Часть 2 Геодезическое обслуживание строительства 84

0,010 107

С' с 113

b=Hra-IV (2.18) 116

tg v = h/a = i. 183

hj = Hj - Н₀. 196

Длина ломаного участка трассы сокращается при проектировании круговой кривой на величину, которую называют домером. При камераль­ном трассировании, если проектируются круговые кривых, общая длина линейного сооружения рассчитывается с учетом величин домеров, то есть из суммы ломаных отрезков трассы вычитается сумма домеров.

круговой кривой К. Эти элементы показаны на рис. 2.2.

Д= 2Т-К. (²-⁴)

о

Рис. 2.2 Элементы круговой кривой

На практике элементы круговой кривой выбираются из специальных таблиц или получаются автоматически нам компьютере при использовании систем автоматического трассирования линейных сооружений

Продольный профиль трассы состоит из линий различных уклонов, со­единяющихся между собой вертикальными круговыми кривыми. В про­дольном профиле трассы должны обеспечиваться допустимые значения ук­лонов.

При изысканиях трасс линейных сооружений должны выполнятся многие требования, которые предъявляются к выбору местоположения площадных сооружений. Это требования к фунтам, к режиму грунтовых вод, по возможности не следует занимать ценные в историческом и природ­ном плане земли и т.п. При изысканиях трасс линейных сооружений необ­ходимо учитывать рельеф местности, для того чтобы избежать больших объемов работ по перемещению земляных масс.

В тоже время к плану и профилю трассы предъявляются требования, установленные техническими характеристиками сооружения, обеспечи­вающими безопасную и экономичную эксплуатацию. Важным условием изысканий является прямолинейность трассы, так как всякое отклонение от прямолинейности приводит к ее усложнению, увеличению стоимости строи­тельства и затрат на эксплуатацию.

Для дорожных трасс важными требованиями являются геометрические характеристики, обеспечивающие безопасное и плавное движения с рас­четными скоростями. Поэтому на дорожных трассах устанавливают мак-

симально допустимые уклоны и минимально возможные радиусы кривых

При трассировании железных и автомобильных дорог, трубопровод^ и высоковольтных линий электропередачи (ЛЭП) углы поворота не должны вызывать значительного удлинения линии будущей магистрали.

Прямолинейные участки трасс железных и автомобильных дорог, трубопроводов conpj, гаются в основном круговыми кривыми, представляющими собой дуги окружностей определен ных радиусов. На железных дорогах минимально допустимые радиусы 400-200 м, на автомо. бильных 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 плавного и безопасного движения устраивают сложные переходные кривые

На самотечных каналах и трубопроводах необходимо выдержать проектные продольные уклоны как минимально допустимые, препятствующие заилению труб, так и максимально до- пустимые способствующие размыванию железобетонных труб. На трассах напорных трубопро. водов к требованиям уклонов предъявляются менее жесткие требования.

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

Для линий электропередач и линий связи значения уклонов практически ограничиваются возможностями строительной техники.

Комплекс инженерно-изыскательских работ по определению положе­ния трассы, отвечающей всем требованиям технических условий и тре­бующей наименьших затрат на ее возведение и эксплуатацию, называется трассированием. Если трассу определяют по топографическим планам или аэрофотографическим материалам, то трассирование называют камераль­ным, если ее выбирают непосредственно на местности, то - полевым пике­тажем.

На стадии технико-экономического обоснования проекта изучается весь топо­графический материал, который имеется на территорию строительства и с исполь­зованием данных других видов инженерных изысканий выполняется камеральное трассирование линейного сооружения. С учетом технических требований, предъяв­ляемых к проектируемому линейному сооружению, на топографических планах или картах проектируют один или несколько вариантов трассы, который впоследствии уточняется в условиях реальной местности. Камеральное проектирование трассы осуществляется на топографическом плане, масштаб которых зависит от вида и назначения трассы. На картах мелких масштабов проектируются трассы магистральных железных и автомобильных дорог, трубопроводов и ЛЭП вы­сокого напряжения. Крупномасштабные топографические планы и карты используются для проектирования линейных сооружений местного значения, подъездных автомобильных и железных дорог, сетей коммуникаций: водо- овода, кабельных трасс, теплотрасс, газопроводов и т.п.

Камеральное трассирование реализуется методом комбинирования зна­чениями плановых и высотных технических характеристик линейного со- оужения с учетом геологических, ландшафтных и природно-эстетических условий района строительства. К плановым характеристикам относятся углы поворота, радиусы горизонтальных кривых, длины переходных кривых, прямые вставки. Продольные уклоны и радиусы вертикальных кривых ха­рактеризуют высотное положение трассы.

Камеральное проектирование трассы выполняют способом попыток или построением линии заданного уклона.

Способ попыток применяется в равнинной местности. На топографиче­ском плане наносится ось линейного сооружения либо прямой линией, либо с небольшими отклонениями, связанными с обходом препятствий и пересе­чением существующих трасс или водных препятствий. При нанесении линии выполняются все технические требования к данному виду трасс. Для полу­ченной линии по картографическим данным строится продольный профиль. Положение трассы анализируется с учетом данных профиля о высотах и ук­лонах, и может быть изменено при наличии более выгодного варианта.

В местности со сложным рельефом используется способ построения линии заданного уклона, который позволяет избежать больших объемов земляных работ. Вычисляется заложение а, равное частному от деления вы­соты сечения рельефа h на значение предельно допустимого уклона i _пред трассы. По вычисленному заложению а на карте или плане выделяются уча­стки с рельефом, где фактический уклон больше предельного уклона данной трассы. Такие участки называют участками напряженного хода. Участки, где фактический уклон местности меньше называют участками свободного хода.

На участках свободного хода трасса проводится по кратчайшему пути с обходом препятствий и выполнением технических норм пересечений других линейных сооружений. При обходе препятствия углы поворота должны быть незначительными, чтобы не удлинять трассу.

На участках напряженного хода вначале намечают линию нулевых ра­бот, которая состоит из отрезков, соединяющих соседние смежные горизон­тали и равные заложению а, соответствующему предельно допустимому ук­лону трассы. Графическое выполнение заключается в получении засечек раствором циркуля, равным заложению а, от одной горизонтали к другой.

Так на рис.2.3 по предельно допустимому уклону проведена трасса ав­томобильной дороги. На первом участке напряженного хода 1-2 она пред­ставлена в виде ломаной линии, состоящей из равных заложению отрезков, проведенных от одной горизонтали к другой. На втором участке трассы от точки 2 до точки 3, трасса проведена по кратчайшему пути, так как уклон по этому направлению не превышает заданный. Очевидно, что автомобильная Дорога не может состоять из коротких отрезков ломанной линий, поэтому трассу «спрямляют», т. е. заменяют ломаную линию прямой, как это показа-

При камеральном трассировании может быть получено несколько рав­ноценных по пространственным параметрам вариантов трассы, наилучшую трассу выбирают, сравнивая все технико-экономические показатели, а для нее разрабатывают техническое задание на проектирование.

В процессе полевого трассирования 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 (см. описа­ние лабораторных работ), нивелирование, закрепление трассы, а также при необходимости дополнительную крупномасштабную съемку переходов, пе­ресечений, мест со сложным рельефом. Эта часть геодезического обеспече­ния строительства линейных сооружений во многом является выносом трас­сы в натуру с корректировкой ее положения с учетом местных условий и возможных изменений по набору геодезических операций лежит ближе к разбивочным работам (см. лекцию 15).

13.4 В инженерно-геодезических изысканиях в настоящее время суще­ствует возможность широкого применения автоматизированных средств измерительной техники (светодальномеры, электронные теодолиты, элек­тронные тахеометры) и связанных с ними совершенных методик измерений и автоматизированных методов обработки результатов измерений.

Для построения инженерно-геодезических сетей все более доступным становятся системы космического позиционирования, позволяющие созда­вать сети в сложных топографических условиях без постройки наружных дорогостоящих геодезических сигналов и пирамид.

Для обновления старых топографических планов и создания новых пла­нов широко используются аэрокосмические методы съемки с различного рода носителей (самолеты, вертолеты, искусственные спутники и косми­ческие станции) с применением систем космического позиционирования.

Обработка результатов измерений в основном ведется на ЭВМ. Журнал полевых измерений обрабатывается в определенных вычислительных програм­мах для получения координат пикетных точек. По координатам создаются то­чечные объекты в специальных программах, и строится либо топографический план, либо результаты инженерных изысканий, например, трасса линейного сооружения. Такая обработка позволяет иметь как графическую так и цифро­вую модель местности (ЦММ) и рельефа (ЦМР). Существуют 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.

Контрольные вопросы

1. Назовите основные задачи инженерно-геодезических изысканий?

2. В какой последовательности выполняются инженерные изыскания?

3. Назовите основные задачи экономических изысканий?

4. Какие требования предъявляются к местоположению строительных площа­

док?

5. Назовите основные точки круговой кривой?

6. Дайте определения основным элементам круговой кривой?

7. Какими способами выполняется камеральное трассирование?

Лекция 14 Геодезическое проектирование

14.1 Понятие о генеральном плане. 14.2 Проектирование геодезической строительной сетки. 14.3 Геодезическая подготовка данных при со­ставлении генерального плана сооружения. 14.4 Вертикальная плани­ровка строительной площадки.

14.1 После выполнения инженерных изысканий и принятия решения о строительстве создается генеральный план, который представляет собой проект размещения всех возводимых сооружений: зданий промышленных ^и жилых, наземных, подземных и воздушных коммуникаций, рекреацион­ных зон, сооружений сферы жизнеобеспечения и т.п. *

Генеральный план может создаваться в двух вариантах. Для крупного комплекса сооружений (промышленного предприятия, поселения) создает­ся генеральный план самого сооружения и отдельно строительный гене-

объектов, комплексов производственных предприятий и больших населен ных пунктов.

Генеральный план сопровождается схемой организации рельефа (в_ер. тикальной планировкой) с фактическими и проектными отметками, про. ектными уклонами и объемами земляных работ.

Геодезическая сеть должна быть представлена на генеральном плане пунктами с указанием названий или номеров пунктов, их координат и вы­сот.

На рис. 2.5 представлен фрагмент генерального плана промплощадки в связи со строительством нового цеха. На рисунке показана только основ­ная часть проекта: здание цеха и проезды.

На этом генплане должны быть показаны геодезические пункты строительной сетки, которая сохранилась со времени проектирования предприятия. Эти пункты можно использовать для углов здания, и они бу­дут служить основой для всех геодезических работ по обеспечению строи­тельства и эксплуатации нового здания.

Проектируемое сооружение на генеральном плане представлено гео­метрическими составляющими: точками, линиями и плоскостями, положе­ние которых определяется плановыми координатами и высотами.

14.2 Инженерно-геодезические опорные сети создаются на территории строительной площадки в качестве плановой и высотной основы для производства топографических съемок при изысканиях, проектировании и производстве разбивочных работ. Пункты таких сетей используются так же для контроля за строительными и монтажными работами, выполнения исполнительных съемок по этапам и завершению строительства, и частично при наблюдениях за осадками и деформациями сооружений.

Плановые и высотные опорные сети создают в соответствии с проектом производства геодезических работ на данной строительной площадке. Пункты ранее построенных сетей могут использоваться в качестве исходных пунктов (государственные геодезические сети) и рабочих пунктов новой сети. После составления проекта выполняется закладка геодезических пунктов, осуществляется программа наблюдения, обработки и уравнивания сети с целью получения координат пунктов. Программа работ при этом имеет ряд особенностей связанных со спецификой строительного производства.

1. Сети часто создаются в условной системе координат с привязкой к государственной опорной сети.

2. Геометрическая форма сети определяется конфигурацией строительной площадки и видом зданий и сооружений.

3. Форма треугольников далека от оптимальных параметров.

4. К пунктам сети предъявляются повышенные требования по стабильности их положе­ния в сложных условиях эксплуатации;

5. Существуют особенности, зависящие от специфики сооружения, например, мостовая триангуляция, геодезические сети при строительстве плотин, или тоннелей.

6. Повышенные требования по точности положения пунктов.

Высотные опорные сети создают методом геометрического нивелирования в виде оди­ночных ходов или систем ходов и полигонов, проложенных между исходными реперами. Использование электронных тахеометров позволяет использовать для создания опорных се­тей тригонометрический метод.

Рис. 2.5 Фрагмент генерального плана

Методы построения инженерно-геодезических опорных сетей совпа­дают с технологией построения государственных геодезических сетей, из­ложенной нами в первой части настоящего пособия.

При проектировании крупных промышленных комплексов сооруже­ний в качестве опорной инженерной сети часто используется строительная сетка. Это особый вид инженерно-геодезических сетей, в котором положе­ние каждого пункта фиксируется на местности в высокой точностью, - от­носительные ошибки во взаимном положении смежных пунктов строи­тельной сетки в среднем не должны превышать 1:10000 или 1 см для рас­стояния 100 метров. Прямые углы сетки должны быть построены со сред­ней квадратической ошибкой менее 20".

Строительная сетка проектируется в форме квадратов или прямо­угольников, стороны которых параллельны осям будущих сооружений. Она представляет собой сетку (систему) плоских прямоугольных коорди­нат, в которой проектируется строительство. Такое построение геодезиче­ской основы облегчает подготовку для разбивочного чертежа данных и производство разбивочных работ. Прямоугольные фигуры строительной сетки должна располагаться так, чтобы обеспечить их долговременную сохранность при производстве строительных работ на площадке и удобное

использование в геодезических работах по контролю строительства. Длины сторон сетки зависят от размеров объектов предприятия и варьируются в пределах от 100 до 400 м. Такое построение опорной сети в виде точных геометрических фигур хотя и увеличивает ее стоимость, но это удорожание компенсируется упрощением при проектировании и разбивке сооружений.

Положение пунктов геодезической строительной сетки обычно проектируют вместе с генеральным планом сооружений (рис.2.6). В этом случае достигается наилучшее их взаимное расположение, обеспечивающее долговременную сохранность.

Начало условной прямоугольной системы координат выбирают таким образом, чтобы все пункты строительной сетки имели положительные значения абсцисс и ординат.

Буквами А и В обозначают в большинстве случаев координатные оси строительной сетки. Для обозначения номера пункта к буквам добавляют индекс, указывающий число сотен метров по оси абсцисс или ординат. Так, например, номер пункта, обозначенный А2/В5, будет указывать, что этот пункт имеет координаты: Х=200 м, Y=500 м (рис.2.6.)

14.3 Плановая геодезическая подготовка данных при проектировании сооружений заключается в вычислении координат основных точек сооруже­ния, определяющих его положение на генеральном плане.

Положение проектируемого здания определяется в системе координат пунктов строительной сетки. Так на рисунке 2.5. новый цех проектируется на расстоянии 16,50 м от цеха 14 и на расстоянии 10,40 м от оси А5 строительной сетки. Эти расстояния определяют положение проектируемого цеха на генпла­не. Размеры цеха в основных осях равны 36,00 м на 12,00 м. Эти данные позво­ляют получить координаты точек основных осей проектируемого сооружения в условной системе координат строительной сетки. Для простоты представле­ния данных дадим этим точкам номера 1-4. Так значения координат первой точки: Х|=500,00-10,40= 489,60 м (500,00м значение абсциссы линии А5 строительной сетки, а 10,40м - расстояние от линии А5 до проектируемого цеха). У! = 568,97+16,50+12,00 = 597,47 м (568,97 м - ордината ближайшей точки цеха 14, 16,50 м расстояние между цехами, 12,00 м - ширина проекти­руемого цеха). Значения координат второй проектной точки: Х₂=489,60-36,00= 4453,60 м (489,60м значение абсциссы первой точки цеха, а 36,00м - проектная длина цеха). У₂ = 597,47-12,00 = 585,47 м (597,47 м - ордината первой точки цеха, 12,00 м - ширина проектируемого цеха). Аналогично вычисляются коор­динаты точек 3 и 4, определяющих положение проезда и проектируемого цеха.

При наличии строительной сетки подобным образом рассчитываются ко­ординаты точек главных осей линейных сооружений.

При проектировании зданий в систему существующей застройки и отсут­ствии строительной сетки расчеты выполняются по схеме, представленной на рис. 2.7. Координаты одной из точек проектируемого здания определяются графически по координатной сетке.

Чтобы уменьшить, по возможности, влияние деформации планов на точность определения координат измеряют масштабной линейкой действительные размеры квадратов координатной сетки. При отклонении сторон квадрата от теоретического размера на величину, превышающую

(Г-

м координаты определяют следующим образом. Через определяемую точку i проводят ки параллельные осям координат. Измеряют расстояния а и b от определяемой точки до й я северной сторон квадрата координатной сетки, и так же расстояния с и d до западной и

ЮЖНОЙ ИР

во<

_|(ГШЧН0Й сторон. Координаты точки вычисляют по формулам

Рис. 2.6 Взаимное расположение объектов генерального плана и геодезической

строительной сетки

Xi = X₀+D-a/(a+b),

(2.5)

Yj=Y,>+D-c/(c+d),

где Хо и Yo - координаты юго-западного угла квадрата координатной сежи, D - расстояние на местности соответствующее теоретическому размеру стороны квадрата координатной сетки, для крупномасштабных планов сторона должна быть равна 100 мм. Графическое опреде­ление координат одной из точек здание может внести несущественную ошибку в положение объ­екта, для плана масштаба 1:500 она составит 10-15 см.

Дирекционный угол одной из осей здания (4кж) определяется согласо­вано с дирекционным углом красной линий либо с дирекционным углом оси капитального ближайшего здания. Дирекционные углы осей капитальных зданий, если они не зафиксированы на генеральном плане, могут быть полу­чены по координатам углов капитальных зданий, определенных в результате полевой привязки.

При проектировании здания отдельно от существующей застройки ди­рекционный угол оси проектируемого здания может быть определен графиче­ски при помощи геодезического транспортира.

(2.6)

Если заданы координаты первой точки здания и дирекционный угол оси, то координаты остальных точек вычисляются последовательно по формулам прямой геодезической задачи

X₂=Xi+di2-cosai2₅ y₂⁼yi+di2 sinai2.

х=566,59

Рис. 2.7 Расчет координат проектируемого объекта

При нанесении на генеральный план трасс линейных сооружений ве­личины линейных элементов не связаны жестко с техническими условия­ми, как это происходит с проектированием зданий, поэтому достаточно определить координаты точек поворота трассы графически, а расстояния и дирекционные углы вычислить по формулам обратных геодезических за­дач (2.7).

tgan^yrYO/C^-XO, di₂KX₂O<0/cosa_l2Ky2-yi)/sina₁₂, (2.7)

di2=V(AY_l2²+AX₁₂²).

14.4 Вертикальное проектирование или планировка заключается в преобразовании существующих естественных форм рельефа в искусствен­ные, связанные с положением проектируемых объектов. Экономически эффективное решение задач вертикальной планировки достигается при максимальном сохранении благоприятных форм рельефа и соблюдении равенства объемов земляных работ по выемке и насыпи.

При вертикальной планировке выполняются следующие виды работ: расчет проектных уклонов и проектных высот, вычисление рабочих отме-

102

_{й оП}ределение объемов перемещаемых земляных масс отдельно по вы- ^тоК _й насыпи. Как отдельные виды работ по вертикальной планировке п/т быть названы проектирование котлована или траншеи и проектиро- ^М ние горизонтальных и наклонных площадок.

/

^В Наиболее подходящей основой для проекта вертикальной площадки являются топографические крупномасштабные планы, полученные в ре­гате _НИвелирования по квадратам. Использование исходной информа­ции в таком виде упрощает расчеты проектных высот и вычисление объе­мов земляных работ.

(2.8)

Проектные высоты вычисляют по формуле (2.8)

Н _Пр ~ Ho+i_np. d.

где Но - начальная проектная высота, которая задается под определенными условиями, например, под условием баланса земляных работ на данном участке, i_np. - проектный уклон, - расстояние от точки с начальной проект­ной высотой до определяемой точки.

124,90 124,88

124,71 125,20

0,010

125,36 \ \ \х 125,85 \/		N(25,29 \ У		124,96 / / ^ 124,96
125,52 \ чРг чГ. с \ 1 ч / \ / \ / 125,5^8 1	/ч Д / \ / \ / / \ \ \ \ \ \	1^,32 \ \ \ \ \ N 125,39	\ \ ч ч \	125,12 ^ Чч ЧЧч \ ч SN 124,85

0,004

125,95

125,65

125,35

125,68

125,48

124,59 125,04

00 о о

125,28

Рис. 2.8 Проектирование наклонной площадки по заданным уклонам.

Расчет высот по формуле (2.8) может осуществляться по заданным направлениям, например, по сторонам квадратов при проектировании на­клонных площадок, по проездам, по оси траншеи и т.д. На рис. 2.8 выпол- ^{Нен п}Роект наклонной площадки с изменением проектного уклона и полу­ченные проектные высоты, и проектные горизонтали наглядно характерм-

Лекция 15 Геодезические разбивочные работы

15.1 Назначение геодезических разбивочных работ. 15.2 Подготовка данных для выполнения разбивочных работ. 15.3 Элементы разбивоч- ных работ. 15.4 Способы разбивочных работ. 15.5 Точность разбивоч» ных работ

15.1'Геодезические разбивочные работы выполняют для закрепления на местности характерных точек и плоскостей строящегося сооружения. Плановое и высотное положение сооружения определяется осями. Относительно этих осей в рабочих чертежах указывают местоположение всех других элементов соору­жения. В нормативных документах существует понятие разбивочной оси. На практике же различают главные, основные и промежуточные или детальные оси. Плановое положение главных и основных осей задается координатами (X и У) точек их пересечения, промежуточные оси задаются линейными и угловыми величинами относительно основных или главных осей. (Лекция 14). Высоты плоскостей и отдельных точек проекта задают от условной уровенной поверхности, которая для каждого сооружения соответствует определенной абсолютной отметке, которая указывается в проекте. 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 «минуок]

Геодезические разбивочные работы противоположны топографическим съемкам. При съемке на основании измерений определяют положение точек местности относительно пунктов опорной сети. 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 строят на местности от пунктов, являющихся геодезической основой строительной площадки. Это является основной особен­ностью разбивочных работ.

В подготовительный период на местности создают плановую и вы­сотную геодезическую разбивочную основу, с точностью соответствующей виду и назначению сооружения. При составлении генерального плана строи­тельства все характерные точки объекта задаются проектными координатами и высотами. Затем эти характерные точки связываются линейными и угловыми элементами с геодезическими пунктами строительной площадки. Документ, определяющий виды связей и значения линейных и угловых элементов называ­ется разбивочным чертежом (рис. 2.10).

Геодезические разбивочные работы выполняются в три этапа.

На первом этапе производят основные разбивочные работы. По данным раз­ливочного чертежа от пунктов геодезической основы или от углов капи­тальных зданий (координаты которых определяются по результатам по­левой привязки) закрепляют на местности положение основных осей со­оружения. Точность положения основных осей относительно пунктов геодезической основы допускаются в пределах 3-5 см, а иногда и грубее. Взаимное положение точек пересечения основных осей должно удовле­творять точности второго этапа разбивки и не превышать 2-3 мм.

Рис. 2.10 Разбивочный чертеж

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 ориентировку.

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

15.2 Для выполнения разбивочных работ необходимо иметь набор Данных, состоящих из угловых и линейных величин, определенным обра­зом связывающих данные проекта и геодезические пункты разбивочной основы или существующие здания и сооружения. В подготовительные ра­боты для выноса сооружения в натуру входят аналитические расчеты и со­ставление разбивочных чертежей.

Различают три способа геодезической подготовки разбивочного черте^. аналитический, графоаналитический и графический.

При аналитическом способе все данные для разбивки находят путе_м математических вычислений, причем координаты углов и других точек сущ_е_ ствующих зданий и сооружений определяют непосредственно геодезическими измерениями в натуре, а размеры элементов проекта задают, исходя из техно­логических параметров. Этот способ применяют в основном при реконст­рукции и расширении предприятий, в стесненных условиях застройки или при создании уникальных сооружений, где графическая точность бывает недостаточ­ной.

Чаще применяют графоаналитический способ, когда положение началь­ных точек сооружения определяются графически с топографического плана, а остальных точек, связанных с начальной точкой проектными данными аналити­чески. Например, для определения положения здания на местности по то­пографическому плану находят координаты одного из углов здания и ди- рекционное 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 построения разбивочного чертежа, при котором все линейные и угловые элементы определяются графически по топо­графическому плану, причем графические данные должны быть увязаны с техническими данными проекта сооружения, для зданий - это проектная дли­на и ширина.

Расчеты угловых и линейных элементов разбивочного чертежа анало­гичны геодезической подготовке генерального плана, когда приходится решать прямые и обратные геодезические задачи по формулам (2.6 и 2.7), но уже для получения элементов разбивочного чертежа. Так для разбивоч­ного чертежа на рис. 2.10 координаты первой точки и дирекционный угол одной из осей могли быть определены графически с плана, затем решается ряд прямых геодезических задач: 1-2, 2-3, 3-4, 4-1 для получения проект­ных координат характерных точек здания. Затем решаются обратные гео­дезические задачи между пунктами геодезической опорной сети строи­тельной площадки и точками проектируемого здания: т1-4, т2-1, тЗ-1, тЗ-2. Из решения этих задач будут получены дирекционные углы и расстояния. По разностям соответствующих дирекционных углов можно получить уг­лы Рь р2, Рз, Р4, например, р1=а_т2-_гсх_т2-_тз.

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 разбивоч- ной основы, от которых производится разбивка; разбивочные элементы, _начения которых подписываются прямо на чертеже. Иногда на разбивоч- ³<эм чертеже указывают значения координат исходных пунктов в принятой системе, длины и дирекционные углы исходных сторон, отметки исходных еров _и другие данные, использовавшиеся для геодезической подготовки проекта. Эти данные могут служить и для контроля в процессе разбивки и после ее завершения.

15.3 Геодезические разбивочные работы в сущности сводятся к выносу на ме­стность точек, определяющих положение сооружения. Плановое положение дах точек может быть определено с помощью построения на местности проект­ных углов от исходной стороны и отложения проектных расстояний от исходно­го пункта. Высотное положение точек здания определяется обычно при по­мощи геометрического нивелирования.

/)З При лостроении проектного угла одна точка В (вершина угла) и исход­ное направление В А должны быть заданы. На местности фиксируется другое направление ВС, которое образовывает с исходным направлением проектный угол р (рис. 2. И, а).

Построение проектного угла выполняется в следующем порядке. Над вер­шиной проектного угла В устанавливают теодолит, и наводят зрительную трубу на исходное направление. По лимбу берут отсчет и прибавляют к нему значение проектного угла. Открепив алидаду, поворачивают теодолит, устанавливая вы­численный отсчет. При этом визирная ось зрительной трубы теодолита укажет направление, соответствующее проектному углу. Это направление фиксируется на местности точкой Q на расстоянии, соответствующем проекту. Аналогичные дейст­вия выполняют при другом круге теодолита и отмечают на местности вторую точку С₂. Из положения двух точек берут среднее (точка С' на рис. 2.11а), принимая угол ABC' за проектный.

Если необходимо построить проектный угол с более высокой точностью, то полученный при двух положениях вертикального круга угол ABC' измеряют с за­данной точностью. Число приемов п измерения угла можно определить по прибли­женной формуле

n=(m'p)²/m_p². (2.12)

где т'з - номинальная для данного теодолита средняя квадратическая ошибка измеренного угла, \щ - требуемая средняя квадратическая ошибка отложения угла. Для того чтобы отложить угол со средней квадратической ошибкой 3 ^м теодолитом 2Т5, надо его измерить числом приемов, равным п= 5²/3²=3.

Полученное среднее значение угла, вычисленное после измерения с заданным числом приемов, сравнивают с проектным значением угла

5р=(3-Р; (2.13)

По значению угловой поправки 8_Р вычисляется линейная поправка

5_l =8p-D/p (2.14)

где - S_L- линейная поправка или редукция, D - проектное расстояние а р = 206265^й- значение радиана в секундах. Вычисленную линейную р_е] дукцию откладывают в нужном направлении от точки С' перпендикулярно расстоянию D и получают проектный угол ABC с заданной точностью.

ФА

BC=L ^5,3 СС'=5 L

С В

Ь)

Lnp

Ьизм

6 L

С' с

Рис.2.11 Построение проектного угла а) и проектного расстояния Ь)

Для построения проектной длины линии D_np необходимо от исходной точки отложить в заданном направлении расстояние, которое равно про­ектному значению и измерить его с заданной точностью. В измеренное расстояние D_H3M. вводят поправки за компарирование мерного прибора 8L_K, температуру 5D_t и угол наклона 5D_V,, определяемые по формулам (2.15)

(2.15)

5D_K= - п-5/_к,

8D _t = - a (t„_3M.-t_K)-D_n

SD_V= + h²/2D_np,

где n = D_np//₀ - число уложений мерного прибора при построении проект­ного расстояния, /₀ - номинальная длина мерного прибора, 8/_к= / - /₀ - по­правка за компарирование, /- действительная длина мерного прибора, a - коэффициент линейного расширения материала из которого изготовле­на мерная лента или рулетка, t„_3M - температура измерения, \ температура

мпарирования мерного прибора, h - превышение между конечными точ- ^Ками проектного расстояния.

Если это расстояние откладывается непосредственно, то поправки за компа- иоование, температуру и наклон местности вводятся со знаками, обратными тем, которые учитывают при измерении линий.

Непосредственное введение поправок при построении проектного расстояния затрудняет работу, особенно при построении линии с высокой точностью. Поэтому поступают так же, как и при построении углов, используя способ редукции. На местности от исходной точки В (рис. 2.11 ,Ь) откладывают и закрепляют прибли­женное значение проектного расстояния. Это расстояние с необходимой точностью измеряют мерными приборами или точными дальномерами, учитывая все поправ­ки. Вычислив длину закрепленного отрезка D_H3M, сравнивают его с проектным зна­чением, находят линейную поправку - редукцию 6_L (2.16) и откладывают ее с соответствующим знаком от конечной точки С' отрезка. Затем, для контроля, по­строенную линию АВ измеряют.

5_L = D_np-D_H3M (2.16)

Точность построения проектного расстояния в способе редукции в основном зависит от точности линейных измерений расстояния. Исходя из требуемой точно­сти определения проектного расстояния, выбирают приборы для измерений. ^ Для выноса в натуру точки с проектной отметкой Н _ф устанавливают нивелир примерно посредине между репером с известной отметкой Нпр и точкой с про­ектной высотой (рис. 2.11). На исходном репере и определяемой точке устанавли­вают рейки. Взяв отсчет а по рейке на исходном репере, определяют высоту визир­ной оси нивелира или горизонт инструмента Н ra­ti _га ⁼ Нрп + а. (2.17)

Чтобы установить закрепить точку на проектной высоте, вычисляется отсчет Ь, который соответствует проектной высоте.

b=Hra-IV (2.18)

Этот отсчет используется для фиксации проектной высоты, для этого рей­ку в заданной точке поднимают или опускают до тех пор, пока отсчет по среднему штриху зрительной трубы нивелира не будет равен значению Ь. В этот момент пятка рейки будет располагаться на проектной высоте, и ее фиксируют в натуре, забивая колышек, ввинчивая болт или проведя черту на строительной кон­струкции.

Если определить отсчет Ь\ который фиксируется на рейке, установленной на земной фактической поверхности, то можно определить величину выемки или на­сыпи в заданной точке (b'- Ь).

Построение проектного угла и расстояния и вынос точки с проектной высо­ки являются элементарными операциями разбивочных работ. На основе этий эле-

Рис.2 Л 2 Вынос точки с проектной высотой

^ % Для выноса -проектной высоты с высокой точностью можно использовать способ редукций. Для этого после первичной фиксации проектной отметки ниве­лированием определяют превышение h между установленной точкой и исходным репером. Вычисляя значение высоты проектной точки, определяют величину редукции 5_Н ⁼ Н_пр - Н _изм. С учетом знака разности 8_Н изменяют высоту точки, добиваясь, чтобы измененная точка имела высоту, равную проектной высоте Н_пр. Этот способ более трудоемкий и применяется, когда производят бетонирование до проектной отметки или поднимают конструкцию путем последовательного подбора подкладок.

И^ТЗозможными способами плановой разбивки осей сооружения яв­ляются способы полярных и прямоугольных координат, способы угловой, линейной и створной засечек. Применение того или иного способа зависит от вида сооружения, условий его возведения, схемы расположения пунктов опорной разбивочной сети, наличия измерительных средств, этапа производства разбивочных работ и других факторов. Целесообразнее использовать тот способ, который при прочих равных условиях обладает более высокой точ­ностью.

ментарных операций реализуются способы плановой и высотной разбивки соору.

жении.

Способ полярных координат широко применяют при разбивке положе­ния осей зданий, сооружений и конструкций с пунктов опорных инженерно- геодезической основы, когда эти пункты расположены сравнительно недалеко от выносимых в натуру точек.

Как это было указано ранее, в этом способе положение определяемой ^чкй С (рис. 2.13,а) находят на местности путем построения проектного угла _и расстояния L_Bс- Проектный угол Р находится как разность дирекционных 1гпов освс ^{и а}вл, вычисленных как и расстояние L_Bс из решения обратных задач по ^ординатам точек А, В и С. Значение проектного угла может изменятся от О до 360 , длина линии не должна быть большой. Условия местности должны быть благоприятны для построения проектной линии.

^Рз 1		р^
1V2		рг
	L41	V
М1		рб
		—у

в

Рис.2.13 Схема разбивки способами: а) полярных координат и Ь) проектного полигона

Средняя квадратческая ошибка выноса в натуру точки С полярным способом определяется форму­лой

ш² с = Е^вс • (т p/р)² +m²tL +т²+т² _ц + т² _ф (2.19)

где Lbc • (m,i/p) - средняя квадрагическая ошибка построения проектного угла; m_L средняя квадра- гическая ошибка отложения проектного расстояния; т²_1СЧ - средняя квадрагическая ошибка исходных Данных; т _ц, т ф - средние квадрагические ошибки, соответственно, центрирования теодолита и фик­сации выносимой точки.

Для примера оценим точность выноса точки методом полярных координат при следующих па­раметрах. АВ является линией полигонометрии, для которой b = 300 м с m ав⁼ 10 мм. Пусть Dec ^{= 100 м} построено с точностью 1/5000, угол р = 60° со средней квадрашческой ошибкой m _р= 10 а ш² _ц ^{55 m} ф= 1мм.

Ошибка построения проектной линии будегравна

шь= 100 м/5000 = 0,02 м =20 мм; линейная ошибка построения проектного угла равна *

,0000 ММ/206265" =5 мм;

рмуле (1633) ю [•••]•

os p/b] = 100[1+(03)430,5] = 94 мм², величину средней квадратаческой ошибки для способа

' _ф =^00+25+94+1+1=521 мм², аш=23 мм.

Т..

v

о

проектной линии, поэтому для повышения итоговой 104. ого расстояния. При mi/L=l/10000, m с=11 мм.

yt может использоваться последовательно I ( угой. Такая схема использования способа ся проектным полигоном (рис.2.13,Ь). Для получен- выполнить процедуру уравнивания и вычислить координаты вынесенных точек и, сравнивая их с проектными значениями, при необходимости редуцируют в проектное положение.

На рисунке 2.13,Ь показан пример применения способа проектного поли­гона для разбивки всех точек пересечения основных осей сооружения от двух исходных пунктов.

Способ прямой угловой засечки применяют для разбивки недоступных точек, находящихся на значительном удалении от исходных пунктов.

В прямой угловой засечке положение на местности проектной точки С (рис. 2.14) находят построением в исходных геодезических пунктах А и В про­ектных углов Pj и р₂. На местности фиксируются вспомогательные точки двух Достроенных направлений, и на их пересечении находят проектную точку С. Базисом засечки служит сторона разбивочной сети. Проектные углы Pj и р₂ вычисляют как разность дирекционных углов соответствую­щих сторон. Дирекционные углы определяют из решения обратных геоде­зических задач, используя для этой цели проектные координаты опреде­ляемой точки и координаты пунктов геодезической разбивочной сети.

зуют изменение рельеф двух проектных плос

При вертикар- сравнивая значег отметки h_pa6 ,,

^{:и П}раб > ^т

icc. Jr

Л

I а

ных масс.

На точность разбивки способом прямой угловой засечки оказывают влияние ошибки собст­венно прямой засечки, исходных данных, центрирования теодолита и визирных целей, фикса­ции проектной точки (2.20).

т² с = т²_)ТЛЗас. +ш² +т² _ц + т² _ф Средняя квадратическая ошибка собственно засечки равна

(2.20)

(2.21)

т²_>газас.= b²-m,r(sin²Pi+ sin²p₂)/psin²(Pi+ р₂),

где тр - средняя квадратическая ошибка отложения углов р i и р₂.

(2.22)

Ошибка исходных данных зависит от точности положения геодезических пунктов А и В. Если принять, что т_А=тв=тАв, то

т²_1СХ = ш²ав (sin²pi+ sin²p₂)/sin²(Pi+ р₂).

При разбивочных работах центрирование теодолита и фиксация выносимой точки Moiyr быть выполнены относительно точно со средними квадратическими ошибками порядка 1 -2 мм, что значи-

_но меньше ошибок собственно угловой засечки и исходных данных. Суммарную величину этих

< можно определить по формуле (2.23)

m²c= (b²m_p²/p + ш²ав )(sin²p,+ sin²P2)/sin²((3,+ (3₂).

(2.23)

В

b)

Lac

С'

=Q

Рис. 2.14 Схема угловой и линейной засечки а), способ прямоугольных координат Ь)

^Г Способ прямЪй линейной засечки обычно применяют для разбивки то­чек пересечения осей строительных конструкций, находящихся на удалении, не превышающем длины мерного прибора. Геометрическая схема прямой линейной засечки показана на рис. 2.14. В этом способе положение выноси­мой в натуру точки С определяется пересечением проектных расстояний D_AC и Dbc, отложенных от исходных точек А и В./Наиболее удобно разбивку про­изводить при помощи двух рулеток. В точке А по рулетке фиксируется рас­стояние D_ac, а в точке В по второй рулетке - расстояние D_Bo Перемещая обе рулетки при совмещенных нулях, находят положение определяемой точки С.

(2.24)

(2.25)

Средняя квадратическая ошибка в положении определяемой точки в общем виде выражается формулой, аналогичной выражению (16.15) для угловой засечки.

т² с - т²_л«зас. +т² и

Ошибка линейной засечки при одинаковой точности m_L отложения расстояний L_Ac и L_Bc может быть получена из выражения (2.25)

2m²i/sin²y

Влияние ошибок исходных данных в линейной засечке выражается формулой (2.22) при условии,

^тд-шв^дз

mp= 10" • 100000 мм/206265" = 5 мм; влияние ошибок исходных данных получим по формуле (16.33) из [....].

ш² ^ = ш² ав[1+(Ьав/Ь)²-Оав cos p/b] = 100 [И- (03)430,5] = 94 мм².

Суммируя полученные данные, получим величину средней квадрагической ошибки для споал, полярных координат

ш² с = m² р +т²ь+т² «х +т² _ц + т² _ф =^400+25+94+1+1=521 мм², ат=23 мм.

Большая часп> ошибки зависит от построения проектной линии, поэтому для повышения итоговой юц. ноет следует уменьшить ошибку отложения проектного расстояния. При mi/L=l/10000, m с=11 мм.

Полярный способ разбивочных работ может использоваться последовательно переходя от одной вынесенной точки к другой. Такая схема использования способа полярных координат называется проектным полигоном (рис.2.13,Ь). Для получен- ных точек можно выполнить процедуру уравнивания и вычислить координаты вынесенных точек и, сравнивая их с проектными значениями, при необходимости редуцируют в проектное положение.

На рисунке 2.13,Ь показан пример применения способа проектного поли­гона для разбивки всех точек пересечения основных осей сооружения от двух исходных пунктов.

Способ прямой угловой засечки применяют для разбивки недоступных точек, находящихся на значительном удалении от исходных пунктов.

В прямой угловой засечке положение на местности проектной точки С (рис. 2.14) находят построением в исходных геодезических пунктах А и В про­ектных углов Pt и р₂. На местности фиксируются вспомогательные точки двух Достроенных направлений, и на их пересечении находят проектную точку С. Базисом засечки служит сторона разбивочной сети. Проектные углы Pi и р₂ вычисляют как разность дирекционных углов соответствую­щих сторон. Дирекционные углы определяют из решения обратных геоде­зических задач, используя для этой цели проектные координаты опреде­ляемой точки и координаты пунктов геодезической разбивочной сети.

На точность разбивки способом прямой угловой засечки оказывают влияние ошибки собст­венно прямой засечки, исходных данных, центрирования теодолита и визирных целей, фикса­ции проектной точки (2.20).

т² с = т²_)ТЛ зж. +т² „^ +т² _ц + т² _ф (2 20)

Средняя квадратическая ошибка собственно засечки равна

П1²углзас.⁼ b²m_(i²(sin²(3₁+ sin²p₂)/psin²(Pi+ р₂), (2.21)

где nip - средняя квадратическая ошибка отложения углов р i и р₂.

Ошибка исходных данных зависит от точности положения геодезических пунктов А и В. Если принять, что т_А=Шв=тАв, то

ш²_1КХ = ш²ав (sin²pi+ sin²p₂)/sin²(Pi+ р₂). (2.22)

При разбивочных работах центрирование теодолита и фиксация выносимой точки могут быть выполнены относительно точно со средними квадратическими ошибками порядка 1-2 мм, что значи- ■ ^е ошибок собственно ужовой засечки и исходных данных. Суммарную величину э« ^^ЛСк^Мможно определить по формуле (2.23)

_т²_с= (Ь²тр²/р + т²дв )(sin²Pi+ sin²p₂)/sin²(pi+ р₂). (²-²³)

Рис. 2.14 Схема угловой и линейной засечки а), способ прямоугольных координат Ь)

I ^Г Способ прямой линейной засечки обычно применяют для разбивки то­чек пересечения осей строительных конструкций, находящихся на удалении, не превышающем длины мерного прибора. Геометрическая схема прямой линейной засечки показана на рис. 2.14. В этом способе положение выноси­мой в натуру точки С определяется пересечением проектных расстояний D_Ac и D_BC, отложенных от исходных точек А и В./Наиболее удобно разбивку про­изводить при помощи двух рулеток. В точке А по рулетке фиксируется рас­стояние D_ac, а в точке В по второй рулетке - расстояние D_Bc- Перемещая обе рулетки при совмещенных нулях, находят положение определяемой точки С.

Средняя квадратическая ошибка в положении определяемой точки в общем виде выражается формулой, аналогичной выражению (16.15) для угловой засечки.

' m²_c=m²_fl„3«x+ni².cv + m²₍,, (2.24)

Ошибка линейной засечки при одинаковой точности m_L отложения расстояний L_Ac и Lbc может быть получена из выражения (2.25)

т²_лиис= 2m²i/sin²Y (2.25)

ч»

Влияние ошибок исходных данных в линейной засечке выражается формулой (2.22) при условии,

^ПА-ШВ-Шав | 115

1^= Шлв/siny. (2.26)

В линейной засечке положение точки определяется при помощи мерной ленты или рулетш, I следовательно, ошибки центрирования отсутствуют. Тогда общая ошибка в определении полосе ния разбиваемой точки будет в основном зависеть от суммарной ошибки собственно засечки и и_с ходных данных при не значительном влиянии ошибки фиксации и выражаться формулой

ш²_с= (2m²_L + m²AB)/siny (2.21)

Способ прямоугольных координат или перпендикуляров используется при наличии на площадке строительной сетки, в системе координат которой задано положение всех главных точек и осей проекта. Этот способ может использоваться, если на небольшом расстоянии_лот линии инженерно-геодезической опорной сети находятся несколько проектных точек, подлежащих выносу в натуру.

Разбивку проектной точки С (рис. 2.14) производят по расстоянию D_AC, отло­женному в створе линии разбивочной сети, и перпендикуляру d, построенному в точ­ке С'. В общем случае расстояния могут быть получены из аналитического решения, а в частном случае использования строительной сетки эти расстояния получаются как приращения координат (см. пример на рисунке 2.5). Расстояние L_AC откладыва­ют по створу геодезических пунктов сетки АВ и закрепляют точку С'. Отдельно этот прием можно определить как створную засечку. В закрепленной точке С устанавливают теодолит и строят от исходной линии прямой угол. Под пря­мым углом откладывают расстояние d и закрепляют полученную точку С. Пря­мой угол можно получить при помощи линейных построений, используя извест­ные геометрические способы.

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

in² с = ш²о + m²_d +d²(m _р/р)² +m² +nr _ц + m² _ф (2.28)

Из формулы (2.28) следует, что длина перпендикуляра должна быть меньше, в злом случае

влияние ошибки построения прямого угла будет незначительно влиять на точность способа д.

т² юс. = т² ав[ 1 +(D_ac /b)²+(d- /Ь)²—d- /Ь]. (2.29)

Ошибки центрирования и фиксации можно не учитывать, так как они малы по сравнению с величинами других ошибок.

Рассмотренные в четвертой части лекции 15 способы разбивочных работ, основанные на элементах (вынос угла, расстояния и проектной вы­соты), позволяют определить на местности плановое и высотное положе­ние основных осей любых инженерных сооружений. Кроме этого основ­ные способы разбивочных работ широко используются при геодезическом сопровождении процесса строительства на разных 3Tanax.j

15.5 Точность разбивки главных или основных осей зависит от спосо­ба определения положения точек проектируемого сооружения.

Если здания и сооружения проектируют на крупномасштабном топо- ф_Ическом плане, то точность основных разбивочных работ зависит от точности определения положения точки на плане и может составлять на местности несколько сантиметров. При проектировании сооружений на территориях с плотной застройкой положение основных осей следует оп­ределять не из графических измерений, а из аналитических расчетов.

К детальной разбивке сооружений предъявляются более высокие тре­бования, необходимые для обеспечения строгой геометрической связи ме­жду отдельными элементами сооружения. В строительных нормах и пра­вилах СНиП приводятся допуски на установку в проектное положение строительных конструкций и оборудования.

Каждый из допусков можно рассматривать как предельную погреш­ность, равную утроенной (при вероятности 0,997) средней квадратической ошибке положения конструкции

A_max = 3m. (2.30)

Величина средней квадратической ошибки включает в себя погреш­ность геодезических измерений, ошибку изготовления конструкции, ошиб­ку строительных и монтажных работ и ошибку технологических расчетов проекта.

m m _K^z+m_c^z +ш/. (2.31)

*

Принимая принцип равного влияния слагающих ошибок, получим

m_r= m _к= т_с = т_х= т/2 = Д_тах/6 = 0,17-А_тах (2.32)

Это значит, что ошибка геодезических измерений не должна быть бо­лее 17% от величины допуска, для ответственных сооружений не более 10%.

Для более простого получения точности разбивочных работ можно использовать данные таблицы 2.1, приведенной в [2]. В этой таблице при­ведены данные по точности линейные, угловых и высотные измерений при выполнении детальных разбивочных работ для различного вида инженер­ных сооружений (СНиП 3.01.03 — 84 «Геодезические работы в строитель­стве»).

гом положении вертикального круга. Не меняя установки теодолита, щ зирную ось наводят на точку Г1 и выполняют все действия по закреплению оси 11. Для закрепления осей ГГ и 77 выполняют аналогичные действия при установке теодолита в точке Г7.

При строительстве зданий, которые расположены на территории плотной застройки, оси по возможности закрепляют на стенах капиталь­ных близлежащих зданий.

16.2 Геодезические работы на втором этапе заключаются в разбивке от основных осей контура котлована в соответствии с его проектными данными. Проектом задаются размеры дна, определяющие форму котлова­на и угол откоса бортов котлована.

Рис. 2.17 Определение границ котлована

Так на рис. 2.17 показаны L - ширина котлована от бровки до бровки и I/ - ширина дна котлована. Они различаются на величину AL, которую можно получить по формуле

AL= L- L/=hi/i + h₂/i, (2.33)

где h_b h₂ разности высот противоположных бровок и дна котлована, i- уклон бортов котлована.

После выполнения земляных работ и зачистки дна котлована на дне закрепляют репер и определяют его отметку.

При глубинах котлована до 2 м эту работу можно выполнить с одной установки нивелира (рис. 2.12). Если котлован глубже, то устраивают при­способление в виде кронштейна (рис.2.18), на котором подвешивают ру­летку. На нулевой'конец рулетки прикрепляют груз. С помощью двух ни­велиров, установленных на дне и рядом с бровкой котлована, одновремен­но берут отсчеты Ь, ЬГ по рулетке, а и с по рейкам. Отметка репера на дне котлована может быть получена по следующей формуле

Н_рп2=Н_рп1+а-(Ь-Ь>с. (2.34)

Рис.2.18 Передача отметки на дно котлована

При помощи репера контролируют поверхность дна котлована, а про­мерами проверяют его проектные размеры.

16.3 Плановая и высотная разбивка фундамента выполняется с особой тщательностью, так как от его установки зависит точность и устойчивость каркаса здания.

Для передачи основных осей на дно котлована обычно используют секционную обноску. Обноска устраивается параллельно контуру соору­жения на расстоянии 4-5 метров от него и состоит из обработанных досок, горизонтально закрепленных на столбах. На обноске при помощи теодоли­та (16.2) проектируют от осевых знаков положение основных осей здания (рис.2.19). Закрепленные на обноске оси проверяют контрольными проме­рами рулеткой. Передачу осей на дно котлована можно выполнить при по­мощи теодолита, если глубина котлована незначительна (до 1-1,5 м). Тео-

долит устанавливают над обноской, центрируя его над осевой риской. п_е ресечение сетки нитей наводят на риску, находящуюся на противополо^ ной секции обноски, и проектируют на дно котлована, фиксируя ось дву_м* колышками, деревянными или металлическими. Колышки желательно з_а бивать так, чтобы они могли быть использованы для разбивки|фундамента то есть должны находится за его ппрпрпямн '

Рис.2.19 Передача основных осей на дно неглубокого котлована методом на­клонного проектирования

Оси на дно котлована можно вынести при помощи отвесов (рис.2.20).

Рис. 2.20 Передача осей на дно котлована при помощи отвесов

Pw^.

Этот способ применяется при значительных глубинах котлована, ко­гда дно котлована может быть закрыто для полного обзора зрительной _у5₀й. Для его реализации по вынесенным на обноску рискам основных осей натягивают монтажную проволоку. В местах пересечения проволок (основных осей) фиксируют отвесы и их проекции закрепляют кольями. Между точками пересечения осей производят линейные промеры, контро­лируя их положение на дне котлована.

рассмотрим вынос детальных осей при разбивке фундамента от ос­новных осей, закрепленных на дне котлована (рис. 2.21).

Рис. 2.21 Разбивочиые работы при укладке фундаментов разных конструкций

В современном строительстве используют разные конструкции фун­даментов: фундаментные блоки, монолитный ленточный фундамент, свай­ный фундамент с монолитным или сборным ростверком (опорной плитой), фундаментные сборные или монолитные блоки под колонны. На рисунке 2.21 показана разбивка для всех видов фундаментов. На расстоянии d/2, равном половине размера фундаментного блока или сваи, от оси 11 выно­сят и закрепляют монтажной проволокой линию параллельную данной оси. Эта линия ограничивает внутренние грани фундамента и является грани­цей при укладке фундаментных блоков, установки досок опалубки для мо­нолитного фундамента или забивки сваи. Аналогично разбивка фундамен­та производится и по другим осям.

При разбивке опалубки для фундаментных блоков под металлические колонны при фиксации анкерными болтами дополнительно определяется положение специального приспособления для точной фиксации анкерных болтов. Такое приспособление готовится из металлических деталей в виде Шаблона с отверстиями под анкерные болты, и называется кондуктором. Задача геодезиста при разбивке заключается в контроле установки кондук-

Лекция 17 Геодезические работы при строительстве зданий

17.1 Передача осей на монтажные горизонты. 17.2 Передача высоты на монтажные горизонты. 17.3 Установка стен в вертикальное положение и передача отметок на верх панели. 17.4 Контроль установки колонн в вертикальное положение. 17. 5 Исполнительная съемка зданий и со­оружений.

17.1 Под монтажным горизонтом понимается условная плоскость, проходящая через опорные площадки возведенных несущих конструкций строящегося этажа или яруса надземной части здания.

Передача основных осей с исходного горизонта на монтажный может выполняться наклонным проектированием с помощью теодолита (рис. 2.23) или отвесным проектированием с помощью специальных высо­коточных приборов вертикального проектирования, так называемых зенит- приборов.

Способ наклонного проектирования дает хорошие результаты при возведении зданий малой и средней этажности и при наличии свободного пространства вокруг здания. При этом способе теодолит устанавливается

126

некотором расстоянии от здания точно в створе переносимой оси лучше _наД одним из ее осевых знаков. Труба теодолита ориентируется по риске на исходном горизонте. Затем поднимают трубу вверх до тех пор, пока пере­крестие нити не остановится на уровне монтажного горизонта, где его фиксируют на перекрытии. Действия выполняют при другом круге теодо- _пита и из двух положений оси отмечают среднее. Точно так же определяют по­ложение оси в перпендикулярном направлении; в пересечении получают точку _на монтажном горизонте как проекцию соответствующей точки исходного гори­зонта.

При применении способа вертикального проектирования возможны два случая. Первый способ называется сквозным, когда с исходного го­ризонта точки проектируются последовательно на все монтажные го­ризонты. Во втором способе проектирование выполняется по шагам: с исходного горизонта проектируют на первый монтажный горизонт, с первого на второй и т. д. В обоих случаях методика проектирования одинакова. Зенит- прибор центрируют над исходной точкой, визирный пучок приводят в вертикальное положение при помощи оптического компенсатора или точных уровней. На гори­зонте строительных работ укрепляют прозрачную палетку с квадратной сет­кой, по которой берут отсчеты, определяющие положение проекции верти­кальной оптической оси зенит-прибора. Для современных зенит-приборов с оп­тическим компенсатором, работающих в одной плоскости, берут отсчеты по палетке при четырех положениях алидады прибора — 0, 180, 90, 270°. Для каждой пары диаметрально противоположных отсчетов берут средние, которые и определяют положение переносимой точки.

После переноса осей на монтажном горизонте выполняют кон­трольные измерения всех расстояний и диагоналей четырехугольников (или многоугольников в сложных сооружениях). Величины, измерен­ные на монтажном горизонте должны соответствовать проектным зна­чениям. В случае недопустимых расхождений перенос осей повторяют.

17.2 Передача высоты на монтажный горизонт аналогична передаче на дно котлована и осуществляется от . исходных реперов высотной раз- бивочной основы. На монтажный горизонт переносят несколько репе­ров. Рабочими реперами могут служить закладные детали в кон­струкциях данного этажа или отметки краской на строительных конст­рукциях.

Передача осуществляется методом геометрического нивелирова- ния с применением двух нивелиров и стальной компарированной ру­летки. На исходном и монтажном горизонтах устанавливают нивелиры (рис. 2.24). Можно передавать отметку одним нивелиром, перенося его ^с °Дной станции на другую. На исходном и рабочем репере монтажного ^г°Ризонта устанавливаю рейки, по которым берут отсчеты (а и с) Чю Рейкам, а отсчеты b и tf подвешенной рулетке. Искомую отметку мон-

тажного горизонта Н_рп2 вычисляют по формуле Нр„₂ =Н_рп1+а+( b-b')-c.

(2.35)

Рис. 2.24 Передача отметки на монтажные горизонты

Если отметки передаются на несколько точек одного горизонта, то между ними следует измерять контрольные превышения.

Передачу отметки на монтажный горизонт можно так же выполнить при помощи линейного вертикального промера, который можно выпол­нить по стене здания от метки репера на исходном горизонте до отметки краской на монтажном горизонте.

Для удобства пользования на монтажном горизонте можно зафикси­ровать отметку, кратную целым метрам или полуметрам, отсчитываемую от строительного нуля, например +12,000 или +11,500.

17.3 При возведении надземной части зданий и сооружений выпол­няют разбивочные работы на плоскости монтажного горизонта, определяя положение строительных конструкций. Измерения выполняются методом перпендикуляров в большинстве случаев для прямоугольных конструкций, а для сложных форм используется линейная засечка. Положение деталь­ных осей маркируется рисками. После маркировки осей выполняют кон-

льные _Пр_0мер_{Ь1 П}о сторонам и диагоналям фигур. Перед установкой панелей стен в проектное положение выравнивают онтажный горизонт. Для этого нивелируют места установки панелей, оп- еделяя для каждой отметки не менее чем в двух точках, обязательно оп­ределяя наивысшую точку в месте установки, обычно стыки смежных пе­рекрытий или перекрытий и наружных стен. Отметку наивысшей точки монтажного горизонта увеличивают на минимальную толщину растворной постели и по найденной отметке раствором выравнивают место установки. Для выравнивания устраивают маяки из небольших порций раствора, ко­торые служат уровнями для выравнивающего монтажный горизонт рас­твора.

Панель в проектное положение устанавливают по меткам маркировки осей, используя монтажные уголки. Для установки панели в отвесное положе­ние можно использовать рейку с уровнем, монтажные отвесы или отвес-рейку, применение последней показано на рисунке рис. 2.25. Использование отвес- рейки позволяет контролировать отметки верха стенных панелей, определяя их по формуле

Н = Н _мг + а + с. (2.36)

Рис. 2.25 Установка стеновых панелей

17.4 При разметке железобетонных колонн установочные риски нано- ^Сят на колонну с отступлением от нижнего и верхнего ее торцов на 100 мм. На колоннах первого яруса при установке их в фундаменты-стаканы разйе- ^Чают установочные риски с учетом глубины стакана. Разметку производят

шаблоном или рулеткой. Верхнюю и нижнюю грани размечают

рично, если привязка колонн к осям не предусмотрена проектом иначе. На ^

'Кб-

лезооетонных колоннах с металлическим сердечником за основу разметки пр_й нимают металлические пластины и размеченные на них риски, которые пере_Но" сят на бетонную плоскость колонн.

Колонны сложной конструкции и формы размечают на четырех противо­положных плоскостях. В колоннах круглого сечения измеряют длину окружу ста нижнего сечения и делят ее на четыре части. Через начальную точку прово­дят первую установочную риску, а последующие отметки наносят через равные отрезки. Для разметки верхнего сечения колонны на горизонтальную площадку укладывают шаблон из недеформированного швеллера или металлический уголок.

После разметки колонны фиксируют ее низ в проектном положении удерживая ее при помощи монтажных приспособлений. Установка в верти- кальное положение контролируется монтажными отвесами или при помощи наклонного проектирования теодолитом^ как это показано на рисунке 2.26.

17.5 Поэтапная исполнительная съемка в плане и высоте должна зафик­сировать все отклонения от проектного положения строительных конструк­ций. Так в крупнопанельных зданиях фиксируют все отклонения наружных стен, лифтовых шахт и стенок жесткости от их проектного положения. В зда­ниях с продольными несущими стенами определяют точность монтажа па­нелей стен по продольным осям, в зданиях с поперечными несущими

130

t

_тенами — по поперечным осям. Измерения производят на каждом этаже.

Исполнительную съемку в плане крупноблочных зданий высотой до дяти этажей включительно при высоте этажа до 3 м выполняют в местах установки блоков перевязки. Для зданий более пяти этажей или зданий с этажами высотой более 3 м, кроме того, выполняют исполнительную съем­ку мест примыкания внутренних стен к наружным стенам на каждом этаже.

На рисунке 2.22 показан пример оформления исполнительного чер­тежа, на котором даны фактические значения положения фундаментов под колонны. Такие чертежи составляют в масштабе 1:100-1:200 для котлова­нов, фундаментов и их закладных частей, схемы положения колонн, ис­полнительные поэтажные чертежи зданий и сооружений. Данные испол­нительных чертежей используются для корректировки выполненных ра­бот и обеспечения качественного монтажа конструкций и деталей здания и его нормального функционирования после сдачи в эксплуатацию.

По завершению строительства всех объектов выполняется исполни­тельная съемка территории для составления исполнительного генерально­го плана. Съемка выполняется в масштабе 1:500, как топографическая съемка территории. Съемке подлежат все здания и сооружения подземные и наземные сооружения линейного типа, транспортные сети, элементы благоустройства и вертикальной планировки. Для определения планового положения объектов съемки используют способы горизонтальной съемки с координированием важных элементов: углов капитальных зданий и со­оружений, выходы и вершины углов поворота подземных коммуникаций, пересечения дорог и проездов. Вертикальная съемка сводится к нивелиро­ванию тех же характерных точек, а так же обрезов фундаментов, полов, приямков, дна'лотков, трубопроводов, деталей смотровых колодцев.

Кроме данных о пространственном положении объектов строитель­ства, необходимых для составления плана, определяется полная техниче­ская характеристика каждого элемента инженерного оборудования с от­ражением в исполнительном генеральном плане, который представляет собой комплекс документов, дополняющих друг друга. Исполнительный генеральный план является средством заключительного контроля над реализацией генплана строительства в соответствии требованиями строи­тельных норм и правил и технических условий на производство и приемки строительных работ. В дальнейшем все документы исполнительного пла­на используются при эксплуатации комплекса сооружений, служат осно­вой для реконструкции и развития в будущем.

Контрольные вопросы

1. Что называется монтажным горизонтом?

2. Для каких зданий и в каких условиях используется передача осей на мон­тажные горизонты методом наклонного проектирования?

3. Напишите формулу 2.33, если нулевой отсчет рулетки находится вверху.

4. Опишите подготовку поверхности монтажного горизонта при установ

стен?

4. Какие приспособления используются при установке стен в отвесное пол₀ жение?

5. Какими способами можно установить колонны в вертикальное положение¹)

6. Опишите маркировку колонн круглого сечения перед установкой.

7. Перечислите текущие исполнительные чертежи зданий и сооружений?

8. Какие задачи решаются при помощи исполнительного генерального плана?

Лекция 18 Деформации зданий и сооружений

18.1 Общие сведения о деформациях зданий и сооружений. 18.2 наблюдения за осадками. 18.3 Определение горизонтальных смеще­ний. 18.4 Крены высотных сооружений.

18.1 Деформацией называется изменение формы объекта под воздей­ствием внешних причин. Деформация строительных объектов происходит из-за поведения грунтов под основанием, конструкторских и строительных просчетов, природных условий и деятельности человека.

Давление сооружения на грунты приводит к смещению его в верти­кальной плоскости, которое называется осадкой сооружения. Осадка со­оружения может быть вызвана и другими причинами: карстовыми и оползневыми явлениями, изменением уровня грунтовых вод, строительными работами в непосредственной близости объекта, работой тяжелых механиз­мов, движением транспорта, сейсмическими явлениями и т. п.

Неодинаковое сжатие грунтов под сооружением приводит к неравно­мерной осадке, которая проявляется в прогибе, сдвиге, перекосе конструк­ций, внешне проявляемых в виде трещин.

Некоторые сооружения (плотины) могут испытывать нагрузки в горизонтальной плоскости, которые приводят к горизонтальным сме­щениям.

Высотные сооружения (дымовые трубы, телебашни и т. п.) испытыва­ют кручение и изгиб, вызываемые неравномерным солнечным нагревом или давлением ветра, неравномерной осадкой основания, что выражается в наклоне сооружения, называемым креном.

Определение осадок, смещений и кренов сооружения в большинстве случаев осуществляется геодезическими методами. Для изучения деформа­ций в характерных местах сооружения закладывают специальные знаки. В зависимости от характера деформаций определяют пространственное поло­жение этих знаков. Основой для определения положения знаков служат

132

опорные геодезические пункты, расположенные на устойчивых грунтах, га- _аНТИрующих их неподвижность. Наблюдения за деформациями сооруже­ний выполняют периодически, с заданным интервалом времени (месячным, сезонным, годовым).

Определяемые при наблюдениях величины деформации используются для оценки устойчивости сооружения и принятия своевременных профи­лактических мер, обеспечивающих его безопасную эксплуатацию. В ре­зультате наблюдений могут быть выявлены закономерности, позволяющие прогнозировать процесс деформации.

Для сложных и ответственных сооружений наблюдения начинают од­новременно с проектированием. На строительной площадке создают сис­тему опорных знаков с тем, чтобы заранее определить степень их устойчи­вости. Наблюдения за сооружениями начинают с момента начала их возве­дения и продолжают в течение всего строительного периода. Для крупных сооружений, имеющих уникальную форму или обеспечивающих сложные технологические процессы, наблюдения проводятся и в период их эксплуа­тации периодически для обеспечения безопасности.

В случае возникновения факторов, приводящих к резкому изменению деформаций, выполняют наблюдения по специальной программе, обеспе­чивающей безопасность эксплуатации объекта.

Точность наблюдений характеризуются средними квадратическими ошибками, регламентируемыми специальной инструкцией: 1 мм — для зда­ний и сооружений, построенных на скальных или полускальных фунтах, Змм — зданий и сооружений, построенных на песчаных, глинистых и дру­гих сжимаемых грунтах; 10 мм — для зданий и сооружений, возводимых на насыпных, просадочных и других сильно сжимаемых грунтах; 15мм — для земляных сооружений. На оползневых участках осадки измеряются со средней квадратической ошибкой 30 мм, а горизонтальные смещения — Юмм.

Крены дымовых труб, мачт, высоких башен и т. п. измеряются с точностью, зависящей от высоты Н сооружения и характеризуемой вели­чиной 0,0005Н.

18.2 Наблюдения за осадками сооружений выполняют способами гео­метрического и тригонометрического нивелирования, гидростатического ни­велирования, микронивелирования, а также фото- и стереофотограмметри- ческим способами и др.

Способ геометрического нивелирования является основным при опреде­лении величин осадок. Этому способствует простота и универсальность изме­рений; способ обеспечивает необходимую точность измерений, работу в Ложных условиях. Нивелирование для определения осадок выполняет по ^пРограммам I, II, III классов точности в зависимости от сложности объекта и специфики нивелирования при определении осадок (загруженность про-

радиана в секундах. Если угол засечки у при центре нижнего основания близо 90°, то значение результирующего крена можно получить как г г,² + г₂².

Значение крена в способе горизонтальных углов можно получить, вычисд^ координаты центров верхнего и нижнего основания по формулам прямой засец ки. Приведем формулу для вычисления координат центра нижнего основания

X_H=(X₂ ctgP₁^H+X₁.ct_gp₂^H+Y₂-Y₁)/(ctgp₁^H+ctgp₂^H) и '

(2.40)

У_н ⁼⁼CV₂-ctgPi^H + У! -ct_gp₂ ^н +X_rX₂)/(ctgp _l ^н +ctgp₂ ^н),

где X н и У_в - координаты центра нижнего основания, р " и р₂^н - горизон­тальные углы, полученные в опорных точках на центр нижнего основания У₂, Х₂, У_ь Х_г координаты точек базиса.

Используя координаты центров нижнего и верхнего оснований, полу, чим линейную и угловую величины крена (г, ос) по формулам обратной гео­дезической задачи (2.7).

При использовании способа горизонтальных углов необходимо помнить о том, что не всегда можно измерить углы между опорным направлением и на­правлением на центр основания. На рис. 2.29 показаны на пунктах базиса углы, измеряемые на края сооружения в нижнем сечении. При использовании сим­метрии необходимые значения углов можно получить как среднее из измерен­ных углов.

Контрольные вопросы

1. Что называется деформацией сооружения?

2. Что называется осадкой сооружения?

3. Что называется горизонтальным смещением?

4. Что называется креном сооружения?

5. Объясните как определяется осадка сооружения.

6. Как выбирают условную координатную систему в створном способе опре­деления горизонтальных смещений

7. Назовите основные способы определения крена сооружений.

8. Напишите формулы обратной геодезической задачи для определения линейной и угловой величин крена согласно обозначениям рисунка 2.29.

Лекция 19 Геодезические работы при градостроительстве

19.1 Вопросы планировки и проектирования городов. 19.2 Составле­ние и расчеты проекта красных линий. 19.3 Вертикальная планиров­ка городской территории. 19.4 Вынос в натуру линии и плоскости за­данного уклона.

19.1 Планировка городской территории осуществляется по зональному принципу, причем каждая городская зона (селитебная, промышленная, комму­нально-складская, транспортная, пригородная) несет определенную функцио­нальную нагрузку.

В селитебной зоне размещаются жилые районы, территории администра­тивного, торгового, культурного, научного, учебного, медицинского, спортивного назначения, зоны зеленых насаждений общего пользования и пригородные зо­ны.

В промышленной зоне функционируют заводы, фабрики и прочие пред­приятия.

В коммунально-складской зоне размещаются базы, склады, авто­мобильные и автобусные парки, трамвайные депо, троллейбусные парки.

Для связи города с другими административными образованьями существуют зоны, на которых располагаются транспортные устройства и сооружения пассажирских и грузовых станций, портов, пристаней, аэропортов.

Пригородные зоны используются для организации отдыха горожан, для дачного отдыха и являются резервом для развития города

Обычно в административном плане город делится на районы, а районы включают в себя все виды городских зон. Каждый район состоит из отдельных планировочных элементов. Для селитебной зоны основным планировочным эле­ментом является микрорайон. Микрорайон в свою очередь включает в себя разнообразные объекты: жилые и административные здания, торговые Центры, культурные, учебные и другие учреждения, парки, скверы, ста­дионы.

Все городские территории планируются при помощи красных линий, которые являются границами между всеми видами улиц и основными градо­образующими объектами: территориями жилой застройки и водных бассейнов, промышленными объектами и другими объектами. Здания вдоль улиц раз­мещают по линии застройки, которая отступает от красной линии в глубь тер­ритории микрорайона не менее чем на 6 м на магистральных и на 3 м - на анут- Ренних улицах.

Основным документом, по которому планируются и строятся города, явля-

ется генеральный план, определяющий перспективы развития на опр_ед_е ленный период. Генеральный план должен учитывать все проблемы ко^ плексного функционирования градообразующих элементов: жилой промышленной застройки, комплекса предприятий общественного обслу живания, схем благоустройства и городского транспорта.

Генеральный план города объединяет в себе топографические планы существующей и планируемой застройки городской территории, архитек- турные материалы, характеристики природных условий, схемы подготов. ки территории, схемы городского и внешнего транспорта, размещение учреждений и предприятий культурно-бытовой сферы обслуживания.

Генеральный план города является основой для разработки проекта детальной планировки и эскизов застройки; проектов планировки город, ских промышленных районов, инженерного оборудования, городского транспорта, благоустройства, озеленения и др.

19.2 Красные линии состоят из прямых линий и круговых кривых. Проект красных линий составляют на топографическом плане в масшта­бах 1:500 - 1:2000. На топографическом плане должна быть показана вся существующая застройка со всеми объектами инфраструктуры, нанесены существующие и проектируемые красные линии и планируемая застройка.

Геометрические параметры проекта должны быть согласованы на всей разрабатываемой территории путем графоаналитической обработки всей данных. Графическая подготовка заключается в пространственной компоновке проектируемых объектов с учетом существующей ситуации и рельефа. Аналитическая обработка заключается в вычислении координат углов кварталов и границ микрорайонов по красным линиям, точек излома красных линий и створных точек на длинных линиях, точек пересечения осей проездов, а также элементов и координат основных точек круговых кривых по красным линиям в единой городской системе координат.

Исходными данными для аналитической подготовки служат коорди­наты углов опорных зданий и сооружений, определяемые в натуре от пунктов городской геодезической сети или используя теодолитные ходы, опирающиеся на эти пункты.

На незастроенных городских территориях в качестве исходных ис­пользуют координаты характерных точек ситуации и рельефа, которые определены с оригинала плана графически. При определении использует­ся методика уменьшения погрешностей деформации бумаги (лекция 14.3)

В результате графоаналитической обработки получают координаты всех характерных точек проекта красных линий и по координатам, решая прямые и обратные геодезические задачи по формулам (2.6-2.7) вычисля­ют все геометрические параметры проекта: угловые и линейные величи­ны.

По вычисленным координатам красные линии наносят на план мас­_штаба 1:500 - 1:2000. На план красных линий выписывают номера пово- ₀тных и створных точек красных линий, значения их координат, дирек- ционные углы и меры линий, элементы кривых, ширину и номера проек- _тИруемых проездов, названия проектируемых объектов.

По этим данным составляется разбивочный чертеж (рис.2.30) для вы­носа в натуру всех характерных точек красных линий от пунктов сущест­вующего или специально создаваемого для этой цели геодезического обоснования городской территории. Так для выноса красных линий, какие показаны на рисунке, проложен замкнутый теодолитный ход (т1, т2, тЗ,т4), опирающийся на линию полигонометрии пп!254, пп1495. Для расчета раз- бивочных данных использовались формулы (2.6-2.7). В данном примере использовался полярный способ, а кроме него также применяют угловые и линейные засечки (лекция 15.3).

Рис. 2.30 Разбивочный чертеж выноса красных линий

пп 1495

Для разбивочных работ используют теодолит и стальную компариро- ванную рулетку. Углы откладывают при двух положениях вертикального ^кРУга. При отложении длины линии учитывают поправки за компарирова- ^ние, температуру и наклон местности.

Точки красных линий и осей проездов закрепляют на местности времен­ными знаками: деревянными кольями, костылями, металлическими штырями и

трубками. Для знаков закрепления красных линии и осей проездов произвол их линейную привязку к постоянным местным предметам, а схему привязи указывают в абрисе. Положение точек проверяется контрольными промердЗ углов и линий. Ошибки выноса отдельных точек красных линий и осей проездов по отношению к точкам геодезического обоснования не должнь превышать: 5 см — в районах многоэтажной застройки; 8 см — в районах малоэтажной застройки; 10 см — на незастроенных территориях.

19.3 Основные задачи и этапы вертикальной планировки изложены в лек- ции 14.4, там же приведены все формулы для расчета проектного уклона, проект­ных высот (отметок) и способы расчета объемов земляных работ.

На городских территориях особое значение вертикальной планировки за­ключается в преобразовании рельефа городской территории с минимумом объемов земляных работ и полной совместимостью с рельефом сущест­вующей застройки. Рельеф должен обеспечивать нормальное функционирова­ние городских коммуникаций и оптимальные параметры стока ливневых вод и канализации.

4КЖ

47,72 47,48

₊148,26 \ 54,5 > 10%_с

148,17 \ у_Л. Садовая

Рис. 2.31 Фрагмент схемы организации рельефа Знаком «+» показаны точки изменения уклона, рядом написаны

Вертикальная планировка городской территории выполняется в два этапа. На первом этапе проектируются городские улицы и проезды. На рис 2.31 показан фрагмент схемы организации рельефа на застраиваемой территории.

_оеКтные отметки, а под ними фактические высоты местности. Стрелка _казывает направленцр проектного уклона на расчетном расстоянии. Проектный уклон и расстояние написаны рядом. Для расчета проектных высот используют формулу 2.8 из лекции 14.

Данная схема организации рельефа улиц и проездов является осно­вой для детальной вертикальной планировки улиц и внутриквартальной территории. Для улиц проектируются поперечные профили улиц (рис. 2.32) в масштабах 1:100 — 1:200.

Рис.2.32 Поперечный профиль улицы

Для внутриквартальных территорий составляют рабочий план организации рельефа на основе топографического плана в масштабах 1:1:500 или 1:1000, на рис. 2.33 приведен фрагмент такого плана.

Исходными данными здесь служат проектные отметки схемы организации рельефа. План составлен методом проектных горизонталей. Проектные горизон­тали на внутриквартальной территории проводят с учетом характера естествен­ного рельефа, предусматривая наименьший объем земляных работ и, предусматри­вая сток поверхностных вод в существующую ливневую канализацию. Проект­ные горизонтали на плане изображаются прямыми параллельными линиями, равно отстоящими друг от друга на расстоянии, получаемом по формуле.

d = h/(M-i_np), (2.41)

где h - сечение проектного рельефа, М - знаменатель масштаба, i _пр _ про­ектный уклон.

Сечение для проектных горизонталей выбирают в зависимости от характе­ра естественного рельефа. Для планов масштаба 1:500 при сравнительно спокой­ном рельефе чаще всего применяют сечение, равное 0,1 м. На плане показывают так же горизонтали, характеризующие существующие формы рельефа, поэтому здесь можно получить объемы перемещающих земляных масс. Наиболее ^тро- стым способом для подсчета объемов является способ разбиения территории на ^Квадраты, описанный в лекции 14, в части 4, относящейся к вертикальной плани-

143

ровке строительной площадки. В каждой вершине сетки квадратов вычисляв высоты точек, фактические и проектные, рабочие отметки, рассчитывают и пр^ водят линию нулевых работ и вычисляют объемы земляных работ. Все эти д_ан ные отражаются на плане земляных работ с ведением таблицы баланса переме щаемых объемов (рис. 2.9).

4КЖ

Рис. 2.33 План проектного рельефа

19.4 Вертикальная планировка завершается перенесением проектных данных в натуру и закрепление их на строительной площадке.

Разбивка начинается с выноса в натуру и закрепления точек перегиба на улицах и проездах городской территории. Используя методику выноса точек с проектной высотой рис. 2.12 лекции 15, закрепляют их деревянными или кольями или металлическими стержнями таким образом, чтобы отмет­ки верхних срезов были на проектных отметках.

После закрепления точек перегибов проектного рельефа выполняют детальную разбивку по оси улицы или проезда, вынося через каждые 10 - 20 м и закрепляя точки с проектной высотой. Разбивку на местности про­ектной линии, заключенной между двумя точками перегиба профиля, про­изводят с помощью наклонного луча нивелира, теодолита, а также с помо­щью лазерных приборов (рис.2.34).

Рис.2.34 Разбивка линии проектного уклона

Для этого в конечных точках отрезка АВ на проектную высоту выно­сят точки и закрепляют их кольями. В произвольном месте створа отрезка АВ устанавливают нивелир так, чтобы его визирная ось была параллельна проектной линии. Это можно сделать при помощи элевационного винта или подъемных винтов, тогда по рейкам, установленным в конечных точ­ках А и В, будут фиксироваться одинаковые отсчеты а. Затем отрезок АВ разбивают на равные части, и в каждой промежуточной точке устанавли­вают рейки, по которым берут отсчеты: Ъ, с, d. Вычисляя разности отсчетов a-b, а-с, a-d, получают информацию о выемке или насыпи в каждой точке. Затем в этих точках разбивают поперечники, закрепляют на них по обе стороны от оси точки, расположенные на оси лотка, на бордюрном камне тротуара и около фасадной линии.

Проектные отметки рельефа на внутриквартальной территории и на площадях можно перенести в натуру путем разбивки сетки квадратов со сторонами 10 или 20 м. В вершинах квадратов закрепляют колья и уста­навливают их на проектную отметку по схеме рис.2.12.

Если площадка открыта и имеет постоянный уклон, то проектную плоскость можно вынести с одной установке нивелира. Вначале на терри­тории выносят три точки А, В, С на проектную высоту и закрепляют их кольями (рис. 2.35). Нивелир устанавливают по линии ВС посередине и напротив точки А так, чтобы два подъемных винта были направлены по ^линии ВС, а третий подъемный винт был ориентирован по направлению точки А. По рейкам в точках ВС подъемными винтами 2 и 3 устанавливают одинаковый отсчет а₀. Если линия ВС имеет небольшой проектный уклон, ^То операцию установки можно осуществить элевационным винтом, Затем

ной дорогой - пункт с отметкой 164,7 м; квадрат 71-07, в километре от * лезной дороги - пункт с отметкой 167,7 м;

Рельеф местности здесь представлен склонами названной горы, изп

занной многочисленными лощинами и оврагами. Обрывистые склоны ов

рагов достигают величины 2,9 м. Интервал изменения высот в райо^

строительства составляет 100 м (г. Дубровка имеет высоту 211,3 м а и

' ^Q нэ

берегах реки Соть -110м.) Крутизна склонов колеблется от 1° до 5°.

Гидрография представлена судоходной рекой Соть, которая находит, ся восточнее завода на расстоянии 2,5 км. Ее средняя ширина составляет 285 м, глубина 4,8 м, скорость течения 0,1м/сек. На реке в селе Быково на­ходится пристань и паромная переправа грузоподъемностью 5 т. на север, ной окраине села находится безымянное озеро с заболоченными берегами поросшими луговой растительностью. У северной излучины р. Соть имеет сильно заболоченный берег с зарослями травы и камыша. В квадратах 70- 09 и 70-10 имеются искусственные водоемы пруды, а в районе села Окуне- ва несколько родников питают безымянные ручьи.

Растительный покров на участке строительных работ существует в виде сельскохозяйственных угодий (полей) на пологих склонах горы. Имеются небольшие рощи смешанного леса высотой деревья 10 метров и средним диаметром ствола 0,16 м.

1.3 Для определения прямоугольных координат используем рис. 3.1, представляющий фрагмент топографической карты. На нем показана коор­динатная километровая сетка. Как видно на рисунке, на выходах этой сетки за рамку карты подписаны значения координат линий сетки, выраженные в километрах. Так по вертикальной оси абсцисс X они начинаются с ⁶⁰73 км..., ...74 км что, а по оси ординат Y с ⁴³07,... 08 км (первые две цифры, обозначающие сотни километров, на карте в дальнейшем не подписывают­ся).

При определении координат из заданной точки опускаются перпенди­куляры на ближайшие линии сетки и оцениваются их длины с помощью графика поперечного масштаба. Найденные таким образом отрезки будут приращениями координат АХ и АУ относительно оцифрованных линий сетки. Эти значения и прибавляют или Их и добавляют к подписанным координатам линий.

Для точки В: АХ_В = -130 м; АУ_В = -100 м, знак «-» ставят потому, что точка В находится к югу-западу от перекрестия координат. В результате получим:

Х_в = 6074000 + (-130) = 6073870 м;

У_в = 4308000 + (-100) = 4307900 м.

Для точки А: АХ_а = +95 м; АУ_а = -120 м, знак «+» для АХ, а « - « для АУ_а ставят потому, что точка А находится к северо-западу от перекрестия координат. Окончательно получим:

Х_А = 6073000 + 95 = 6073095 м;

Уд = 4307000 + (-120) = 4306880 м.

Для определения высот нужно учитывать ввиду, что горизонтали на карте проведены заданную высоту h сечения рельефа. Отметки некоторых горизонталей подписаны, причём так, что верх цифры всегда обращен к вершине склона. На некоторых горизонталях показаны бергштрихи, указы­вающие на понижение ската. На карте подписаны также отметки характер­ных точек рельефа.

Для определения высоты Н горизонтали по отметке ближайшей к ней точки нужно учитывать направление склона и то обстоятельство, что от­метки горизонтали всегда кратны высоте сечения h.

На рис3.1 показано, что высота горы Н = 191,5 м, а высота сечения рельефа h = 5 м. Поэтому отметка ближайшей к ней горизонтали будет Равна Н = 190 м, так как это число кратно высоте h сечения и является ближайшим числом, меньшим отметки вершины НС = 191,5 м.

Если одна из горизонталей имеет подписанную отметку, то высота седней горизонтали будет больше или меньшее (судя по направление склона) на величину сечения h. Если же у соседних горизонталей бергштрихи направлены навстречу друг другу или в противоположные стороны, то их отметки равны между собой (бергштрихи можно мысленно переносить по линии горизонталей).

Наконец, чтобы найти отметки точек, лежащих между горизонталями поступают так: сначала находят высоты горизонталей, между которыми расположена искомая точка.

На рис. 3.1 точка В лежит между горизонталями:

Hi =175 м;

Н₂=180 м.

Затем через эту точку В проводят кратчайшую линию cd и измеряют отрезки bd и cd (в мм). Превышение Ah точки В над младшей горизонта­лью Н, будет равно:

Н_ь = Н, + Ah_B, a Ah_B = h-bd/cd. -

На рис. Bd = 13,2 мм; cd =19,2 мм ; h = 5м.

Поэтому Н_в = 175,00 + 5 13,2/19,2 = 175,00 + 3,44 = 178,44 м.

Иди, если cb = 6,0 мм, то определяя относительно старшей горизонта­ли, найдём:

Н_в = Н₂ - h-bd/cd =180,00 - 5-6,0/19,2 = 180,00 - 1,56 = 178,44 м.

По топографической карте можно определить положение точки в геодезической систе­ме координат, вычислив геодезическую широту В и долготу L. Для это следует спроектиро­вать точки на рамку карты, как это показано на рис.3.1 для точки А и полученные проекции N и К оценить относительно минутной сетки геодезической системы координат. Получим

В_а=54°40'+60"-33,3/75,4=54°40'26"; L_a=1 8°00'+60"-13,8/51,4=18°00' 16";

1.4 По топографической карте можно определить дирекционный угол, магнитный и истинный азимуты. Обычно непосредственно измеряется дирекционный угол, а два других ориентирных углов вычисляются.

Находят пересечение ориентируемой линии с осью X или проводят линию параллельную этой оси . В нашем примере на рис. 3.1 пересечение обозначено точкой А'. В этой точке измеряют транспортиром дирекцион­ный угол а, то есть угол, отсчитанный от положительного направления оси абсцисс X (в другом случае линии ей параллельной) по движению ча­совой стрелки до направления на конечную точку а_Ав ⁼ 54°30'.

Дирекционный угол обратного направления отличается от прямого угла на 180°, то есть, а_ВА = 54°30'+ 180° = 233°30'.

Дирекционный угол второй линии АС а_Ас ⁼ 115°45\ Оса ⁼ 295°45' Угол р_А = Оса - адв = 111°45^г - 54°30'= 57°15', можно проверить непосред­ственным измерением на карте р_А= 57°.

Измерив дирекционные углы линий АВ и АС, вычисляются их истин- _йЬ1е А и магнитные А_м азимуты по формулам связи ориентирных углов:

А = а + уиА_м = а + у-5, где

у - Гауссово сближение меридианов; 5 - магнитное склонение. Адв = 54°30' +(-2°22') = 52°08';А_ас = 111°45' + (-2°22') = 109°23\

А_мав⁼⁼54^о30-2^о22^,-6°12-45°56'; А_мВс⁼111^о23'-2^о22'-6°12'=103^о11'.

Все данные можно оформить в таблице 3.1. Для нашего примера у = - 2°22'; 5=+6°12\

Таблица 3.1 Определение ориентирных углов двух линий

Название	Дирекционный угол	Истинный азимут		Магнитный
стороны	а	А		азимут А м
АВ	54°30'	52°08'		45°56'
АС	111°45'	109°23'		103°110'
Вычисленный угол ВАС			67°15'
Измеренный угол ВАС			67°00'

1.5 Крутизна склонов характеризуется либо уклоном i, либо углом на­клона \) линии склона по отношению к горизонту. Для определения кру­тизны склона по заданной линии, например, AD на рисЗ.1, необходимо определить высоты точек и расстояние между ними. Точка D имеет высо­ту - H_d=195,40^m, высота точки А - Н_А=172,00 м, расстояния между гори­зонталями на этом отрезке примерно одинаковы. Расстояние между этими точками равно 519 м.

tg v = h/d = (195,40-172,00)/519 = 0,045 = 4,5% =45%о.

В строительной практике уклоны обычно выражают в сотых долях (процентах, %) от линии склона либо в тысячных долях - промиллях, %о.

Для определения крутизны склона по линии, проведённой между Двумя соседними разноимёнными горизонталями, измеряют длину этого отрезка «а» (заложение ската) и, зная высоту сечения h, находят уклон:

tg v = h/a = i.

Для быстрого решения этой задачи можно воспользоваться построен­ным под южной рамкой графиком заложений, который отражает зависи­мость заложения а от крутизны склона, выраженного в углах наклона. »

Для определения крутизны склона на заданном участке берут в рас­пор измерителя расстояние между соседними разноимёнными горизонта-

лями и переносят его по вертикали на график, читая по горизонтальной о значения углов наклона.

1.6 Задачу построения линии с проектным уклоном решают при каме ральном трассировании линейных сооружений: трасс автомобильных д₀ рог, каналов и т. п. (лекция 13.3). Для этого подсчитывают минимальную величину заложения а, отвечающему проектному уклону ц,.

а = h/inp.

Затем берут этот отрезок в масштабе карты в раствор измерителя и следуя от начальной точки к конечной, прокладывают трассу, по которой расстояния между соседними горизонталями были бы равными, или боль­шими чем а. На рис. 3.1 проведена линия заданного уклона i_npA = 0,056 = 56%о; а - 89,3 м; h = 5 м.

1.7 При проектировании насыпей инженерных сооружений, перекры­вающих ручьи и водотоки, определяют границу водосборной площади, с которой дождевая или талая вода будет собираться у плотины. Эта границе проходит по водораздельным линиям, ограничивающим данную лощину и от этих линий, перпендикулярно горизонталям, опускается до плотины (рис3.2).

Рис. 3.2 Водосборная площадь

Зная водосборную площадь, среднегодовое количество осадков, усло­вия испарения и впитывания почвы, можно рассчитать и объём водохрани­лища при заданной высоте плотины.

Так как водосборная площадь ограниченна кривой линией, то для ее определения рациональней будет использовать механический способ. В _эТом способе предполагается использование специального прибора для измерения площадей - планиметра. Полярный планиметр состоит из двух

Рис. 3.3 Устройство планиметра

Полюсный рычаг снабжён иглой, с помощью которой полюс крепится к бумаге, а обводной рычаг несёт на себе счётный механизм и обводной шкив или прозрачную марку, которой обводится контур измеряемой фигу­ры.

Обычно при измерении небольших площадей полюс крепится вне фи­гуры, с таким расчётом, чтобы при её обводе углы между полюсами и об­водным рычагом были не менее 30° и не более 150°.

Для измерения площади фигуры точка обвода (обводной шпиль) ус­танавливается на контуре границы и берется начальный отсчёт ги (рис. 3.4). Этот отчёт состоит из числа полных оборотов диска - 8 (снимается по ци­ферблату прибора). Числа целых делений барабана, прошедших до нуля малой шкалы верньера - 72 (две цифры) и долей деления, снимаемых по номеру совпадающего штриха нониуса - 7 (верньера) с каким-либо деле­нием барабана. Так, отсчёт на рис. 3.4. равен п = 8727.

После обвода фигуры снимается второй отсчёт п₂ и её площадь в де­лениях планиметра будет равна

Р'=(п₂-п,). *

Если известна цена деления и планиметра в квадратных метрах или гектарах, то искомая площадь составит