Конспект ПАС

За основу разработки высотной организации территории застройки принимают общую схему улично-дорожной сети, на которой решены вопросы высотной увязки и расположения площадей, пересечений магистральных улиц, мостов, путепроводов, а также определены направления сброса поверхностных вод и расположение водосточных коллекторов.

Процесс проектирования вертикальной планировки отдельных участков можно представить в виде следующего алгоритма:

1.Высотная привязка отдельных зданий и площадей с определением объемов грунта, вытесняемого фундаментами и подвалами;

2.Составление профилей по характерным направлениям;

3.Преобразование рельефа методом проектных горизонталей по опорным отметкам проездов, составление плана организации рельефа;

4.Разработка плана земляных масс с учетом грунта от устройства фундаментов и подвалов зданий, корыта под одежду дорог и площадок, подземных сетей;

5.Вычисление поправок к проектным отметкам участка планировки, обеспечивающих баланс объемов выемки и насыпи;

6.Корректировка проектных отметок и уклонов и окончательное оформление планов организации рельефа и земляных масс.

План организации рельефа составляется на крупномасштабном топографическом плане участка или копии генерального плана планировки и застройки. На примере рельефа участка местности (рис.52.1) рассмотрим способ проектирования рельефа под наклонную плоскость с продольным уклоном i1 = 0,005 (5‰), поперечным – i2 = 0,010 (10‰) для организации поверхностного водостока и условия обеспечения баланса объѐмов земляных масс в выемке и насыпи. Работу выполняют в следующей последовательности:

1.На топографическом плане выбирают участок для вертикальной планировки в виде прямоугольника с размерами 80×120 м, разбивают его на квадраты со сторонами 40

ми определяют фактические отметки их вершин.

2.Определяют среднюю фактическую отметку участка (отметку центра тяжести) по формуле

где Н0 - минимальная из фактических отметок вершин квадратов, округленная в сторону уменьшения до метров;

h1, h2, h4 - отклонение от Н0 отметок вершин , принадлежащих соответственно одному, двум или четырѐм квадратам.

Свойство отметки центра тяжести НЦТ заключается в том, что любая плоскость (кроме вертикальной), проходящая через эту отметку, обеспечивает на участке баланс объѐмов земляных масс в насыпи и выемке.

3. Записывают полученную среднюю отметку на топографическом плане в центре участка. Вычисляют проектные отметки вершин квадратов с учетом расстояний между

71

H3В Н3Б а i2 194,79 (40 0,010) 194,39м, и т.д.

72

4.Вычисляют рабочие отметки hi как разности между соответствующими проектными и фактическими отметками. Контролем вычислений проектных и рабочих отметок может служить приближенное равенство нулю алгебраической суммы рабочих отметок.

Все результаты вычислений оформляют непосредственно на топографическом плане в соответствии с общепринятой, стандартной формой записи фактических, проектных и рабочих отметок относительно вершин квадратов. При этом проектные (вычисленные) данные записывают красным цветом в числителе, а топографические (фактические)

—черным в знаменателе.

5.Проводят проектные горизонтали через 0,20 м (или 0,10 м), выполняя интерполяцию между проектными отметками вершин квадратов. Так как преобразование рельефа выполняется под наклонную плоскость, проектные горизонтали на рис. 1 представлены в виде ряда параллельных линий и подписаны в отличие топографических не в разрыве горизонталей, а сверху над горизонталями. Проектные горизонтали, кратные по высоте целым метрам, проводят утолщенными линиями и подписывают полностью, все остальные — сокращѐнно (только сантиметры).

6.Выполняют «вписание» проектной площадки в окружающий рельеф местности с помощью откосов. Крутизну откосов, или отношение высоты (глубины) откоса к ширине основания, принимают в зависимости от механического состава грунтов и проектного назначения откосов. Для наглядности изображения откосов на рис. 1. крутизна откосов принята равной 1:10, и плановая ширина откосов равнялась 10∙h'i. Например, в вершине квадрата 4В рабочая отметка равна 0,73 м, значит, ширина основания откоса составит 7,3 м, что в масштабе плана 1:1000 равно 7,3 мм. Откосы изображены чередующимися короткими и длинными штрихами, проведенными через 2 мм и направленными от бровки откосов к его подошве.

Объѐмы земляных масс в каждом контуре выемки и насыпи определяют на плане земляных масс, составленном по данным плана организации рельефа в том же масштабе. На плане земляных масс (рис.52.2) в каждом квадрате показывают рабочие отметки, линии нулевых работ и объѐмы грунта выемки и насыпи с округлением до целых метров кубических.

Иногда здесь же указывают направление перемещения грунта из выемки в насыпь, объѐм грунта в откосах, площади контуров, использованные при определении объѐмов земляных работ по сохранению и восстановлению плодородного слоя почвы.

Объѐм земляных масс в пределах каждого квадрата или другой фигуры (неполного квадрата), образованной линией нулевых работ, определяется по формуле

где hВ(Н) - сумма рабочих отметок выемки (насыпи),

h - сумма всех рабочих отметок в пределах одного квадрата без учета знаков.

73

Вычисления по этой формуле для плана земляных масс, изображенного на рис 2, выполнены в таблице 1.

Контролем результатов вычислений является полученная разность объѐмов земляных масс (дебаланс)

V VН VВ 1074 1046 28м3,

которая не должна превышать допустимую величину, вычисленную по формуле

Vдоп. h P 0,005 9600 48м3,

где h – предельная погрешность округления рабочих отметок (отметки центра тяжести), равная 0,005 м, Р – площадь участка планировки в м2.

Таблица 1

Расчеты при вертикальном проектировании вертикальной планировки могут быть выполнены при помощи персональных компьютеров. В методических указаниях [7] программы для автоматизированного вычисления составлены на языках Бейсик, Фортран, Tурбо Паскаль редусматривают преобразование рельефа под горизонтальную или наклонную плоскость при условии обеспечения баланса объѐмов земляных масс в выемках и насыпях.

53 Высотная привязка

Основными задачами высотной привязки проектируемых зданий являются обеспечение отвода поверхностных вод от фундаментов и определение абсолютной отметки уровня чистого пола первого этажа (рис. 53). При этом учитываются необходимые условия эксплуатации зданий и сооружений, их функциональное назначение, экологические, гидрогеологические, эстетические и другие факторы. Должны также соблюдаться требования, при которых поверхностный водосток с окружающей территории был направлен на улицы и проезды, выполняющие роль водосборных и водоотводных сетей с взаимно увязанными уклонами в пределах от 0.5 до 6%.

74

Рис.53. Высотная привязка проектируемого здания

Высотная привязка здания выполняется в учебных целях в следующем порядке:

1.Для запроектированного на генплане с учетом инсоляции, радиации, аэрации и других архитектурно-планировочных требований здания размерам 12х72 м определяют фактические отметки углов здания;

2.К максимальной фактической отметке одного из углов здания прибавляют 0.2 м (среднюю погрешность определения фактических отметок на топографическом плане) и получают проектную отметку отмостки.

3.Назначают уклоны вдоль осей здания с учетом рельефа и вычисляют проектные отметки углов здания, которые должны быть больше фактических на 0.2 м. В случае несоблюдения этого условия, корректируют проектные отметки и уклоны.

4.Из чертежей фасадов и разрезов проектируемого здания выбирают условную отметку земли, указанную со знаком "-" относительно чистого пола первого этажа здания и прибавляют к максимальной планировочной отметке на отмостке. Полученную абсолютную отметку уровня чистого пола записывают внутри проектируемого здания. Она должна быть больше отметки отмостки не менее чем на 0.3 м. В жилых зданиях, расположенных по красной линии, уровень пола квартир первого этажа должен быть выше тратуара не менее чем на 0.5 м.

54. Геодезическая основа разбивочных работ. Строительная сетка.

Для выноса в натуру основных осей и геодезическому обеспечению строительства на стройплощадках необходимо иметь систему пунктов с известными координатами и высотами, которая называется плановой и высотной разбивочной основой. Наиболее распространѐнным видом разбивочной геодезической основы на крупных объектах является строительная сетка (СС) в виде квадратов или прямоугольников со сторонами 100...200 м, параллельными главным осям сооружений. Проектирование строительной сетки выполняется на строительном генплане (рис.54) и еѐ пункты располагаются вне зон нарушения грунта в процессе строительства.

75

56.Перенесение оси сооружения на местность способами полярных координат и угловой засечки. Оценка точности геодезических измерений.

Для запроектированного с учетом инсоляции, радиации, аэрации и других архи- тектурно-планировочных требований на генплане здания размером 12х72 м (рис.56) необходимо определить величины плановых разбивочных элементов (углы и расстояния), с помощью которых на местности находят и закрепляют основные оси здания. Из рис.56 видно, что решение поставленной задачи от пунктов строительной сетки или точек теодолитного хода 1 и 2 заключается в определении графо-аналитическим методом горизонтальных углов 1, 2, 3 и расстояния d2-В. Для контроля построения на местности основной оси здания ее измеряют и сравнивают с проектной длиной dАВ, учитывая при этом погрешности геодезических построений точек А (mА), В (mВ) и расстояния между ними d

(md).

Рис.56. Подготовка исходных данных для выноса оси АВ в натуру способами угловой

засечки (точка А) и полярных координат(точка В)

В учебных целях работу выполняют в следующем порядке.

1.Из ведомости координат точек теодолитного хода выписывают координаты точек 1 и 2, горизонтальное расстояние между ними и дирекционный угол линии 1-2. Таким

образом, для расчетов известны: Х1, Y1, X2, Y2, d 1-2, 1-2, dАВ = 72.000 м.

Следует найти: 1 и 2 - для выноса в натуру точки А способом угловой засечки; 3 и d 2-В - точки В способом полярных координат;

mА, mВ, md - для оценки точности геодезических построений.

2.Определяют графические координаты точек А, В на топоплане xА, xВ, yА, yВ;

3.Уточняют координаты точки В с учетом d АВ = 72.000 м и приняв графические координаты точки А за аналитические (хА=ХА, yА=YА),

ХВ = ХА + dАВ . cos АВ,

77

Дополнительно выполняют расчет предполагаемых погрешностей mА и mВ выноса в натуру точек А и В и погрешности длины оси АВ md.

md m2A mB2 ,

где m- средняя квадратическая погрешность построения горизонтального угла теодолитом, принимаемая равной для нашего случая 0.5';

-количество минут в одном радиане - 3438';

-угол засечки, вычисляемый из треугольника (180 - 1- 2);

md/d - относительная погрешность построения на местности проектного отрезка с помощью мерной ленты или рулетки, равная 1/2000;

mФ - погрешность фиксации (закрепления) на местности проектной точки, равная

5 мм.

Контролем выноса оси сооружения на местность является измеренная длина оси, которая должна быть равной 72.000 2md c вероятностью Р = 95%.

В методическом пособии [8, с 52] приведены алгоритм и программа расчета разбивочных элементов для выноса оси сооружения в натуру способами угловой засечки и полярных координат.

78

57.Нормы точности разбивочных работ в строительстве.

Система строительных допусков при возведении зданий и сооружений тесно связана с технологией строительного производства и определяется точностью всего комплекса разбивочных работ c учетом точности изготовления конструкций и производства строительно-монтажных работ.

Учитывая то, что рабочие чертежи составляются в основном на планах масштаба 1:500 и СКП планового определения точки равняется 0.2 мм, эта погрешность на местности составит 0.10 м. Такой точности и придерживаются при выносе в натуру точек, фиксирующих положение основных осей. Требования же к точности детальной разбивки значительно выше и определяются исходя из эксплуатационных требований строительных объектов и характеризуются величинами единиц миллиметров.

Необходимая точность геодезических работ в строительстве регламентируется различными нормативными документами. Для погашения погрешностей в сборных конструкциях предусматриваются так называемые компенсаторы: зазоры, швы или площадки опирания одного элемента конструкции на другой. В зависимости от климатических зон температурно-осадочные швы устраиваются через 60-80 м. Все технологические ошибки, в том числе и геодезических измерений, компенсируются на участках между швами.

Точность (СКП) построения разбивочной сети строительной площадки (строительная сетка, красные линии застройки, построенные методами триангуляции, полигонометрии, геодезических ходов, засечек и т.д.) принимают в зависимости от площади застройки, класса точности строительных объектов и материала конструкций в следующих пределах: угловые измерения - 3...30"; линейные - 1/25000...1/2000; определение превышений на 1 км хода - 4...15 мм, - на станции - 1...5 мм.

До начала выполнения строительно-монтажных работ должна быть составлена техническая документация (каталоги координат и высот, абрисы всех пунктов) на геодезическую разбивочную основу, закрепляющую осевыми знаками на местности основные оси здания (сооружения), места температурных (деформационных) швов, начала и конецы трасс линейных сооружений, колодцы (камеры). По границам и внутри застраиваемой территории у каждого здания закладывают не менее двух нивелирных реперов, а вдоль осей инженерных сетей - не реже чем через 0.5 км.

Величины СКП геодезических построений для строительства уникальных и сложных объектов и монтажа технологического оборудования определяют расчетами с учетом технических условий и требований к строительно-монтажным и эксплуатационным допускам, предусматриваемых проектом.

При монтаже колонн и других сборных бетонных и железобетонных конструкций отклонения осей от вертикали при высоте (Н) до 10 м не должны превышать 10 мм, при высоте свыше 10 м - 0.001Н, но не более 35 мм. Отклонение от вертикали оси ствола башни или трубы от проектного положения - 0.003Н, но не более 150 мм.

В СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции» отклонения бетонных и железобетонных конструкций от проектного положения не должны превышать 10 мм. Допустимая погрешность геодезических измерений в процессе контроля геометрических параметров зданий (сооружений), в том числе при исполнительных съемках инженерных сетей должна быть не более 0,2 величины отклонений, допускаемых СНиП и проектной документацией. Наиболее точные из применяемых в строительстве лазерные дальномеры и электронные тахеометры характеризуются СКП измерения расстояний mD=3 мм и углов mβ=3".

79

Для возведения здания Национальной библиотеки Республики Беларусь высотой около 75 м , размером контура высотного здания книгохранилища 48х56 м ОАО «Габарит» была создана исходная разбивочная основа в виде двух пар параллельных линий, расположенных по проекту взаимно перпендикулярно. Координаты 8 пунктов, оцифрованных по ходу часовой стрелки и закрепляющих на местности концы линий (внешнюю разбивочную основу здания), приведены в таблице 58. При анализе точности сети с целью определения величины неперпендикулярности вынесенных осей вычислены дирекционные углы прямых 910-905, 912-907 и 911-908. Отклонения от прямого угла составили от 10" до 12". Непараллельность парных осей не превышала 1-2 мм при расстоянии между ними по проекту 36000 мм. Вынос в натуру наружных граней ограждающих конструкций книгохранилища выполнен параллельно соответствующим разбивочным осям.

Таблица 58

Для устранения влияния угловых погрешностей исходной разбивочной сети и привязке радиальных и прямоугольных осей здания книгохранилища к осевым базисным пунктам внешней разбивочной сети дополнительно была создана сеть второго порядка в виде геометрически правильной восьмиугольной фигуры с радиусами, ориентированными по полярным направлениям, совпадающими с радиальными разбивочными осями.

В последующем были рассчитаны координаты узловых точек пространственной решетки здания, соответствующих точкам сопряжения элементов ядра жесткости с диафрагмами, вертикальных и наклонных колонн, балок и других элементов, всего более чем для 2500 точек, т.е. получена высокоточная пространственная математическая модель здания.

Вынос точек в проектное положение с помощью электронного тахеометра был возможен только при существовании прямой видимости между тахеометром и отражателем. Погрешность выноса точек рассчитана по формуле

M=√(D/ρ")mβ2+mD2+mф2 ,

где D – дальность, ρ" =206265", mβ – погрешность построения проектного угла, mD – погрешность дальности по светодальномеру, mф – погрешность фиксации выносимой точки.

При D=100 м, mβ - 3", mD =3мм, mф =1мм расчетная погрешность определения местоположения точки составит 3,5 мм.

Способ построения вертикальной плоскости теодолитом применяется при высоте выносимых точек менее 50 м и условии обеспечения видимости между двумя соответствующими осевыми знаками. Точность оптического проецирования при двух положени-

ях вертикального круга осей на строительные конструкции

M=√(L∙tg β)2 +mГП2+mф2 ,

где L – расстояние до точки проекции, β – погрешность визирования по створу, mГП - погрешность положения опорного пункта, mф – погрешность фиксации выносимой точки.

При L=60 м, β - 5", mГП =1.5мм, mф =1мм расчетная погрешность определения местоположения точки составит 2,3 мм.

С помощью зенит-прибора PZL обеспечиваются наиболее точные проекции базисных точек на высоту 75 м с погрешностью 1-3 мм. Работа осложняется необходимо-

80