Инженерные изыскания для строительства

Размещено на http: //www. allbest. ru/

1. ИНЖЕНЕРНЫЕ ИЗЫСКАНИЯ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА

1.1 Виды и задачи инженерных изысканий

Проектирование, а в последующем и строительство инженерного сооружения, ведется на основе комплекса специальных работ, называемых инженерными изысканиями. Основные задачи инженерных изысканий - изучение природных и экономических условий района будущего строительства, составление прогнозов взаимодействия объектов строительства с окружающей средой, обоснование их инженерной защиты и безопасных условий жизни населения.

Каждая стадия изысканий должна обеспечивать материалами соответствующую стадию проектирования. В связи с этим различают изыскания: 1) предварительные на стадии технико-экономического обоснования (ТЭО) или технико-экономического расчета (ТЭР); 2) на стадии проекта и 3) на стадии рабочей документации.

Изыскания делятся на экономические и технические. Экономические изыскания проводят с целью определения экономической целесообразности строительства сооружения в конкретном месте с учетом обеспеченности его строительными материалами, сырьем, транспортом, водой, энергией, рабочей силой и т. п. Экономические изыскания обычно предшествуют техническим. Технические изыскания ведут для того, чтобы дать исчерпывающие сведения о природных условиях участка с целью наилучшего учета и использования их при проектировании и строительстве.

Для оценки участка предполагаемого строительства комплексно проводят следующие изыскания: основные -- инженерно-геодезические, инженерно-геологические и гидрогеологические; гидрометеорологические, климатологические, метеорологические, почвенно-геоботанические и др. Основные изыскания выполняют в первую очередь на всех типах сооружений.

Инженерно-геодезические изыскания позволяют получить информацию о рельефе и ситуации местности и служат основой не только для проектирования, но и для проведения других видов изысканий и обследований. В процессе инженерно-геодезических изысканий выполняют работы по созданию геодезического обоснования и топографической съемке в разных масштабах на участке строительства, производят трассирование линейных сооружений, геодезическую привязку геологических выработок, гидрологических створов, точек геофизической разведки и многие другие работы.

Инженерно-геологические и гидрогеологические изыскания дают возможность получить представление о геологическом строении местности, физико-геологических явлениях, прочности грунтов, составе и характере подземных вод и т. п. Эти сведения позволяют сделать правильную оценку условий строительства сооружения.

Гидрометеорологические изыскания дают сведения о водном режиме рек и водоемов, основные характеристики климата района. В процессе гидрометеорологических изысканий определяют характер изменения уровней, уклоны, изучают направление и скорости течений, вычисляют расходы воды, производят промеры глубин, ведут учет наносов и т. д.

К инженерным изысканиям для строительства также относятся: геотехнический контроль, оценка опасности и риска от природных и техногенных процессов; обоснование мероприятий по инженерной защите территорий; локальный мониторинг компонентов окружающей среды, научные исследования в процессе инженерных изысканий, авторский надзор за использованием изыскательской продукции; кадастровые и другие сопутствующие работы и исследования в процессе строительства, эксплуатации и ликвидации объектов.

Содержание и объемы инженерных изысканий определяются типом, видом и размерами проектируемого сооружения, местными условиями и степенью их изученности, а также стадией проектирования. Различные виды сооружений, технология строительства которых имеет много общего и изыскания для которых проводятся по схожей схеме, могут быть объединены в группы: площадные и линейные сооружения. К площадным сооружениям относятся: населенные пункты, промышленные предприятия, аэропорты и т. п., к линейным -- дороги, линии электропередач, трубопроводы и т. п.

Порядок, методика и точность инженерных изысканий устанавливаются в основном в строительных нормах, например СНиП 11-02-96 и СНиП 11-04-97.

1.2 Изыскания площадных сооружений

Состав и объем инженерных изысканий зависят от размеров площадного сооружения. Состав изысканий на небольших площадках ограничивается основными изысканиями: инженерно-геодезическими, инженерно-геологическими, гидрометеорологическими. Для больших площадных сооружений выполняют все инженерные взыскания: инженерно-геологические, инженерно-геодезические; гидрометеорологические, почвенно-геоботанические и санитарно-гигиенические; для земельно-хозяйственного устройства, озеленения 0 вертикальной планировки территории; по инженерным сетям, транспорту, строительным материалам и т. п.

Каждая площадка, которая предназначается для строительства сооружения, должна отвечать определенным техническим требованиям, удовлетворяющим условиям нормальной эксплуатации и минимальных затрат на подготовительные работы и освоение. Поэтому одна из важнейших задач изысканий - выбор в данном районе площадки с заданными техническими требованиями.

Площадку выбирают по возможности в малопересеченной, малопригодной для сельского хозяйства местности с благоприятными для строительства геологическими и гидрогеологическими условиями. Размеры площадки и ее конфигурация должны соответствовать размерам проектируемого сооружения и расположению коммуникаций с учетом перспективы его расширения в будущем. Площадка должна располагаться таким образом, чтобы ее можно было соединить с ближайшими железнодорожными и автодорожными магистралями без большого объема земляных работ и возведения больших мостовых переходов, которые не только удорожают строительство, но и удлиняют сроки освоения площадки.

Рельеф площадки должен быть спокойным, с уклоном в одну сторону или от середины к краям, обеспечивающим быстрый сток поверхностных вод. Желательно, чтобы общее направление горизонталей было вдоль длинной стороны площадки, чтобы вертикальная планировка не требовала большого объема земляных работ, т. е. минимальные уклоны местности должны составлять 0,003...0,005, максимальные - 0,06...0,08.

Грунты площадки должны выдерживать такое давление, чтобы при строительстве зданий и сооружений можно было обойтись без устройства дорогостоящих фундаментов. Уровень грунтовых вод должен быть ниже отметок дна подвалов и галерей. Участок не должен затопляться высокими паводковыми водами.

Промышленные предприятия, города и населенные пункты нуждаются в больших количествах воды, поэтому при выборе места для таких сооружений важно предусмотреть наличие водных источников. Кроме того, эти объекты в периоды строительства и эксплуатации должны обеспечиваться хорошими подъездными дорогами, снабжением газом, электроэнергией, топливом, водой в бассейнах для сброса технических вод.

Вблизи отдельно расположенных промышленных объектов, аэропортов, гидроузлов должен быть участок свободной территории для строительства жилого поселка. Наличие вблизи площадки карьеров строительных материалов значительно удешевляет и ускоряет строительство.

Выбор площадки начинают в камеральных условиях. Путем сравнения вариантов выбирают наиболее выгодную площадку для полевого обследования. В натуре в первую очередь уточняют инженерно-геологические и гидрогеологические условия площадки; обследуют возможные подходы подъездных железных и шоссейных дорог, намечаемые выпуски канализационных коллекторов; определяют примерные расходы на подготовительные работы по освоению площадки; согласовывают возможность отвода территории, присоединения трасс и ряд других организационных вопросов.

Для разработки проекта намеченную площадку и часть прилегающей к ней территории снимают в масштабе 1:2000 с сечением рельефа через 1 м. Дополнительно по имеющимся планам и картам, обновленным и дополненным на местности, составляют ситуационный план района строительства в масштабе 1:10000 - 1:25000. На этот план наносят контуры площадок промышленного предприятия, жилого поселка, водозаборных и очистных сооружений, существующие автомобильные и железные дороги, реки, населенные пункты, лесные массивы, карьеры и месторождения строительных материалов, подсобные предприятия, а также намечают трассы подъездных дорог, водоводов, выпусков канализации и др.

Одновременно с топографической съемкой производят крупномасштабную инженерно-геологическую съемку площадки. Для составления рабочих чертежей площадку для основных сооружений снимают в масштабе 1:1000 - 1:500 с сечением рельефа через 0,5 м и проводят на ней детальную инженерно-геологическую и гидрогеологическую разведку. Съемку площадки производят топографическими или фотограмметрическими методами. На стадии изысканий под проект наиболее целесообразно проводить аэрофотосъемку в масштабе 1:7000 - 1:10000, с тем чтобы можно было ее использовать для составления подробного плана площадки в масштабе 1:2000 и карты района строительства в масштабе 1:10000.

При изысканиях площадки на стадии рабочей документации основные сооружения и участок жилого поселка снимают в масштабе 1:1000--1:500.

В таких же масштабах снимают застроенные территории, с густой сетью подземных коммуникаций. Съемка так же может быть выполнена как фотограмметрическими, так и геодезическими методами. При слабо выраженном рельефе часто производят нивелирование поверхности по квадратам 20 х 20 или 30 х 30 м. Независимо от метода съемки на площадке должен быть изображен рельеф, закоординированы углы капитальных зданий и сооружений и узловые точки коммуникаций, занивелированы полы зданий и складских площадок, бровки дорог, колодцы и т. д.

1.3 Изыскания линейных сооружений

В ходе изысканий для линейных сооружений, в первую очередь, решают вопрос о плановом и высотном положении трассы.

Трасса - линия, определяющая ось проектируемого линейного сооружения, обозначенная на местности, топоплане, или нанесенная на карте, или обозначенная системой точек в цифровой модели местности. Основные элементы трассы: план - ее проекция на горизонтальную плоскость и продольный профиль - вертикальный разрез по проектируемой линии сооружения. В плане трасса должна быть по возможности прямолинейной, так как всякое отклонение от прямолинейности приводит к ее удлинению и увеличению стоимости строительства, затрат на эксплуатацию. В продольном профиле трассы должен обеспечиваться определенный допустимый уклон.

В условиях реальной местности одновременно трудно соблюсти требования к плану и профилю, так как приходится искривлять трассу для обхода препятствий, участков с большими уклонами рельефа и неблагоприятных в геологическом и гидрогеологическом отношении. Таким образом, план трассы (рис. 1) состоит из прямых участков разного направления, которые сопрягаются между собой кривыми с различными радиусами. Продольный профиль трассы состоит из линий различных уклонов, соединяющихся между собой вертикальными кривыми. На некоторых трассах (электропередач, канализации) горизонтальные и вертикальные кривые не проектируют и трасса представляет собой пространственную ломаную линию.

В зависимости от назначения трасса должна удовлетворять определенным требованиям, которые устанавливаются техническими условиями на ее проектирование. Так, для дорожных трасс основные требования -- плавность и безопасность движения с расчетными скоростями. Поэтому на дорожных трассах устанавливают минимально допустимые уклоны и максимально возможные радиусы кривых. На самотечных каналах и трубопроводах необходимо выдержать проектные уклоны при допустимых скоростях течения воды.

Рис. 1 Элементы плана трассы

Степень искривления трассы определяется значениями углов поворота. Углом поворота трассы называют угол с вершиной ц, образованный продолжением направления предыдущей стороны и направлением последующей стороны. На трассах магистральных железных дорог, трубопроводов и линий электропередачи (ЛЭП) углы поворота не должны превышать 15...20°. Это приводит к незначительному удлинению линии будущей дороги или трубопровода.

Прямолинейные участки трасс железных и автомобильных до-рог, трубопроводов сопрягаются в основном круговыми кривыми, представляющими собой дугу окружности определенного радиуса. На железных дорогах минимально допустимые радиусы 400...200 м, на автомобильных в зависимости от категории дороги - 600..60 м, на каналах - не меньше пятикратной ширины канала (ирригационные каналы) или шестикратной длины судна (судоходные каналы), на трассах трубопроводов 1000 d, где d - диаметр трубопровода.

На железных и автомобильных дорогах при радиусах кривых, соответственно меньших 3000 и 1500 м, для более плавного и безопасного движения устраивают сложные кривые - круговые с переходными.

Важнейший элемент профиля трассы - ее продольный уклон. Чтобы соблюсти определенный допустимый уклон особенно в сложной пересеченной местности, приходится не только отступать от прямолинейного следования трассы, но и увеличивать длину трассы (развивать трассу). Необходимость развития трассы чаще всего возникает в горной и предгорной местности.

На трассах магистральных железных дорог I и II категорий уклон не должен превышать 0,012; а на дорогах местного значения 0,020; на горных дорогах, где применяется транспорт с усиленной тягой, уклоны могут достигать 0,030; на автомобильных дорогах уклоны колеблются от 0,040 до 0,090. На трассах ирригационных и водопроводных каналов уклоны, которые назначают из расчета получения так называемых неразмываемых и незаиляемых скоростей течения воды по каналу, составляют 0,001...0,002. На трассах напорных трубопроводов уклоны могут быть весьма значительными, а для ЛЭП они практически не имеют значения.

Радиусы вертикальных кривых в зависимости от вида сооружения и направления кривой (выпуклая, вогнутая) колеблются в широких пределах - от 10000 до 200 м.

Комплекс инженерно-изыскательских работ по приложению трассы, отвечающей всем требованиям технических условий и требующей наименьших затрат на ее возведение и эксплуатацию, называется трассированием.

Оптимальную трассу находят путем технико-экономического сравнения различных вариантов. Если трассу определяют по топографическим планам или аэрофотоматериалам, то трассирование называют камеральным, если ее выбирают непосредственно местности, то - полевым.

При трассировании различают плановые и высотные (профильные) параметры. К плановым параметрам относятся углы поворота, радиусы горизонтальных кривых, длины переходных кривых, прямые вставки, к высотным - продольные уклоны, длины элементов в профиле («шаг проектирования»), радиусы вертикальных кривых. Для одних сооружений (самотечные трубопроводы, каналы) наиболее важно выдержать продольные уклоны, для других (напорные трубопроводы, линии электропередачи и связи) уклоны местности мало влияют на проект трассы и ее стремятся выбрать наиболее краткой, расположенной в благоприятных условиях. При трассировании дорожных трасс необходимо соблюдать как плановые, так и профильные параметры. Независимо от характера линейных сооружений и параметров трассирования все трассы должны вписываться в ландшафт местности, не нарушая природной эстетики. По возможности трассу располагают на землях, которые имеют наименьшую ценность для народного хозяйства.

Технология изысканий линейных объектов определяется стадиями изысканий.

На стадии ТЭО проводят рекогносцировочные работы. Их выполняют главным образом камеральным путем, изучая имеющиеся на район изысканий топографические карты, материалы инженерно-геологических съемок, данные изысканий прошлых лет. По этим данным намечают на карте несколько вариантов трасс и по каждому из них составляют продольный профиль. Путем технико-экономического сравнения выбирают наиболее выгодные варианты для дальнейшего обследования и разрабатывают техническое задание на проектирование.

На стадии изысканий под проект по заданному в техническом задании направлению трассы выполняют детальное камеральное и полевое трассирование, в процессе которого выбирают наилучшую трассу и собирают материалы для разработки технического проекта этого варианта трассы и сооружений на ней.

Для составления рабочего проекта трассы производят предпостроечные полевые изыскания. В процессе полевых изысканий на основании проекта трассы и рекогносцировки местности определяют в натуре положение углов поворота и производят трассировочные работы: вешение линий, измерение углов и сторон хода по трассе, разбивку пикетажа и поперечных профилей, нивелирование, закрепление трассы, а также при необходимости дополнительную крупномасштабную съемку переходов, пересечений, мест со сложным рельефом.

1.4 Современные методы инженерных изысканий

Прогресс в области измерительной техники, совершенствование методик измерений и результатов их обработки, повсеместное использование ЭВМ для вычислительных и графических операций не могли не сказаться на технологии всех видов инженерных изысканий. Так, например, в инженерной геологии наряду с традиционными способами исследования грунтов: шурфованием или разведочным бурением используются динамическое и статистическое зондирование, геофизические способы электро- и сейсморазведки.

В гидрометеорологических изысканиях широко используются аэрокосмические методы съемки с различного рода носителей, включая искусственные спутники и космические станции. При русловых съемках и съемках морских акваторий используются радиотехнические средства измерений и различные типы эхолотов.

В практику инженерно-геодезических изысканий успешно внедряются светодальномеры, электронные теодолиты, электронные тахеометры, спутниковые приемники. Обработка результатов измерений в основном ведется на ЭВМ. Графическое изображение местности на основе топографических съемок меняется на математическое представление в виде цифровой модели местности (ЦММ) и рельефа (ЦМР). Разработаны программы для автоматизированной системы проектирования (САПР) трасс линейных сооружений, генеральных планов на основе ЦММ и т. п. На основе ЦММ также вычисляются объемы водохранилищ и земляных масс. Цифровая модель местности не исключает получение с помощью разного рода графопостроителей и графического изображения.

Наряду с широким использованием наземных и аэрометодов при изучении поверхности и природных ресурсов Земли для целей изысканий применяется информация, полученная из космоса. С помощью материалов космических съемок могут решаться многие практические задачи. Спектрозональные снимки высокого разрешения могут использоваться для проведения мероприятий по защите природного ландшафта и вод от загрязнения. Космические съемки используются и для нужд картографии, расширяя и углубляя информацию о таких протяженных объектах, как магистральные дороги, трубопроводы, каналы, при проектировании объектов, занимающих большие площади.

2. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ О ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАЗБИВОЧНЫХ РАБОТАХ

2.1 Назначение и организация разбивочных работ

Разбивочные работы являются одним из основных видов инженерно-геодезической деятельности. Выполняют их для определения на местности планового и высотного положения характерных точек и плоскостей строящегося сооружения в соответствии с рабочими чертежами проекта.

Проект сооружения составляют на топографических планах крупных масштабов. Определяют расположение проектируемого сооружения относительно окружающих предметов и сторон света. Кроме того, топографический план определяет общегеодезическую систему координат, задающую положение характерных точек проектируемого сооружения относительно этой системы.

Разбивочные работы диаметрально противоположны съемочным. При съемке на основании натурных измерений определяют координаты точек относительно пунктов опорной сети. Точность этих измерений зависит от масштаба съемки. При разбивке же, наоборот, по координатам, указанным в проекте, находят на местности положение точек сооружения с заранее заданной точностью. При разбивочных работах углы, расстояния и превышения не измеряют, а откладывают на местности. В этом основная особенность разбивочных работ.

Компоновка сооружения определяется его геометрией, которая, в свою очередь, задается осями. Относительно осей сооружения в рабочих чертежах указывают местоположение всех элементов сооружения.

В нормативных документах существует понятие разбивочной оси. На практике же различают главные, основные, промежуточные или детальные оси.

Главными осями линейных сооружений (дорог, каналов, плотин, мостов и т. п.) служат продольные оси этих сооружений. В промышленном и гражданском строительстве в качестве главных осей принимают оси симметрии зданий (рис. 2).

Основными называют оси, определяющие форму и габариты зданий и сооружений.

Рис 2 Главные оси здания

Промежуточные или детальные оси -- это оси отдельных элементов зданий, сооружений.

На строительных чертежах оси проводят штрихпунктирными линиями и обозначают цифрами или буквами в кружках. Для обозначения продольных осей служат арабские цифры, а для поперечных осей - прописные буквы русского алфавита, за исключением букв 3, И, О, X, Ы, Ъ, Ь. Оси обозначают слева направо и снизу вверх.

Указанные в проекте сооружения координаты, углы, расстояния и превышения называют проектными.

Высоты плоскостей и отдельных точек проекта задают от условной поверхности. В зданиях за условную поверхность (нулевую отметку) принимают уровень «чистого пола» первого этажа. Высоты относительно нулевой отметки обозначают следующим образом: вверх - со знаком «плюс», вниз - со знаком «минус».

Для каждого сооружения условная поверхность соответствует определенной абсолютной отметке, которая указывается в проекте.

При проектировании зданий, сооружений и их элементов, строительных конструкций пользуются модульной системой координации размеров в строительстве (МКРС). МКРС предусматривает в основном применение прямоугольной модульной пространственной системы. Модуль - условная единица измерения, применяемая для координации размеров зданий и сооружений, строительных конструкций и т. п. Основной модуль, равный 10 мм, обозначается М. Более крупные модули (мультимодули), обозначаемые 60М, ЗОМ, 15М,..., ЗМ, соответственно равны 6000, 3000, 1500,..., 300 мм, а более мелкие - дробные модули (субмодули) равны 50, 20,..., 1 мм.

Весь процесс разбивки сооружения определяется общим геодезическим правилом перехода от общего к частному. Разбивка главных и основных осей определяет положение всего сооружения на местности, т. е. его размеры и ориентирование относительно сторон света и существующих контуров местности. Детальная же разбивка определяет взаимное положение отдельных элементов и конструкций сооружения.

Разбивочные работы - это комплексный взаимосвязанный процесс, являющийся неотъемлемой частью строительно-монтажного производства. Поэтому организация и технология разбивочных работ целиком зависит от этапов строительства.

В подготовительный период на местности строят плановую и высотную геодезическую разбивочную основу соответствующей точности, определяют координаты и отметки пунктов этой основы. Затем производится геодезическая подготовка проекта для перенесения его в натуру.

Непосредственную разбивку сооружений выполняют в три этапа. На первом этапе производят основные разбивочные работы. По данным привязки от пунктов геодезической основы находят на местности положение главных или основных разбивочных осей и закрепляют их.

На втором этапе, начиная с возведения фундаментов, проводят детальную строительную разбивку сооружений. От закрепленных точек главных и основных осей разбивают продольные и поперечные оси отдельных строительных элементов и частей сооружения, одновременно определяя уровень проектных высот.

Детальная разбивка производится значительно точнее, чем разбивка главных осей, поскольку она определяет взаимное расположение элементов сооружения, а разбивка главных осей -- лишь общее положение сооружения и его ориентирование.

Если главные оси могут быть определены на местности со средней квадратической ошибкой 3 - 5 см, а иногда и грубее, то детальные оси разбивают со средней квадратической ошибкой 2 - 3 мм и точнее.

Третий этап заключается в разбивке технологических осей оборудования. На этом этапе требуется наибольшая точность (в отдельных случаях - доли миллиметра).

2.2 Вынос в натуру проектных углов и линий

Разбивочные работы по существу сводятся к фиксации на местности точек, определяющих проектную геометрию сооружения. Плановое положение этих точек может быть определено с помощью построения на местности проектного угла от исходной стороны и отложения проектного расстояния от исходного пункта.

При построении проектного угла одна точка (вершина угла), и исходное направление обычно бывают заданы. Необходимо на местности отыскать второе направление, которое образовывало бы с исходным проектный угол /? (рис. 3). В нашем случае ВА -- исходное направление, В -- вершина проектируемого угла.

Работы ведут в следующем порядке. Устанавливают теодолит в точку В. Наводят зрительную трубу на точку А и берут отсчет по лимбу. Далее прибавляют к этому отсчету проектный угол 0 и, открепив алидаду, устанавливают вычисленный отсчет. Теперь визирная ось зрительной трубы теодолита указывает второе искомое направление. Это направление на соответствующем проекту расстоянии фиксируют на местности в точке С1. Аналогичные действия выполняют при другом круге теодолита и отмечают на местности вторую точку С2. Из положения двух точек берут среднее (точка С, рис. 3), принимая угол АВС за проектный.

Стандартные геодезические приборы, изготовленные серийно по точности предназначены для выполнения измерений, а не построений. В результате точность отложения разбивочных элементов этими приборами оказывается ниже, чем точность измерений с использованием этих приборов. Поэтому, если необходимо построить проектный угол с повышенной точностью, то поступают следующим образом.

Построенный в натуре угол измеряют несколькими приемами и определяют его более точное значение в'. Число приемов п измерения угла можно определить по приближенной формуле

, (9.1)



Рис. 3 Схема построения в натуре проектного утла

где т'р -- номинальная для данного теодолита средняя квадратическая ошибка измеренного угла; т9 -- требуемая средняя квадратическая ошибка отложения угла. Например, для того, чтобы отложить угол со средней квадратической ошибкой 2" теодолитом 2Т5, надо его измерить числом приемов, равным

.

Измерив построенный в натуре угол, вычисляют поправку

(9.2)

которую необходимо ввести для уточнения построенного угла. Зная проектное расстояние ВС=l, вычисляют линейную поправку СС' = Дl. Из геометрии построений ( рис. 3) следует, что

, (9.3)

где в и с выражены в секундах.

Далее откладывают от точки С перпендикулярно к линии ВС величину вычисленной поправки Дl и фиксируют точку С'. Угол АВС' и будет равен проектному углу с заданной точностью. Для контроля угол АВС измеряют. Если полученное значение отличается от проектного на допускаемую величину, то работу заканчивают. В противном случае требуется дальнейшее уточнение.

Для построения проектной длины линии необходимо от исходной точки отложить в заданном направлении расстояние, горизонтальное приложение которого равно проектному значению. Надо помнить, что в проекте задается именно горизонтальное проложение. Поправки в линию за компарирование, температуру и наклон местности необходимо вводить непосредственно в процессе ее построения. Но это затрудняет работу, особенно при необходимости вынесения линии с высокой точностью. Поэтому часто поступают таким же образом, как и при построении углов, т. е. используют способ редукции. На местности от исходной точки А (рис. 4} сначала откладывают и закрепляют приближенное значение проектного расстояния (точка В'). Это расстояние с необходимой точностью измеряют компарированными мерными приборами или точными дальномерами, учитывая все поправки. Вычислив длиye закрепленного отрезка, сравнивают его с проектным значением» находят линейную поправку

Рис. 4 Схема отложения проектной длины линии

(9.4)

и откладывают ее с соответствующим знаком от конечной точки В' отрезка. Затем, для контроля, построенную линию АВ измеряют.

Точность построения проектного расстояния lпр, в способе редукции в основном зависит от точности линейных измерении расстояния АВ'. Исходя из требуемой точности определения проектного расстояния, выбирают приборы для измерений.

Если проектное расстояние откладывается непосредственно в натуре то поправки за компарирование, температуру и наклон местности вводят со знаками, обратными тем, которые учитывают при измерении линий.

Поправки линейных измерений при применении проволок и мерных лент, которые необходимо учитывать при отложении линий. Уравнение мерного прибора можно записать в общем виде

, (9.5)

где lt --длина мерного прибора при температуре измерения t; ln - номинальная длина прибора; lt0 - длина мерного прибора при температуре t0, полученная из компарирования; Дlk - поправка за компарирование; б, в - коэффициенты линейного расширения.

Пусть, например, при выносе в натуру проектной линии использовался мерный прибор, длина которого при температуре измерения была меньше его номинальной длины. В этом случае отложенная линия будет короче проектной, и, следовательно, поправку надо вводить со знаком «плюс». Если этот прибор использовать для измерения линии, то поправку надо вводить со знаком «минус», так как при измерении укороченным мерным прибором результат получится большим, чем следует.

Если же мерный прибор при температуре измерения имеет длину, большую номинальной, то при измерении линии поправка будет иметь знак «плюс», при отложении - «минус».

При измерении линии на наклонной местности поправка за наклон для приведения ее длины к горизонту вводится со знаком «минус», так как наклонное расстояние всегда больше горизонтального проложения.

При отложении линий все размеры в проекте приведены к горизонту. Поэтому при отложении проектного размера на наклонной Местности он укорачивается. Значит поправку необходимо вводить со знаком «плюс».

В зависимости от требуемой точности для отложения проектных расстояний используют стальные и инварные мерные приборы, оптические дальномеры, светодальномеры.

2.3 Вынос в натуру проектных отметок, линий и плоскостей проектного уклона

Все отметки, указанные в проекте сооружения, даются от уровня «чистого пола» или какого-либо другого условного уровня. Поэтому предварительно их необходимо перевычислить в систему, в которой даны высоты исходных реперов.

Для выноса в натуру точки с проектной отметкой Нпр, устанавливают нивелир примерно посредине между репером с известной отметкой НРп и выносимой точкой (рис. 5). На исходном репере и выносимой точке устанавливают рейки, взяв отсчет а по рейке на исходном репере, определяют горизонт прибора

НГП = НРп + a. (9.6)

Для контроля желательно аналогичным образом проверить значение НГП по другому исходному реперу.

Чтобы установить точку на проектную отметку Нпр, необходимо знать величину отсчета b по рейке на определяемой точке. Можно записать, что

b = НГП - Нпр =Нрп + а - Нпр. (9.7)

Вычислив отсчет b, рейку в точке на проектной поверхности поднимают или опускают до тех пор, пока отсчет по среднему штриху зрительной трубы нивелира не будет равен вычисленному. В этот момент пятка рейки будет соответствовать проектной высоте.

Рис. 5 Схема выноса в натуру проектной отметки

Для контроля, нивелируя обычным способом, определяют фактическую отметку вынесенной точки и сравнивают ее с проектной, ц случае недопустимых расхождений работу выполняют заново.

Если необходимо передать проектные отметки точек, лежащих в одной вертикальной плоскости (на стенах, колоннах и т. п.), то поступают следующим образом. На вертикальной плоскости отмечают проекцию среднего штриха сетки, т. е. фиксируют горизонт прибора. Затем, отмеряя вверх или вниз от этой линии соответствующее превышение, отмечают проектную отметку точки. Проектная отметка точки может быть установлена в натуре путем, аналогичным редуцированию. Для этого выносимую точку приближенно устанавливают на проектную высоту. Нивелированием определяют превышение Н между приближенно установленной точкой и исходным репером. Полученную величину сравнивают с проектной hпр, вычисленной как

hпр = Нпр - Нрп.

С учетом знака разности hпр - h изменяют высоту точки, добиваясь, чтобы

hпр = h

Этот способ более трудоемкий и применяется, когда производят бетонирование до проектной отметки или поднимают конструкцию путем последовательного подбора подкладок.

Для построения в натуре линий проектных уклонов используют нивелиры, теодолиты, а также лазерные приборы. Сначала конечные точки линии АВ (рис. 6) устанавливают на проектные отметки. Если дана отметка только одной точки, например А, и проектный уклон i, то отметку другой точки В можно вычислить по формуле

НB = НА +i • lАВ, (9.8)

где lAB - проектное расстояние АВ; i - уклон.



Рис. 6 Схемы построения линий проектного уклона

На точках А и В устанавливают нивелирные рейки. Затем, наклоняя нивелир двумя подъемными винтами (или элевационным винтом), методом приближений добиваются, чтобы отсчеты по рейкам стали одинаковыми.

В этом случае визирная линия зрительной трубы нивелира будет иметь проектный уклон. Далее устанавливают рейку в створе линии АВ (например, через 5 м), добиваясь, чтобы отсчет по ней был равен отсчету на конечные точки. Пятка рейки будет определять точку линии проектного уклона. Эти точки фиксируют колышками соответствующей высоты.

При использовании теодолита его устанавливают в начальной точке с проектной отметкой и измеряют высоту прибора (рис. 6). На вертикальном круге с учетом места нуля устанавливают отсчет в градусной мере, равный проектному уклону. Линия визирования зрительной трубы теодолита будет фиксировать угол наклона н, соответствующий проектному уклону. Затем, отметив на рейке или вехе высоту прибора, выполняют те же операции, что и при использовании нивелира.

С меньшей точностью линию проектного уклона (например точки А, В, С) можно вынести при помощи трех визирок одинаковой длины (рис. 7).

Две визирки задают опорную линию заданного уклона. В эту линию глазомерно вводят третью визирку, основание которой будет фиксировать точку линии проектного уклона.

Рис. 7 Схема построения линии проектного уклона при помощи визирок

Для вынесения в натуру проектной плоскости устанавливают на проектные отметки точки А, В, С, D. Действуя подъемными винтами нивелира, добиваются методом приближений, чтобы отсчеты на всех четырех точках были равны между собой, т. е. чтобы линия визирования была параллельной заданной проектной плоскости. При установке на тот же отсчет рейки в любой точке внутри фигуры АВСD пятка ее будет лежать в проектной плоскости.

3. СПОСОБЫ РАЗБИВОЧНЫХ РАБОТ

3.1 Способы прямой и обратной угловых засечек

Способ угловой засечки применяют для разбивки недоступных точек, находящихся на значительном расстоянии от исходных пунктов. Различают прямую и обратную угловые засечки.

В способе прямой угловой засечки положение на местности проектной точки С (рис. 8) находят отложением на исходных пунктах А т В проектных углов в1, и в2. Базисом засечки служит или специально измеренная сторона, или сторона разбивочной сети. Проектные углы в1, и в2 вычисляют как разность дирекционных углов сторон. Дирекционные углы находят из решения обратной геодезической задачи по проектным координатам определяемой точки и известным координатам исходных пунктов. На точность разбивки способом прямой угловой засечки оказывают влияние ошибки собственно прямой засечки, исходных данных, центрирования теодолита и визирных целей, фиксации разбивочной точки, т. е.

. (10.1)

Рис. 8 Схема разбивки способами прямой угловой и линейной засечек

При использовании способа обратной угловой засечки на местности находят приближенно положение О' разбиваемой проектной точки О (рис. 9). В этой точке устанавливают теодолит и с требуемой точностью измеряют углы не менее чем на три исходных пункта с известными координатами. По формулам обратной засечки вычисляют координаты приближенно определенной точки и сравнивают их с проектными значениями. По разности координат вычисляют величины Редукции (угловой и линейный элементы) и смещают точку в проектное положение. Для контроля на этой точке измеряют утлы, вновь вычисляют ее координаты и сравнивают их с проектными. В случае недопустимых расхождений все действия повторяют.

Для вычисления координат точки О' можно использовать формулы Деламбера и Гаусса. Применительно к (рис. 9), они будут иметь вид:

; (10.2)

; (10.3)

;

; (10.4)

; .



Рис. 9 Схема способа обратной угловой засечки

3.2 Способ линейной засечки

В способе линейной засечки положение выносимой в натуру точки С (рис. 8) определяют в пересечении проектных расстояний S1 и S 2, отложенных от исходных точек А и В. Этот способ обычно применяют для разбивки осей строительных конструкций в случае, когда проектные расстояния не превышают длины мерного прибора.

Наиболее удобно разбивку производить при помощи двух рулеток. От точки А по рулетке откладывают расстояние S1, а от точки В по второй рулетке - S2. Перемещая обе рулетки при совмещенных нулях с центрами пунктов А и В, на пересечении концов отрезков S1 и S 2 находят положение определяемой точки С.

3.3 Способ полярных координат

Способ полярных координат широко применяют при разбивке осей зданий, сооружений и конструкций с пунктов теодолитных или полигонометрических ходов, когда эти пункты расположены сравнительно недалеко от выносимых в натуру точек.

В этом способе положение определяемой точки С (рис. 10) находят на местности путем отложения от направления АВ проектного угла в и расстояния S. Проектный угол в находится как разность дирекционных углов аАВ и бAC, вычисленных как и расстояние S из решения обратных задач по координатам точек А, В и С. Для контроля положение зафиксированной точки С можно проверить, измерив на пункте В угол вЧ' и сравнив его со значением, полученным как разность дирекционных углов аBА и бCA.

Если разбиваемая точка находится на значительном расстоянии от исходного пункта, то приходится несколько раз откладывать полярным способом проектные углы и расстояния, прокладывая проектный ход (рис. 11). При наличии прямой видимости с точки С на точку В для контроля измеряют примычные углы г1 и г2, образуя замкнутый угловой полигон. Поэтому такой способ называют способом проектного полигона. При точных разбивочных работах углы полигона уравнивают, вычисляют по ним и проектным расстояниям координаты точки С, сравнивают их с проектными и при необходимости редуцируют в проектное положение.



Рис. 10 Схема разбивки способом полярных координат

Рис. 11 Схема разбивки способом проектного полигона

При редкой разбивочной основе способ проектного полигона дожет быть использован для разбивки всех точек пересечения основных осей сооружения от одного исходного пункта. В этом случае проектный ход с проектными углами и расстояниями прокладывают полностью.

3.4 Способы створной и створно-линейной засечек

Способы створной и створно-линейной засечек широко применяют для выноса в натуру разбивочных осей зданий и сооружений, а также монтажных осей конструкций и технологического оборудования.

Положение проектной точки С в способе створной засечки определяют на пересечении двух створов, задаваемых между исходными точками 1 - 1' и 2 - 2' (рис. 12). Створ задают обычно теодолитом, который центрируют над исходным пунктом (например 1), а зрительную трубу ориентируют по визирной цели, отцентрированной на другом исходном пункте (в данном случае - 1'). Положение точки С фиксируют в заданном створе.

Средняя квадратическая ошибка створной засечки зависит от ошибок построения первого тС1 и второго тСг створов, а также ошибки фиксации

. (10.5)

Основными ошибками при построении каждого из створов являются ошибки положения исходных точек, ошибки центрирования теодолита и визирных целей, ошибка визирования и перемены фокусировки зрительной трубы при наведении на визирную цель и на определяемую точку, т. е.

. (10.6)



Рис. 12 Схемы разбивки способами створной (а) и створно-линейной (б) засечек

3.5 Способ прямоугольных координат

Способ прямоугольных координат применяют в основном при наличии на площадке или в цехе промышленного предприятия строительной сетки, в системе координат которой задано положение всех главных точек и осей проекта.

Рис. 13 Схема разбивки способом прямоугольных координат

Разбивку проектной точки С (рис. 13) производят по вычисленным значениям приращений ее координат Дx и Дy от ближайшего пункта сетки. Большее приращение (на рисунке - Дy) откладывают по створу пунктов сетки АВ. В полученной точке D устанавливают теодолит и строят от стороны сетки прямой угол. По перпендикуляру откладывают меньшее приращение и закрепляют полученную точку С. Для контроля положение точки С можно определить от другого пункта строительной сетки.

Схема способа прямоугольных координат по существу сочетает в себе схему створно-линейного и полярного способов.

Средняя квадратическая ошибка в положении точки С, определенной способом прямоугольных координат, может быть выражена формулой

, (10.7)

где mДx и mДy - ошибки отложения приращения координат.

3.6 Способ бокового нивелирования

инженерный сооружение разбивочный конструкция

Способ бокового нивелирования широко применяют для выноса осей при детальной разбивке и для установки строительных конструкций в проектное положение.

Сущность способа состоит в том, что по линии, параллельной основной оси АВ (рис. 14), оптическим визированием, например теодолитом, задается створ А'В'. Точки А' и В' находят путем отложения некоторого расстояния l от точек А и В перпендикулярно линии АВ. Расстояние l выбирают в пределах 1 - 2 м, исходя из удобства производства разбивочных работ. Положение оси конструкции определяют при помощи горизонтально устанавливаемой нивелирной рейки. При отсчете по рейке l, равном расстоянию, параллельного створа А'В' от оси АВ, пятка рейки определяет положение этой оси в данном месте.

Основными ошибками бокового нивелирования являются:

- ошибка разбивки параллельного створа mств;

- ошибка центрирования оптического прибора и визирной цели при задании параллельного створа тц

- ошибка установки рейки mу;

- ошибка отсчета по рейке mo.

Общая ошибка способа может быть подсчитана по формуле

. (10.8)

Рис. 14 Схема разбивки способом бокового нивелирования

Размещено на Allbest.ru

...