком
(рис. 1.3, г). Ленточные и столбчатые фундаменты могут иметь прямоуголь­
ную или ступенчатую форму.
Нижняя нлоскосгь фундамента, опирающаяся на основание, называется
подошвой фундамента, верхняя нлоскосгь-обрезом, ступени - уступами.
По роду материала фундаменты бывают железобетонные, бетонные, бу­
товые, бутобетонные, кирпичные и деревянные (в виде свай). Под ответст­
венными сооружениями устрашают, как правило, железобетонные фунда­
менты. По способу изготовления фундаменты делят на монолитные и сбор­
ные. В тех случаях, когда отдельные части одного и того же здания имеют
различную этажность, нагрузки, сроки возведения или различные основания
(грунты), то возможны неравномерные осадки частей здания и как следствие
- трешины и разрушение здания. Во избежание таких последствий здание
делят на части температурными (осадочными, деформациошгьши) швами по
всему вертикальному разрезу.
Основные схемы конструктивных решений гражданских зданий таковы:
- бескаркаашс, т.е. здания с несущими степами;
- каркасные, т.е. с несущим каркасом:
- из объемных блоков.
Бескаркасные здания представляют собой конструкции, объединяющие
наружные и внутренние стены в единый стеновой остов. Этот остов, являясь
одновременно ограждающей и несущей конструкцией, воспринимает все на­
грузки: ветровые, от покрытий и перекрытий.
В каркасных схемах нагрузки воспринимает система вертикальных и
горизонтальных элементов, связанных между собой в виде этажерки. Верти­
кальными элементами служат колонны, а горизонтальными - балки, прогоны
и ригели перекрытий.
В зданиях с полной каркасной системой колонны устанавливают во
всех точках пересечения осей планировочной схемы (внутри здания и по его
периметру), а стены, которые служат только ограждающими конструкциями,
навешивают на горизонтальные элементы, называемые рандбалками. Если в
каркасном здании промежутки между колоннами каркаса заполняют панеля­
ми, здапие называется каркасно-панельным.
При массовом строительстве жилых домов высотой до 16 этажей во
второй половине прошлого столетня успешно применялась панельная схема
строительства жилых зданий. Крупнопанельные здания собирают из железо­
бетонных стеновых панелей и панелей перекрытия размером на комнату.
Широкое распространение в жилищно-гражданском строительстве по­
лучили так называемые объемно-пространственные блоки. Объемными бло­
ками называют крупные железобетонные коробки, вмещающие отдельные
помещения (кухни, санузлы и др.) и даже квартиры, изготовляемые в заво­
дских условиях. Такие блоки доставляют на строительную площадку и мон­
тируют в готовом виде с настланными полами, остекленными окнами, за­
конченной внутренней и лицевой отделкой, полным санитарно-техническим
и электротехническим оборудованием. Блоки могут быгь несущими и ненесущиыи, сборными и монолитными.
Промышленные здания и сооружения выполняют, как правило, кар­
касными. Каркасы бывают железобетонным и, металлическими и смешанны­
ми. Образец такого каркаса приведен ранее на рис. 1.1. Каркасы могут быть
сборными и монолитными. В бескаркасных сооружениях в качестве несущих
элементов часто проектируют отдельно стоящие опоры из железобетона,
стали или кирпича.
Основными элементами железобетонного каркаса являются фундамен-
ты, фундаментные балки, колонны, подкрановые балки, стропильные балки
и фермы. Дадим описание некоторых конструктивных элементов.
Стена —вертикальная конструкция с плоскими либо криволинейными
поверхностями, предназначенная для отделения помещения от внешнего
пространства или от соседних помещений. Стены могут быть несущими, ог­
раждающими и самонесущими.
Колонной называют самонесущую или несущую вертикальную конст­
рукцию прямоугольного или криволинейного сечения, поддерживающую
балки или плиты.
Рнгспь - это главная балка, опирающаяся на стены, колонны или стой­
ки и соединяющая их в единый каркас. На ригель опираются второстепенные
бачки и плиты перекрытия.
Перекрытие предназначено для разделения здания на этажи и ярусы и
для восприятия нафузки от массы оборудования, материалов, мебели, людей
и т.п. Перекрытие бывает цокольным (в уровне верха фундамента), между­
этажным и чердачным (между верхним этажом и крышей).
Крыиш - это покрытие сооружения, предназначенное для защиты его
от атмосферных воздействий.
Перегородка - это несущая или ограждающая конструкция, разделяю­
щая большие помещения на меньшие в пределах одного этажа.
Фермой называется деревянная, металлическая или железобетонная
жесткая стержневая конструкция, перекрывающая большие пролеты между
двумя стенами или пролетами.
На строительных объектах выполняются различные виды строительно­
монтажных работ: общестроительные (земляные, каменные, штукатурные)
монтажные и специальные (электромонтажные, санитарно-технические и др.).
Строительно-монтажные работы делятся на основные» вспомогатель­
ные и транспортные. К основным относятся процессы, в результате выпол­
нения которых создаются части сооружений: конструкции, стены, фунда­
менты. К вспомогательным относятся нроиессы. не создающие строительной
продукции, но необходимые для выполнения основных процессов. Это креп­
ление бортов траншей или котлованов, устройство подмостей, мойка колес
транспорта и пр. К транспортным относятся процессы по перемещению ма­
териалов и готовьте, деталей и конструкций к строящемуся объекту.
Строительные процессы подразделяются в свою очередь на рабочие
операции. Рабочие операции и строительные процессы могут быть механи­
зированными и немеханизировашшми.
В соответствии с этапами возведения сооружения организация строи­
тельных работ слагается из подготовительных, работ нулевого цикла и
строительно-монтажных работ. К подготовительным работам относятся пла­
нировка строительной площадки, сооружение подъездных путей, устройство
бытовых и складских помещений, цехов; подводка электроэнергии воды и
т.п. К работам нулевого цикла относят разработку котлованов и траншей,
устройство фундаментов, прокладку внутренних подземных коммуникаций,
засыпку выемок и прочее.
2. ОРГАНИЗАЦИЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
2.1. Инженерно-геодезические работы дли строительства
Геодезические работы по объему и значимости занимают важное место
в решении различных народнохозяйственных и научных задач, в том числе в
строительном, горно-разведочном деле и обороне страны.
В строительном деле, при возведении современных сложных сооруже­
ний требуются разносторошгас геодезические данные, которые обеспечива­
ются методами и приемами прикладной геодезии.
Геодезические работы предшествуют строительно-монтажным работам
и сопровождают процесс строительства. Они обеспечивают соогветсгвие
возведенных зданий и сооружений ‘требованиям проекта, строительных норм
и правил в части 1тс>мстрическнх параметров.
Возросшая роль н объем геодезических работ в строительстве обу­
словлены современными тенденциями развития строительного производст­
ва, а именно: значительным увеличением этажности возводимых зданий и
сооружений, увеличением объемов строительно-монтажных работ и воз­
росшей ответственностью геодезии за результаты своей деятельности в свя­
зи с переходом строительно-монтажного производства на технологии моно­
литного домостроения.
Если в сборном (панельном, каркасном и др.) домостроении унифика­
ция конструкций обле1'чала задачу геодезии, поскольку возводились граж­
данские здания нескольких очень схожих серий, то при монолитном строи­
тельстве практически каждый объект возводится по индивидуальному про­
екту. При большом многообразии архитектурных форм и решений, в моно­
литном домостроении используют разнообразные мсжосевые размеры, не­
стандартные сечения конструкций, глубокие котлованы для многоэтажных
подземных сооружений, сложные формы перекрытий и фасадов.
Серьезные изменения претерпели и методы геодезического обеспече­
ния столь сложного в геометрическом отношении домостроения, каким яв­
ляется монолитное строительство. Широкое внедрение электронных тахео­
метров в практику инженерно-геодезических работ коренным образом из­
менили саму технологию разбивок, изменяются столь устоявшиеся принци-
пиальиыс понятия как внешняя разбивочная сеть здания, внутренняя рачбнвочная сеть, детальные разбивочмыс работы на монтажных горизонтах и пр.
Обобщенно, инженерно-геодезические работы по прикладной геодезии
для целей проектирования и строительства сооружений можно разделить на
следуюпше составные части:
- топографо-геодезические изыскания площадок и трасс;
- инженсрно-геодезическос проектирование сооружений;
- геодезические разбивочные работы;
- геодезическая выверка конструкций и технологического оборудова­
ния;
- наблюдения за деформациями сооружений и их оснований.
Топографо-геодезические изыскания - наиболее распространенный
вил работ, который заключается в построении на данной территории плано­
вых и высотных опорных сетей; топографической съемки территории; трас­
сировании линейных сооружений; геодезической привязке геологических
выработок, точек геофизической разведки и др.
Инженерно-гсодезичсскос проектирование состоит в построении то­
пографической основы в виде планов, профилей; геодезической подготовки
проектов для перенесения их на местность; решении задач горизонтальной и
вертикальной планировки и др.
Разбивка сооружений является основным видом геодезических работ
при вынесении проекта на местность. В состав работ по разбивке сооруже­
ний входит построение разбивочной основы строительной площадки, внеш­
ней и внутренней разбивочных сетей зданий, основные и детальные разбивочные работы, исполнительные съемки и ир.
Геодезическая выверка конструкций и технологического оборудо­
вания производится в плане, по высоте и по вертикали и является наиболее
точным видом инженерно-геодезических работ и осуществляется специаль­
но разрабатываемыми методами и приборами.
Наблюдения за деформапнямн зданий и сооружений выполняются
как в процессе строительства, так и по его завершении. Наблюдения вклю­
чают измерения осадок оснований и фундаментов, определение плановых
смещений и кренов и производятся высокоточными геодезическими метода­
ми и приборами.
В прикладной геодезии используются самые современные приборы
(электронные тахеометры, цифровые нивелиры и спутниковые приемники),
методы геодезических измерений и построений, способы математической
обработки результатов измерений, про!раммные продукты CREDO, Auto­
CAD, Pythagoras и др.
2.2. Состав геодезических работ при разбивке сооружений
Геодезические работы в строительстве осуществляются в соответствии
с нормативно-техническом документацией для строительства. Такой доку­
ментацией, как отмечено ранее, являются: своды правил (СП), строителытые
нормы н правила (СНиП), государственные стандарты (ГОСТ), технические
условия (ТУ) и другие инструкции и наставления. В этих документах указы­
ваются методы и способы производства геодезических работ, и их точность
для этапов строительства, видов сооружений и их особенностей.
Состав геодезических работ на строительной площадке определяется
«СНиП 3.01.03-84. Геодезические работы в строительстве» и зависит от ха­
рактера и размеров сооружения, его высоты и конструктивных особенно­
стей. Различна при этом и точность измерений и построении.
При строительстве отдельно стоящего сооружения создаются гак назы­
ваемые внешняя и внутренняя разбивочные сети здания.
Если предприятия и группы зданий занимают значительные площади,
скажем более 100 тыс. м2 или более 1 км2, то для их возведения строятся
специальные разбивочные сети строительной площадки.
Эти разбивочные сети являются геодезической разбивочной основой
строительства. С пунктов этой основы выносятся в натуру основные или
главные оси зданий и сооружений, магистральные и другие линейные со­
оружения, а также производится детальная разбивка здания и монтаж технолошческого оборудования.
В состав геодезических работ в строительстве входит контроль точно­
сти геометрических параметров зданий (сооружений) и производство испол­
нительных съемок с составлением исполнительной геодезической докумен­
тации, без которой сооружение не может быть принято в эксплуатацию. Нор­
мы точности производства того или иного вида работ регламентированы та­
кими стандартами, как ГОСТ 21778-81 и ГОСТ 21779-82.
Геодезические наблюдения за осадками и деформациями оснований, как
возводимых сооружений, так и зданий окружающей застройки также является
составной частью геодезических работ для строительства. Методы и требова­
ния к точности геодезических измерении деформаций сооружений устанавли­
ваются государственным стандартом «ГОСТ 24846-81. Грунты. Методы изме­
рения деформаций основании зданий и сооружений. М., 2001, стр. 26».
Геодезические работы являются неотъемлемой частью технологиче­
ского процесса строительного производства, и они осуществляются по еди­
ному для данной строительной площадки графику, увязанному со сроками
выполнения общестроительных, монтажных и других работ.
Обобщая комплекс геодезических работ на строительной площадке,
можно выделить такие этапы:
- построение разбииочлой основы строительной площадки;
- вынос в натуру и закрепление главных и (или) основных осей со­
оружения;
- геодезические разбивки нулевого цикла - работы но сооружению
подземной части здания (котлована, свайного поля, фундамента,
технического подполья, гаражей и других подземных сооружений и
их перекрытий);
- прокладка трасс подземных коммуникаций в плане и по высоте;
- геодезические работы при возведении надземной частя здания (по­
строение внутренней разбивочной сети здания на исходном горизон­
те, перенос разбивочнмх осей и отметок на вышележащие монтаж­
ные горизонты, построение разбивочнмх осей на мо«гтажных гори­
зонтах, детальная разбивка мест положения конструкций, контроль
установки конструкций);
- нынос в натуру проекта вертикальной планировки (дорог, площадок,
насыпей и выемок и др.).
Практически все перечисленные работы сопровождаются производст­
вом исполнительных сьемок и надлежащим оформлением исполнительной
документации.
2 3 . Геолсзнческая служба строительной площадки
Под геодезической службой строительной площадки понимаются ра­
ботники, занятые геодезическим обеспечением строительно-монтажных ра­
бот на данном объекте. Это могут быть штатные работники строительной
организации, производящей работы, но могут быть и привлеченные специа­
листы других организаций и фирм.
Основной задачей геодезической службы является обеспечение соот­
ветствия геометрических параметров и места размещения возводимых со­
оружений и их конструкций его проектным значениям.
Геодезическое сопровождение или обеспечение строительно­
монтажного производства осуществляется группой или коллективом специа­
листов с геодезическим образованием. Количество специалистов в группе
зависит не только от размеров строительной площадки, количества сооруже­
ний и конструктивной или технологической сложности возводимою объекта,
но и от интенсивности или темпов производства строитсльпо-монтажиых
работ. Минимальное количество геодезистов в группе —это два человека:
специатист и его помощник, образующих звено. Помощник должен быть
обучен правилам выполнения измерений и, безусловно, должен понимать
смысл производимых работ. Что касается специалиста, то его квалификация
должна соответствовать самым современным требованиям в части знаний
приборного парка, методов производства работ и программного обеспече­
ния. Практически на каждой строительной площадке можно увидеть совре­
менные электронные тахеометры, цифровые нивелиры и другие лазерные
приборы, а обработка результатов полевых измерений производится ссгодня
с использованием компьютеров, плоттеров, сканеров и мощного программ­
ного обеспечения.
Расчет численности геодезической |руппы, необходимой для производ­
ства проектируемых работ, выполняется исходя из объемов работ, сложности
строящегося объекта и характера предстоящих геодезических работ. Исходя
из оиыта монолитного домостроения в Московском репюне, можно рекомен­
довать комплектацию численности геодезической группы из расчета два че­
ловека (звено) на 1000 м2 площади сооружения (монтажного горизонта).
Так, для производства угловых измерений, закладки знаков, нивелир­
ных работ следует предусмотреть бригаду (звено) из инжснера-геодезиста и
рабочего-замерщика (помощника). При выполнении линейных измерений,
исполнительных съемок в бригаде может быть два замерщика и инженергеодсзист.
Инженерно-технический персонал, занятый производством геодезиче­
ских работ, обязан применять методы и приемы измерений, установленные
Строительными нормами и правилами, стандартами и техническими усло­
виями, а также пользоваться поверенными, отъюстированными и аттесто­
ванными приборами, обеспечивающими требуемую точность и достовер­
ность измерений.
Геодезическая служба строительного объекта обеспечивается совре­
менными приборами, инструментами, приспособлениями, инвентарем и, при
необходимости, транспортными средствами. Размещается группа в отапли­
ваемом и охраняемом помещении, где производится камеральная обработка
результатов измерений и хранение приборов и документации.
В комплекс работ, выполняемых геодезической службой объекта, неза­
висимо от штатной принадлежности входят:
- приемка от заказчика проектной документации на объект строитель­
ства (генпланов, стройгенпланов, рабочих и разбивочных чертежей),
пунктов опорной геодезической сети, реперов, пунктов строительной
сетки, красных линий и пр.;
- проверка чертежей по цепочкам осевых и конструктивных геометри­
ческих размеров, устранение выявленных неувязок геодезического
характера;
- развитие (сгущенпс) разбивочной основы и восстановление утрачен­
ных пунктов;
- производство детальных разбивочных работ (вынос на местность и
закрепление осей сооружений, трасс коммуникаций, передача и фик­
сация проектных отметок, перенос осей и отметок на высшие мон­
тажные горизонты, плановая и высотная разбивка элементов соору­
жения);
- инструментальный контроль планового и высотного положения
смонтированных конструкций, их исполнительная съемка;
- подготовка геодезической исполнительной документации для предъ­
явления приемочной комиссии при сдаче объекта в эксплуатацию;
- производство работ но вертикальной планировке территории, по оп­
ределению объемов земляных работ, требующих геодезических из­
мерений.
2.4. Проект производства геодезических работ
При строительстве сложных и крупных объектов, а также зданий выше
девяти этажей для строительного объекта разрабатывается специальный до­
кумент, который называется проектом производства геодезических работ
или ГТГ1ГР.
Уровень организации и выполнения геодезических работ в значитель­
ной степени определяется качеством этого проекта, регламентирующего по­
рядок проведения основных и детальных разбивочных работ. 11111 Р является
основным документом, отражающим содержание, объем, методы, точность и
порядок производства геодезических работ, обеспечивающих строительство
при минимальных трудовых и материальных затратах.
Правильная организация производства геодезических работ и выпол­
нение их с заданной точностью в соответствии с требованиями существую­
щих нормативных документов повышает качество строительно-монтажных
работ, снижает трудовые затраты и процент брака из-за геометрических от­
ступлений от проекта.
В проекте производства геодезических работ отражаются сведения, не­
обходимые для производства контрольных измерений в процессе возведения
сооружения, определяется состав геодезических работ, потребность в сред­
ствах измерений (приборах, оборудовании), описываются поверки приборов
и приемы работы с ними.
Основанием для разработки ГТИГР является техническое задание, со­
ставленное фирмой заказчиком по установленной форме. Разрабатывается
ППГР геодезическими организациями (фирмами), имеющими на то соответ­
ствующие лицензии, а финансируется разработка проекта за счет накладных
расходов в строительстве.
Содержание ППГР согласовывается с технической и экономической
сторонами других обязательных проектов для данного объекта: ПОС - про­
екта организации строительства и ПНР - проекта производства работ.
Основными нормативными документами при разработке П11ГР явля­
ются государственные стандарты, строительные нормы и правила, дейст­
вующие инструкции и другой руководящий научно-технический материал
по геодезической и строительной тематике.
ППГР разрабатывается на основе иоследиих достижений науки и тех­
ники ь области геодезического обеспечения строительства и передовых ме­
тодов геодезических работ с учетом правил гигиены труда и производствен­
ной санитарии. Помимо краткости изложения и полноты содержания, ППГР
должен быть паглядно оформлен, иметь сведения и номер лицензии органи­
зации, разработавшей ППГР и согласовать с организациями заказчиков с
соответствующими подписями руководителей организащш и их печатями.
Содержание ППГР должно удовлетворять требованиям передовой тех­
нологии, быть кратким, иметь описание методик геодезического обеспече­
ния по этапам строительства и бьпъ логичным и достоверным.
Проект производства геодезических работ разрабатывается для не­
скольких периодов строительства объекта: подготовительный; возведения
объекта; наблюдения за осадками и деформациями зданий и сооружений.
Для подготовительного периода строительства приводятся: схема рас­
положения и закрепления знаков закрепления основных или коптурных осей
здания, потребность в материальных и людских ресурсах, график производ­
ства геодезических работ.
Для периода возведения объекта приводятся: схема расположения и за­
крепления знаков разбивочной сети стройплощадки, внешней разбивочной
сети здания (сооружения) и внутренней разбивочной сети, типы центров и
знаков. Приводится расчет точности построения этюс сетей и методы их соз­
дания, расчет точности и способы производства детальных разбивочнмх ра­
бот, контрольных измерений, исполнительных съемок.
На период наблюдения за осадками и деформациями зданий и соору­
жений приводятся точность, методы, средства и порядок производства на­
блюдений за перемещениями и деформациями объектов строительства, схе­
мы геодезических сетей, точность и методы ее построения, типы центров и
знаков, график производсгва работ.
Во введении к пояснительной записке приводятся обоснование разра­
ботки ППГР, наименование организации заказчика и разработчика.
В пояснительной Записке ППГР приводятся кратко сведения о взаимо­
отношениях между заказчиком проекта и исполнителем, общие сведения по
объекту строительства, перечень государственных стандартов, строительных
норм и правил, рабочих чертежей и других документов, которые использо­
вались при разработке проекта.
В общих сведениях по объекту строительства приводятся:
- админ исгративная принадлежность района работ;
- краткие сведения по объекту строительства, его особенности и топографо-геодезическая изученность района строительства.
К схеме внешней разбивочной сети строительной площадки, здания
или сооружения прилагаются:
- схема закрепления сети;
- данные о точности и обоснованная методика построения разбивочпых сетей строительной площадки или внешней сети здания;
- конструкции рекомендуемых знаков для закрепления осей сооружения.
В ГИ1ГР на строительство подземной части здания приводятся сле­
дующие данные:
- расчет точности выполнения детальных разбивочных работ;
- методы производства детальных разбивочных работ:
- технологию выноса и закрепления в натуре контура котлована, трасс
инженерных коммуникаций, свайного поля;
- технологию геодезического контроля при производстве земляных и
строительно-монтажных работ;
- технологию производства исполнительных съемок и составление ис­
полнительной документации.
11омимо основных положений, перечисленных выше, на строительство
надземной части здания в ГТПГР приводятся следующие сведения:
- рассчитывается точность построения внутренней разбивочной сети
здания на монтажных горизонтах;
- описываются методы переноса осей и высот на монтажные горизонты;
- описывается методика геодезического контроля и выверок при уста­
новке несущих и ограждающих конструкций и их элементов в про­
е к т о в положение.
Разбивочная сегь сгроительной площадки проектируется таким обра­
зом, чтобы с ес пунктом можно было бы произвести разбивку здания или со­
оружения и построить для них внешнюю разбивочную сеть. К построению
внешней разбивочной сети здания предъявляются требования удобства вы­
полнения разбивочных работ и сохранности знаков на весь период строи­
тельства. Форма внешней разбивочной сети здания зависит от условий за­
крепления знаков и конфигурации здания. Точность построения внешней
разбивочной сети должна обеспечить необходимую и достаточную точность
для производства детальных разбивочных работ. При расчете точности
внешней сем исходят из (ребований обеспечения точности построения ми­
нимального межосевого размера данного сооружения. Конструкция знаков
внешней разбивочной сети здания проектируется с учетом климатических
условий строительной площадки, используя типы тек знаков, которые нашли
в данной зоне широкое применение.
Внутренняя разбивочвая сеть здания строится на исходном мошажном
горизонте в виде базисных фигур. Редуцирование ее пунктов в проектное
положение производится после контрольных промеров, поэтому в ПШ'Р
должна быть дана методика уравнивания и редуцирования построенной сети,
как иа исходном, так и на монтажном горизонтах.
При разработке технологай геодезических выверок и контроля строи­
тельно-монтажных работ особое внимание необходимо уделять внедрению
шаблонов и приспособлений, современной электронной и лазерной техники,
позволяющие повысить производительность н качество геодезических работ.
Для передачи осей на монтажные горизонты подбираются приборы и
методы, удовлетворяющие требованиям точности передачи для даннош со­
оружения и его высоты. Выполнение детальных разбивок следует преду­
смотреть от осповных или главных осей известными способами с точностью,
указанной в нормативных документах для данного вида сооружения. Разбивочные оси закрепляются дюбель гвоздями и окрашиваются трудно смывае­
мыми красками ярких цветов (красным, оранжевым и др.).
В ГГПГР описываются методы производства исполнительных съемок
готовых конструкций и приводятся образцы исполнительной документации
отдельным альбомом.
Технология наблюдений за деформациями в процессе строительства
геодезическими методами (проект опорной сети, тины исходных реперов и
осадочных марок, про1рамма наблюдений, методика геодезических измере­
ний.) разрабатываются в соответствии с «ГОСТ 24846-81. Грунты. Методы
измерения деформаций оснований зданий и сооружений. М., 2001, стр. 26», а
также С11иП 2.02.01-83. Оспонания зданий и сооружений н «Руководство по
наблюдениям за деформациями оснований и фундаментов зданий и соору­
жений», М.: Стройлздат, 1975.
3 .1 ЕОДОИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА ПРОЕКТА
3.1. Генеральный план и его геодезическая основа
Выносу на местность проекта здания или сооружения предшествует
специальная геодезическая подготовка, которая предусматривает его анали­
тический расчет, геодезическую привязку, составление разбивочных черте­
жей, разработку проекта производства геодезических работ (ГШГР).
Для выноса проекта сооружения необходимо на местности иметь рял
пунктов с известными координатами, которые должны быть приведены в той
же системе координат, в которой рассчитаны координаты основных точек
сооружения. Координаты пунктов геодезической основы получают по ре­
зультатам измерений и вычислений, произведенных при ее построении. Ко­
ординаты же точек, принадлежащих сооружению, находят из графических
измерении и аналитических вычислений, что обобщенно называется геоде­
зической подготовкой проекта.
Генеральным планом (генпланом) называется проект размещения на
плане или топографической карте крупного масштаба (1:500, 1:1000, 1:2000)
зданий, сооружений и инженерных сетей, составляющих комплекс жилой за­
стройки или стройплощадку промышленного предприятия. Генплан является
важнейшим проектным документом, па основе которого разрабатывается
проект планировки и застройки объектов строительства, ипженерпых ком­
муникаций. городского транспорта, очередности строительства и т.п.
[ 1а основе генплана составляются разбивочные чертежи для перенесе­
ния проектируемых объектов на местность; подготавливаются геодезические
данные для проведения работ но вертикальной планировке и благоустройст­
ву территории. В зависимости от назначения различают генпланы сводные,
поэлементные, строительные (стройгенпланы) и исполнительные.
При разработке проекта на крупное строительство не представляется
возможным разместить на одном голографическом плане весь комплекс зда­
ний, сооружений и коммуникаций. В этом случае комплекс проектируемых
элементов расчленяют на ряд поэлементных генпланов, например, генплан
наземных сооружений, подземных сооружений и инженерных сетей, дорож­
ной сети, вертикальной планировки и др. Если все элементы проекта разме­
шаются на одном документе, его называю сводным генпланом.
Проект расположения комплекса или отдельных капитальных зданий и
сооружений, а также времешшх сооружений, дорог, инженерных сетей и
помещений, механизмов и вспомогательных цехов на период строительства
называют строийгенпланом.
Геодезической основой при разработке генплана является опорная гео­
дезическая сеть, которая используется для обеспечения инженерно- геодези­
ческих изысканий. Однако при проектировании на генплане объектов строи­
тельства и затем для перенесения проекта в натуру, геодезического обслужи­
вания строительства и производства в дальнейшем исполнительных съемок
требуется более густая геодезическая сеть. Не проектируют на генплане в
развитие существующей и реализуют на местности. Выбор способа построе­
ния геодезической основы зависит от размеров территории и особенностей
местности, вида строительства и требуемой точности построения сети, а
также возможностей геодезической службы.
При разработке генплана застройки объектов жилищного и граждан­
ского строительства в качестве разбивочной геодезической основы проекти­
руют так называемые красные линии застройки. Красными линиями называ­
ют границы, отделяющие территорию застройки квартала от улиц, проездов,
площадей и т.н.
Красную линию проектируют так, чтобы здания вдоль улиц располага­
лись но линии застройки, отступающей от красной линии вглубь территории
на магистральных улицах не менее 6 м, а на жилых - 3 м.
Для перенесения красных линий в натуру необходимо знать координа­
ты точек поворота линии. Координаты некоторых характерных точек крас­
ных линий (X, У) определяют' графически по координатной сетке топографи­
ческого плана. Координаты остальных вычисляют аналитически по геомет­
рическим связям между точками (длинам линий и углам между линиями).
Координаты характерных точек выносимых в натуру зданий и сооружений
также могут определяться как графически, если нет геометрических связей
между сооружением и красной линией, ио и аналитически, если такие связи
существуют. Характерные точки красных линий, равно как точки и линии
будущих сооружений выносят на местность от пунктов городской геодези­
ческой сети.
При разработке генпланов промышленных комплексов, аэропортов и
т.п. геодезическую основу чаще создают в виде так называемой строитель­
ной сетки - системы знаков, образующих ряд прямоугольников или квадра­
тов с длинами сторон 100,200,300 м, стороны которых параллельны основпым осям проездов, зданий или сооружений. Такое построение создавало
определенные преимущества при подготовке разбивочных элементов и вы­
носе точек в патуру простыми способами (прямоугольных координат, створ­
ных засечек и пр.). В настоящее время строительные сетки утратили свою
привлекательность и преимущества в связи с внедрением новой геодезиче­
ской электронной аппаратуры.
Геометрической основой проекта для перенесения его на месгносгь
служат разбивочные оси, относительно которых в рабочих чертежах покача­
но расположение всех элементов и конструкций сооружения. Различают не­
сколько видов разбивочных осей: главные, основные и промежуточные или
монтажные. Главными осями являются оси симметрии зданий и сооружений
(рис. 3.1).
Для линейных сооружений (дорог, плотин, каналов и пр.) главными
осями служат продольные оси этих сооружений. -Основными осями называ­
ются оси, определяющие форму и габариты зданий и сооружений. Промсжу
точные или детальные оси - это оси отдельных конструкций и элементов со­
оружения. Оси на чертежах изображают штриховыми линиями и обозначают
буквами и цифрами, которые размещают в окружностях.
3.2. Методы подготовки проекта
Необходимые величины для перенесения проекта на местность опреде­
ляют в процессе геодезической подготовки данных генплана и составления
на его основе разбивочных чертежей.
Цифровые величины геодезической подготовки гепплана - это коорди­
наты и отметки характерных точек зданий и сооружений, величины углов,
линий и превышений, которые пеобходимо перенести и закрепить на мест­
ности от опорных точек разбивочной осповы.
Подготовка генплана осуществляется графическим, аналитическим и
графоаналитическим методами, и производится путем измерений на генпла­
не и математических расчетов. При подготовке данных генплана крупного
строительства все эти три метода применяются в совокупности и дополняют
друг друга.
Графический способ заключается в том, что координаты выносимых на
местность точек определяются на генплане графически, при помощи цирку­
ля-измерителя и масштабной линейки. Точность этих данных зависит от
масштаба плана и деформации бумаги, на которой составлен план. Чем
крупнее масштаб плана, тем выше точность получаемых с плана линейных
величин. Например, при отсутствии существенной деформации бумаги
ошибка то расстояния D на местности определяется по формуле
то = mdM,
(3.1)
где nt,i —ошибка длины d отрезка линии, взягой графически с плана, кото­
рую можно принять равной графической точное™ масштаба, i .e. 0,2 мм;
М - знаменатель масштаба плана.
Так, для плана масштаба 1:500 измеренный отрезок на плане будет иметь
ошибку в натуре то - 0,2 мм-500 = 0.10 м.
Если учесть, что проектирование производится па копиях топографи­
ческих планов, то реальная точность будет еще ниже. Поэтому графический
метод подготовки, будучи наименее точным, применяют крайне редко, лишь
для разбивок, не требующих взаимной увязки разбиваемых точек.
Аналитический способ заключается в вычислении координат проект­
ных точек, решением прямых геодезических задач. Для решения нрямььх
геодезических задач необходимые данные (длины линий и дирекционные
углы) находят или берут из геометрических связей между осями, элементами
и конструкциями здании и сооружений, используют аналитические связи
межлу исходными пунктами и разбиваемыми. Дирекционные углы и длины
линий могут быть найдены из решения обратных геодезических задач, а рачбивочные утлы как разность дирскционных углов направлений.
На рис. 3.2. показаны пункты геодезической основы Г и N с известны­
ми координатами (АТ, УТ) и (XN, YiV). Координаты характерных точек здания
А, В, С, и т.д. находят по геометрическим связям между этими точками и их
А
расположению по отношению к пунктам основы. Расстояние между любыми
точками с координатами находится из решения обратной геодезической за­
дачи. Тут же находят дирскционный угол направления.
Так, для стороны ТА имеем
5А= ^ ( Х А- Х т)г НУА-Гг)г;
(3.2)
о _ X л ~ *Т _ Ул Ут.
~ cos a,,
— • sma^
*
(3.3)
(3.4)
Найдя arctgr, и, руководствуясь знаками числителя и знамена геля фор­
мулы (3.4), находят четверть, в которой расположен румб гл и, наконец, вы­
числяют дирскционный угол а А.
Легко видеть, что но разности дирекнионных углов, каких-либо двух
направлений, исходящих из одной точки, можно найти горизонтальный угол
между ними. Например P = a v - а , (см. рис. 3.2).
Графоаналитический способ представляет собой сочетание аналитиче­
ского и графического способов.
Результаты геодезической подготовки отображают на разбивочных чер­
тежах. Разбивочный чертеж - графический документ, по которому на мест­
ности производят разбивочиые работы. Чертеж выполняют в крупном мас­
штабе (1:500 - 1:5000), но также и без масштаба. Главное, на разбивочном
чертеже должны быть отражены разбивочные элементы, подлежащие по­
строению на местности. Во-первых, па чертеже схематически отображают
исходные пункты и контуры зданий и сооружений, точки которых должны
бьгп, вынесены, их размеры и расположение осей, выписывают значения
разбивочных элементов (горизонтальных углов и длин линий). Иногда на
чертеже выписываются значения исходных данных, высот, координат и дирекииоппых углов, что позволяет выполнять контрольные измерения и вы­
числения в случае каких либо неувязок.
4. ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАЗБИВОЧИЫЕ РАБОТЫ
4.1. Этапы разбивочных работ
Весь процесс разбивки сооружения можно условно разделить на три
этапа.
11а первом этапе выполняются так называемые основные разбивочные
работы. На местности находят и закрепляют главные или основные разби­
вочные оси сооружения. Основные разбивочные работы производят но дан­
ным привязки o r пунктов геодезической разбивочной основы.
На втором этане производится детальная разбивка сооружения, г.е. от
закрепленных точек главных или основных осей разбиваются оси строитель­
ных конструкций и частей сооружения. Разбивку начинают с обозначения
контура котлована, дачее разбивают свайное ноле, фундаменты, оси подзем­
ных сооружений и т. д. Одновременно с плановой разбивкой конструкций
производится их высотная увязка с проектом. Детальная разбивка произво­
дится значительно точнее основных разбивочных работ, так как общее по­
ложение основных или главных осей сооружения, иначе говоря, положение
самого сооружения относительно окружающей застройки не столь жестко
регламентировано. Это положение определяется .эстетическими соображе­
ниями и требованиями стыковки коммуникаций нового строения с сущест­
вующими.
В общем случае плановое положение нового строетш может характе­
ризоваться средней квадратической погрешностью около 3-5 см и грубее.
Взаимное же положение детальных осей определяется с очень высокой точ­
ностью - 2^3 мм и точнее.
Третий этап разбивочных работ для промышленных сооружений за­
ключается в разбивке осей технологического оборудования. На этом этапе
иногда требуется наивысшая точность, вплоть до долей миллиметра. Для
реализации таких требований разрабатываются новые технологии производ­
ства работ, новая техника и методы измерений.
4.2. Осповнме элементы разбивочных работ
Разбпвочные работы в отличие от съемочных заключаются в реализа­
ции проектов, т.с. построении на местности того, что запроектировано на
плане.
Перенесение нроектов на местность в геодезическом отношении сво­
дится к элементарным построениям на местности проектных горизонталь­
ных углов и длин линий, плоскостей и проектных отметок. Построением
этих элементов определяется пространственное положение конструкций бу­
дущего сооружения.
При построении проектного горизонтального угла, во-нервых. должно
быгь рассчитано само значение этого угла р, должны быть заданы вершина А
и исходное направление АВ (рис. 4.1).
Установив теодолит в точке А. наводятся на точку В, где заблаговре­
менно центрируется визирная марка. Отсчет по горизонтальному кругу об­
нуляется (для цифрового теодолита) и вращением алидады добиваются от­
счета, равного проектному углу. Если используется оптический теодолит, го
к отсчету на точку В прибавляют значение угла р и вращением алидады до-
бивак* ся отсчета но горизонтальному кругу, равному вычисленному. Г)то
Рис. 4.1. Построение угла
направление визирной оси закрепляют на местности в точке Су. Аналогич­
ные лействия выполняют при другом круге теодолита и отмечают на местно­
сти вторую точку С2. Точка С берется как среднее из двух построенных и
принимается за окончательное значение проектного угла ВАС
Для цифровых (электронных) теодолитов и тахеометров описанная ме­
тодика построения горизонтального угла не будет достаточно коррею пои,
поскольку в этих приборах предусмотрены функции исправления коллима­
ционной ошибки автоматическим введением коррекции в измеренные на­
правления. Компенсируются также ошибки за наклон вертикальной и гори­
зонтальной осей вращения, исключены онтбки за влияния эксцентриситета
блока датчика угла. Поэтому построение горизонтального угла электронны­
ми приборами выполняют несколько иначе. Если требования к точности по­
строения угла не очень высокие (несколько десятков секунд), го угол строят
при одном круге с контролем, описанным выше способом для электронных
приборов. Однако если необходимо построить проектный угол с повышен­
ной точностью, то независимо от конструкции прибора поступают следую­
щим образом. Построенный на местности каким-либо способом угол изме­
ряют несколькими приемами и определяют его болсс точное значение. Не­
обходимое число приемов приближенно можно определить по формуле
/»= ^ 4 .
"Ч
(4.1)
Здесь wig - номинальная средняя квадратическая ошибка измерения уг­
ла данным прибором; /пр - требуемая средняя квадратическая погрешность
построения угла.
Измерив угол и найдя среднее, вычисляют д р - р - р , и находят по­
правку, At=t/3/p, где / - расстояние от вершины до построенной точки. Иначе
говоря, построенный угол исправляют, редуцируют. Для контроля угол из­
меряют повторно.
Точность построения угла на местности зависит от многих факторов.
Основными ошибками построения являются ошибки визирования, центри­
рования, приборные ошибки и ошибка фиксации уже построенного угла.
При построении проектного отрезка длины необходимо от исходной
точки отложить в заданном направлении расстояние, горизонтальное проложение которого равно проектному значению. При этом следует помнить, >гго
в проектах и планах отражаются именно горизонтальные проекции линий.
Если построение отрезка производится электронным тахеометром, то
необходимо отслеживать па дисплее именно горизонтальную составляющую
строящегося расстояния и не забывать перед построениями, вводить в при­
бор исходные параметры атмосферы (температуру и давление) и поправку за
постоянную прибора (отражателя).
Если построение проектного отрезка выполняется рулеткой, то подсти­
лающую поверхность, на которую будет укладываться полотно мерного при­
бора необходимо предварительно подготовить: выровнять и, если необходи­
мо, выстлать досками или другим подручным материалом. В измерения вво­
дят поправки за компарирование мерного прибора, температуру и наклон ме­
стности.
Уравнение мернет о прибора, иначе говоря, вероятнейшая его длина на
момент измерений выглядит так:
/,Н+Ч+Ч('-'.)+
<
4
2
)
В этой формуле /, - длина мерного прпбора при температуре измерений
/; 1„- номинальная длина мерного прибора; I, - длина мерного прибора при
температуре to. получешш из компарировання; а. р - коэффициенты темпе­
ратурного расширения мерного прибора.
Поправка за наклон меспюсти (из-за превышения А одного конца ли­
нии над другим) вычисляется по формуле
. Л2 h*
t, ,
К ~ — + — г,
(4.3)
* 2S 8SJ
где S - длина откладываемого отрезка.
При вынесении точки с данной проектной отметкой должны быть из­
вестны высота исходного реиера и место или конструкция, на которой отме­
чается эта проектная отметка (рис. 4.2).
Для выноса проектной отметки Нпр устанавливают нивелир приблизи­
тельно посередине между репером с известной отметкой и выносимой точ­
кой. На исходном репере устанавливают нивелирную рейку и производят от­
счет по этой рейке, вычисляя, таким образом, горизонт прибора:
Н гп=НКр+а.
(4.4)
По горизонту прибора и проектной отметке вычисляют такой отсчет по
рейке, как если бы она была установлена на проектной оггметке:
Fсо*- cj
вр о вен ь
п тси ^ тд
с ,Ы С ' J т
Рис. 4.2. Схема построения проектной отметки
Далее в нужном месте рейку перемещают так, чтобы прочитанный от­
счет по ней был бы равен вычисленному.
Вынесенную отметку контролируют, определяя ее высоту из нивелиро­
вания по другому реперу с известной отметкой.
4.3. Способы разбивочпых работ
Разбивочныс работы по своему характеру и смыслу обратны съемоч­
ным. Если в процессе съемки контуров и предметов местности плановое по­
ложение точек определяется из измерений угловых и лилейных величин, то
при разбивочных работах координаты точки заданы в проекте, по ее поло­
жение нужно найти на местности из построений угловых и линейных разме­
ров. Разбивка точек производится теми же способами и по той же схеме, что
и съемка (способом полярных координат, прямой угловой засечки, прямо­
угольных координат, линейной и створной засечек и др.), но в обратной тех­
нологической последовательности.
Выбор способа разбивки зависит от условий производства работ,
имеющихся средств измерений, схемы взаимного расположения пунктов ис­
ходной разбивочной основы и других факторов. Точность разбивки точки, в
свою очередь, будет зависеть как от геометрии избранного способа, приме­
няющихся средств, условий измерений и других факторов.
Ошибки, завпеящие от геометрии способа разбивки, т.е. от способа по­
строения на местности проекгных линий и углов называют ошибками собст­
венно разбивочных работ тср. Эти ошибки можно прсдрассчитать по извест­
ным в геодезии формулам.
Кроме этих ошибок на плановое положение разбиваемой точки влияют
ошибки исходных данных ти, т.е. ошибки в положении опорных пунктов, с
которых производится разбивка, а также ошибки фиксации тф, т.е. проекти­
рования точки с уровня визирной цели на поверхность разбивки. Эта ошибки
при использовании нитяных отвесов может состаачять 2-3 мм и более. При
использовании визирных марок на оптических центрирах точку можно за­
фиксировать с ошибкой около 0.5 мм, если отмечать точку иглой, каранда­
шом или гвоздем.
На положение разбиваемой точки оказывают влияние ошибки центри­
рования прибора и визирной цели, а также ошибки визирования. Ошибка ви­
зирования зависит от увеличения зрительной трубы прибора Гх и ее подсчи­
тывают по формуле
Краме перечисленных, на точность разбивочных работ могут оказы­
вать влияние онгибки из-за внешних условий: турбулентность воздушных
масс и боковая рефракция.
Рассмотрим кратко основные способы выноса на местность точек, наи­
более часто употребляемые в практике разбивочных работ.
Сиособ полярных координат. Это наиболее распространенный спо­
соб разбивки осей, конструкций, точек, особенно в связи с широким внедре­
нием электронных тахеометров, позволяющих одновременно с высокой точ­
ностью строить и углы и расстояния. В этом способе положение искомой
точки С на местности (рнс. 4.3.) находится путем построения в точке А (по­
люс) полярного угла Р от исходного на правления АВ и полярного расстоя-
Рис. 4.3. Схема способа полярных координат
пия S.
Средняя квадрашческая ошибка тс разбивки точки способом поляр­
ных координат определится по формуле
=
+
S'2+m^ + m^,
(4.7)
где ти ~ средняя квадратическая ошибка планового положения исходных
пунктов;
/я ,- ошибка построения расстояния S;
тр - ошибка построения нолярнохх> угла Р;
тмр- ошибка совместного влияния центрирования прибора и редукции
визирной цели.
Зная оишбки планового положения исходных пунктов и принимая их
равными От| и тг можно подсчитать результирующее их влияние на положе­
ние разбиваемой точки по формуле
ml
"
cospj-
(4-8)
Ошибку совместного влияния центрирования прибора и редукции ви­
зирной цели можно подсчитать но формуле
(4.9)
В этой формуле е - велич!ша линейного элемента центрирования или
редукции.
Из анализа двух последних формул следует, что полярный угол р дол­
жен быть меньше 90°, а полярное расстояние 5 не должно быть больше бази­
са разбивки Ь.
Способ прямоугольных координат. Способ применяется в основном
при наличии на площадке геодезической строительной сетки. Используя выiк
с
<►
ДА'
90°
В
), --------- - ^—».
Рис, 4.4. Способ прямоугольных координат
численные от ближайших пунктов приращения координат Ах и Ау (рис. 4.4),
откладывают большее прмращеыме но соответствующей стороне сетки, а в
найденной точке устанавливают теодолит и, построив прямой угол, откла­
дывают второе линейное приращение.
Полученную точку' закрепляют и выполняют контрольные промеры, ис­
пользуя другие пункты и другую схему измерений. Таким образом, элемента­
ми разбивки являются две линейпые величины Ах* и Д у и одна угловая р.
Средняя квадратическая ошибка в положении разбиваемой точки спо­
собом прямоугольных координат может быть подсчитана по формуле
т* =
+ /?4 + 1— I Агг +
,
(4.10)
где
и тйу- ошибки построения линейных величин Ас и Ау, /яр - ошибка
построепия прямого утла. Если по перпендикуляру откладывается ордината,
то в формуле (4.10) вместо Ах берется Ау.
Ошибки исходных пунктов определяют но формуле
ml = т,
(4.11)
Ошибки цешрирования и редукции вычисляются по аналогичной фор­
муле, но вместо ошибок т]а следует вставить величину линейного элемента
центрирования или редукции е. В формуле (4.11) b - длина стороны АВ.
Способ прямой угловой засечки. Способ применяется доя разбивки
точек, находящихся ца значительном удалении от исходных пунктов и рас­
стояния до которых по каким то причинам измерить нет возможности. В
этом способе положение определяемой точки С на местности паходят по­
строением на исходных пунктах/! и В (рис. 4.5) проектных углов р, и Р2.
Ь
Рис. 4.5. Схе.на способа прямой угловой часечки
Средняя квадратическая ошибка планового положения точки, построен­
ной способом прямой угловой засечки, может быть подсчитана по формуле
тС = n*L + П,и +mlp + ml '
*4 ,2 )
где ошибка собсгвснио засечки тм: определяется из выражения
у2
( " A b2sm2p,+sin2p2
зос
^ р J
sin4y
„г
(413)
Влияние ошибок ИСХОДНЫХ пунктов можно найти по формуле
ista’ft+sin’Pi
^ —•
,4 14%
'
'
а ошибки за центрирование и редукцию находят из выражения
,
v
.s in ^ W p ,
sin у
(415)
Контролируют разбивку, произведя посгроения с третьего исходного
пункта.
Для повышения точности разбивки, построенные углы многократно
измеряют, вычисляют реальные координаты вынеселпой точки и, сравнив их
с проектными, находят редукции. Положение построенной точки исправля­
ют, редуцируют.
Кроме описанных выше, есть еще ряд способов выноса в натуру проеклплх точек. Рассмотрим некоторые способы разбивок, которые наиболее
часто применяются, но преимущественно в особых случаях, в основном при
производстве так называемых детальных разбивочных работ. Детальные раэбивочные работы, в своей массс, производятся при строительстве зданий и
сооружений на монгажных тризонтах, когда на бетонном перекрытии вы­
носятся в натуру иоложеиия осей, элементов и конструкций зданий.
Способ створной засечки. В этом способе искомая точка К находится
на пересечении двух створов АВ и СД (рис. 4.6). Створы проще всего зада­
вать теодолитами. Точность створной зассчки зависит от ошибок построения
створов А В и СД и от ошибок фиксации точки К.
В свою очередь, основными ошибками при построении створов явля­
ются ошибки планового положения исходных пунктов ти, ошибки центри­
рования прибора и визирных целей тцр, ошибка визирования т м , а также
ошибка за влияние внешних условий
.
тк =ml + ml.p+min +т1,'
(4.16)
Влияние ошибок исходных данных следует рассматривать только в на­
правлении, перпендикулярном створу, иначе говоря, для каждого створа это
будет одна координата, для которой ошибка вычисляется но формуле
v2~
(4.17)
'•[Н Ш
где d - расстояние от точки установки прибора до определяемой;
S - расстояние между исходными точками (длина створа).
S2
В
D
Рис. 4.6. Схема разбивки створной засечкой
Совместное влияние погрешностей центрирования теодолита и визир­
ной цели определяется формулой:
г е
тч.Р= ^
(4.18)
Погрешность визирования в угловой мерс подсчитывают но формуле:
20
"1« = Гх ’
'
(4.19)
где Г* - увеличение зрительной трубы теодолита.
При построении створа приходится визировать дважды: вначале на ви­
зирную цель, установленную на исходной точке, затем на цель, фиксирую­
щую положение разбиваемой точки в створе. В обоих случаях линейная ве­
личина погрешности визирования для определяемой точки будет пропор­
циональна расстоянию d от теодолита до этой точки. Следовательно, для
створных построений погрешность визирования будет равна:
nf-dJl
т„=или с у четом формулы (4.19) получим
20'd y fe
,Пяо = " г - р; " '
(420)
Из внешних условий существенное влияние на точность построения
створов может оказать боковая рефракция. Этот фактор необходимо учиты­
вать при любых способах разбивки, связанных с оптическим визированием.
Способ створпо-линсйпой зассчки. В этом способе выносимая точка
С (рис. 4.7) находится путем отложения проектного расстояния S по створу
АВ.
IJ
1 чк
-S
в
U
Рис; 4.7. Схема разбивки створно-линейным способом
Средняя квадратическая ошибка положения точки С в этом способе
может быть подсчитана по выше приведенным формула для створной засеч­
ки с добавлением в формулу (4.16) ошибки тг> т.е. ошибки построения от­
резка d.
Способ линейной засечки. В этом способе положение выносимой точ­
ки С находят построением проектных отрезков S, и S2(рис. 4.8), отложенных
от исходных пунктов А к В.
С
В
Рис. 4.8. Схема разбивки способом линейной засечки
Средняя квадратическая погрешность в положении определяемой точ­
ки при одинаковой точности ms отложения расстояний и Si может быть
подсчитана по формуле:
_ ms-J2
=(4.21)
sin?
Минимальная погрешность собственно линейной зассчки будет при
угле у = 90°. В этом случае влияние погрешностей исходных данных может
быть учтено по формуле
(4-22)
Линейными засечками удобно производить разбивки на очищенной от
мусора поверхности как, например перекрытии зданий, если разбивочные
элементы не превышают длины мерного прибора. При этом, естественно от­
сутствуют ошибки центрирования и редукции.
Обратная засечка. Обратной засечкой вынести точку в натуру нельзя.
Однако при помощи обратной зассчки можно определить координаты точки
стояния прибора - теодолита или электронного тахеометра. Для целей раз­
бивки посредством обратной засечки находят на местности приближенно
положение разбиваемой точки. Прибор устанавливают в этой точке и опре­
деляют ее координаты по координатам нескольких пунктов, расположенных
вблизи района работ. Вычисленные координаты точки стояния прибора
сравниваю г с координатами выносимой точки и находят их разность. По
разностям координат вычисляют элементы так называемой редукции и, от­
ложив их на местности, находят положение проектной точки.
Обратная засечка или классическая задача о четвертой точке иначе на­
зывается задачей Потенота. В этой задаче исходными являются три и более
пункта с известными координатами. Теодолит устанавливают в произволь­
ной (четвертой) точке и измеряют горизонтальные углы, на исходные пунк­
ты. По известным формулам вычисляют координаты точки стояния теодоли­
та. Это обратная угловая засечка.
С внедрением в практику инженерно-геодезических работ электронных
тахеометров появилась возможность легко и с высокой точностью измерять
не только углы, но и расстояния, а встроенный компьютер позволяет быстро
решать по результатам измерений разнообразные геодезические задачи, в
том числе и обратную засечку. Если разбивочные или другие работы выпол­
няются с произвольной точки стояния прибора, координаты которой опреде­
лены из обратной зассчки, то эту станцию иногда называют «свободной
станцией».
Поскольку электронным тахеометром измеряются также и расстояния,
то для решения задачи достаточно иметь два исходных пункта. В этом слу­
чае засечка будет называться линейно-угловой. Схема засечки приведена на
рис. 4.9, где Т - точка стояния электронного тахеометра, точки / и 2 исход­
ные пункты с известными координатами Х\, F| и Хг, Уг- Прибором измерены
расстояния до исходных пунктов L] и Ьг, а также угол р. По известным коор­
динатам исходных пунктов можно найти расстояние S между ними и дирскционныи угол ctj2, из решения обратной геодезической задачи. Координаты
точки Т могут быть вычислены дважды: по расстоянию L\ и по расстоянию
Li. Для этих целей в соответствии с теоремой синусов запишем
s = A = L,
sinp sin В sin^
(4.23)
Эти равенства позволяют найти углы А и В:
А = arcsin^^- •sin p j.
(424)
Так же находится угол В, но по стороне Lt. Через найденные углы вы­
числяются дирскционныс углы сторон £| и Li. Для стороны L\ будем иметь
а, = а 12-arcsinil^ s i n p j .
(4.25)
Координаты точки стояиия, т.с. точки Т находятся обычным путем:
Х т= Х х+ /,COSO,1
=
(4.26)
+ /,sin a, ) '
Считая координаты исходных пунктов безошибочными, продифферен­
цируем формулу (4.26) по переменным L\ и aj и перейдем к средним квадра­
тическим ошибкам, опуская индексы у переменных:
1
9 2
#2- 2 /Яв
mx ~ mLcos ct + Л sin a —fP
2
2
•
2
т2
(4*27)
2
my = mLsin a + L cos a - —fС некоторым приближением ошибка планового положения точки Т
может быть описана величиной М 2 = т] + т*, которая представляет собой
среднюю величину скаляра вектора смещения точки на плоскости. Выпол­
нив сложение двух равенств формулы (4.27), получим
(4.28)
Р
Тот же результат будет получен, если вычисления производить по углу
В и расстоянию La- Одпако эти результаты будут зависимыми, так как в обо­
их вычислениях участвует угол р. Среднее значение из двух М примерно бу­
дет в yfl раз меньше. Если координаты точки Т получены из измерений но
трсм исходным точкам, то и результат соответственно будет точнее пример­
но в >/з.
Нетрудно видеть, что первый член выражения (4.28) отражает влияние
ошибок измерения расстояний L\ или Лг, а второй член в неявном виде со­
держит ошибку измерения угла Р и расстояний L, так как дирекционныи угол
стороны определяется через эти величины, см. формулу (4.25). Для прибли­
женной оценки точности эту' формулу можно упростить, предположив, что
расстояния L (от прибора до исходных пунктов) в пределах строительной
площадки примерно равны расстоянию между исходными пунктами S. В
этом случае
(4.29)
а, * а 12 - arcsin(sin(3) = а,2 - Р.
Следовательно та «#и^. Подсгавив полученное значение та в (4.28) по­
лучим
(4.31)
Р‘
что вполне логично: средняя квадратическая ошибка планового положения
«свободной станции» прямо пропорциональна ошибкам измерения расстоя­
ний до исходных пунктов, величинам этих расстояний и ошибкам измерения
углов между направлениями на исходные пункты. В качестве замечания сле­
дует отметить, что сказанное справедливо в случаях, если расстояния до ис­
ходных пунктов L меньше или равно расстояниям между исходными пунк­
тами S. В противном случае ошибки планового положения «свободной стан­
ции» будут расти прямо пропорционально соотношению между отмеченны­
ми отрезками.
С увеличением количества исходных пунктов казалось бы должна уве­
личиваться точность конечного результата, однако в процесс вычислений
вторгаются, при этом, ошибки исходных данных и резу;1ьтат ни как не ста­
нет лучше, чем точность исходной сети.
5. НОРМЫ ТОЧНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ
РАБОТ
5.1. Геометрическая точность в строительстве
Требуемая точность производства того или .другого вида геодезических
работ зависит от многих факторов, среди которых основные - это назначе­
ние и вид работ. Если геодезические работы выполняются для строительства
сооружения, то определяющими факторами при установлении точности бу­
дут размеры и назначение сооружения, способ возведения и материал из ко­
торого строится данпос сооружение.
Нормы точности геодезических работ при возведении сооружений за­
даются в нормативных документах: строительных нормах и правилах
(СНиП), государственных стандартах (ГОСТ), в сводах правил (СП), ведом­
ственных инструкциях и других нормативно-технических документах. Нор­
мы точности в этих документах могут быть указаны в явном виде, непо­
средственно относящиеся к построению точек, осей или высотных отметок,
как это сделано в ГОСТ 21779-82 «Технологические допуски». Точность
может быть приписана к выполнению тех или иных геодезических измере­
ний (угловых, линейных, высотных), что сделано в СНиП 3.01.03-84 «Геоде­
зические работы в строительстве».
Качественное возведение зданий может быть достигнуто только путем
обеспечения установленных проектом параметров, а также соблюдением до­
пусков при изготовлении и монтаже строительных конструкций и на разбивочные работы.
Точность изготовления железобетонных конструкций зависит в основ­
ном от состояния технической оснастки, т.с. искривления бортов опалубки,
прогиба се плоскостей, износа замковых шарниров и других технологиче­
ских факторов.
Погрешности разбивочиых работ неизбежны и зависят от условий из­
мерений на строительной площадке, а именно:
- подготовленности площадки для производства измерений;
- квалификации исполнителей работ;
- применяемых технических средств;
- способов и приемов выполняемых работ;
- влияния внешней среды.
Точность геометрических параметров определяется характеристиками
действительной и нормативной точности, которые установлены ГОСТ
21778-81.
В практике измерений различают действительный размер х, и номи­
нальный лгпот- Отклонение действительного размера от номинального иазы-
вают погрешностью.
Действительный размер —это размер, полученный в результате изме­
рений или построений с допустимой погрешностью.
Иаминапьиый размер - это основной проектный размер, определенный
исходя из его функционального назначения и служащий отправным пунктом
отсчета отклонений. Учитывая погрешности изготовления, разбивки и мон­
тажа конструкции, в стандартах и других нормативных документах, а также
на чертежах помимо номинального (проектного) размера jcnomуказывают два
предельно допустимых размера, наибольший
и наименьший ж,шпРазность между наибольшим и наименьшим предельными размерами,
или интервал значений размера, называют допуском Д, или полем допуска, т.е.
Д “*тах ^тт(5-1)
Половина допуска 8 = Д/2 является предельным отклонением парамет­
ра х от середины поля допуска.
Под геометрической точностью в строительстве понимают степень
приближения действительных геометрических параметров, определяющих
конфигурацию и положение конструкций сооружений и их элементов, к но­
минальным (нросктным) параметрам.
Различают нормативную (установленную стандартами, ГОСТ и СНиП)
и действительную точность. Действительная точность характеризуется вели­
чиной действительного отклонения vu определяемого алгебраической разно­
стью между действительным xj и номинальным лг„от значением размера
Vl = x , - x w>m
(5.2)
Приведенную формулу словами можно выразитьтак:«отклонение
(погрешность) равна тому, что есть минус то, что должно быть.
5.2. Допуски разбивочных работ
Для нормального распределения измерений согласно теории ошибок,
истинному значению измеряемой величины (т.е. хпот) соответствует среднее
арифметическое результатов измерений при количестве измерений, стремя­
щихся к бесконечности. Характеристикой результата одиночного измерения
яатяется средняя квадратическая ошибка т, определяемая по формуле Бес­
селя. Ее доверительная вероятность составляет 68%. Предельной uoipciuiioсти 8 может соответствовать удвоенное значение средней квадратической
ошибки (8 = 2т) с доверительной вероятностью 95%, или можно принять
5 = 2,5т при доверительной вероятности 99%. Для особо ответственных ра­
бот принимают 8 = 3/и, что соответствует доверительной вероятности 99.7%.
ГОСТ 21778-81 предписывает устанавливать доверительный интерва1!
для погрешностей, выходящих за поле допуска не более 5% в обе стороны.
Иначе говоря, самому допуску или иолао допуска может быть приписана до­
верительная вероягность не ниже 95% (см. ГОСТ 23615-79). Это позволяет
по известному значению А сначала найти 6 = А/2 и, задавшись мерой точно­
сти (т.е. коэффициентами 2, 2,5 или 3) вычислить среднюю квадратическую
ошибку измерений для реализации данного допуска. Например, переход от А
к т при доверительной вероятности 99% будет выглядеть так:
5 = А/2;
т = 8/2,5 —А/5.
Технологические допуски, регламентирующие точность технологи­
ческих процессов и операций при изготовлении, установке строительных
конструкций и при выполнении геодезических разбивок приведены в «ГОСТ
21779-82. Технологические допуски».
Эги допуски геометрических параметров сгруппированы но классам
точности технологических процессов и операций, что позволяет на основе
расчета закладывать в проект производства работ требуемый класс точности
производства разбивок в зависимости от назначения здания, принятой кон­
структивной схсмы и способа монтажа. Допуск, являющийся мерой точности
любого размера, формы или положения конструкции, зависит от величины и
характера этого размера.
Точность разбивочных работ в ГОСТ 21779-82 регламентирована та­
кими технологическими допусками как:
- допуск разбивки точек и осей в плане;
- допуск передачи точек и осей по вертикали и створности ючек;
- допуск разбивки и передачи высотных отметок.
Все допуски разбивочных работ сгруппированы по 6 классам точности.
Классы точности определяют величину допуска для конкретных условий
технологического процесса, следовательно, предопределяют выбор методов
и средств ВЫПОЛНС1ГИЯработ (табл. 5.1).
Допуски разбивки точек и осей в плане (табл. 5.1) охватывают размеры
L между точками и разбивочными осями до 160 м, которые для упрощения
таблицы разбиты на 9 интервалов размеров.
Таким же образом построены таблицы допусков для передачи точек и
осей по вертикачи на высоту Н (табл. 5.2) и таблица допусков передачи вы­
сотных отметок на ту же высоту (габл. 5.3) с такими же интервалами. Для
створности точек, как видно из табл. 5.2, предусмотрено 8 интервалов номи­
нальных размеров, а для разбивок точек но высоте - 7 (табл. 5.3).
Из анализа таблиц нетрудно убедиться, что в каждом классе точности
допуски, отнесенные к номинальному размеру, имеют практически одну и ту
же относительную точность. Приведенные допуски даны с учетом точности
нанесения н закрепления соответствующих точек и осей.
Таблица 5.1
Допуски разбивки точек и осей в плане в мм
Значение допуска для класса точности
Интервал номинального
размера L, мм
1
2
3
4
5
До 2500
Св. 2500 до 4000
8000
4000
16000
8000
25000
16000
25000
40000
60000
40000
60000 100000
100000 160000
0,6
1,0
1,6
2.4
4.0
6,0
10,0
16,0
24,0
1,0
1,6
2,4
4.0
6,0
10,0
16,0
24.0
40,0
1.6
2.4
4,0
6,0
10,0
16,0
24,0
40,0
60,0
2,4
4,0
6,0
10,0
16,0
24,0
40,0
60,0
100,0
4
6
10
16
24
40
60
100
160
I
6
6
10
16
24
40
60
100
160
-___1
Таблица 5.2
Допуски передачи точек и осей по вертикали и створности точек в мм
Интервал номинального
размера
L, м
_ Я, м
j
до 4,0
до 2,5
4,0-8,0
2,5-4,0
8,0-16,0
4,0-8,0
8,0-16,0 jI 16,0-25,0
16,0-25,0
25,0-40,0
25,0-40,0
40,0-60,0
40,0-60,0
60.0-100,0
60,0-100,0 100,0-160,0
100,0-160.0
Значение допуска для класса точности
1
2
-
-
-
0,6
1,0
1,6
2,4
4,0
6,0
10,0
0,6
1,0
1,6
2,4
4,0
6,0
10,0
16,0
3
0,6
1,0
1,6
2,4
4,0
6,0
10,0
16,0
24,0
4
1,0
1,6
2,4
4,0
6,0
10,0
16,0
24,0
40,0
5
1,6
2,4
4,0
6,0
10,0
16,0
24,0
40,0
60,0
|
|
|
|
|
6
2.4
4,0
6.0
10,0
16,0
24,0
40,0
60,0
-
Классы точности не связаны с видами сооружений. Класс выбираегся в
зависимости от средств технологического обеспечения и контроля точност и.
Расчетный метол определения точиости разбивочных работ требует от
исполнителя определенной подготовки. Для более простого решения задачи
разработаны специальные строительные нормы и правила «СНиП 3.01.03-84».
Таблица 5.3.
Допуски разбивки и передачи высотных отаеток в мм
I Интервал номинального
размера
//, м
L. м
до 2,5
до 8,0
2,5-4,0
8,0-16,0
| 4,0-8,0
16.0-25,0
1 8,0-16,0 | 25,0-40,0
1 16.0-25.0 | 40,0-60,0
| 25,0-40,0 | 60,0-100,0
| 40.0-60,0 | 100,0-160,0
| 60,0-100,0 1
1 100,0-160,0
-
1
Значение допуска для класса точности
2
0.6
1.0
0,6
1,0
1,6
2.4
1,6
2,4
4.0
4,0
6,0
6,0
10,0
16,0
10,0
16,0 1 24,0
1
1
3
1,0
1,6
2,4
4,0
6,0
10,0
16,0
24,0
40,0
4
1,6
2,4
4,0
6,0
10,0
16,0
24,0
40,0
60,0
5
2,4
4.0
6,0
10,0
16,0
24,0
40,0
60,0
100,0
6
4.0
6,0
10,0
16,0
24,0
40.0
60,0
100,0
160,0
Геодезические работы в строительстве». В этом С-НиПе приводятся до­
пустимые средние квадратические ошибки, с которыми можно строить на ме­
ст ности разбнвочные элементы (расстояния, углы, превышения). Ошибки
разбипочных элементов даны по 6 классам точности в зависимости от конст­
руктивных особенностей, этажности, способов выполнения соединений, со­
пряжений и узлов возводимых сооружений (табл. 5.4). Наличие одной из ха­
рактеристик, указанных в таблице, служит основанием для назначения соот­
ветствующих требований к точности. Здесь же названы приборы, при помо­
щи которых можно обеспечить требуемую нормативную точность разбивоч­
ных работ.
__________________ Таблица 5.4
Бслячипы средних квадратических погрешностей построения |
внешней и внутренней разбивочных сетей здания (сооружения) и
__ других разбивочных работ
Характеристики зданий,
Определение
Передача
сооружений, строитель­
Определение отметки на
ных конструкций
точек и оссн|
Линейные Угзюные из­
превышения монтажном
' по вертка-I
измерения мерения. с
на станции, мм горизонте от-1
ли. мм I
I ноентельио
_______ I
НСХОДНОГО, ММ|
I
Металлические
конст­
рукции с фрезерован*
5 ’
Т
»
Числовые значения по
I
грешностей следует начни-;
15000
поверхностями,
чать в зависимости от ьы-j
(сборные ж/б конструк­
согы монтажного горичои-j
ции. монтируемые ме­
та (согласно обязагельным!
тодом сзмофнксацин в
приложениям 4 и 5)
I
Примечания к таблице;
,
!ными
узлах; сооружения вы­
сотой свыше 100 м до
120 или с пролетами
свыше 30 до 36 м.
Здания свыше 13 эта­
жей, сооружения высо~|
Т
10000
10
I
той свыше 60 до 100 м
*или с пролетами свыше!
|
18ло30м
I
I ~Т~
'Здания свыше 5 до 15|
1этажей, сооружения вы-j
5000
20
2,5
1. Величины средних ква-1
сотой свыше 15 до 60 м
дратическнх погреишос! ей|
иля с проастами свыше
(гр. 2*4) назначаются в за-|
(6 до 18 м
виснмостн от наличия од-!
{Здания до 5 этажей, со(оруження высотой до
3000
ной нз характеристик ip. 1-j
30
j2. Точность геодезических,'
15 м или с пролетами до-
построений ДЛЯ €ЯрОИТе:1Ь-|
6м
Конструкции из дерева;
инженерные сети, доро­
—1—
2000
сгва уникальных и слож-|
30
ных объектов и моитажа|
технологического
ги. подъездные нуга
Земляные сооружения, в
том числе вертикальная
планировка
t>6opy-|
дования следует опрсде-f
~1—
1000
45
Ю
|лягъ расчетами иа основе;
(специальных технических}
словий.
[уел
J
Для приведения в соответствие расчетов, выполненных по ГОСГ
21779-82 и СНиП 3.01.03*84 в первом приближении классы точное™ можно
идентифицировать. Однако следует иметь в виду, что в случаи различия ре­
зультатов расчета приоритетными являю гея расчеты но ГОСТ 21779-82.
6. РАЗБИВОЧНЫЕ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ СЕТИ
6.1. Общие принципы построения
Для обеспечения практически всех видов ииженсрно-гсодсзичсских
работ на территории строите;гьства создаются опорные сети, пункты кото­
рых хранят плановые координаты и высоты. Разбивочные инженерногеодезические сети служат основой для выноса на местность проекта инже­
нерного сооружения и коммуникаций.
Эти се ги обладают следующими характерными особенностями:
- часто создаются в местной системе координат с привязкой к госу­
дарственной системе координат;
- форма сети определяется ситуацией на обслуживаемой территории
или формой объектов, группы объектов;
- имеют ограниченные размеры, часто с незначительным числом фи­
гур или полигонов;
- длины сторон, как правило, короткие.
Различают разбивочную сеть строительной площадки и два вида разбивочных сетей здания (сооружения): внешнюю и внутреннюю.
Разбивочная сеть строительной площадки может включать в себя
пункты красных линий застройки, а также пункты строительной сетки, а для
строительства уникальных сооружений, требующих высокой точности про­
изводства разбивочных работ, строятся специальные линейно-угловые сети,
микротриашуляция, микротрилатерация. в виде систем прямоугольников,
центральных или радиально-кольцевых систем.
Для строительства жилых и 1раждапских зданий разбивочная сеть
строительной площадки создается в виде сетей красных или других линий
регулирования, а для строительства подземных инженерных сетей разбивоч­
ная основа строится в виде теодолитных ходов.
Основное требование при создании разбивочных сетей - необходимая
точность для обеспечения выноса проекта сооружения на местность.
Разбивочные сети создаются обычно как свободные, я местной системе
координат. Для определения координат пунктов разбнвочной сети исполь­
зуют схемы и методы геодезических построений и измерений, наилучшим
образом подходящие для геометрии данной сети, конструкции закрепления
ее пунктов и условий видимости на стройплощадке. Используются традици­
онные методы построения, такие как триангуляция, трилатерация. линейно­
угловые сети в виде рядов и типовых фигур, полигонометрическис ходы и
полигоны, а в случае закрепления пунктов разбнвочной сети в недоступных
местах (опоры ЛЭП и т.п.) - метод боковых засечек.
В табл. 6.1 приведены требования к точности разбнвочной сети пло-
Таблица 6.1
Средние квадратические погрешности 1
Характеристика объектов
угловые
определение
линейные
строительства
превышения на|
измерения.
измерения
| 1 км хода, мм 1
сек
Г "
Предприятия и группы зданий (со­
1
оружений) на участках площадью 1
более 1 кв. км; отдельно стоящие
здания (сооружения) с площадью
застройки более 100 тыс. кв. м
4
1/25000
3
!1
jПредприятия и труппы зданий (со­
оружении) на участках площадью
мепее 1 кв. км; отдельно стоящие
здания (сооружения) с площадью
застройки от 10 до 100 тыс, кв. м
5
1/10000
6
Отдельно стоящие здания (соору-|
жения) с площадью застройки ме­
нее 10 тыс. кв. м; дорога, инже-!
|нерные сети в пределах застраи­
ваемых территорий
10
1/5000
10
[Дороги, инженерные сети вне за­
страиваемых территорий; земля­
ные сооружения, в том числе вер­
тикальная планировка
30
1
1
1/2000
1
15
1
Проект разбивочной сети составляется на генплане и производится сто
оценка точности. Оценку проекта выполняют по приближенным формулам
для соогветствующсго способа построения сети. Можно прсдрассчитать точ­
ность сети, построенной на основе использования спутниковой геодезиче­
ской аппаратуры, а также для комбинированных способов.
6.2. Проектирование и оценка ироскта разбивочной сети
строительной п л о щ а д к и
Обращаясь к табл. 6.1, нетрудно видеть, что предписанная точность
построения разбивочных сетей строительной площадки соответствует при­
нятой классификации построения геодезической основы для производств;!
1
л/
инженерно-геодезических изысканий на площадках строительства, а именно
что сети 4 класса, 1 и 2 разрядов и теодолигные ходы- Следовательно, при
проектировании разбивочных сетей на строительных площадках следует ру­
ководствоваться положениями и требованиями СП 11-104-97, а также дру­
гими нормагивиыми документами, 'затрагивающими технические условия
построения геодезических сетей.
Триангуляции. Проекгируемая на генеральном плане строительства
грианi-уляционная сеть должна быть локальной, хотя отдельные ее пункты
могут быть совмещены с имеющимися на карте пунктами государственной
сети или ссги, построенной в период изысканий.
Проектируя ссть на карге, следует руководствоваггься тем положением,
что наблюдения углов в сети будут выполняться преимущественно со шта­
тива на визирные цели иа штативах. Условия прохождения визирного луча
между пункгамн Moiyr быгь определены по профилям местности.
Выбор схемы или формы сети осгасгся за проектировщиком в соответ­
ствии с условиями местности и расположения объектов строительства.
В триангуляционной сети обязагелыю должно быгь не менее двух ис­
ходных (базисных) сторон. В случае если на учаегке имеется твердая сторо­
на (между существующими пунктами), в проекте должно быть предусмотре­
но измерение еще одной базисной стороны. Выполнение эгих требований
обеспечивает котроль масштаба сети. Для наглядности проект сети (в
уменьшеннол! масштабе) отдельным рисунком изображается на отдельном
листе бумаги (например, рис. 6.1). Для предварительной оценки проекта ти­
пичных схем построения сеги, как сказано ранее, можно пользоваться при­
ближенными формулами. Оценка в данном случае сводится к определению
средней квадратической ошибки взаимного иоложения пунктов слабой сто­
роны запроектированной сети. Слабой считается наиболее удаленная от ка­
ждого из базисов сторона. При равенстве числа треугольников до разных
сгорон наиболее слабой будет сторона с наименьшей длиной.
На рис. 6.1. приведен ряд триангуляции (цепочка треугольников), опи­
рающийся на две исходные базисные стороны Ь\ и Ь*. Стороны 5|, Si,..- Sm
общие для двух соседних треугольников, называют связующими, а противо­
лежащие им углы А, В - связующими углами.
Стороны S используются в последовательных вычислениях координат
вершин треугольников и проходящую но ним линию называют ходовой.
Стороны ct, С2-.. называют промежуточными, а противолежащие им уг­
лы Си Сг, ■. - промежуточными углами.
Средняя квадратическая ошибка связующей стороны цепочки, опи­
рающейся на две исходные базисные стороны, может быть определена по из­
вестным приближенным формулам. Эти формулы основаны на сложении ве­
сов оцениваемой стороны. Веса же определяются через среднюю квадрати­
ческую ошибку оцениваемой стороны. Ошибку вычисляют дважды: от на­
чальной и конечной базисных сторон.
Если среднюю квадратическую ошибку стороны MF = S, полученную
от базисной стороны Ь\, обозначить через
, а от базисной стороны Ьг - че­
рез ms , то соответствующие веса стороны S будут равны
ц2
ms,
ц2
* Р2= — >
ть
где ц - ошибка единицы веса измерений.
Вес среднего значения длины стороны определится по формуле
, ml + ml
P=Pi+P2 = P — 2---- Г »
,, , ч
(6Л>
а средняя квадратическая ошибка определяемой стороны S будет
2
**,2 м 2
р
%.+'»*,
«
М
(6.2)
Средние квадратические ошибки т$ определяю гея по формуле
ms = Mb + \ •S2'“т Х 1(ct82^
Ai + ctZ2R>+ ctg^ctgB,).
3
P
(6.3)
Эта формула записана в предположении, что тл =тв =mf[ и с горой ы в
треугольниках приблизительно равны: т.е. S\ ~ S2 ~ - S ~ b\ ~ Ъг- Для сети в
виде центральной системы или геодезического четырехугольника коэффици­
ент перед
будет равен 0,5.
Величина
+ctg25, + ctg/f, ctgВ() не зависит от точности измере­
ний, а зависит только от значении углов А, и Вь т.е. от формы треугольников.
ее называют ошибкой геометрической связи, или обратным весом чреутльииков и обозначаю!' ХЛ. Величины R табулированы и выбираются но свя­
зующим углам А и В. Углы для этих целей измеряются транспортиром но
схеме на карге. Также по карах: определяют длины сторон. Если вычисления
производятся дня измерений но направлениям, то т6-т ну/2.
Ошибка исходной стороны /л* практически всегда значительно меньше
ошибок измерений развиваемой сети, хотя бы в два раза: т.е. пц/Ь < mJIS.
Рис. 6.2.
Поэтому, опустив ть в формуле (6.3), можно найти /и* задавшись /ир и
наоборот.
Формулу (6.2) из аналогичных рассуждений можно записать и для дирекционных углов связующих сторон треугольников
2
2
т~.2_ m<h
т:О*+ml
—
(6.4)
где mlt = 2/3/и£ -к , а. к - число треугольников отбазисной стороны до данной,
оцениваемой.
Поперечная ошибка конечного пуша а стороны S определится по фор­
муле til =— L, где L = Si + S2 + —+ Sk ~ k-Scp- диагональ звена,
р
Ошибку взаимного положения пунктов М и F находят из выражения
m2=ml + m l,
где первый член формулы отражает ошибку в длине стороны, а второй ошиб­
ку ее дирекционного угла, или иначе
2
шаче
* I
т
Сказанное поясняет рис. 6.2.
Исходя из принципа равных влиянии ошибок угловых и линейных из­
мерений, можно записать: от, = — L . что позволит вычислить ошибку вза­
имного положения пунктов Л/ и по вычисленному значению ms: т2 = 2т\.
Найденное значение т сравнивают с допустимым. При удовлетворительном
результате по принятому значению /яр определяют класс сети и точность из­
мерения базиса. В противном случае берут за основу другое значение /ир,
иначе говоря, назначают более высокий класс сети, и расчеты повторяют.
Дпя оценки проекта сети на компьютере, имеющем соответствующую
профамму уравнивания (оценки) параметрическим способом, необходимо
определить по карте или на схеме в масштабе в условной системе прибли­
женные координаты всех пунктов. Как правило, во всех npoipasiMax для
оценки проекта параметрическим способом необходимо ввести следующие
данные:
- номер исходных точек и их координаты;
- среднюю квдратическую ошибку измеренного угла;
- приближенные координаты определяемых пунктов.
Для целей оценки проще принять один из пунктов в качестве исходно­
го, а координаты определить но километровой сетке карты.
В рез\71ьтате оценки б>яут получены обратные веса функции определе­
ния координат всех пунктов и их средние квадратические ошибки по осям
координат тх и ту Средняя квадратическая ошибка планового положения
пупкга А/может быть приближенно подсчитана но формуле
(6.5)
Следует иметь в виду, что во многих программах заложена и оценка
функции определения взаимного положения пунктов в наиболее слабо опре­
деляемом месте сети. Эту величину так же можно сравшпь с показателями
табл. 6.1 и принимать соответствующее решение.
Трнлатерация. Необходимые нормативные требования к проектирова­
нию сел и трилатерации соответствующего класса или разряда также выби­
раются из СП 11-104-97. Все, что сказано применительно к триангуляции,
относится и к ссзи трилатерации с учетом особенностей ее построения.
Оценка проекта сети трилатерации может быть выполнена как на ком­
пьютере, при наличии соответствующей программы, так и при помощи при­
ближенных формул для оценки точности типовых построений. В любом слу­
чае возникает необходимость в обозначении абсолютной ошибки измерения
стороны сети. Для сетей 4 класса относительная средняя квадратическая
ошибка измерения стороны должна быть не более 1:100000. Следовательно,
абсолютная ошибка для разных длин сторон будет рагишчной. В силу этот
необходимо заранее определить рекомендуемый светодалыгомер или элек­
тронный тахеометр, обеспечивающий эти ошибки на мшшмалышх длинах
проектируемых линий.
Формулы для предварительной оценки точности ироекта сети прижжем
для свободного ряда трилатерации (см. Зайцев А.К. Трилатсрация. - М.. Не­
дра, 1989. 216 с.). Обозначим: ms - средняя квадрагическая ошибка измере­
ния сторон ряда трилатерации; к - число треугольников от исходной стороны
до оцениваемой связующей стороны; р - среднее значепие связующего угла
ряда; М ошибка взаимного положения двух пунктов связующей стороны
k-vо треугольника; /и, - средний квадратический продольный сдвиг; ти средний квадратический поперечный сдвиг пунктов к-го треугольника. Тогда:
М«
•ms; mt e*>fk-mt\ ти *М к = 3\/Pictgji •ms.
(6.6)
Расчеты по таким формулам для предварительного обоснования про­
ектных решений достаточно эффективны в силу своей простоты и оператив­
ности вычислений.
Линейно-угловая сеть. Для этой сети геаме грическне параметры, схе­
ма построения, требования к точности измерения углов аналогичны сети
триашуляции соответствующего класса. Требования к точности измерения
длин сторон могу г быть приняты как в трилатерации. Так же как и для три­
латерации, оцепка проекта линейно-угловой сети может быть выполнена
двояко: на компьютере или по приближенным формулам.
При оценке линейно-угловых сетей важно правильно установить соот­
ношение ошибок угловых и ;шнсйных измерений. Их оптимальное соотно­
шение должно обеспечить равенство по модулю поперечного и продольного
сдвигов конца любой стороны геодезической сети, т.е. |/лв| = |т«|. Это будет
наблюдаться тогда, когда
(6.7)
Здесь р - число секунд в радиане. Это равенство может быть нарушено
в пределах до трех раз в ту или другую сторону
При необходимости введения весов измерений принимают
Л * =1*
тг
ms
(6.3)
От правильного соотношения т^/т, зависит достоверность оценки
проекта сети.
Полигонометрические холы. Ходы иолигонометрни, как наиболее мо-
сильные построения стали пользоваться все большей популярностью в связи
с широким внедрением элестронных тахеометров и существенным упроще­
нием в этой связи производства линейных измерений с высокой точностью.
Наиболее часто применяемые в практике инженерно-геодезических ра­
бот полигонометрические сети, состоящие из ходов 4-го класса, 1-го и 2-го
разрядов несколько отличаются от той же полигонометрии, создаваемой для
построения государственной геодезической сети, допустимыми длинами хо­
дов и погрешностями измерения углов. В табл. 6.2 приведены основные ха­
рактеристики полигонометрии в инженерно-геодезических сетях.
В зависимости от расположения пунктов исходного обоснования, воз­
водимых сооружений и топографии местности полигонометрическне ходы
проектируются одиночными ходами или системами ходов с узловыми точка­
ми. Дня наглядности схему ходов изображают отдельным рисунком.
Проектирование осуществляется на основе нормативных положений СП
11-104-97. Расположение пунктов следует выбирать с учетом их взаимной ви­
димости со штатива, удобств дальнейшего сгущения сети и производства раз­
бивочных работ. Если в качестве средств измерений предполагается использо­
вать электронный тахеометр, то длины сторон S в ходах полигонометрии не ог­
раничиваются. Решение о классе или разряде проектируемой полигономет­
рии, как и для других способов построения разбнвочной сети, принимается
на основе табл. 6.1, исходя из площади и характера застройки. Проверочный
расчет точности можно выполнить для какого-либо запроектированного са­
мого длинного одиночного хода, пользуясь известными формулами:
для вытянутого хода
лля изогнутого хода
M 2=m2
s n +^ - j J — ,
4
р2
12
(6.9)
( 6 . 10)
Р
дяя замкнутого полигона, опирающегося на твердую сторону
5
р2
40
(6 . 11)
В этих формулах: М - средняя квадратическая ошибка конечной точки
хода до уравтшэдгия; ms - средняя квадратическая ошибка измерения длины
стороны хода, которую рассчитывают для средней длины стороны но парамет­
рам принятого электронного тахеометра; тр - средняя квадратическая ошибка
измерения углов в ходах; п - число сторон в ходе; L - Si+Sz+—S„ - длина хода;
D ^t - расстояние от центра тяжести хода до каждой из его вершин.
Основные показатели
4-Й класс
Предельная длина хода, км:
- отдельного
15
- между исходной и узловой точками
10
- между узловыми точками
7
Предельный периметр полигона, км:
30
Длина стороны хода, км:
- наибольшая
2,0
1
1- наименьшая
0,25
- средняя расчетная
0,5
Относительная погрешность хода,
1:25000
не более
I{Средняя квадратическая погрешность
измерения угла (по невязкам в ходах и
3
полигонах), сек, не более
Угловая невязка хода или полигона
s4n
(и - число углов в ходе), сек, не более
1-й разряд
2-й разряд
5
3
2
15
3
2
1,5
9
0,8
0,12
0,3
0,35
0,08
0,2
1:10000
1:5000
5
10
10yfn
20\/п
1
Найдя величину А/ по одной из формул (6.9)-(6.11) можнс^юдсчитать
ожидаемую относительную ошибку запроектированного хода — и, таким
образом, вынести суждение о точности запроектированной сета. ^
В качестве примера на рис. 6.3 приведена строительная площадка из
четырех зданий сложной конфигурации. Каждое здание состоит из несколь-
ST105.
ST101
Рис. 6.3. Разбивочная сеть строительной площадки
кпх секций, развернутых др>т относительно друга на некоторые углы. Это
обстоятельсгво затруцпяет построение внешних разбивочных сетей зданий в
традиционном их понимании. Например, продольные оси внутренних секций
закрепить невозможно, они попадают в зоны производства работ.
Первая стадия разбивочной сети запроектирована в виде замкнутого
полигонометрического хода. Сгущение сети производится засечками и дру­
гими известными способами. Исходными пунктами для построения разби­
вочной основы являются пункты нояигонометрии городской сети РР1 и РР2.
Пункты полнгонометрии расположены в открытых местах с взаимной види­
мостью и их положение согласовано с проектом организации строительства.
Принимая во внимание общую площадь строительной шюшадки (око­
ло 5 га) по табл. 6.1 определяют точность построения сети —это 1:10000 в
линейных измерениях и 5" при угловых. Высотную сеть следует создавать
ннвелнрпыми ходами с погрешностью не более 6 мм на 1 км хода.
Приведенным точностным требованиям удовлетворяет, как это следует
из табл. 6.2, полигонометрический ход 1-го разряда с вытекающими отсюда
условиями и требованиями построения, а высотная сеть - это нивелирный
ход П1 класса.
Оценку проекта сети выполняют известными программами, как PGN,
Credo и т.п. Что касается горизонтальных углов, то существующим и тахео­
метрами не сложно добиться точности измерений в 5". Ошосительно точно­
сти измерепия сторон полигономстрического хода электронными тахеомет­
рами следует сказать, что их точность зависит от длины измеряемой линии и
определяется формулой
ms = (2-3) мм + 2 мм •S км,
(6.12)
где S - длина измеряемой липни в км.
Так, для стороны в 500 м средняя квадратическая ошибка составит в
худшем случае 4,0 мм, а в относительной мере 1:125000.
Ниже приводится оценка точности сети, отображенной на рис. 6.3. В
табл. 6.3 приведены координаты пунктов полигоиометричсского хода, снятые
графически с генплана, и средние квадратические погрешности этих коорди­
нат, полученные в результате оценки точности программой PGN.
Исходными данными при оценке явились
= 5' и ms - 0,002 м.
№ пункта
* ,м
У, м
^ 1
ST104
39,000
35,000
Таблица 6.3
Му,
Мл,
мм
мм
1,3
1,4
2
*“
ST105
65,500
23,500
2,1
№ п/п
L
1,6
3
4
ST1
161,000
53,000
2,4
2,5
STI07
117,500
154,000
2,4
5
ST3
140,000
271,500
2,1
2,9
6
ST4
44,500
256,500
2,2
7
ST101
17,500
187,000
2,0
0,8
2,6
1,8
Из результатов оценки проекта видно, что самой слабой точкой в этом
проекте является пункт ST3 с ошибками по координатам Мх - 2,9 мм и
Му —2,6 мм. В относительной мере для сторопы ST3-ST4 при Scp- 85 м иолучнм ошибку 1:22000. Для самой короткой стороны ST104-STI05
(S = 28,888 м) относительная ошибка составит 1: 11000, что соответствует
требованиям СНиП.
6.3. Внешняя разбивочная сегь здании
Внешняя разбивочная сеть здания служит основой для работ но возведешцо конструкций нулевого цикла, а внутренняя разбивочная сеть для
обеспечения точного монтажа строительных конструкций.
Внешняя разбивочная сеть здания (сооружения) включает в себя пунк­
ты закрепления основных и главных осей сооружения (рис. 6.4).
Рис. 6.4. Схема внешней и внутренней разбивочных сетей здании
Внутренняя разбивочная сеть создается на исходном монтажном гори­
зонте здания при возведении наземной его части. Поэтому, как правило, раз
мер и форма разбивочных сетей соответствуют размеру и форме самого со­
оружения.
Расположение пунктов сети определяется с учетом конкретных условий
стройплощадки. Основное требование при этом - обеспечить сохранность
пунктов и их стабильность до конца строительства. Во всех случаях место­
расположение пунктов разбивочной сети должно быть увязано со стройгеншганом объекта.
Точность построения внешней и внутренней разбивочных сетей здания
определяется классом сооружения (см. табл. 5.4).
Во всех случаях из соображений эффективности стремятся развить
разбивочную сеть с минимальным числом избыточных связей. Разбивочные
сети строятся, как правило, в одну стадию. Следует особо подчеркнуть, что
внутренняя разбивочная сеть не является второй с т а д и е й развития внешней
сети, поскольку их назначоте различно: внешняя разбивочная сеть яатяется
исходной основой для работ нулевого цикла, а внутренняя служит для разби­
вок на монтажном горизонте и они не связаны друг с другом единым точно­
стным параметром.
Способы построения внешней разбивочной сети здания могут быть
различны, но мы рассмотрим два наиболее распространенных.
Сеть из знаков закрепления основных осей здания. Этот традиционный
способ построения внешней разбивочной сети здания еще до недавнею вре­
мени повсеместно применялся при строительстве основной массы зданий и
сооружений. Сущность его заключается в том, что основные или главные оси
сооружения закрепляются знаками (бетонными монолитами, арматурой в виде
П-образных скамеек и пр.), устанавливаемыми за границами контура котлова­
на. Натянув между' одноименными знаками струны, получают материализо­
ванные оси сооружения, реализованные на местности. Эти оси проектируются
отвесами в нужные места, гас возводятся те или иные конструкции. Проекти­
рование осей со знаков внешней сети, как на дно котлована, так и вверх в дос­
тупных пределах может осуществляться и теодолитом (рис. 6.5).
Внешняя разбивочная есть здания строится с пунктов городской геоде­
зической сети или разбивочной сети строительной площадки.
Построение разбивочной сети здания начинают с вынесения на мест­
ность двух точек длинной габаритной или главной оси сооружения. Расстоя­
ния между вынесенными точками тшательно измеряют и корректируют по­
ложение одной из точек таким образом, чтобы размер построенной оси соот­
ветствовал бы его проектному размеру в пределах точности, обусловленной
нормами точности построения межосевых размеров по ГОСТ 21779-82. Да­
лее, опираясь на эту ось, как на базис, производят дальнейшие построения
всех остальных осей, выполняют контрольные измерения диагоналей, сторон
фигур и точки временно закрепляют. Дальнейшие действия буцут заключать­
ся в вынесении построенных точек за зону производства строительных работ
н надежном их закреплении. Эти вынесенные точки и будут служить пунк-
г>
Рис. 6.S. Разбивки с пунктов висшней сети здания
Пространственные сети из марок катафотов. Возвращаясь к рис. 6.3,
нетрудно представить ситуацию на строительной площадке уже на первых
этапах организации строительства, когда на отведенной территории начнут
сооружаться вспомогательные цеха, бытовые сооружения, начнется завоз и
складирование стройматериалов, а подъемные краны и землеройные меха­
низмы расположатся в зонах производства работ. Ясно, что закрепленные в
грунте немногочисленные знаки геодезической разбивочной основы очень
быстро потеряют свое назначение: некоторые из них будут разрушены, а на
некоторые будет закрыта видимость.
Сохранить закрепленные в грунте геодезические знаки строительной
площадки на сколь либо значительный период строительства практически
невозможно. Они уничтожаются не только по неосторожности строителей и
несогласованности их действий, но и в связи с систематическими измене­
ниями в планах организации строительства. Уничтожение пунктов геодези­
ческих разбивочных сетей ставит серьезные проблемы перед геодезистами,
приводит к срыву сроков производства разбивочных работ и к удорожанию
строительства.
Задача сохранения пунктов и сгущения разбивочной сети всегда была
аюуальной для геодезистов, работающих в строительстве.
В связи с широким внедрением в практику производства геодезических
работ электронных тахеометров изменился сам подход к разбивочным рабо­
там, изменяется и технология производства работ; обусловленная новыми
возможностями тахеометров. Так, например, электронный тахеометр позволя­
ет из наблюдения двух и более точек с известными координатами достаточно
оперативно вычислить координаты точки стояния. Далее, зная проектные кк>
ординаты разбиваемых точек и вводя их, тахеометр тут же выдает разбивочные элементы для выноса этих точек в натуру. Такие возможности тахеомет­
ров позволяют избежать строительства дорогостоящих грунтовых знаков разбивочной сети сооружения, а разбнвочную сеть строительной площадки и
здания совместить и представить единой пространственной разбивочной се­
тью строительной площадки, знаки которой можно закрепить на окружающих
площадку объектах: стенах существующих зданий и сооружений, фонарных
столбах, опорах ЛЭП, и пр. Сам знак, при этом представляет собой квадратик
светоотражательной пленки (катафот), приклеенный на достаточной высоте на
объектах так, чтобы обеспечивать видимость этого знака с возможно больших
позиций. Размеры катафота могут быть 15x15 мм, 30x30 мм или другие.
Преимущество такой разбивочной сети сооружения очевидны: исклю­
чается необходимость строительства грунтовых знаков, а сохранность пунк­
тов на период строительства практически абсолютная. Сами пункты всегда
открыты для выполнеппя наблюдений, и нет необходимости устанавливать
на них и центрировать отражатели.
Координаты центров катафотов можно определить с двух и более пунк­
тов полигонометрического хода методом полярных координат.
Подсчитаем среднюю квадратическую ошибку центра катафота, кото­
рая буцет складываться из ошибки собственно полярной засечки, ошибки
центрирования и ошибки исходных данных.
Для полярной засечки имеем
(в. 13)
т ], =гп} +
Р
гае ms - ошибка измерения линии; т в - ошибка измерения yicia; S - длина
линии.
Если ms -2 мм. гор=5", 5-100 м, то тсз = 3,2 мм, то относительно оши­
бок исходных данных следует сказать следующее. Если координаты центров
катафотов определены с одной стоянки тахеометра, что характерно для раз­
бивочных сетей здания и небольших объектов строительства, то, естествен­
но. ошибки исходных данных следует принять равными нулю, поскольку для
разбивочных работ существенным является не общее смещение сооружения,
а взаимное расположение его осей. Для больших по площади объектов также
можно найти способы построения пространственной разбивочной сети,
ошибками исходных данных которой можно пренебречь.
Таким образом, в ближних окрестностях возводимого сооружения стро­
ится пространственная сеть из марок катафотов с погрешностью взаимного
положения в несколько миллиметров. В относительной мере для расстояний
между знаками в 100 м ошибки выразятся величиной около 1:30000. Следова-
тсльно. построенная но описанной технологии разбивочная сеть строительной
площадки сможет удовлетворить требованиям СНиП 3.01.03-84 для сооруже­
ний самого высокого класса точности.
6.4. Внутренняя разбивочная сегь здания
Внутренняя разбивочная сеть здания создается в виде сети плановых и
высотных знаков и служит для производства детальных разбивочных работ
на монтажных горизонтах, а также для производства исполнительных съе­
мок.
Разбивочная сеть строится на фундаментной плите или ростверках, на
бетонной подготовке или перекрытии подвальной часта здания или техниче­
ского подполья. Эта условная поверхность, на которой закрепляется внут­
ренняя разбивочная сеть, называется исходным горизонтом.
Плановая разбивочная сеть на исходном монтажном горизонте создает­
ся в виде геометрических фигур, часто повторяющих общую конфигурацию
сооружения. Поскольку эта фигура многократно повторяется на последую­
щих монтажных горизонтах, то ее называют базовая или базисная. Число
опорных точек базисной фигуры, передаваемых па монтажные горизонты
должно быть не менее трех.
Базисную фигуру проектируют исходя из следующих соображений.
Стороны базисной фигу ры должны быть параллельны (перпендикулярны) ос­
новным осям сооружения. Пункты фигуры должны располагаться в местах,
обеспечивающих взаимную видимость и сохранность на весь период строи­
тельства. Их располагают вблизи основных осей на расстоянии 0,5^ 1,0 м с
учетом возможности их дальнейшего вертикального проектирования на вы­
ше лежащие монтажные горизонты.
При строительстве сравнительно простых по геометрической форме
сооружений сети строят в виде треугольников, четырехугольников, рядов из
ромбов и центральных систем (рис. 6.6). Измерения в таких фигурах выпол­
няют по программам трилатерации или линейно-угловой сети. При строи­
тельстве сложных и уникальных сооружений проектируют специальные вы­
сокоточные радиальпо-кольцевыс и жшейные сети.
Проект внутренней сети сооружения составляют иа плане перекрытия,
подсчитывают координаты пунктов базисной фигуры в строительной системе
координат.
Построение базисной фигуры на исходном горизонте производят с
пунктов внеишей разбивочной сети здания или со свободной станции по
проектным координатам пунктов базисной фигуры.
Построение начинают с вынесения на поверхность исходного горизон­
та двух точек длинной стороны фигуры. Приняв одну из точек стороны и ес
направление за исходные, строят остальные точки фигуры, производят угло­
вые и линейные измерения и вычисляют коордипаты всех пунктов сети. Вы­
численные координаты сравнивают с проектными и при наличии расхожде­
ний выполняют редуцирование. Процесс р ед у ц и р о в ан и я или перемещения
построенных точек удобно выполнять на предварительно закрепленных в бе­
тоне металлических пластинах. После контрольных промеров пункты окон­
чательно закрепляют: керият или просверливают отверстия в металле.
Точность построения внутренней разбивочной сети, как отмечено ра­
нее, определяется классом сооружения и отражена в СНиП 3.01.03-84 в
табл. 5.4. Так» например, при строительстве сооружений высотой от 100 м до
120 м величина средней квадратической погрешности построения внутрен­
ней разбивочной сети здания при линейных измерениях должна быть не хуже
1/15000, угловые измерения должпы выполняться с погрешностями менее 5й,
а ошибки определения превышений на станции не должны быть более 1 мм.
Однако относительно точности построения внутренней разбивочной
сети здания следует дополнительно сказать следующее. Поскольку внутрен­
няя разбивочная сеть служит для построения осей и производства детальных
разбивочных работ на монтажном горизонте, следовательно, ее точность
должна удовлетворять потребностям разбивок. Чтобы ошибки исходных
данных, т.е. ошибки взаимного положения пунктов сети не влияли на разби­
вочные работы, погрешности планового положения точек внутренней разби­
вочной сети должны быть, по крайней мере, в два раза меньше ошибок раз­
бивки точек и осей в плане.
Рассчитаем точность построения внутренней разбивочной сети здания
исходя из допусков разбивок точек и осей в плане. С этой целью из ГОСТ
21779-82 для интервала номинального размера 4000-8000 мм и класса точно­
сти 3 выпишем значение допуска разбивки точек и осей в плане. Он будет
равен 4 мм, а средняя квадратическая тярешность составит 1 мм при дове­
рительной вероятности 95%, следовательно, взаимное положение пунктов
внутренней разбивочной се га должно быть определено с погрешностью не
хуже 0,5 мм. Относительная средняя квадратическая оитбка для средней ве­
личины интервала (6000 мм) составит 1/12000, что в общем согласуется со
СНиП 3.01.03.-84.
6.5. Высотная основа строительной площадки
При построении высотной основы следует руководствоваться требова­
ниями СП 11-104-97 «Свод правил по инженерным изысканиям для строи­
тельства».
Основные требования к нивелирным сетям для строительных площа­
док отражены ране и табл. 6.1, а ниже в табл. 6.4. приведены основные пока­
затели нивелирных ходов но классам точности.
Высотная сеть строительной площадки и внешней разбнвочной сети
здания создастся в виде нивелирных ходов, опирающихся не менее чем на
два репера исходной сети.
Таблица 6.4
IV кл '
Показатели
Шкл
11 кл
Расстояние между знаками (марками, репера­
1
]1
ми) в нивелирных ходах, км:
- на застроенных территориях не более
2
0,3
0,3
- на незастроенных территориях не более
3
2*0 : 2,0
1
Длина ходов между узловыми точками, км,
10
5
не более
1
75
Длина визирного луча, м, не более
100
150
Неравенство расстояний от нивелира до реек
2(4)
5(7)
! КЗ)
на станции, м, не более
1
Накопление неравенства расстояний в секции
2(5)
10(12)
5(7)
между марками и реперами, м, не более
Высота визирного луча над поверхностью
0,5
0,3
0,2
земли, м, ие менее
Разность превышений на станции (основной и
дополнительной шкалам, красной и черной
0,7
3
5
I сторонам реек), мм, не более
1i
^Предельные невязки в полигонах и по линиям
] при числе станций п на 1 км хода не более 15;
5>/Г
юЛ
20-JZ
5-Jn
6yfL
2,6yfn
! более 15
i Случайная средняя квадратическая ошибка
2,0
5,0
10,0
мм/км
Приборная средняя квадратическая ошибка
6,0
измерения превышения на 1 км двойного хо­
1,5
3,0
да, мм, не более
_J
Обозначения: L ■- длина хода в км. п - число штативов в ходе.
Примечание: в скобках даны допуски для нивелиров с самоустаналливающсйся
линией визирования.
Пункты нивелирной и плановой разбивочных сетей следует совмещать,
и в любом случае нивелирные реперы устанавливаются но границам и внут­
ри застраиваемой территории у каждого здания не менее одного знака, а
вдоль осей линейных сооружений не реже 0,5 км.
Закладку всех видов сооружений на стройплощадке, приложение под­
земных коммуникаций, планировку и другие работы в общем случае доста­
точно обеспечить высотами, оиределенными с погрешностью 3-5 мм. Если
принять длину хода П1 класса, проложенного между марками нивелирования
II класса, от одной из них до наиболее слабо определяемого репера L = 1 км,
то погрешность определения высоты репера будет
где т} - средняя случайная погрешность 1 км хода, равная в нивелировании
Ш класса 5 мм; о —средняя систематическая тнрешиость, равная в нивели­
ровании III класса 0,8 мм.
Подставив эти данные в формулу, получим т , 2=5,1 мм.
Погрешность в высоте такого репера, определяемой от двух исходных
марок (без учета погрешностей исходных данных), вычисляется по формуле
Высотную привязку- к таким пунктам производят только для передачи
абсолютной высоты на реперы площадки. Высотная основа на самой пло­
щадке в этом случае является строго увязанной свободной сетью. Единая
система высот города и площадки высотного здания необходима, так как к
сооружению подводится ряд юродских коммуникационных линий.
7. РАЗБИВОЧНЫЕ РАБОТЫ ПРИ ВОЗВЕДЕНИИ ПОДЗЕМНОЙ
ЧАСТИ ЗДАНИЯ
7.1. Землипые работы
Геодезическая служба приступает к работам уже на стадии освоения
плошадки. Так при срезке растительного грунта, рытье котлованов и тран­
шей, устройстве корыт для дорог, засыпке и уплотнении пазух и другое необ­
ходимы геодезические разбивки. После рытья и зачистки котлована под про­
ектную отметку ведется разбивка свайного поля (если это предусмотрено) и
разбивка осей под фундаменты сооружения. Далее разбиваются оси для со­
оружений подвальной части здания.
При производстве и приемке земляных работ, устройстве оснований и
фундаментов при строительстве новых, реконструкции или расширении дей­
ствующих предприятий, зданий и сооружений следует руководствоваться
строительными нормами и правилами, а именно СНиП 3.02.01-87 «Земляные
сооружения, основания и фундаменты».
Исходной документацией для геодезических разбивок при земляных
работах являются: генеральный план объекта; план осей; проект вертикаль­
ной планировки и картограмма земляных работ; проект (план, сечения и
профили) дорог, подземных трубопроводов и кабелей; акт и разбивочный
чертеж перенесения на местность осей сооружения н границ участка.
Для разработки котлована необходимо согласно нроеюу разбить на ме­
стности от основных осей проекцию контура его основания. Далее следует
наметить бровки откосов, передать на дно котлована проектную отметку и
проверить планировку дна и откосов.
При разбивке в натуру выносятся: для котлованов глубиной до 5 м нижняя бровка, для котлованов глубиной свыше 5 м - нижняя и верхняя
бровки. Все построения выполняются на уровне и с точностью теодолитных
ходов.
Для разбивок котлована в плане применяют электронный тахеометр.
Высотные разбивки могут выполняться как нивелиром, так н электронным
тахеометром.
Наибольшая крутизна откосов котлованов и траншей без креплений
определяется специальными расчетами по нроеюу производства земляных
работ и зависит от свойств грунта, его увлажнения и 1лубины котлована.
При зачистке дна и откосов котлована осуществляется геодезический
контроль над правильностью выполнения работ.
Переборы грунта в котлованах и траншеях ниже проектных отметок
основания конструкций сверх допусков, установленных проектом, не разре­
шаются.
Допустимые отклонения дна выемок от проектных при черновой раз­
работке определяются механизмом, производящим работы и составляют для
траншейных экскаваторов, экскаваторов с гидравлическим приводом, буль­
дозеров и скреперов +10 см.
При окончательной разработке грунта, отклонения отметок дна выемок
в местах устройства фундаментов и укладки конструкций, а также отклоне­
ние отметок спланированной поверхности от проектных не должны превы­
шать ±5 см.
Контроль осуществляется непосредственными замерами высот дли вы­
емок с числом контрольных точек 10-15.
Контроль зачистки дна котлована производится исполнительной съем­
кой. Проще съемку выполнить нивелированием по квадратам со сторонами
IОх 10 м. Плановое положение котура котлована (верхняя бровка, нижняя
бровка) определяется непосредственными промерами от закрепленных осей,
а высотное от реперов.
Схема результатов исполнительной съемки приведена на рис. 7.1. В
точках пересечения цифровых и буквенных осей приведены отклонения от­
меток дна котлована от проектной отметки. Кроме того, на схеме должны
быть приведены данные планового положения нижней и верхней бровок котU33.:r40
r<pQ(i
uMlU1
dопп
кГЮ
О
!.•
183
./г
мю
Рис. 7.1. Схема исполнит ельной съёмки котлована
178,600—проектная отметка дна котлована
лована.
7.2. Свайные фундаменты, шпунтовые ограждения
Исходными документами для геодезических работ под забивку свай
или свайных полей служат: план осей; план свайного поля; акт разбивки
осей. Отмеченные документы сверяют и, убедившись в их нолной идентич­
ности, приступают к разбивке.
До начала сваебойных работ основные оси сооружения переносятся на
дио котлована и закрепляются штырями, кольями или скамейками (рис. 7.2).
Натянув шнурку по осям, или линиям, параллельным осям, выполняют раз­
бивку рулеткой способом перпендикуляров или засечек, руководствуясь при
этом планом свайного поля. Обычно свайное поле проектируется рядами, па­
раллельными осям, поэтому разбивка не представляет трудностей.
Положение свай может быть разбито тахеометром со свободной стан­
ции или с центров закрепления осей. Для этого необходимо предварительно
иодсчитать координаты каждой сваи и в режиме разбивочных работ ввести
координаты точки стояния, точки ориентирования и, последовательно вводя
координаты разбиваемой сваи, выполнить разбивку. Центры свай закрепля­
ются деревянными кольями или стальными штырями диаметром 6-8 мм и
длиной около 250 мм. Разбивка производится участками в зависимости от
5
<b
<•>
<t>
Рис. 7.2. Разбивка мест погружения свай при однорядной их расположении
1 —точка закрепления оси на бровке котлована; 2 —строительные скамейки;
3 —знаки мкрвпменим створов осей; 4 —места погружении свай
принятой организации работ но забивки свай и движения сваебойной маши­
ны. По окончании забивки свай на оголовки выносится проектная агмегка
низа ростверка (фундамента), под которую производится их срезка и испол­
нительная съемка. По результатам съемки составляется исполнительная схе­
ма, на которой фиксируют положение центра каждой сваи с привязкой к разбивочным осям, указывается расстояние между соседними сваями и откло­
нение от проектного положения.
Допускаемые отклонения и другие технические условия забивки свай,
оболочек и шпунта приведены в СНиП 3.02.01-87. Основные технические
показатели, касающиеся геодезии, таковы.
Предельные отклонения в плановом положении забивных свай диамет­
ром и л и стороной сечения до 0,5 м включительно не должны превышать:
а) при одно, двух и трех рядном расположении свай, кустов и лент
- ±0,2d поперек оси свайного ряда;
- ±0,3*/ вдоль оси свайною ряда;
б) сплошное свайное поле под всем зданием или сооружением
- ±0,2d для крайних свай;
- ±0,4d для средних свай.
Для одиночных свай предельное отклонение составляет ±5 см, а для
свай-колонн ±3 см. Предельные отклонения в плановом положении забив-
пых, набивных м буронабивных свай диаметром более 0.5 м сосгавляют:
- ±10 см поперек ряда;
- ±15 см вдоль ряда при кустовом расположении свай;
- ±8 см для круглых одиночных полых свай под колонны.
Олмепси голов свай имеют допустимые предельные отклонения:
- ±3 см для монолитных ростверков;
- ±1 см для сборных ростверков;
- ±5 см для безростверковых фундаментов со сборным оголовком;
- 3 см для свай-колонн.
Предельные отклонения в плане для шпунта:
- ±10 см железобетонной) на отметке поверхности грунта;
- ±15 см стального па отметке верха шпунта при погружении его с
суши.
Для сооружений, возводимых способом «стена в грунте» допусгимые
смещения осей в плане составляют ±3 см; тангенс предельного отклонения
стены от вертикали равен 0,005; толщина стены может бьггь только завыше­
на, т.е. +10 см; глубина также может быть только завышена на +20 см.
7.3.
Устройство моиолитпых железобетон пых ростверков
Исходными документами для разбивки под установку опалубки для
фундаментов служат план осей и опалубочный плап или план монолитного
железобетонного ростверка. Разбивку начинают после сопоставления и вы­
явления идентичности всех рабочих чертежей.
Существующая ранее технология разбивки для установки опалубки
при устройстве монолитного ростверка заключалась в вынесении на обноску
всех осевых рисок. Далее натяпшали между одноименными осями струны
или причалки и проектировали оси на дно котлована отвесами. Производили
разметку на дне котлована внутренних |раней опалубки и нивелировали ос­
нования низа ростверка и верха опалубки. Понятно, что при значительных
глубинах котлованов проектировать отвесами натянутые струной оси весьма
проблематично. Поэтому на дно глубоких котлованов буквенные и цифро­
вые оси проектировали визирными плоскостями теодолитов, установленных
на бровке котлована, способом створной зассчки см. рис. 6.5.
При наличии электронного тахеометра задача разбивки осей под опа­
лубку, далее на опалубку и затем уже на монолитный ростверк или фунда­
ментную плиту решается также как и при разбивке свайного поля: разбивка
осуществляется со знаков закрепления осей или со свободной станции в ре­
жиме разбивочных работ.
Требования к сборным и монолитным бетонным и железобетонным, а
также металлическим конструкциям приведены в СНиП 3.03.01-87, «Несу­
щие и ограждающие конструкции. Так для монолитных конструкций прсдельные отклонения от вертикали плоскостей и линий их пересечения на всю
длину конструкции для фундаментов может составить 20 мм;
- для стен и колонн, поддерживающих монолитные перекрытия -± 15 мм;
- для стен и колонн, поддерживающих сборные балочные конструкции ±10 мм;
- для стен зданий и сооружений, возводимых в скользящей опалубке, прн
наличии промежуточных перекрытий 1/1000 высоты сооружения, но не
более 50 мм;
- отклонение горизонтальных плоскостей на всю длину выверяемого уча­
стка - ±20 мм;
- длина или пролет элементов ±20 мм;
- размер поперечного сечения элементов +6 мм или - 3 мм;
- отметки поверхностей и закладных изделий, служащих опорами для
стальных или друшх сборных элементов - 5 мм.
При возведении многоэтажных сооружений отклонения в расположе­
нии осей опалубки от проектного положения, допущенные в нижележащих
этажах, превышающие отмеченные выше значения, должны быть выправле­
ны при установке опалубки для этих элементов в последующих этажах.
За состоянием установленной опалубки должно вестись непрерывное
наблюдение в процессе бетонирования. При обнаружении деформаций или
смещения отдельных элементов опалубки бетонирование должно быть пре­
кращено, элементы опалубки возвращены в проектное положение и усилены.
По окончании устройства ростверков производится инструментальная
проверка их расположения с составлением исполнительной схемы, на кото­
рой показываются смещения осей и отметок по сравнению с проектным по-
Рис. 7.3. Исполнительная схема планово-высотного
полож ения ростверков
лаженисм.
Пример исполнительной схемы планового и высотного положения ро­
стверков приведен на рис. 7.3.
Разбивка осей сборных фундаментов не отличается от аналогичных ра­
бот для монолитных фундаментов. При монтаже сборных элементов пре­
дельные отклонения от совмещения ориентиров, а также отклонения закон­
ченных сборных конструкций от проектного положения не должны превы­
шать величин, приведенных в табл. 12 СНиП 3.03.01-87.
Ниже в табл. 7.3 приведены выдержки из отмеченного СНиПа для
сборных конструкций.
п/п
1
\
2
3
4
1
5
Параметр
Отклонение от совмещения установочных ориентиров
фундаментных блоков и стаканов фундаментов с рис­
ками разбивочных осей
Отклонение отметок дна стаканов фундаментов от
проектных
|
1
Отклонение от совмещения в нижнем сечении геомет­ i
рических осей колонн, панелей, крупных блоков не­
сущих стен, объемных блоков, ригелей, прогонов, ба­
лок и рельсов, подстропильных ферм, подкрановых 1
балок с разбивочными осями
Отклонение от совмещения в верхнем сечснии осей
колонн многоэтажных зданий с рисками разбивочных
осей при длине колонн до 4 м
4 -8 м
8 - 16 м
16- 2 5 м
Разность отметок верха колонн каждого яруса много­
этажных зданий в пределах выверяемого участка
Таблица 7.3
Предельные
отклонения
12 мм
±5 мм
j
1
8 мм
12 мм
15 мм
20 мм
25 мм
12+2п
Для более подробного изучения технических и других требований к из­
готовлению и монтажу элементов и конструкций зданий и сооружений смот­
ри отмеченный СНиП.
К установке опорных поверхностей для сборных железобетонных ко­
лонн и анкерных болтов под стальные колонны предъявляются повышенные
точностные требования. Разбивочпыс оси и реперы, необходимые для уста­
j
новки опорных поверхностей, закрепляются вне контура опор из расчета их
многократного испо,чьзования вплоть до сдачи сооружения в эксплуатацию.
Допускаемые отклонения в расположении анкерных болтов регламентируются величинами: в плане при расположении внутри контура опоры
±5 мм, вне контура ± 10 мм, по высоте ±20 мм.
7.4. Погрешности разбивочных работ нулевого цикла
Среднюю квадратическую ошибку планового положения точки рассчи­
таем из предположения, что разбивка производится элекфонным тахеомегром со свободной станции способом полярных координат. В качестве визир­
ной цели используется уголковый отражатель в виде иризмы на телескопиче­
ской штанге, снабженной круглым уровнем. Цену деления уровня примем
равной 10'.
Для полярного способа разбивки с учетом ошибки положения сташдои
тт и ошибки фиксации тф результирующая погрешность плановою поло­
жения точки будет равна
т* = ю * + ^ г - + »*# + »£,,
(7.1)
где ms - ошибка построения полярного расстояния S и /иэ - ошибка по­
строения полярного угла р.
Приняв полярные расстояния не больше 50 м, ошибки ms = 2 мм, и
шр = 5*,
= 3 мм, при ошибке фиксации тф- 2 мм, получим тТ= 4,3 мм,
т.е. вполне приемлемое значение практически для всех видов разбивок при
возведении подземной части сооружения.
Однако изучим более подробно ошибку фиксации шф. Для се оценки
обратимся к рис. 7.4.
Рис. 7.4. К погрешности фиксации рапбшаемой точки
Из рис. 7.4 видно, что погрешность фиксации тф возникает из-за откло­
нения штанги с отражателем от вертикали. Штанга, опирается на свое острие,
удерживается вертикально по показанию уровня и перемешается в прост нос
иоложение по команде наблюдателя. Естественно, положение штанги неусгой-
чиво и удержат, се строго в проектом положении весьма проблематично.
Погрешность фиксации можно разложить на две равновероятные со­
ставляющие величины Д. расположенные в вертикальных плоскостях, одна из
которых содержит откладываемое расстояние, а вторая ей перпендикулярна.
Если / - высота штанги, т - угол се наклона, который можно принять
равным трем и более значениям цены деления уровня, так как без дополни­
тельных приспособлений удержать пгтангу вертикально достаточно про­
блемно, тогда
A = / tgx или Д « — .
(7.2)
Полагая / = 1500 мм; т = 30*. получим £ = 13,1 мм. Результирующее
влияние наклона штанги можно принять равным погрешности фиксации без
учета самого метода фиксирования точки (гвоздь, арматура, карандаш и др.)
и чистоты подстилающей поверхности (грунт, бетон, фанера и пр.). Таким
образом,
= Д\/2 или около 18,5 мм. Понятно, что расчеты выполнены для
довольно экстремальных условий и, тем не менее, результат оказался впечат­
ляющим и настораживающим.
Описанная технология и оборудование могут быть использованы разве
что при разбивках для земляных работ и выносе в натуру коммуникаций. По­
этому для производства более точных и тонких разбивочиых работ телеско­
пическую штангу, удерживающую тршшель-призму, снабжают двумя опора­
ми переменной длины, или разбивку' выполняют в два этапа: точку' грубо
разбивают описанным способам, а уточняют ее положение при помощи шта­
тива с отражателем на подставке с оптическим центриром. Но проще всего
модернизировать сам отражатель, сведя к минимуму высогу штанги (см.
формулу (7.2)). Такие отражатели для производства разбивок имеются в про­
даже в качестве аксессуаров. Можно такой отражатель сделать самому: на
строительный карандаш наклеить марку-катафот.
8. ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ ВОЗВЕДЕНИИ НАДЗЕМНОЙ
ЧАСТИ ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ
8.1. Традиционные способы построения разбивочных осей на
моп гажном горизонте
Геодезические работы при возведении надземной части зданий и со­
оружений включают в себя:
- построение разбивочных осей на исходном горизонте;
- проектирование разбивочиых осей и передача высог на вышележа-
uuic монтажные горизонты;
- нос (роение разливочных оссй на моитажных горизонтах;
- д е т а л ь н а я разбивка мест положения конструкций на мошажных юризонтах;
- котроль установки конструкций и их выверка;
- исполнительная сьсмка ттовы х элементов и конструкций.
Исходными документами для построения разбивочных (монтажных)
осей или внутренней разбивочной сети здания являются план этажа, план
осей и исполнительные схемы внешней разбивочной сети здания.
Наиболее ответственной частью геодезических работ при возведении
надземной части здания является построение на исходном монтажном гори­
зонте внутренней разбивочной с<?ти здания или, как говорят, базисной фигуры.
Формы и способы построения базисных фигур нами рассмотрены в шапс 6.
Здесь же мы приведем способы разбивки осей па монтажном горизонте.
Разбить оси или разнести их ио поверхности перекрытия можно не­
сколькими способами. Наиболее распространенными являются разбивка
осей створно-мгшсйньши и линейными засечками (см. «Способы разбиноч­
ных работ», глава 3) и с помощью электронного тахеометра «в координа­
тах».
Детальная разбивка осей створно-линЫмыми и линейными засечками.
Нели оси разбиваются засечками при помощи рулетки и теодолита, то в каче­
стве исходных принимаются хотя бы две точки базисной фигуры. Створ при
этом задается теодолитом, а линейные размеры на бетонной поверхности
строятся рулеткой и очерчиваются карандашом рис. 8.1.
Рис. Н.1 ■Ралбивка осей ъисечкями
Выполнив створно-лпнснным способом разбивку оссй. например ио
буквенной ОСН. строят ГСОДОЛИТОМ прямой угол и повторяют разбивку по
цифровой осн. Далее линейными засечками заполняют образовавшийся
квадрат разбивками промежуточных осей.
Нетрупно подсчитать погрешность такой разбивки. Ранее (см. глава 3),
была приведена формула для средней квадратической ошибки разбивки точ­
ки линейной засечкой
sin у
Л.
(8 . 1)
где у - угол при засекаемой точке.
Так как этот угол при разбивках на монтажном горизонте равен 90°, то,
приняв ошибку построения огрезка рулеткой 2 мм, получим ошибку линей­
ной зассчки 2.8 мм. Результирующая ошибка построения точки будет скла­
дываться ш вычисленной ошибки способа построения и ошибки исходных
данных. В принятой схеме разбивки осей в качестве исходных выступают
точки. построс!шые способом створно-линейной засечкой. Для этих точек
средняя квадратическая погрешность построения выражается формулой
mln = ml +ml + т) + mL + т1 •
( 8 -2)
В качестве исходных для рассматриваемых точек, в свою очередь высту­
пают пункты базисной фигуры, которые могут быть построены на монтажном
горизонте с погрешностями около 1 мм на высотах до 100 м при помощи зеннт-приборов. Ошибку центрирования примем равной тн - 0,5 мм, а ошибка
построения отрезка длиной в 30 м при помощи рулетки может быть принята в
пределах 3 мм. Ошибка визирования определяется формулой (4.20):
20'-Sj2
и- =
г . р - ' -
(8-3)
которая для расстояний в 30 м и увеличения зрительной трубы теодолита 30х
приведет к незначительной погрешности #»«*,= 0,1 мм, которую в расчеты
принимать, естественно не следует. Таким образом, итоговая погрешность
разбивки точки створно-линейным способом, с учетом погрешности фикса­
ции построенной точки тф = 2 мм, составит
= 3,7 мм. Следовательно, ре­
зультирующая погрешность разбивка точки линейной засечкой б>дет равна
тг$ =т2
+т~ся Подставив численные значения, получим т„
яз
г - 4,6 мм.
Детальная разбивка осей тахеометром «в координатах». Электронный
тахеометр устанавливают на одну из точек базисной фигуры и приводят в ра­
бочее положение. Войдя в режим «разбивочные работы», вводят координаты
точки стояния, точки ориентирования и разбиваемых точек и производят раз­
бивки. Погрешность разбиваемой точки определится погрешностями плано­
вых координат точки базисной фигуры (около 1 мм), погрешностью центриро­
вания (0,5 мм) и погрешностью ориентирования (около 1 мм). Hoipciiiiiocu.
разбивки точки полярной засечкой рассчитаем для расстояния 30 м. Погреш­
ность построения полярного угла примем 10", а полярного расстояния 2 мм.
В результате погрешность полярной засечки составит 2,5 м.м. Погрешность
фиксации примем ранной 2 мм. Суммарная шмрепшость разбивки осей тахеометром «в координатах» составит 3,5 мм.
8.2. Перенесение осей н высот иа монтажные горизонты
При строительстве зданий малой и средней этажности псрснссение ос­
новных или главных осей на вышележащие монтажные горизонты может
быть произведено способом наклонною проектирования. Проектирование
выполняется теодолитом со створных точек, закрепляющих оси, которые не­
обходимо перенести (рис. 8.2).
7
\
It
П
ь
Рис. 8.2. Схема перенесения осей способа» наклонного проектирования
Из рис. 8.2 понятно, что для реализации способа необходимо наличие в
границах строительной площадки больших свободных территорий.
Средняя квадратическая погрешность проектирования точки на мон­
тажный т р и зонт таким способом во многом зависит от используемого тео­
долита, чувствительности его уровней или компенсаторов и увеличения зри­
тельной трубы. Кроме того, на ошибку проектирования будут влиять ошибки
установки теодолита в створ и ошибка фиксации точки перенесения, высота
сооружения и расстояние от здания до теодолита. Естественно, прибор дол­
жен быть тщательно поверен.
Положение осей на монтажном горизонте определяют но двум створ­
ным точкам, перенесенным на противоположных сторонах контура перекры­
тия. При этом возникает возможность контрольных измерений на перекры­
тии: установив теодолит на одну из перенесенных точек, наводятся на осе­
вую (створную) точку и измеряют угол на вторую перенесенную точку. Пели
угол отличается от 180е, построения повторяют, и положение перенесенных
точек корректируют. Выполшго перенос 4-х точек, производят контрольные
измерения сторон и диагоналей построенной фигуры. Возможны и другие
варианты перенесения осей.
При возведении высотных зданий и сооружений повышенной этажносгн. а также в условиях стесненной строительной площадки перенесение
осей или точек внутренней разбивочной сети (базисных фигур) на высшие
монтажные горизонты производят методом вертикального проектирования.
Для этих целей в перекрытиях верхних монтажных горизонтов над перено­
симыми точками следует заблаговременно предусмотреть сквозные отвер­
стия размером около 200*200 мм. Перенесение осуществляется специальны­
ми приборами, которые называются приборами вертикального проектирова­
ния (ПВП). Они могут быть лазерными и оптическими (рис. 8.3).
а) оптический FG-L100
б) лазерный LV1
Рис. 8.3. Приборы вертикального проектирования
Нели прибором производится вертикальное проектирование плановой
точки с нижнего горизонта на верхний, то такой прибор то гд а называют зе­
нит-прибор. При обрагном проектировании прибор называется надирирпбор. Некоторые приборы несут в себе обе функции.
На рис. 8.4 показан процесс перенесения точки по вертикали на верх­
ние монтажные горизонты при помощи зенит прибора. Прибор центрируется
над точкой, которую следует спроектировать, приводится в рабочее положе­
ние. На нужном монтажном горизонте над технологическим отверстием ус­
танавливается палетка на прозрачной основе. На палетке паиесена сетка
прямоугольных координат. Процесс перенесения точки заключается в опре­
делении координат центра проекции визирной оси зенит прибора на палетке.
Эту точку отмечают на палетке, и над ней уже центрируется нужный геоде­
зический прибор - теодолит или тахеометр.
Для уменьшения влияния ошибок компенсатора, иначе говоря, ошибок,
возникающих из-за невертикальности визирной оси, каждую из коорднпаг на
палетке фиксируют дважды через 180°.
Рис. 8.4. Перенесение т очки на верхние монтаж ные горизонты
Для уменьшения влияния ошибок центрирования, вызванных несовпаде­
нием визирной оси и оси вращения прибора, проекцию визирной оси отмечают
на палетке при трех положениях подставки на штативе через каждые 120°.
Ниже в табл. 8.1 и 8.2 приведены технические характеристики двух при­
боров вертикального проектирования: оптического FG-L100 и лазерного LV1.
Технические характеристики
Увеличение зрительной *грубы
Диаметр объектива, мм
Угол поля зрения, °
Диапазон работы компенсатора,'
Средняя ошибка установки компенсатора,"
Время установки компенсатора, с
Цена деления цилиндрического уровня,"
Предел фокусирования оптического центрира, м
Точность центрирования на высоту' 1,5 м, мм
Высота прибора, мм
Вес прибора, кг
Таблица 8.1
FG-L100
31,5
40
1,3
±10
±0,15
<1
30
0,5
0,5
1
295
.
Ч
___________
Оптический прибор вертикального проектирования FG-L100 является
аналогом известного PZL-100. который выпускался в нроишом фирмой Carl
Zeiss Jena. Прибор FG-L100 предназначен для передачи планового поло-
Уровень отсчёта высот
Рис. 8.5. Передача высот на м онт аж ны е горизонты
нивелиром и рулет кой
жения точки стояния прибора в зенит (вертикально вверх) с погрешностью
не более ±1 мм на 100 м высоты. Прибор имеет надежный компенсатор с воз­
душным демпфером.
Таблица 8.2.
LV1
j
Технические характеристики
До 100
Диапазон намерений: зенит, м
До 5
надир, м
±10
Диапазон работы компенсатора. ’
635
Длина волны лазерного излучения, 1ш
10" па 2 мм
Цена деления установочного уровня
7
Диаметр лазерного пятна на 100 м в зените, мм
±5 (2,5 мм/100 м)
Точность установки отвесной линии в зенит,"
±1
| Точность установки отвесной линии в надир,'
Диаметр лазерного пятна на 5 м в надире, мм
1
2
' Рабочая темиераггура. СС
-КН+50
• Габариты прибора, мм
194*150*248
1Вес прибора с аккумулятором, кг
2.5
1
Лазерные приборы вертикальною проектирования пользуются доста­
точно больишм спросом в Европе и в Р о с с и и . О н и с успехом использую icx
для проектирования точек вертикально вверх (впит), при монтаже строи
тельных конструкций, для контроля вертикальности опалубки в монолитном
домостроении и прочее. Прибор LV1 производится японской фирмой Sokkia.
В LV1 исношауется полупроводниковый лазер, генерирующий излучение н
видимой, красной области спектра. Центрирование прибора над точкой про­
изводится встроенным лазерным центриром на расстояние до 5 м. В компен­
саторе применено комбинированное, воздушно-магнитное демпфирование.
Другие техтшческие характеристики прибора приведены в табл. 8.2.
Передача отметок на монтажные горизонты производится от высотных
реперов строительной площадки известным способом. Выбирают боковую
поверхность несущих конструкций или стен лифтовых шахт, пилонов и пр.
из тех соображений, чтобы по этим поверхностям можно было выполнить
л шейные измерения по вертикали через отверстия для вентиляционных ко­
робов, технологических проемов и другое. В удобном месте на выбранной
поверхности намечают риску, на которую от разных реперов (не менее двух)
передают отметку. Измерить вертикальный отрезок между точками В и С
(рис. 8.S) можно обыкновенной рулеткой или ручными безотражательными
дальномерами титга D1STO.
Лазерный ручной безотража тельный дальномер фирмы Leica, напри­
мер Disto classic 5а, предназначен для измерепия расстояний до 200 м с по­
грешностью не более 1,5 мм. Прибор, размером со школьный пенал весит
310 г и питается от 2-х батареек типа АА. На рисунке точка А - исходный
репер с известной отметкой, в точке В вертикально установлена лазерная ру­
летка, а в точке С прижат любой предмет с прямоугольными гранями. Вер­
тикальность рулетки можно обеспечить любым строительным уровнем, а
грань рулетки, ее начато счета расстояний следует совместить со штрихом
на конструкции. Me трудно видеть, что высота штриха на монтажном гори­
зонте будет равна высоте репера И ^ , плюс отсчет но рейке на этом репере л
и плюс показании ручного дальномера S . Г1о1рсшность передачи высоты та­
ким способом не превысит 3 мм.
Высоты на монтажный горизонт могут быть переданы способом триго­
нометрического нивелирования при помощи элекфонного тахеометра (рис.
8.6). На рисунке строительный репер в виде (рунтового знака с высотой //v .
На репере вертикально установлена шашечная нивелирная рейка. Между ре­
пером и строящимся объектом устанавливается электронный тахеометр. На
нужном монтажном горизонте установлена визирная марка с отражателем
или наклеенной отражательной пленкой (катафот). Отражательную пленку
можно наклеить также па видимую, удобную поверхность любой конструх-
ции. Здесь следует за м е т гь , что при налички элскгротю го тахеометра с ре­
жимом безотражательного измерения расстояний можно было бы измерять
высоты любой пилимой точки на избранном монтажном горизонте. Однако
так как в этом режиме расстояния измеряются практически в два раза грубее,
Рис. 8.6. Передача высот т ригоном ет рическим нивелированием
чем до отражателя, то и превышения и высоты окажутся найденными не­
сколько грубее.
Процесс измерений заключается во взятии отсчета по рейке (обозначим
этот отсчет через д), далее зрительная труба горизонтальной нитью наводит­
ся на середину отражателя (или пленки) и включается режим измерений. Ес­
ли h найденное из измерений превышение, то высота центра огражателя
(или илеики) на монтажном горизонте Нп вычисляется простым сложением
# „ = # * + * + /».
(8.4)
Дальнейшее закрепление высоты и распространение высот по монтаж­
ному горизонту легко выполнить простым нивелиром с компенсатором. Ниве­
лир устанавливают «в горизонт» но центру отражателя или нленки. Устано­
вить нивелир «в горизонт» означает; что, оперируя ножками штатива, переме­
щают нивелир по высоте до совмещения горизонтальной нити сетки с цен­
тром отражателя. Доводку выполняют подъемными винтами. Пофсганость, с
которой будет найдена высота точки на монтажном горизонте, может быть
подсчитана па основе формулы (8.4), раскрывая содержание значения h .
Если для вычисления превышения h измерялось наклонное расстояние
S и угол наклона v , то h находят по формуле
Л = 5-sin v ,
(8.5)
а средняя квадратическая ошибка вычисленного превышения будет равна
2
• 2
? л2 c o s 2V W
v
-J-,
mA= s i n v i u ^ + л
шс //»s и /wv соответственно ошибки измерения расстояния и угла наклона.
Ясно, что резульгирующая погрешность высотного положения репера
на монтажном горизонте ти будет зависеть также от совокупной ошибки
высоты инструмента т,, включающей в себя ошибку отсчета по рейке и
ошибку компенсатора угла наклона оси вращения прибора. Кроме того, в
конечном результате следует учесть ошибку фиксации точки на монтажном
горизонте /м/ .
Принимая 5= 50 м, ms =2 мм, v=30°, mv~10", т = 1 мм, m/ = 1 мм, полу­
чим искомую ошибку тн =2,8 мм. Иначе говоря, описанные способы вполне
взаимозаменяемы.
8.3. Другие способы построения осей на монтажном горизонте
Ранее было отмечено, что на монтажные горизонты с исходного долж­
ны быть перенесены, как минимум три точки внутренней разбивочной сети
здания. Логично предположить, что эго требование СНиП обусловлено необ­
ходимостью контрольных измерений, построенной на монтажном горизонте
внутренней разбивочной сети. Естественно, при любой возникшей возмож­
ности, когда открывается взаимная видимость между построенными пункта­
ми, такие контрольные промеры следует выполнять. Однако на практике та­
ких возможностей возникает крайне редко. Главной причиной тому является
существующая технология производства монолитных работ по перекрытию.
Перекрытия между монтажными горизонтами строятся так называемыми
«захватками», г.е. небольшими участками, например 6 на 8 м или 10 на 3 м и
тут же, на едва схватившемся бетоне требуется построить разбивочные оси.
При этом M o i y r возшиснуть две ситуации: на монолитной «захватке» еегь
технологическое отверстие с перенесенной на данный монтажный горизонт
точкой внугренней разбивочной сети, и когда такой точки нет.
В случае, когда на захваггке нет точки внутренней сети, задача построения
разбивочных осей может быть решена, если с монтажного горизонта есть ви­
димость на пункты внешней разбивочной сети здания или другие пункты, за­
благовременно построенные в окрестностях возводимого сооружения. Плано­
вое положение тахеометра находится обратной засечюй по трем и более точ­
кам. Таким образом, разбивка осей на монтажном горизонте производится со
«свободной станции» в координатном режиме обычными приемами.
По 1решности разбивки осей будут слагаться из погрешностей планово­
го иоложения исходник пунктов, погрешностей обратной засечки и разби­
вочных работ.
Точки внутренней плановой разбивочной есш на «.захватке» могут
б к т . построены также способом полярных координат прямым визированием
С ближайшего НИЖ1ГСГП монтажного горнюггта при палнчнн прямой видимо*
п н между монтажным горизонтом н «злхвагкон».
!‘>с»7И ка «.зпхвзтко* есть точка внутренней сети, построенная методом
вертикального проектирования. то для производства контрольных измерений
и разбивочных работ онять-таки пеобхолнма видимость на пункты внешней
сети сооружения. Это позволит выполнить контрольное определение коор­
динат точки стояния прибора и ориентировать его. Если с ростом этажности
>дания теряется видимость на знаки виешней сети и на окружающей за­
стройке не представляется возможным установить марки-катафоты, то, начи­
ная с некоторого монтажного горизонта. часе кают окрестные, четко разлнчимые предметы местности (шпили, а т е и н ы , громоотводы и пр.), которые мо­
гут служить хорошими ориентирами и контролировать перенос точки. На
рис. S.7 схематически покапана ситуация на монтажном горизонте. А и В ориентирные точки, расположенные соответственно на расстояниях Si и 5; от
моста производства работ. Точка Р соответствует вертикальной проекции
точки внутренней (базисной) сети, а реальному' ее положению соответствует
А
Рис. 8.7. Контроль верт икального переноса базисной точки
точка С. Таким образом, ошибка вертикального переноса в линейном выра­
жении есть величина е. Контроль вертикального переноса, как отмечено ра­
нге. производится измерением горизонтальных направлений на предметы
местности. Иначе говоря, о качестве вертикального переноса точки сузят по
разности значений горизонтальных углов х и v. измеренных на данном мон­
тажном горизонте и исходном соответственно. Нетрудно видеть, что иа при­
веденной схеме разность х - v есть ошибка измерения угла из-за ошибки е.
T-с- извссшон ошибки центрирования. Влияние ошибки центрирования на
точность измерения горизонтального угла в классическом виде выражается
<аннснмэсз1»ю
m* = p7—~ / Л
”
2SfS$
(8 7 J
Здесь L - расстояние между ориеширнмми точками Л и И.
Из формулы 18.7) найдем е. а для упрощения расчетов примем L-2S. я
также = S2y r.e.
е = S-
pv2
.
(8.S)
Из (8.8) нпдно, что при заданной допустимой ошибке т^, чем больше
расстояние S пт почки сюяния прибора до ориситирных пунктов, тем больше
линейный элемент е. Малример, при S = 200 м;
20". иол>'чим е * 14 мм.
Это недопустимые смешения базисной точки с вертикали. Следовательно,
ориентирпые визирные цели должны располагаться как можно ближе, а донус гимые угловые отклонения не должны превышать нескольких секунд.
Собегвенно разбивка осей на монтажном горизонте может был. реилизована также несколькими способами в зависимости от способа перенесения
и построения базисной фигуры на монтажном горизонте.
/. Точки базисной фигуры перенесены методам вертикичьнога проек­
тирования. После контрольных промеров сторон и диагоналей башеной фи­
гуры разбивочные оси строятся но их привязкам к сторонам фшуры спосо­
бами створно-линейной и собственно линейной засечками. Эти способы
описаны в разделе 8.1. Пересечения разбивочных осей сначала отмечаются
на беюштой поверхности монтажного горизонта карандашом, а затем закре­
пляются дюбель гвоздем и открашиваются.
2.
Свободная станция на монтажном горизонте. Нели точку базисной
фшуры не удалось построить на монтажном горизонте способом вертикаль­
ного проектирования, но плановое положение произвольной точки на «.за­
хватке» определено из обратной линейно угловой засечки по наблюдению
знаков внешней плановой сети здания. то разбивку с этой «свободной стан­
ции» производят в следующем порядке. Электронный тахеометр переводя г в
режим «Разбивочные рабогы». Далее ввалил координаты точки сюяния. i.e.
коордишпы свободной станции и координагы точки ориентирования, на ко­
торую и наводятся. Последовательно ввода координаты точек пересечения
осей, производя г их разбивку и закрепление. Потрсшности разбивки осей
(или конструкций) в таком случае будут складываться из погрешностей ис­
ходных данных тш. noipcmiiocrefi определения координат свободной стан­
ции из обратной засечки mim, погрешиослей разбивки точки полярной засеч­
кой
и noipeiuiioc m фиксации построенной точки т+ Итоговая погреш­
ность разбивки осей на монтажном горизонте посредством свободной стан­
ции окажется раиной
mZ = rrtL+mL + mL> + ml (R-8 )
Некоторые in обозначенных погрешностей нами изучены ранее. Так,
пол погрешностью исходных данных в описанной ситуации выступает погрсппюсть планового положения центров марок катафотов, подсчитанная
нами ранее для внешней разбивочной сети здания. Для небольших строи­
тельных площадок (с условным радиусом окружности около 50 м) эта но«решность составит около 3 мм. Погрешность разбивки точки полярной за­
сечкой тахеометром для расстояний 30 м рассчитана в разделе 8.1 и состав­
ляет 2,5 мм. Погрешность фиксации можно принять равной 2 мм. Относи­
тельно погрешности координат свободной станции следует сказать следую­
щее.
Координаты планового положения свободной станции могут быть по­
лучены несколькими путями:
а) из решения обратной угловой засечки по наблюдениям трех и более
пунктов с известными координатами;
б) из решения обратной линейной засечки по измеренным расстояниям
до двух и более пунктов с известными координатами;
в) из лииейно-угаовой засечки по измеренным расстояниям до двух и
более пунктов и горизонтальным ушам между направлениями на
пункты.
В инструкциях по эксплуатации электронных тахеометров не сказано,
каков сиособ измерений, и какой алгоритм вычислений заложен в процессор
тахеометра. Так для тахеометров фирмы Sokkia в инструкциях указывается,
что возможны ситуации, когда прибор может оказаться на «опасном» круге, и
обратная засечка в таком случае не решается. Прибор следует переместить в
новую точку. Из этого можно заключить, что в приборе заложен алгоритм
решения обратной засечки ио углам (задача Потенота). В инструкциях к при­
борам фирмы Trimble говорится, что задача может быть решена и при нали­
чии двух исходных точек. Следовательно, в этих приборах заложен алгоритм
решения задачи по измеренным расстояниям до исходных пунктов, или но
расстояниям и углу между направлениями на исходные пункты.
Ранее нами была получена формула (см. формулу (4.28)) средней квад­
ратической ошибки планового положепия свободной станции, если ее коордипаты получены из обратной линейно-угловой засечки. Если в качестве ис­
ходных пунктов принято большее их количество, чем это необходимо, то резу-тьтаты вычисления координат свободной станции усредняются, как это де­
лается во многих тахеометрах.
Так, доя трёх исходных пунктов, приняв ошибки измерения расстояний
тахеометром пц. = 3 мм. ошибки измерения углов т$ = 5”, при расстояниях L
в пределах S0 м получим погрешность свободной станции в приделах 3 мм
без учета оишбок исходных данных. В результате разбивка точки на монтаж­
ном горизонте способом полярных координат со свободной станцин для рисстояний до 50 м может быть выполнена с ошибкой около 4 мм. Поэтому, что*
бы как-то ослабить влияние погрешностей разбивки точек со свободной
станции, стремятся производить разбивки на монтажном горизонте с однойточки, для чего ее следует закреплять. Иначе ошибки разбивки точек с не­
скольких свободных сташшй на одном монтажном горизонте могут дости­
гать недопустимых значений.
Контроль разбивки в любом случае производится прямыми промерами
межосевых размеров.
8.4. Установка и выверка конструкций и оборудования
Установка или монтаж конструкций и технологического оборудования
в проектное положение осуществляется относительно их монтажных осей,
которые размечаются на конструкциях или их расположение оговаривается в
IIПР и рабочих чертежах. Установка конструкций производится от строи­
тельных осей и от пунктов их закрепляющих в плане по высоте и по верти­
кали.
При высотной установке и выверке конструкций и оборудования при­
меняют, в основном, три метода нивелирования: геометрическое, микронивелирование и гцдронивелпрование.
Геометрическое нивелирование, как наиболее оперативный способ, яв­
ляется наиболее распространенным, обеспечивающим требуемую точность
практически для любого вида строительства. При высотной установке конст­
рукций в настоящее время больше применяют оптические нивелиры с ком­
пенсаторами, т.е. с самоустанавливающейся линией визирования. Зритель­
ные трубы имеют, в основном, прямое изображение. Увеличение зрительных
труб высокоточных оптических нивелиров может составлять около 40х, для
технических 20^30*. Практически все фирмы производящие приборы для
геодезии представлены на рынке нивелиров. Завод УОМЗ производит ниве­
лиры 4II2KJ1, ЗНЗКЛ, 3H5JI, фирма SETL выпускает приборы DSZ3, AT-20D.
AT24D, японская фирма SOKK1A торгует приборами B l, В20, В21, С300,
C3I0, С320 и т.п. Декларируемая точность приборов, которая характеризует­
ся средней квадратической погрешностью намерения превышения на 1 км
двойного хода, может составить 0.2 мм (нивелир PL1 фирмы Sokkia). Точ­
ности технических нивелиров колеблется в пределах 2-4 мм. Для них исполь­
зуют шашечные разлпижшис 3-5 м рейки из легких дюралевых сплавов.
Все большее распространение приобретают цифровые нивелиры. Oio
современные многофункциональные приборы, совмещающие функции высо-
коточнот оптического нивелира, электронного запоминающего устройства и
встроенного программного обеспечения для обработки полученных измере­
ний. В комплект Ш1вслира входят иприх-кодовые рейки, зарядное устройст­
во. карта памяти и котировочные инструменты. Прибор DINI 12 фирмы
Trimble обеспечивает погрешность измерений 0,3 мм на 1 км днойпот хода с
ииварион рейкой и 1,0 мм с шашечной. Нивелир имеет горизонтальный
лимб, а внутреннее программное обеспечение позволяет с проложепием хода
выполнить его уравнивание, работать в режиме тахеометра и выполнять вы­
нос в натуру проектных отметок.
Успешно используются для производства разбивочных и монтажных
работ так называемые лазерные нивелиры или построители плоскостей. Их
отличительной особенностью является возможность увидеть построенную
рабочую поверхность. С их помощью можно задать горизонтальную, верти­
кальную или наклонную плоскость. Лазерные нивелиры также используются
для контроля установки в проектное положение технологического оборудо­
вания. для разметки и задания направлений, монтаже стен, колонн и подвес­
ных потолков, выравнивания полов и укладки плитки и т.п. Фирмы изготови­
тели таких приборов те же. Основные технические характеристики, напри­
мер лазерного нивелира Trimble Spectra Precision 1242, таковы:
- диапазон работы компенсатора 11';
- питание осуществляется от 4-х никель-кадмиевмх батарей с ресур­
сом 40 часов:
- точность па 30 м i 1.6 мм, а на I км двойного хода ± 1,7 мм;
- радиус работы 400 м.
Па рис. 8.8 приисдсна схема выверки опилубки пол монолитное пере*
крыше. Нивелир устанавливают так, чтобы было нидно но возможности
больше сгоск домкратов, поддерживающих опалубку. Зная высоту репера ни
монтажном горизонте, находят горизонт прибора, а, зная проектную вмещу
нижней поверхности перекрытия (т.е. верха фанеры опалуби»), и юлшину
бруса, досок и фанеры, находят необходимый отсчет но рейке. Врцщан соог-
Рис. Н.9. Схема выверки вертикальности колонны
ветс1вующий домкрат; добиваются вычисленного огечота по рейке. Вместо
нивелира на известную высоту может быть установлен лазерный по­
строитель плоскости. Рабочие при этом, самостоятельно смогут выполнить
выверку онааубки по высоте, перенося рейку с отмеченным отсчетом от
стойки к стойке.
Гидростатическое нивелирование основано на свойстве жидкости в со­
общающихся сосудах перераспределятся до тех пор, пока не наступит гидро­
статическое равновесие. Паинросгейший гидроннвелир представляет собой
два сосуда соединенных шлангом. Запитая в систему жидкость (например,
мода) устанавливается на одном горизонтальном уровне, от которого и выпол­
няются высотные измерения. В одну сообщающуюся систему можно объеди­
нить много датчиков гидронивелнров, а процесс измерения уровней жидкости
л и ко поддается автоматизации. Автоматизированные системы гндршшвели*
рования особенно эффективны при мониторинге (постоянном наблюдении) за
осадками и деформациями o6i>cktob или механизмов, вблизи которых нахо­
диться человеку не желагелъно, например, по причине наличия радиацииВыверка конструкций по вертикали производи гея приборами и при­
способлениями, задающими вертикаль или вертикальную плоскость. Раисе
нами были рассмотрены зенит и надир приборы, которые могут быть исполь­
зованы также и для выверки конструкций и оборудования. Выверять конст­
рукции можно также отвесами или стропильными уровнями с длинной ба­
зой. но наиболее часто для этих целей используют теодолит. В качестве при­
мера па рис. 8.9 приведена схема выверки колонны наклонным визированием
при помощи теодолитов. При этом теодолит устанавливается на расстоянии
не менее высоты конструкции над знаком, закрепляющим ось, или парал­
лельно смещенную ей лишло, которую переносят вверх наклонным визиро­
ванием. Погрешность построения вертикали наклонным визированием зави­
сит от погрешности наклона оси вращения прибора, ошибки визирования и
ошибок разметки конструкции, а в конструктивном плане зависит от чувст­
вительности уровня при горизонтальном круге и увеличения зрительной
трубы теодолита.
Задача установки или контроля планового положения строительных
конструкций и технологического оборудования относительно монтажных
осей решается путем раздельного определения нестворностей контролируе­
мых точек и их положения по высоте. Некоторые схемы высотной установки
и выверки конструкций нами рассмотрены выше. Рассмотрим принципиаль­
ные способы створных измерений.
Под створом понимают вертикальную плоскость, проходящую через
точки начала А и конец В створа (рис. 8.10).
Р
С
Рис. 8.10. Схема створных измерений
Нестворность Д = С'С определяется длиной перпендикуляра, опущен­
ного из контролируемой точки С' на вертикальную плоскость заданного ство­
ра. Условно принимают, что нестворность положительна, если контролируе­
мая точка расположена вправо от створа А В, и отрицательна - если влево.
Нестворности могут быть определены или измерены непосредственно
(способ подвижной марки) или вычислспы по результатам измерения других
величин: малых углов Р и расстояний S. Створ АВ может быть задан струной,
оптически - при помощи визирной оси зрительных труб, коллиматоров и др.,
лучом света, в том числе и осью лазерного луча, а также осью симметрии ин­
терференционной картины и когерентным источником света. В связи с этим
различают как способы створных измерений, так и разнообразные програм­
мы измерений.
На лабораторных занятиях студентами изучается дифракционный сно-
соб створных измерений, основанный на опытах Юнга для дифракции ог
двух щелей. Кроме того, изучается струнно-оптический метод створных из­
мерений, в котором центрирование струны над опорными знаками створа и
измерение нсстворностей промежуточных точек осуществляется при помо­
щи оптических центрировочных (OI ЦТ) и проектирующих (ОПП) приборов
различной конструкции или отсчетпых микроскопов с вертикальной оптиче­
ской осью.
9. ИСПОЛНИТЕЛЬНЫ Е СЪЕМКИ
9.1. Контроль геометрических параметров сооружений
Процесс возведения конструкций здания или сооружения независимо
от способа строительства сопровождается контрольными геодезическими
измерениями. Контрольные измерения выполняют с целыо определения дей­
ствительного планового и высотного положения конструкций, а также их по­
ложения относительно вертикали.
Геодезической основой при производстве контрольных измерений яв­
ляются знаки внешней и внутренней разбивочных сетей здания или соору­
жения. Выполняя геодезический контроль планового положения элементов и
конструкций сооружения, проверяют фактическое расположение поперечных
осей или (раней конструкций относительно разбивочных осей или линий им
параллельных. При высотном контроле проверяют положение опорных плос­
костей конструкций по высоте. Вертикальность конструкций контролируется
относительно вертикальной плоскости.
Исходной документацией для выполнения контрольных измерений яв­
ляются с одной стороны схемы размещения знаков геодезической разбивоч­
ной основы на строительной площадке и монтажных горизонтах, пианы ори­
ентиров и схемы привязок. С другой стороны - рабочие чертежи конструк­
тивных элементов с их привязкой к координатным осям.
Действительное положение элементов конструкций в плане, по высоте,
их вертикальность, соосность, горизонтальность, уклон, совмещение плоско­
стей, положение закладных элементов, отверстий и пр. определяются непо­
средственными измерениями расстояний между осями, установочными или
монтажными рисками, гранями монтируемых деталей, применяя эталмшрованные мерные приборы. Средняя квадратическая погрешность измерений т
и допустимое (предельное) отклонение контролируемого параметра Ъ нахо­
дятся в следующей зависимости
m£0,28.
(9.1)
При этом цена наименьшего деления цгкалы или отсчетною устройства
средства измерений должна быть не болсс 0,1 от допуска контролируемого
параметра [10].
Контроль точности производства земляных работ при рытье котлова­
нов, устройстве корыт под полотно дорог, траншей, насыпей, при вертикачьной плашфовке территорий осуществляется как в плане, так и по высоте.
Высотный контроль производят геометрическим или тригонометрическим
нивелированием, а плановый различными способами контурной съемки. При
наличии электронного тахеометра контроль производства земляных работ
проще выполнить тахеометрической съемкой.
Контроль планового положения фундаментов осуществляется измере­
нием расстояний между их осями, между осями закладных деталей и анкер­
ными болтами. Вынеся разбивочные оси на поверхность фундамента, заме­
ряют от них реальные размеры и габариты фундамента, находят допущенные
отклонения от проекта. Геометрическим или тригонометрическим нивелиро­
ванием определяют высоты характерных точек поверхности фундамента
Плановое положение несущих элементов конструкций (колонн, стен,
пилонов) в нижнем сечении определяют линейными промерами от разбивоч­
ных осей или линий им параллельных. Кроме того, измеряют отклонение
плоскостей несущих конструкций от вертикали. Линейные промеры обычно
выполняются рулетками, а вертикальность контролируется или 2-х метровой
рейкой с уровнем, или таких же размеров рейкой-отвесом. Вертикальность
значительных по протяженности несущих элементов небольшой высоты (до
3 метров) удобно контролировать боковым нивелированием при помощи тео­
долита и шашечной рейки.
При возведении зданий и сооружений методами монолитного строи­
тельства плановое и высотное положение опалубки контролируется перед бе­
тонированием.
В отличие от сборного строительства при возведении монолитных зда­
нии качество строительных элементов находится в прямой зависимости как
от качества инвентарной опалубки, так и от точности ее установки. Опалубка
может быть установлена с некоторым плановым сдвигом, она может претер­
петь эффекты кручения, может быть нарушена ее вертикальность. Более все­
го пространственное положение опалубки нарушается в процессе бетониро­
вания: она не только деформируется, но может быть просто смещена по при­
чине недостаточно жесткого крепления. В связи с этим контроль пространст­
венного положения опалубки выполняется особенно тщательно и не выбо­
рочно, а по каждой подготовленной к бетонированию конструкции.
Лифтовые шахты в процессе строительства контролируют измерением
внутренних размеров ствола и определением вертикальности его поверхно­
стей. Плановое положение шахты определяют промерами от разбивочных
осей, размеры диагоналей контролируют стальной рулеткой, а вертикаль­
ное гь внутренних поверхностей шахты может быть проконтролирована при
помощи отвесов, оптических центриров или лазерных приборов вертикаль­
ного проектирования.
Высотное положение конструкций монтажного горизонт контролиру­
ют геометрическим нивелированием от рабочих реперов.
9.2. Геодезические исполнительные съемки
Завершение каждого вида строительных и монтажных работ сопровож­
дается производством геодезической исполнительной съемки.
Целью геодезической исполнительной съемки является определение
фактического планового в высотного положения изготовленных или смонти­
рованных элем енте и конструкций строящегося сооружения или всего объ­
е к т в целом.
Плановая исполнительная съемка выполняется с пунктов плановой
внешней или внутренней разбивочной сети сооружения, с пунктов закрепле­
ния разбивочных осей или их параллелей способами прямоугольных коордииагг, сгворных и линейных засечек, бокового нивелирования или полярным
способом при помощи электронного тахеометра. Высотная исполнительная
съемка завершенных строительных элементов выполняется геометрическим
нивелированием от знаков высотного рабочего обоснования, но может также
выполняться тригонометрическим нивелированием при наличии электронно­
го тахеометра. Положение возведенных конструкций по вертикали определя­
ется с помощью механических или электронных отвесов и реек с уровнем.
При значительных высотах конструкций (более 5 м) используют теодолит.
Геодезическая исполнительная съемка уложенных подземных комму­
никаций производится до засыпки траншей грунтом. При этом определяется
фактическое плановое и высотное положение смотровых колодцев, точек по­
ворота и перепада заслонов трассы. Съемку подземных коммуникаций проще
выполнять электронным тахеометром в координатном режиме с пунктов раз­
бивочной основы.
11ри исношиггельной съемке земляных сооружений в плане определяют кон­
туры бровки котлованов, траншей, границы планировочных оформляющих
плоскостей. Верхняя и нижняя бровки снимаются при Шубине выемок или
высоте насыпей свыше 3 м. Съемке по высоте подлежат контуры котлованов,
перепады отметок оснований и т.п. Пример графического оформления ре­
зультатов съемки котлована приведен ранее см. рис. 7.1.
Исполтггсльную съемку свайного ноля при небольших глубинах коглованов можно выполнить электропным тахеометром с борта котлована, с пунк­
тов внешней разбивочной сети здания. При значительных глубинах тахеометр
устанавливают на дне котлована, а координаты точки стояния определяют
обратной засечкой по маркам катафотам, которые заблаговременно распола­
гают па бортах котлована, на подпорных стенах и обделке шпунта. Съемку
производят полярным способом. Отклонение свай от их проектного положе­
ния определяют с точностью до сантиметра. При однорядном расположении
свай съемке подлежат все сваи. При двух- и трехрядном расположении свай
съемке подлежат сваи в начале и конце ряда относительно продольных и по
перечных осей, а другие относительно продольных осей. При сплошном свай­
ном поле съемке подлежат крайние и угловые сваи. Крайние относительно
контура массива, а угловые относительно продольных и поперечных осей.
Фрагмент исполнительной съемки свайного поля приведен на рис. 9.1
Для исполнительной съемки фундаментов сначала на их поверхность вы­
носят разбивочные оси, а затем линейными промерами (рулеткой) определяют
габариты и отклонение граней фундаментов от проекта. Поверхность фунда­
мента нивелируется геометрическим или тригонометрическим нивелировани­
ем. Образец схемы исполнительной съемки фундаментов приведен на рис. 7.4.
На исполнительных схемах показывают отклонения от проектных вы­
сот; как верха перекрытия, так и низа на всех уровнях и монтажных горизон­
тах. Нивелирование проще производить геометрическим способом, устанав­
ливая рейку на пересечениях оссй (на т а з ) и в середине.
При исполнительной съемке монолитных железобетонных конструкций
снимают и на схимах показывают отклонения плоскостей и липни их пересе­
чения от вертикали или от проектного наклона конструкций п о д в ал ь н ы х л а ­
жей, стен, колонн, пилонов каждого монтажного горизонта. Съемку вы­
полняют на всю высоту или плоскость участка. Плановые смещения измеря­
ют рулеткой от разбивочных осей или линий нм параллельных. Отклонения
от вертикали измеряются рейкой-отвесом или прикладным уровнем с длин­
ной базой (2-2,5 м). Фрагмент исполнительной съемки несущих конструкций
монтажного горизонта приведен на рис 9.2.
6000
к>3
нб
6000
6000
*9
{в? |в9
ы!
1—
~llal3
г Днй
J1 и•16Ю
-"f1
Ul6 Vi
ь..
п
L -JB4j
svorci
t‘L«Г ’1
♦bIOUJ
iiIO VI
<2 )
{3
(V )
Рис. 9.2. Схема исполнит ельной съёмки конструкций
При исполнительной съемке сборных элементов снимают и на схемах
показывают отклонения относительно разбивочных осей фундаментных бло­
ков и стаканов, осей и граней сборных элементов, опорных площадок несу­
щих стен, колонн, а также ригелей и банок. По высоте следует определять
горизонтальность опорных плоскостей колонн, навесных панелей наружных
стен, панелей перекрытий.
При исполнительной съемке лифтов измеряют отстояния бортов шахты
от разбивочных оссй на уровне перекрытий и сравнивают с проектными разме­
рами. Замеряют отклонения стен шахты от вертикали по отвесам, спущенным с
верхнего перекрытия. Измеряют диагонали в плане по сечениям каждого яруса.
Для производственных зданий и сооружения исполнительной съемке
подлежат колонны и иные опоры, фермы, ригели, пролетные строения, под­
крановые балки, стальные настилы, башни и башенные сооружения, трубы,
бункеры, копры и т.п.
Исполнительную съемку пространственного положения перечисленных
и, в общс.м-то, недоступных конструкций удобно выполнять электронным та-
хеомстром. Для этих целей естественным будет использование пунктов, осей
и базисов с которых производился монтаж, наладка конструкций и юстиров­
ка оборудования. Если в процессе нападки оборудования на его плоскостях и
гранях была выполнена разметка и закреплены точки или отражающие марки
катафоты, то проще использовать эти точки и в процессе исполнительной
съемки. Если нет закрепленных марок катафотов, то можно использовав
электронный тахеометр с безотражательным режимом измерен™.
Например, при исполнительной съемке подкрановых путей (рис. 9.3) на
уровне папа цеха разбивается базис, параллельно несущим конструкциям путей.
X
Рис. 9.3. Исполнительная съёмка подкрановых путей
Приняв первую точку базиса за начало координат, направление базиса
совмещают с направлением одной из осей координат (например, с осью У),
тогда вторая точка базиса будет иметь координаты X =0,000; Y =Sb, где Sf> длина базиса. Таких базисов может быть несколько. Третью координату Н
определяют через высоту прибора //„. Высота прибора вычисляется по
строительному реперу, на который устанавливают нивелирную рейку, а зри­
тельную трубу тахеометра выставляют в горизонтальное положение по от­
счету вертикального круга (0° или 270°). К высоте репера, прибавив отсчет
по рейке, получают высоту прибора. Высота прибора используется для вы­
числения высот снимаемых точек.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ГОСТ 21778-81. Система обеспечения точности iv-ометричсских паралюг*
ров в строительстве. Основные положения.
2. ГОСТ 21779-82. Система обеспечения точности геометрических парамет­
ров в строительстве. Технологические допуски.
3. ГОСТ 23615-79. Система обеспечения точности геометрических парамет­
ров в строительстве. Статистический анализ точности.
4. Дементьев В.Е. Современная геодезическая техника и се применение.
Тверь, ООО ИПП «АЛЕН», 2006.
5. Инженерная геодезия. Под ред. Михелева Д.Ш., М., Академия, 2008.
6. Левчук Г.П., Новак В.Е., Конусов В.Г. Прикладная геодезия. М., Недра,
1981.
7. Левчук Г.Г1., Новак В.Е., Лебедев Н.Н. Прикладная геодезия. Геодезиче­
ские работы при изысканиях и строительстве инженерных сооружений.
Под ред. Г.П. Левчука. Учебник для вузов. М., Недра, 1983.
8. Ломакин В.А. Основы строительного дела. М., Высшая школа, 1976.
9. Практикум но прикладной геодезии. Геодезическое обеспечение cipoitтельства и эксплуатации инженерных сооружений. Кяюшин Е.Б., Михелсв Д.Ш., Барков Д.11. и др. М., Недра, 1993.
10. Пособие по производству геодезических работ в строительстве (к СНиП
3.01.03-84).ЦНИИОМТГ1. М., Стройиздат, 1985.
11. Руководство но расчету точности геодезических работ в промышленном
строительстве. ГУ1Ж при СМ СССР. М., Недра, 1979.
12. СНиП 3.01.03.84. Геодезические работы в строительстве.
13. СНиП 3.02.01-87. Земляные сооружения, основания и фундаменты.
14. СНиП 11-02-96. Инженерные изыскания для строительства. Основные
положения.
15. СП 11-104-97. Инженерно-геодезические изыскания для строительства.
16. Сытник B.C. Основы расчета и анализа точности геодезических измере­
ний в строительстве. (ЦНИИОМТП). М., Стройиздат, 1974, 192 с.
17. Сытник B.C. Строительная геодезия. М., Недра, 1974.