Геодезия. геодезия. 1 Виды и задачи инженерных изысканий (страница 1 из 3)
 Скачать 3.91 Mb.
|
1.2. Современные методы инженерных изысканий (страница 2 из 3)Дистанционное зондирование. Дистанционное зондирование (ДЗ) – способ измерения свойств объектов на поверхности земли с помощью данных, полученных с летательных аппаратов и со спутников; т.е. вместо измерения свойств на месте их пытаются измерить на расстоянии. Таким образом, аэрофотосъёмка – частный случай дистанционного зондирования. Но, как правило, под дистанционным зондированием понимают процесс наблюдения за поверхностью Земли из околоземного пространства. В зависимости от принципа формирования изображения системы ДЗ делятся на фотографические, телевизионные, радиолокационные, лазерные и т.д. Фотографические и телевизионные системы используют отраженный солнечный свет в видимом диапазоне спектра (либо в ближайших областях). Радиолокационные съёмочные системы имеют важнейшее преимущество – с их помощью можно вести съёмки при любой облачности и в любое время суток. Радары работают в P-, L-, C- и X- диапазонах (72; 22; 5,6 и 3 см соответственно). Высокая чувствительность к влажности почвы и весьма высокая разрешающая способность (2-3 метра) позволяют определять положение таких объектов, как трубопроводы (в первую очередь, утечки из них). По пространственному разрешению L снимки классифицируются по шести группам: снимки низкого разрешения (L > 1 км), среднего (L = 100 – 1000 м), относительно высокого (L = 30 – 100 м), высокого (L = 10 – 30м), очень высокого (L = 1- 10м) и сверхвысокого (L < 1 м) разрешений. Для инженерно-геодезических изысканий используются снимки высокого (создание и обновление топографических карт), очень высокого (решение топографических задач) и сверхвысокого (крупномасштабное картографирование) разрешений. 1.2. Современные методы инженерных изысканий (страница 3 из 3) Изыскания площадных сооружений. Работы, выполняемые при изысканиях площадных сооружений и при изысканиях сооружений линейных, сильно отличаются. Инженерно-геодезические изыскания проводятся в три этапа – этап предпроектной подготовки, под проект и этап рабочей документации. На состав и объём изысканий площадных сооружений влияет размер площадного сооружения. Для небольших по площади сооружений ограничиваются проведением инженерно-геодезических, инженерно-геологических, инженерно-гидрометеорологических и инженерно-экологических изысканий. При большой территории предполагаемого строительства проводится полный комплекс изысканий: - инженерно-геодезические; - инженерно-геологические; - инженерно-геотехнические изыскания (геотехнический контроль); - изыскания грунтовых строительных материалов (опытные полевые работы; обследование земляных сооружений при их реконструкции); - обоснование мероприятий по инженерной защите территорий; - локальный мониторинг компонентов окружающей среды; - инженерно-геофизические изыскания; - инженерно-гидрологические изыскания; - инженерно-метеорологические изыскания; - почвенно-геоботанические изыскания; - санитарно-гигиенические; - археологические изыскания; - изыскания по инженерным сетям; - изыскания по транспорту; - изыскания по строительным материалам и т.д. Площадка, предназначенная под предполагаемое строительство, должна отвечать определенным техническим требованиям. Во-первых, площадка должна располагаться на территории, относящейся к землям соответствующей категории или с соответствующим разрешенным землепользованием. Во-вторых, её размеры и форма должны соответствовать предполагаемому к возведению объекту. В-третьих, площадка должна располагаться неподалеку от существующих железнодорожных и (или) автомобильных трасс: прокладка новых дорог сильно замедляет и удорожает строительство. В-четвертых, рельеф площадки должен быть по возможности слабовыраженным, при этом крайне желательно наличие небольшого уклона (от 3…5 до 60…80 промилле), направленного либо от оси к краям площадки, либо вдоль её короткой стороны. Это необходимо для обеспечения стока вод без проведения дорогостоящей вертикальной планировки площадки. Грунты должны выдерживать здания и сооружения без возведения дорогостоящих фундаментов. Максимальный уровень грунтовых вод должен быть ниже уровня дна подвалов не менее чем на 50 см. Для нормального функционирования предприятия важно беспроблемное, бесперебойное снабжение его водой, электроэнергией, газом, топливом ит.д.; необходимы подъездные пути с высокой пропускной способностью; требуются рабочие руки – необходимо, в случае отсутствия поблизости крупного населенного пункта, предусмотреть место для расположения жилого поселка. Существенному снижению стоимости строительства будут способствовать близкорасположенные карьеры со строительными материалами. Выбрав в камеральных условиях подходящую площадку, проводят исследование геологических и гидрологических условий, возможных путей подхода транспорта, решают ряд организационных вопросов, в первую очередь, возможность отвода под строительство выбранной территории. Территорию предполагаемого строительства снимают в масштабе 1:2000 с высотой сечения рельефа 1 м, и дополнительно составляют ситуационный план прилегающей территории в масштабе 1:10000 – 1:25000. Помимо существующей ситуации, на ситуационном плане намечают проектируемые дороги, выпуски канализации ит.д. Для составления рабочих чертежей выполняют топографическую съёмку в масштабе 1:500 – 1:1000 с высотой сечения рельефа 0,5 м. Для составления планов в масштабе 1:2000 и карты района предполагаемого строительства в масштабе 1:10000 используют аэрофотосъёмку. Подытожим все требования по картам и планам, которые необходимо составить по результатам инженерно-геодезических изысканий. Для составление генплана и других документов требуются планы городских территорий следующих масштабов: 1) при разработке технико-экономических основ (ТЭО) требуется план в масштабах 1:10000 – 1:25000; 2) для составления генерального плана города – от 1:2000 до 1:10000 в зависимости от численности населения; 3) для составления проекта размещения строительства первой очереди необходим план существующего города в масштабах 1:5000-1:10000; 4) для составления проекта детальной планировки и эскиза застройки необходим план в масштабах 1:1000-1:2000; 5) для составления проекта застройки нужен план в масштабах 1:500-1:1000; 6) для составления проекта планировки пригородной зоны нужна карта современного использования территории в масштабах 1:25000-1:50000; 7) для благоустройства застроенных территорий и коммунально-бытового обслуживания населения необходимы планы в масштабе 1:500. Независимо от метода съемки изображается рельеф на территории предполагаемого строительства, должны быть определены координаты углов капитальных зданий и сооружений и узловые точки коммуникаций, выполнена нивелировка полов зданий, бровок дорог и бордюров тротуаров, колодцы и т.д. 2.1. Назначение, виды и особенности построения сетей (страница 1 из 4) Геодезическая сеть – это совокупность закреплённых точек земной поверхности, положение которыхопределено в общей для них системе координат и высот. Она служит основой для производствагеодезических, топографических, геодезическо-разбивочных и других видов работ. Построенная на большой территории (согласно составленному для неё проекту) в единой системе координат и высот сеть позволяет: правильно организовывать работу по съёмке местности; строить единые карты по измерениям, проведённым в разных местах в разное время; равномерно распределять по территории влияние погрешностей измерений. Геодезические сети строят по принципу от общего к частному. Вначале строится редкая сеть с высокой точностью, а затем эту сеть последовательно по ступеням сгущают пунктами, которые строят от ступени к ступени всё с более низкой точностью. Сеть стараются сгущать таким образом, чтобы получать равномерную плотность пунктов на местности. Создание геодезических опорных сетей на застроенных территориях. На топографическую съёмку застроенных территорий необходимо обращать особое внимание. В существующих городах обязательно использование геодезического фонда города; в случае отсутствия необходимых материалов – производится съёмка. На полученном из геодезического фонда материале (геоподоснове) указываются изменения границ проезжих частей, тротуаров и т.д., обнаруженные при съёмках территории. Коррекция геоподосновы проводится не только в плане, но и в высотном отношении. Помимо корректировки геоподосновы, в геодезические изыскания входит составление продольного профиля по оси или лоткам проезжей части. В состав изыскательских работ также входит сбор данных для расчёта водосточной сети. На жилые и нежилые строения в зоне строительства составляются ведомости, в которых указывается адрес, назначение, материал, этажность, площадь заселённость, владелец и т. п. Создаваемые в период изысканий опорные геодезические сети (как самостоятельные, так и являющиеся развитием государственных сетей) по плотности пунктов и точности определения их положения должны обеспечивать производство крупномасштабных съемок. Одновременно они должны служить основой для и геодезических привязок в процессе изысканий и проектирования, а также для перенесения в натуру запроектированных сооружений. При создании опорных и планово-высотных съёмочных сетей применяют все известные методы геодезических построений: триангуляцию, трилатерацию, полигонометрию, линейно-угловые построения. Также используются глобальные спутниковые системы определения местоположения. Линейные, угловые и высотные измерения выполняются по тем же методикам, что и установленные нормативными документами («Основные положения о государственной геодезической сети Российской Федерации» ГКИНП (ГНТА)-01-006-03) для государственных геодезических сетей и съёмочного обоснования (см. «Геодезические работы в строительстве», СНиП 3.01.03-84). К геодезическим сетям (геодезической основе) на территориях городов предъявляются крайне жесткие требования, связанные с высокой точностью, которая необходима при строительстве и эксплуатации как рядовой застройки, так и уникальных зданий и сооружений, метрополитена, возводимых на территории города, а также требования, связанные с большим объёмом планировочных работ, работ по организации территории города, по составлению проектов, технических и рабочих чертежей и т.п., особенно в условиях уже существующего города на застроенной его части. Плановые геодезические сети строят методами триангуляции, полигонометрии, трилатерации, линейно-угловыми построениями, а также с помощью спутниковых измерений. Метод триангуляции (рис.2) состоит в построении сети треугольников, в которых измеряются все углы, а также как минимум две стороны на разных концах сети. По длине одной стороны и углам определяют все стороны треугольников. Зная координаты одного из пунктов и дирекционный угол одной из линий, можно вычислить координаты всех пунктов. Методом триангуляции построены государственные сети 1 и 2 класса, используется она и при построении сетей сгущения; эффективно использовать триангуляцию при построении сетей на сильно пересеченной местности. Городская триангуляция в зависимости от формы территории города развивается в виде центральной системы (рис. 3), цепи геодезических четырёхугольников для городов с территорией вытянутой формы (рис. 4).  Рис. 2 Фрагмент триангуляционной сети  Рис. 3. Городская триангуляция в виде центральной системы  Рис. 4. Городская триангуляция в виде цепи геодезических четырёхугольников (с диагональю) Особенностью разбивочной триангуляции является необходимость соблюдения точностных требований во взаимном положении смежных пунктов или пунктов, разделенных двумя-тремя сторонами. Это требование обусловлено тем, что с пунктов сети требуется вынести в натуру систему точек, как правило, принадлежащих единому сооружению или единому комплексу сооружений, связанных конструктивно или технологически. Триангуляционные сети, предназначенные для наблюдений за плановыми смещениями сооружений, чаще всего применяются на крупных гидротехнических объектах. В основном они используются для измерения смещений недоступных точек и контроля устойчивости исходных опорных пунктов других построений. Характерной особенностью триангуляционных сетей для этого вида работ являются высокие требования к точности определения координат пунктов (2…5 мм) при небольших длинах сторон. В сетях триангуляции треугольники стараются проектировать близкими к равносторонним; в особых случаях острые углы допускают до 20°, а тупые до 140°. В свободных сетях для контроля масштаба сети необходимо иметь не менее двух непосредственно измеренных базисных сторон. Метод полигонометрии (рис. 5) заключается в построении на местности ходов, в которых измеряются все стороны и все углы. Главным достоинством метода является его маневренность, что важно в условиях плотной застройки. Поэтому городские геодезические сети создают преимущественно этим методом. Применяется она для всех видов инженерно-геодезических работ, включая наблюдения за плановыми смещениями сооружений. В зависимости от площади объекта, его формы, обеспеченности исходными пунктами полигонометрию проектируют в виде одиночных ходов, опирающихся на исходные пункты высшего класса, систем ходов с узловыми точками или систем замкнутых полигонов. Наиболее широко применяемые в практике инженерно-геодезических работ полигонометрические сети состоят из ходов 4-го класса, 1-го и 20го разрядов. Основные характеристики полигонометрии приведены в таблице 1 Таблица 1 Основные характеристики полигонометрии
 Рис. 5. Полигонометрический ход Поскольку значительное количество работ приходится выполнять на застроенной территории, то при производстве угловых измерений в ходах полигонометрии возникают особенности организационного и точностного порядка, связанные с влиянием внешних условий. Из-за застройки приходится проектировать ходы со сравнительно короткими сторонами, что приводит к необходимости более тщательного центрирования теодолита и визирных целей. Интенсивное движение на городских улицах создает организационные трудности при производстве геодезических работ вообще и для полигонометрии в частности. Метод трилатерации (рис. 6) состоит в построении сети треугольников, в которых измеряют все стороны.  Рис. 6 Фрагмент сети трилатерации Очевидным недостатком метода является отсутствие надежного полевого контроля качества измерений, так как сумма вычисленных углов треугольника всегда равны 180° при любых погрешностях измерений длин сторон, даже при грубых промахах. В связи с этим на практике часто используют сети из четырехугольников. В каждом геодезическом четырехугольнике измеряют шесть сторон, причем одна из них (любая) является избыточной и может быть вычислена при использовании результатов измерений других сторон. Это может служить полевым контролем качества измерений длин линий. Кроме того, геодезический четырехугольник является более жесткой фигурой и ряд, составленный из таких фигур, обладает более высокой точностью. Сети трилатерации с короткими сторонами называют сетями микротрилатерации. Иногда сети микротрилатерации являются единственно возможным методом создания геодезического обоснования для производства разбивочных работ. Метод трилатерации применяют для построения инженерно-геодезических сетей 3-го и 4-го классов, а также сетей сгущения 1-го и 2-го разрядов различного назначения. Требования к сетям приведены в таблице 3. Таблица 2 Требования к сетям трилатерации
Линейно-угловые построения (рис.7) заключаются в создании на местности геометрических фигур (преимущественно бездиагональных четырехугольников), в которых измеряются две смежные стороны, например а и b, и все углы (рис.8). В бездиагональном четырехугольнике стороны c и d вычисляют по следующим формулам:  ; .Если измерены две несмежные стороны, например b и d, то стороны a и c могут быть вычислены по формулам:   В сложных сетях, составленных из бездиагональных четырехугольников, нет необходимости измерять две стороны в каждом четырехугольнике. Они могут быть получены из решения предыдущих фигур. При прочих равных условиях линейно-угловые построения дают в полтора раза меньшую погрешность, чем другие виды геодезических построений. Кроме того линейно-угловая сеть позволяет вычислить координаты пунктов точнее, чем в сетях триангуляции и трилатерации, примерно в 1,5 раза.  Рис. 7. Фрагмент линейно-углового построения  Рис. 8. Четырехугольник без диагоналей |