Общая технология разбивочных работ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лекция

Общая технология разбивочных работ

1. Геодезическая подготовка проекта

Перед выносом в натуру проекта инженерного сооружения необходимо выполнить специальную геодезическую подготовку, которая предусматривает его аналитический расчет, геодезическую привязку проекта, составление разбивочных чертежей, разработку проекта производства геодезических работ. геодезический строительство разбивочный чертеж

Для выноса сооружения в натуру необходимо иметь на местности геодезические пункты с известными координатами. В этой же системе должны быть получены координаты основных точек сооружения, определяющих его геометрию. Координаты пунктов геодезической разбивочной основы определяют по результатам измерений, проводимых при ее создании. Координаты же точек, принадлежащих сооружению, определяют графически или вычисляют аналитически. При этом используют основные чертежи проекта: генеральный план, определяющий состав и местоположение сооружения; рабочие чертежи, на которых в крупных масштабах показаны планы, разрезы, профили всех частей сооружения с размерами и высотами деталей; план организации рельефа; планы и профили Дорог, подземных коммуникаций.

Весь комплекс геодезической подготовки проекта состоит из аналитического расчета элементов проекта. По значениям проектных размеров и углов находят в принятой системе проектные координаты основных точек сооружений, элементов планирования и благоустройства (осей проездов, коммуникаций, дорог и т. п.). Одновременно контролируют правильность нанесения размеров на чертежах.

Различают три способа геодезической подготовки проекта: аналитический, графо-аналитический и графический. При аналитическом способе все данные для разбивки находят путем математических вычислений, причем координаты существующих зданий и сооружений определяют непосредственно геодезическими измерениями в натуре, а размеры элементов проекта задают, исходя из технологических расчетов. Этот способ применяют в основном при реконструкции и расширении предприятий, в стесненных условиях застройки.

Чаще применяют графо-аналитический, когда положение исходных точек определяют графически с топографического плана, а остальных точек, жестко связанных с исходными, - аналитически. Например, для определения положения здания на местности по топографическому плану находят координаты одного из углов здания и дирекционное направление на другой угол. Далее по проектным размерам вычисляют координаты всех остальных углов здания.

Если проект сооружения не связан с существующими строениями, то иногда применяют графический способ проектирования, при котором все планировочные элементы определяются графически по топографическому плану. Расчет проекта производят по графическим координатам всех его главных точек. Чтобы уменьшить, по возможности, влияние деформации планов, до определения графических координат измеряют действительные размеры квадратов координатной сетки. Для крупномасштабных планов они должны быть равны 100 мм. При отклонении сторон квадрата на величину, непревышающую 0,2 мм, координаты определяют следующим образом. Через определяемую i точку проводят прямые, параллельные осям координат. Измеряют расстояния а и b соответственно от южной и северной сторон квадрата координатной сетки до определяемой точки, a_i и b_i - от западной и восточной сторон. Координаты точки вычисляют по формулам

; (11.1)

, (11.2)

где х₀ и у₀ - координаты юго-западного угла квадрата координатной сетки.

Для выноса проекта в натуре независимо от способа проектирования все его геометрические элементы должны быть строго математически увязаны между собой и с имеющимися на площадке капитальными зданиями и сооружениями. Это необходимо для устранения влияния на точность разбивочных работ ошибок в принятых для проектирования исходных данных (координатах, высотах, длинах линий), особенно взятых графически с плана. При аналитическом расчете проекта решается ряд типовых геодезических задач. Наиболее распространенными являются прямая и обратная геодезические задачи. Если i точка сооружения расположена на известных расстояниях , по направлению дирекционного угла б_i от исходной точки А с координатами х_A и у_A, то координаты i точки будут равны

; (11.3)

. (11.4)

Для заданного прямолинейного отрезка с координатами концевых точек х_A, у_А и х_B, у_B дирекционный угол б_AB и длину S вычисляют по формулам

; (11.5)

; (11.6)

. (11.7)

Угол между двумя прямыми АВ и СD, заданными координатами концов, определяется как разность дирекционных углов б этих линий

, (11.8)

где б_AB и б_СD определяются, используя формулы (77) - (79).

Используя координаты точки А, длину S_AK дирекционный угол б_AK = б_AB , определяют координаты точки К.

При геодезической подготовке проекта выполняют его привязку.

Привязкой проекта называют расчеты геодезических данных (разбивочных элементов), по которым выносят его в натуру от пунктов разбивочной геодезической основы или опорных капитальных строений. Разбивочными элементами служат расстояния, углы и превышения, выбор и расчет которых зависят от принятого способа разбивки.

Результаты геодезической подготовки проекта отображают на разбивочных чертежах. Разбивочный чертеж является основным документом, по которому в натуре выполняются разбивочные работы. Его составляют в масштабах 1:500 - 1:2000, а иногда и крупнее в зависимости от сложности сооружения или его элементов, которые выносятся в натуру. На разбивочном чертеже показывают: контуры выносимых зданий и сооружений; их размеры и расположение осей; пункты разбивочной основы, от которых производится разбивка; разбивочные элементы, значения которых подписываются прямо на чертеже. Иногда на разбивочном чертеже указывают значения координат исходных пунктов в принятой системе, длины и дирекционные углы исходных сторон, отметки исходных реперов и другие данные, использовавшиеся для геодезической подготовки проекта. Эти данные могут служить и для контроля в процессе разбивки и после ее завершения.

Для обеспечения точности и своевременности выполнения геодезических работ на строительной площадке составляют специальный проект. В проекте производства геодезических работ (ППГР), который является составной частью общестроительного проекта, рассматриваются: построение исходной разбивочной основы; организация и выполнение разбивочных работ, исполнительных съемок; применение соответствующих приборов для обеспечения требуемой точности измерений и другие вопросы, зависящие от конкретного объекта и условий его строительства.

2. Основные разбивочные работы

Основными чаще всего называют разбивочные работы по выносу в натуру главных и основных осей, так как именно они определяют положение зданий и сооружений на местности. Кроме того, это понятие может включать в себя разбивку точек пересечения промежуточных осей с главными и основными осями.

Независимо от вида сооружения и условий производства работ существуют некоторые общие принципы разбивки главных и основных осей. Прежде всего, на местности необходимо иметь исходную разбивочную систему. Это, например, пункты разбивочной основы; закрепленные линии регулирования застройки (оси проездов, границы кварталов и т. п.); углы капитальных зданий и сооружений, а в отдельных случаях и четко определяемые контуры местности. В проекте или на чертежах аналитической подготовки проекта должны быть указаны привязки выносимых в натуру осей к точкам исходной разбивочной основы. Для вычисления значений разбивочных элементов фактические координаты исходных точек и проектные координаты точек, выносимых в натуру, должны быть определены в одной системе. Если они различаются, то производят перевычисление координат из одной системы в другую по формулам

; (83)

, (84)

где х_i и - координаты точки I в различных плоских прямоугольных системах; х_o и у_o - координаты начала новой системы с осями в системе существующей с осями х, у; - угол поворота одной системы относительно другой.

При различных поверхностях относимости, например, для государственной и условной строительных систем, приведенные формулы несколько усложняются за счет разных масштабов этих систем.

Выбор способов разбивки зависит в основном от вида сооружения и условий его возведения, от схемы построения разбивочной основы, от наличия приборов у исполнителя и требуемой точности выполнения разбивочных работ.

При наличии на площадке строительной сетки для сравнительно несложных по геометрии цеховых зданий обычно выносят габаритные (основные) оси способом прямоугольных координат. Так, например, положение точек здания А/I и А/II определяют от ближайших пунктов сетки 17 и 18 по вычисленным приращениям абсцисс и ординат. От пунктов 10 и 11 аналогичным образом определяют положение точек Е/I и Е/II. После закрепления вынесенных точек устанавливают на каждой из них теодолит и проверяют взаимную перпендикулярность осей.

Рис. 1. Схема разбивки основных осей здания от пунктов строительной сетки

Кроме того, проверяют соответствие расстояний между осями проектным значениям. Следует иметь в виду, что взаимная перпендикулярность основных осей является одним из главных требований, предъявляемых к их разбивке. Перекос этих осей может в дальнейшем привести к перекосу всех остальных осей сооружения, так как основные оси служат исходными для детальной разбивки.

Для разбивки основных осей гражданских зданий с точек полигонометрических или теодолитных ходов чаще всего применяют способы полярных координат, угловых и линейных засечек, створно-линейный способ. Точка пересечения осей А/1 выносится от точки V теодолитного хода путем отложения полярного угла и полярного расстояния. Аналогично с точки VI теодолитного хода выносят точки А/10 и 5/10. Можно было бы ограничиться выносом лишь двух точек длинной оси А здания, а две остальные точки найти путем построений прямых углов и соответствующих расстояний. Однако третью точку пересечения осей определяют с целью исключения разворота здания. Часто выносят и четвертую точку, контролируя выполненную разбивку путем измерения прямых углов и длин сторон по зданию.

Рис. 2. Схема разбивки основных осей здания с точек полигонометрических или теодолитных ходов

Также с целью контроля положений вынесенных точек выполняют независимые (отличные от основной разбивки) измерения. В приведенном примере на створе теодолитного хода намечают вспомогательную точку V+ 49,87, измеряют на ней контрольный полярный угол в, и контрольное полярное расстояние S. По полученным значениям вычисляют координаты точки А/10 и сравнивают их с проектными. Такие определения производят не менее чем для трех точек пересечения осей здания.

Если на местности закреплены пункты, определяющие положение линий регулирования застройки, то разбивка с них выполняется так же, как с точек теодолитных или полигонометрических ходов, имея в виду, что координаты этих пунктов известны.

Размещение новых зданий и сооружений среди существующей застройки иногда производят графически по топографическому плану крупного масштаба (1:500 - 1:1000), а их разбивку - от существующих зданий по данным, полученным также графически. Например, чтобы разместить здание А по линии застройки между зданиями Б и В, находят по плану расстояния между соответствующими углами этих зданий и выносимыми в натуру углами здания А.

Рнс. 3. Графический способ определения размещения здания для разбивки

Так как в этом случае все размеры берутся с плана, то при разбивке в натуре расстояние между углами а и д существующих зданий окажется не равным проектному, т. е. появится невязка. Поскольку размер выносимого в натуру здания А должен в точности соответствовать проектному, то полученную невязку поровну распределяют на промежутки а - б и с - д между зданиями. В этом случае несколько изменятся проектные размеры планировочных элементов (внутренних проездов, газонов и т. п.) между зданиями, но это вполне допустимо.

Вынос в натуру сравнительно протяженной линии - часто встречающийся случай в практике разбивочных работ. Это и главная ось линейного сооружения (плотины, моста, взлетно-посадочной полосы аэропорта и др.), и исходное направление для построения строительной сетки, и базис для последующих разбивочных работ. Для этого случая разбивки чаще всего применяют полярный способ, а также способы прямой угловой и линейной засечек. Приведем пример выноса в натуру оси А - В линейного сооружения. Точка А выносится от ближайших пунктов геодезического обоснования полярным способом, а точка В - прямой угловой засечкой. Если между точками Ал В нет прямой видимости, то дополнительно выносят промежуточные точки, например, точку С. При наличии вблизи промежуточной точки пунктов геодезического обоснования она выносится аналогично основным точкам с проверкой ее положения по створу. Положение промежуточной точки С на створе А - В может быть найдено и иным способом. Первоначально ее положение на створе определяют приближенно. Затем на этой точке при помощи теодолита измеряют угол в. Величину нестворности q, на которую необходимо переместить точку C, чтобы она находилась на створе А - В, можно вычислить по формуле

(85)

где S₁ и S₂ - расстояния от точки С до пунктов А и В соответственно. Расстояния S₁ и S₂ определяют приближенно, например, по генплану.

Для контроля вновь измеряют угол в. В случае недопустимого отклонения этого угла от 180° вновь вычисляют нестворность и вновь редуцируют.

Главные и основные оси сооружений служат исходными для последующей детальной разбивки. Схема детальной разбивки зависит от вида сооружения и его компоновки, от условий выполнения разбивочных работ и принятого способа разбивки. При всем многообразии детальных разбивочных схем можно выделить типовую схему, характерную для строительства гражданских и промышленных зданий и сооружений. Это определение положения точек пересечения промежуточных осей с главными или основными. Разбивку выполняют, как правило, створно-линейным способом.

Рис. 4. Схема выноса в натуру оси линейного сооружения

Рис. 5. Схема детальной разбивки осей

Предположим, что в натуру вынесены и закреплены основные оси А - А, В - В, 1 - 1 и 8 - 8. Для определения положения точек пересечения осей 2, ..., 7 с осями А - А и В - В теодолитом задают створы А - А и В - В. От точек А/1 и Б/1 вдоль соответствующих створов откладывают проектные расстояния 6,00 м; 12,00 м и т. д. и получают искомые точки. Аналогичным образом находят положение точек Б/1 по створу оси 1 -- 1 и Б/8 по створу 8 - 8. Створы промежуточных осей выносят за зону будущих земляных работ и закрепляют.

На выполненную работу по разбивке осей составляется специальный акт, к которому прилагается исполнительный чертеж разбивки и закрепления осей.

3. Закрепление осей сооружения

Для закрепления, а также для удобства использования в процессе строительства оси выносят на обноску. Обноска представляет собой доску, закрепленную горизонтально на полбах на высоте 400 - 600 мм от земли. Применяют также инвентарную металлическую обноску. Оси на деревянной обносу фиксируют гвоздем, на металлической - специальным передвижным, хомутом с прорезью. Известны два вида обноски: сплошная и створная.

Сплошную обноску устанавливают строго параллельно основным осям, образующим внешний контур здания, на расстояние обеспечивающем неизменность ее положения в процессе строительства. Сплошная обноска должна быть прямолинейной, чтобы можно было откладывать по створу проектные расстояния для разбивка промежуточных осей, и горизонтальной, чтобы откладывать эти расстояния без введения поправок за наклон. Сплошную обноску применяют довольно редко из-за громоздкости и сложности ее построения. Кроме того, она мешает нормальной организации работ на строительной площадке, особенно применению землеройных машин.

При современной организации строительной площадки более рациональной является створная обноска. Она устанавливается лишь в местах закрепления осей на произвольном расстоянии от контура здания.

Помимо обноски, вынесенные в натуру оси закрепляют постоянными и временными знаками. Постоянными знаками обычно закрепляют главные и основные оси. Места закрепления осей постоянными знаками выбирают на стройгенплане с учетом долговременной их сохранности, а также обеспечения беспрепятственного ведения строительно-монтажных работ. Эти места должны быть удобными для установки над знаком геодезических приборов и выполнения измерений. Знаки устанавливают вне зоны земляных работ в местах, свободных от складирования строительных материалов, размещения временных сооружений и т. п.

Рис. 6. Створная обноска для закрепления осей здания

Выбор конструкции знаков зависит от условий строительной площадки, наличия строительных материалов, применяемых методов разбивочных работ.

Конструкции постоянных знаков могут быть различными. Наиболее часто для закрепления осей применяют грунтовые постоянные знаки. В качестве постоянных грунтовых знаков используют обрезки металлических труб или рельсов, к нижней части которых приваривают металлические якоря для закрепления в бетонном монолите. К верхней части знака приваривают квадратную металлическую пластину, на которой с помощью керна отмечают положение точки закрепления оси. Реперные трубы или рельсы устанавливают в скважине, пробуренной на глубину не менее 0,5 м ниже глубины промерзания грунта. После установки знака скважину бетонируют. Грунтовые знаки закрепления осей ограждают деревянной или металлической обноской. Обноска делается квадратной или треугольной со стороной 1,5 - 2,0 м. В качестве постоянных знаков используют также забетонированные деревянные столбы. Для временных знаков используют деревянные колья, костыли, металлические штыри и трубки. В сочетании с грунтовыми знаками для закрепления створов осей широко применяют цветные откраски на постоянных и временных зданиях или сооружениях. Откраски представляют собой цветные риски, наносимые яркой несмываемой краской.

Для быстрого восстановления осей на продолжении их створов закрепляют по два знака 2 с каждой стороны здания. Один из знаков обычно располагают под обноской.

Высотную разбивочную основу на строительной площадке также закрепляют постоянными и временными знаками. Условия закрепления реперов и требования, предъявляемые к их сохранности, удобству использования, те же, что и к знакам закрепления осей.

Постоянные реперы могут быть как грунтовыми, закладываемыми ниже глубины промерзания, так и стенными, закрепляемыми в капитальных стенах и цокольных частях близлежащих зданий.

В условиях массовой застройки, где опорные реперы необходимы только в период строительства, широко применяют временные Реперы различных конструкций. Используют также откраски на возводимых строительных элементах и временных сооружениях. Часто строительные реперы совмещают со знаками закрепления основных разбивочных осей.

Отметки строительных реперов определяют от реперов государственной или городской нивелирной сети.

4. Перенесение главных и основных осей

Перенесение на местность проекта здания или сооружения начинают с разбивки главных и основных осей по данным геодезической подготовки генплана (разбивочным чертежам, схемам), где указана их привязка к пунктам разбивочной основы.

Главными осями или осями симметрии принято называть две взаимно перпендикулярные линии относительно которых здание или сооружение располагается» симметрично. Основными осями здания или сооружения называют оси, образующие его контур в плане.

В качестве главных осей линейных сооружений служат продольные оси этих сооружений. Главные и основные оси являются геодезической основой для последующих разбивочных работ.

Оси разбивают от пунктов плановой разбивочной основы (красных линий, строительной сетки, пунктов полигонометрии и др.).

Разбивку зданий и сооружений сложной в плане формы начинают с перенесения главных осей I - I, II - II , а зданий простой формы - с основных осей. В первом случае от опорного пункта переносят и закрепляют сначала одну из длинных главных осей. Затем путем промеров находят на ней точку 3 пересечения осей. Установив теодолит в точке 3, строят полным приемом два прямых угла и получают направление оси II - II. Основные оси здания разбивают, пользуясь отнесенными к главным осям координатами точек внешнего контура здания.

Главные оси здания закрепляют на местности не менее чем в пяти точках. Закрепления должны быть тем надежнее, чем сложнее здание. Для этого применяют обрезки труб, рельсов, уголка, скобы с рисками. Их крепят на вблизи расположенных зданиях и сооружениях, лежащих на оси и ее продолжении. В простейших случаях - это деревянные столбы с гвоздем, забитым сверху, костыли. метки масляной краски на зданиях.

Разбивку основных осей начинают от опорных пунктов с перенесения на местность двух крайних точек: А/2, Б/2, определяющих положение наиболее длинной продольной оси, от которой в последующем проводится дальнейшая разбивка.

Построением полным приемом прямых углов в этих точках и отложением в полученном направлении проектной длины получают точки А/1 и Б/1. Для контроля измеряют линию А/1 и Б/1 и сравнивают с проектным значением.

Перенесение осей осуществляется различными способами, в зависимости от рельефа местности, вида опорных пунктов, точности разбивочных работ.

5. Способы и точность перенесения осей

Способ прямоугольных координат (перпендикуляров) применяется для перенесения осей зданий и сооружений, расположенных вблизи линий опорной сети строительной сетки или красной линии застройки. Вдоль прямой МN откладывают отрезок d₁, а затем теодолитом из полученной точки К восстанавливают перпендикуляр длиной d₂ и получают точку А угла здания. Аналогично получают точку В. Ось АВ параллельна линии МN. Для контроля измеряют длину линии АВ и определяют ошибку в ее построении по формуле

f_d = AB_изм - AB_пр

Относительная ошибка в длине переносимой линии АВ принимается в пределах 1:2000-1:10000, в зависимости от типа здания или сооружения. Для промышленных сооружений относительная ошибка должна быть наименьшей. Обычно этим способом переносят на местность только одну ось здания или сооружения. Поэтому линия АВ является основной для разбивки остальных осей. Построением прямых углов в точках А и В и построением проектных линий АС и ВD получают на местности проектные точки С и D. Для контроля измеряют линию СD, диагонали АD и ВС и сравнивают их с проектными.

Способ прямоугольных координат широко применяется в практике строительства, так как обеспечивает достаточную точность разбивки техническим теодолитом и не требует сложных измерений.

Способ полярных координат (полярный) чаще применяется на открытой и удобной для измерения линий местности от пунктов опорной сети по углу исходного направления до переносимой точки. Этот способ наиболее маневренный, достаточно точный и применяется на строительных площадках, где нет строительной сетки.

Для перенесения на местность точек А и В пересечения основных осей здания необходимо отыскать на местности опорные точки М и N, знать величины разбивочных углов в₁ и в₂ и длины линий d₁, d₂.

Дирекционные углы линий, образующих разбивочные углы и длины линейной привязки, вычисляют по координатам конечных точек проекта и опорных пунктов решением обратной геодезической задачи по формулам обратной геодезической задачи.

При помощи теодолита и мерной ленты (рулетки) на местности строят углы в₁ и в₂, откладывают расстояния d₁ и d₂ и получают тонки А и В, которые закрепляют кольями. Для контроля измеряют линию АВ и получают разность

f_d = AB_изм - AB_пр .

Относительная ошибка измерения f_d / АВ должна быть в пределах 1:2000 - 1:3000 для гражданских и 1:8000-1:60000 для! промышленных зданий и сооружений.

Ошибка перенесения точек проекта способом полярных координат зависит от точности построения углов в₁ и в₂ и расстояний d₁ и d₂.

Способ прямой угловой засечки применяется при перенесении на местность точек проекта, расстояние до которых измерить затруднительно или невозможно.

Для перенесения в натуру точки А этим способом необходимо отыскать на местности опорные точки М и N, знать величины разбивочных углов в₁ и в₂

Рис.6. Схема перенесения точек осей

Разбивочные углы в₁ и в₂ вычисляют как разность дирекционных углов, образованных исходной стороной и направлениями с ее конечных точек М и N на определяемую точку А. При этом угол у для достижения точности перенесения засечки должен приближаться к 90°, но быть не менее 30° и не более 150°.

По известным координатам опорных пунктов М, N и точки А решением обратной геодезической задачи вычисляют дирекционные углы соответствующих направлений.

Отложение углов.Теодолит устанавливают над опорной точкой М, ориентируют трубу по линии МN и строят угол в₁. Около точки А закрепляют полученный створ линии МА с помощью кольев с натянутым между ними шнуром (осевой проволокой). Аналогичным образом закрепляют створ по линии NА. Пересечение шнуров будет в проектном точке А. При работе с двумя теодолитами разбивочные углы откладывают одновременно.

Таким же образом закрепляют точку В. Для контроля измеряют линию АВ и сравнивают ее с проектной.

Точность перенесения на местность проектной точки А способом угловых засечек зависит от расстояний d₁ и d₂ до опорных пунктов М и N, ошибок построения углов в₁ и в₂ и величины угла засечки г.

Способ линейной засечки применяется на ровной | открытой местности, когда проектные расстояния d₁ и d₂ не превышают длины мерного прибора. При этом обеспечивается достаточная точность и производительность измерений.

Расстояния d₁ и d₂ для ответственных зданий и сооружений определяют решением обратной геодезической задачи, а для простых - графическим методом.

Для перенесения точки А на местность в точке М закрепляется нулевое деление рулетки и радиусом, равным d₁, прочерчивают на местности дугу. Затем нулевое деление ленты закрепляют в точке N и прочерчивают дугу радиусом d₂. Пересечение дуг будет в проектной точке А.

Точность перенесения на местность проектной точки А способом линейных засечек зависит от ошибок отложения расстояний d₁ и d₂ и угла засечки г.

Способ створной засечки применяется при наличии строительной сетки или закрепленных на местности главных и основных осей зданий, сооружений. Показана разбивка здания способом створных засечек. Проектную точку в этом случае определяют пересечением двух створных линий, которые получают с помощью теодолита или осевой проволоки.

Рис.7. Схема перенесения в натуру осей здания от строительной сетки способом створной засечки

По сторонам сетки I - IV и II - III откладывают отрезки, равные проектному размеру a, a₁ и по полученным точкам с помощью теодолита строят створ осей 1-1 и 13-13. По сторонам I - II и IУ - III откладывают отрезки b, b₁ и по полученным точкам строят створ осей А - А и В - В. Пересечение осей дает точку углов здания.

Указанными выше способами можно производить разбивку зданий и сооружений на застроенных участках от местных предметов (например существующих зданий). Так как точность разбивки от местных предметов сравнительно небольшая, то геодезическая подготовка данных осуществляется графическим методом по плану крупного масштаба. Показаны варианты перенесения на местность проектных точек и линий от местных предметов. Приведенные случаи разбивок не требуют детальных пояснений. Точность перенесения здесь контролируется измерениями на местности и проверкой положения проектных точек и линий относительно других местных предметов.

Размещено на Allbest.ru