Геодезия. геодезия. 1 Виды и задачи инженерных изысканий (страница 1 из 3)

• Название: 1 Виды и задачи инженерных изысканий (страница 1 из 3)
• Анкор: Геодезия
• Дата: 26.02.2020
• Размер: 3.91 Mb.
• Имя файла: геодезия.docx
• Тип: Документы; #110030
• страница: 7 из 12

Построение в натуре точек.

 

Точки красных линий, зданий и т.д. – так называемые проектные точки – выносят на местность разными способами. Выбор способа зависит от геодезической основы. При полярном способе из точки A геодезической основы теодолитом строится проектный угол и по полученному направлению откладывается проектное расстояние. На точность построения точки влияют погрешности построения угла, построения линии, центрирования теодолита, редукции визирной цели, исходных данных и фиксации точки.

Способом прямоугольных координат проектные точки переносят в натуру от пунктов геодезической основы в виде строительной сетки. Для этого из точки опускается перпендикуляр на линию сетки и определяется длина перпендикуляра d₂ и расстояние от точки основы до основания перпендикуляра d₁. В натуре по линии сетки откладывают расстояние d₁ и в полученной точке теодолитом строят прямой угол; по полученному направлению откладывают расстояние d₂ и фиксируют точку C. На точность построения влияют погрешности: построения отрезков, построения прямого угла, центрирования и редукции, исходных данных и фиксации точки. Для повышения точности построения необходимо, чтобы величина d₁ была больше d₂.

При разбивке мостовых переходов и гидротехнических сооружения распространено использование способа угловой засечки. Положение проектной точки в этом случае определяется построением в пунктах триангуляции A и B проектных углов β₁ и β₂. Искомой точкой является точка пересечения направлений AC и BC.

Способ линейной засечки (рис. 25) целесообразно применять при достаточной густоте пунктов основы и при расстояниях, не превышающих длины мерного прибора. При использовании этого метода удобнее всего пользоваться двумя рулетками, перемещая их до совмещения соответствующих проектным длинам отметок. Если положение точки определяется пересечением двух створов, задаваемых одновременно двумя теодолитами, установленными в пунктах геодезической основы, то это способ створной засечки. При расстояниях между створными точками порядка 20-30 метров практикуют получение створов монтажными проволоками.



Рис. 25 Линейная засечка

Оси сооружений.

 

При проектировании конструктивные элементы привязывают к линиям, называемым разбивочными осями. Разбивочные оси в совокупности представляют геометрическую схему здания или сооружения. Они являются геодезической основой, по которой ориентируют элементы строительных конструкций и технологического оборудования при установке их в проектное положение. Оси делятся на продольные и поперечные (рис.26).

 



Рис.26 Главные оси здания

 

 Продольные обозначают прописными буквами русского алфавита (кроме З, Ь, Ы, Ъ…), поперечные – арабскими цифрами. Оси подразделяют на основные (задающие геометрию здания) и промежуточные; для сложных в плане зданий иногда выделяют главные оси (оси симметрии). Возведение зданий начинают с перенесения проекта сооружения в натуру, т.е. с вынесения и закрепления разбивочных осей. Такие работы называют геодезической разбивкой здания. Разбивку проводят в два этапа. Сначала выносят основные оси, а затем производят детальную разбивку – выносят и закрепляют промежуточные оси.

Разбивка основных и главных осей здания. Требования к точности разбивочных работ.

 

Геодезическую разбивку основных осей выполняют в соответствии с утверждённой проектно-технической документацией. Процессу перенесения в натуру основных осей предшествует геодезическая подготовка разбивочных данных. Эту подготовку осуществляют графическим, графоаналитическим и аналитическим способами. При графическом способе, когда к точности планового положения не предъявляют особых требований, линейные и угловые разбивочные элементы определяются графическим способом, т.е. непосредственно с плана. При графоаналитическом способе графически определяют координаты некоторых точек, а значения линейных и угловых разбивочных элементов рассчитывают. При аналитическом способе графических определений по плану не делают; координаты как минимум двух точек здания или сооружения уже должны быть известны, дальнейшие расчёты выполняются точно так же, как и при графоаналитическом методе (см. следующий пункт). Точность перенесения габаритов сооружения должна быть не меньше точности плана, на котором оно запроектировано. Как правило, её определяют из соотношения Δ_пр = 0,2 N, где N – основание масштаба. Точность перенесения габаритов может быть повышена, если это обусловлено проектом.

Последовательность выполнения разбивочных работ такова:

1)   от пунктов геодезической основы разбивают положение главных или основных осей;

2)   от вынесенных главных осей выполняют детальную разбивку  - выносят оси отдельных блоков или частей зданий и сооружений, определяют плановое и высотное положение характерных точек;

3)   разбивают монтажные оси под технологическое оборудование.

Точность разбивки от этапа к этапу возрастает: если основные оси достаточно, как правило, выносить с погрешностью 3-5 мм, то детальную разбивку выполняют с погрешностью не больше 2-3 мм, а монтажные работы требуют зачастую точности от 1-0,1 мм и выше.

Общие сведения о детальной разбивке осей сборных зданий и требование к точности.

 

Каждое здание состоит из ограниченного количества основных конструктивных элементов. Эти конструкции подразделяются на несущие и ограждающие; несущие воспринимают нагрузки, а ограждающие предназначены для ограждения внутренних частей здания от снега, дождя и т.п. При возведении сборных зданий (в отличие от монолитных) отдельные конструкции (колонны, ригели, прогоны и т.п.) изготавливают на заводах, а на строительной площадке производят сборку – монтаж. Монтаж типового яруса осуществляют в такой последовательности: детальная разбивка осей, монтаж конструкций, исполнительные съёмки (при исполнительной съёмке определяется фактическое положение закреплённых элементов по отношению к осям). Для обеспечения прочности и долговечности здания к его геометрии предъявляются определённые требования. Одни из основных – совпадение по вертикали осей несущих конструкций и полная собираемость здания (установка конструкций в проектное положение должна выполняться без дополнительной подгонки). Для обеспечения этих (и многих других) требований выполняется комплекс работ, которые называются геодезическое обеспечение строительства. Для разбивки осей необходимо иметь ряд пунктов с известными координатами и отметками – разбивочную основу. Как правило, плановое положение  основных осей зданий определяется с точностью порядка 5 см (точность масштаба плана 1:500). Оси детальной разбивки определяющие взаимное положение конструкций здания в плане, имеют требования к точности их разбивки на порядок выше, чем основных осей. При этом на исходном горизонте точность разбивки на порядок выше, чем это необходимо для всего сооружения в целом, так как детальная разбивка на исходном горизонте служит основой для детальной разбивки на монтажных горизонтах, чья точность, как правило, составляет порядка 5 мм. Таким образом, точность построения плановой сети на исходном горизонте характеризуется среднеквадратической ошибкой 1-2 мм.

Геодезическая подготовка данных для перенесения проекта сооружения на местность.

 

Наиболее часто применяется графоаналитическая подготовка разбивочных элементов. Пусть известны координаты двух точек пересечения основных осей A₁ и A₅ и координаты точек полигонометрического хода. Тогда для определения разбивочного угла необходимо знать дирекционный угол α_i направления с точки хода на точку пересечения осей (дирекционный угол линии хода α_I-Jизвестен); тогда разбивочный угол β = α_I-J – α_i (или β = α_i – α_I-J, в зависимости от их взаимного расположения). Угол α_i и расстояние d_i можно найти из решения обратной геодезической задачи: tg α_i = ΔY/ΔX; d_i = ΔY/sin α_i = ΔX/cos α_i.

Закрепление осей.

 

Для закрепления оси выносят на обноску, которая представляет собой доску, закреплённую горизонтально на столбах на высоте 400 – 600 мм. Сплошную обноску устанавливают строго параллельно основным осям на расстоянии, обеспечивающем её сохранность на весь период строительства. По линии обноски через каждые 3 метра вкапываются столбы, на которые прибиваются доски толщиной 4 – 5 сантиметров. Сплошная обноска применяется крайне редко из-за её громоздкости и неудобств, создаваемых ею (особенно для землеройной техники). В основном используется створная обноска. Она устанавливается на местах закрепления осей на произвольном расстоянии от взводимого здания. В этом случае оси (как правило, основные) могут быть закреплены постоянными или временными знаками. Каждая ось закрепляется парами столбов или знаков. Выбор конструкции знаков зависит от условий строительства. Постоянные знаки чаще всего бывают грунтовые. Они выполняются из металлических труб или рельсов, опущенных в скважину (глубиной ниже зоны промерзания на 0,5 м) и забетонированных в ней. В верхней части приваривается пластина, на которой керном отмечается положение оси. В качестве временных знаков используют деревянные колья, металлические штыри и т.д. Также широко используют цветные откраски на постоянных и временных зданиях и сооружениях, представляющие собой цветные риски. На продолжении створов осей закрепляют не менее двух знаков с каждой стороны.

Основными требованиями к обноске являются:

- параллельность сторон обноски осям;

- прямолинейность;

- горизонтальность (чтобы при отложении проектных расстояний не вводить поправку за наклон).

Для установки обноски прокладывают линии, располагающиеся параллельно основным осям, на равных от них расстояниях. Точки пересечения линий закрепляют на местности и теодолитом измеряют углы между построенными линиями. В случае, если углы равны 90°, то, установив теодолит и направив визирную линию по направлению линии, в её створе устанавливают столбы. Установку обноски на один уровень по высоте контролируют с помощью нивелира.

Вынос осей на обноску производят следующим образом. Сначала осуществляется вынесение основных осей здания или сооружения. Для этого теодолит устанавливают над знаками, закрепляющими основные оси, и, выставив визирную ось по направлению основной оси, переносят её на обноску, отмечая карандашом соответствующие точки I, J, F,G (рис. 27) и т.д. Вынос осей на обноску производится обязательно при двух положениях вертикального круга. После фиксации точек линейными промерами между точками проверяют правильность выноса осей.

При выносе промежуточных осей от одной из продольных и одной из поперечных основных осей по каждой стороне откладывают проектные расстояния до промежуточных осей с фиксацией соответствующих точек p₁ и p₂, t₁ и t₂ и т.д. Поправки за компарирование и за температуру вводят обязательно. Контролем является измерение от последней построенной промерами промежуточной оси до вынесенной теодолитом основной оси. Положение осей фиксируется гвоздями, проведенной яркой линией и подписью названия оси.



Рис. 27 Вынос осей на обноску

 

При использовании инвентарной обноски хомутик на горизонтальной штанге крепится таким образом, чтобы фиксатор монтажной проволоки располагался точно по оси.

Высотную разбивочную основу также закрепляют постоянными и временными знаками, к которым предъявляются те же требования, что и к знакам закрепления осей. Геодезические работы при рытье котлованов.

 

К строительным работам по возведению подземной части зданий относятся земляные работы по отрытию котлованов, их обустройству и укреплению искусственными конструкциями. Исходными данными при отрытии котлованов служат топографические планы с нанесёнными на них проектами сооружений. Проекты траншей, котлованов, насыпей, выемок и т.п. выносят в натуру; разбивку контуров выполняют по существующей к началу работ поверхности. При разбивке на местность выносят верхнюю бровку котлована; после выемки грунта – нижнюю. При подготовке разбивочных данных определяют горизонтальное проложение d₀ между верхней и нижней бровками котлована. Проектное значение отметки дна H_д и уклона откоса i_к котлована известны. Определим отметки точки M и точки N и найдём уклон местности

i = (H_N – H_M)/d.

Тогда

d₀ = (H_N – H_M)/(i – i₀).

Определяя отметки поверхности земли в соответствующих точках всех осей зданий, вычисляют соответствующие d₀ (рис. 28). Для перенесения в натуру бровок котлована дополнительно выбирают расстояние d_к между основными осями здания и нижними бровками. Т.о., для построения на местности контура верхней бровки котлована от основных осей откладывают отрезки длины d_к + d_0i, фиксируют эти точки и получают контур (рис. 29).



Рис. 28. Разбивка контура котлована: определение расстояния между нижней и верхней бровками



Рис. 29. Разбивка котлована: построение верхнего контура.

 

Для вычисления объёмов земляных работ контур котлована разбивают на элементарные фигуры. Расчёт объёмов земляных работ не требует высокой точности, поэтому полученные при разбиении тела считают геометрически правильными. Так, скажем, клиновидное тело можно принять за призму; тогда её высотой будет среднее арифметическое высот исходного тела, и объём найдётся как произведение площади основания на среднее арифметическое высот. В результате объём котлована ищется как сумма объёмов образующих котлован тел.

Геодезическое обслуживание свайных работ.

 

Места забивки свай определяют от точек пересечения осей. Оси, закреплённые вне котлована, переносят на бровку, а затем – на дно котлована. При однорядном расположении свай на дно котлована переносят все основные оси, промежуточные разбивают между ними так, чтобы расстояния между промежуточными осями не превышали длины применяемой рулетки. Габаритные и промежуточные оси закрепляют на строительных скамейках (рис. 29). Между подвижными марками скамеек натягивают шнур-причалку (леску) и на дно котлована переносят точки пересечения продольных и поперечных осей здания. При расположении свай вне створов осей на расстоянии не более 4 м места погружения свай разбивают, откладывая от натянутой по створу рулетки проектные расстояния между сваями. В полученных точках на глаз восстанавливают перпендикуляры и второй рулеткой определяют места погружения свай.

При кустовом расположении свай на дне котлована определяют положение центров кустов, отмеряя расстояния от створов двумя рулетками. По пересечению лески, соединяющей марки одной оси, и длинномерной рулетки, соединяющей марки другой оси, определяют центр куста. Сохраняя направление створов осей, с помощью второй рулетки определяют местоположение каждой сваи. При расположении свай на расстоянии более 4  м от осей откладывают параллельные осям вспомогательные линии, смещённые от осей на расстояние от сваи до предварительно вынесенной оси.



Рис. 29. Разбивка свайного поля

Исполнительные съемки.

 

На оголовки установленных свай выносят проектную отметку их срубки. После срубки выполняют исполнительную съёмку положения свай в плане. Съёмку производят от створов линий, параллельно смещённых от осей. Цифрами на схеме исполнительной съёмки обозначают величину смещения оголовка сваи от проектного положения (рис. 30). Место написания цифры показывает направление смещения. Отклонения при погружении свай не должны превышать 0,2…0,4 величины стороны или диаметра сваи.

 



Рис.30. Пример исполнительной съёмки свай.

 

Проектная привязка центра сваи к оси 1 равна 1400 мм, к оси Б – 435 мм. Смещение оголовка сваи от проектного положения вдоль оси Б: 1400 – (1586 + 1190)/2 = 12 мм, 1400 – (1594 + 1190)/2 = 8 мм; среднее смещение равно 10 мм. Вдоль оси 1 смещение по обеим сторонам равно 435 – (625 + 245)/2 = 0.

Исполнительную съёмку свайных полей начинают с перенесения осей на сваи. Теодолит ставят над створом и приводят в рабочее положение и ориентируют трубу вдоль оси. При расположении свай на створах осей трубу наводят последовательно на сваи, и на оголовках карандашом отмечают створ оси. При расположении свай вне створов к оголовкам свай горизонтально прикладывают нивелирную рейку. Пятку рейки прислоняют к грани сваи, горизонтальным перемещением рейки добиваются отсчёта a – проектной привязки сваи к оси.

 

Важной частью генерального плана является проект вертикальной планировки застраиваемой территории, входящий в качестве составной части в проект планировки населенных пунктов и промышленных площадок.

Основной задачей вертикальной планировки является создание условий для отвода ливневых, талых и хозяйственных вод с территории застройки, а также обеспечение условий для нормальной работы городского (или внутризаводского транспорта) и обеспечение удобства застройки. Основой для составления проектов вертикальной планировки являются карты и планы соответствующих поставленным задачам масштабов. Так, для решения вопросов, связанных с транспортом, водоснабжением, канализацией и т.д. используют карты масштабов 1:25000 и 1:50000. Для проектирования уличной сети и составления генплана планировки используют карты масштабов 1:5000 и 1:10000. Планы масштабов 1:2000, 1:500 используют для составления технических проектов планировки улиц и площадей.

На графических материалах отмечают положение пунктов плановой геодезической сети и реперов, положение и высоты водосливных решеток, колодцев (крышек и дна). Также указывают отметки существующих входов в здания, отметки въездов.

Чтобы обеспечить сток ливневых и талых вод с застроенной территории, отметки кварталов должны быть больше отметок прилегающих улиц, все проектируемые площади и улицы должны иметь уклон не менее 4‰; проектирование горизонтальных площадок недопустимо. Максимально допустимый уклон зависит от категории. Так, для тротуара максимально допустимый уклон – 80 промилле, для автостоянки – не более 20 промилле. Отметки застраиваемых территорий должны быть не менее чем на 0,5 метра выше исторического максимума горизонта высоких вод.

Проектная поверхность строительной площадки изображается на плане организации рельефа с помощью проектных горизонталей, либо, реже, с помощью проектных профилей.

Проектирование горизонтальных и наклонных площадок – простейшие случаи вертикальной планировки.  Рассмотрим более актуальный случай – наклонную площадку. В предположении нулевого баланса земляных работ (объём выемки совпадает с объёмом насыпи) вычисляют проектные отметки вершин квадратов, на которые разбивают планируемую территорию. Стороны квадратов, как правило, принимают равными 2 см в масштабе плана, на котором выполняется планировка. Для вычисления проектных отметок необходимо знать проектную отметку центра тяжести участка (координаты центра тяжести участка можно найти по формулам x_Ц = (Σx_i)/n, y_Ц = (Σy_i)/n, где x_i и y_i – координаты центра тяжести i –ого квадрата). Вычисление уклонов участка по осям x и y выполняют по формулам

i_x = i₀cosɑ₀ , i_y = i₀sinɑ₀

где ɑ₀ – дирекционный угол направления максимального уклона, i₀ – уклон.

Тогда проектная отметка центра тяжести H_Ц может быть найдена как

H_Ц = (ΣH₁ⁱ+ 2ΣH₂ⁱ + 3ΣH₃ⁱ + 4ΣH₄ⁱ)/4n,

где n – число квадратов, H_kⁱ – отметки вершин, принадлежащих одновременно k квадратам.

Ближайшая к центру тяжести вершины квадрата:

H_Ni= H_Ц + i_x (x_Ni - x_Ц) + i_y (y_Ni - y_Ц)

Проектные отметки других вершин:

H_ij= H_Ni + i_x (x_ij - x_Ni) + i_y (y_ij - y_Ni), где ij – номер вершины квадрата.

После вычисления проектных отметок точек наклонной площадки определяют их рабочие отметки, показывающие высоту насыпи или глубину выемки:

h_ij = H_ij - H_ij ^ф.

На местности в вершинах квадратов на забитых колышках подписывают глубину выемки или насыпи; в случае насыпи вершины колышков могут иметь проектные отметки. По полученным величинам определяют объёмы элементарных фигур, на которые разбивают планируемую территорию, и, просуммировав объёмы насыпей и объёмы выемок, получают нулевой баланс земляных работ: суммы объемов равны.

Однако в действительности при выемке грунта происходит его разуплотнение, и это надо учитывать в балансе земляных работ. Также надлежит учитывать, что при отсыпке насыпей, как правило, выполняется послойное уплотнение грунта. Поэтому количество грунта, извлекаемого из выемок, должно быть изменено. Необходимое количество грунта определяют по формуле

V'_н = V_н K_упл,

где V'_н – требуемое количество, V_н – геометрически объём насыпи, K_упл – коэффициент уплотнения.

При выполнении планировочных работ с глубиной выемки более 10 см требуются специальные мероприятия по сохранению почвенного слоя. Для этого снимается и складывается в бурты поверхностный слой плодородной почвы. Проектные отметки уменьшаются на величину, равную толщине слоя, после чего выполняется комплекс работ по планировке территории. По окончании выравнивания плодородный слой вновь распределяется по поверхности, и проектная отметка вновь достигнута.

Построение опорной плановой и высотной сети на исходном горизонте.

 

Положение точек плановой сети на исходном горизонте определяется от осей здания (рис. 31). Оси здания на исходный горизонт переносятся от осей вне здания теодолитом (методом наклонного проектирования). Фиксируют положение двух взаимно перпендикулярных осей (например, I – III и II – IV).  Взаимное положение точек базисных фигур определяется в результате выполнения точных измерений, по преимуществу линейных (точки располагают в местах, легко доступных для измерений на всём протяжении строительства). По результатам измерений производятся уравнивание и вычисление координат точек в условной системе координат (начало отсчёта и координатная линия совпадают с одной из точек и направлением оси). Вычисленные координаты сравнивают с проектными и производят редуцирование. Координаты записывают в системе осей; так, абсцисса может быть записана в виде Б+700 и т.п. (Б – номер оси и 700 – расстояние до неё в миллиметрах), а ордината – как 1 + 1000.

 



Рис. 31. Внутренняя разбивочная сеть при детальной разбивке здания

 

Для создания высотной основы на объекте либо прокладывается нивелирный ход, либо закладываются реперы. Число и расположение реперов должно обеспечивать передачу отметок на здание или сооружение с одной постановки нивелира. Минимальное число реперов на стройплощадке, необходимое для контроля их высотного положения  – три. Внутренней высотной основой служат реперы (марки), заложенные в конструкции фундамента или первого этажа. Эти реперы называются основными. Их число также не менее трёх. С внешней сети на пункты внутренней отметки передаются геометрическим нивелированием. Отметки основных реперов вычисляют в государственной системе высот и в системе высот здания (от уровня чистого пола). Отметки основных реперов принимают за постоянные на весь период строительства, без учёта осадки.

Построение опорной сети на монтажном горизонте.

 

Основой для построения разбивочной сети на монтажном горизонте служат опорные пункты, полученные проецированием с исходного горизонта. Построение сети на монтажном горизонте осуществляют так же, как и на исходном (но с меньшей точностью). Разбивочные оси и монтажные риски наносят на перекрытия монтажного горизонта от пунктов разбивочной сети с помощью створов и проектных отрезков. При небольших расстояниях построения углов с помощью теодолита не используют; точки строятся при помощи линейных засечек. После контрольных измерений расстояний и диагоналей прямоугольников разбивочные оси и монтажные риски закрепляют несмываемой краской.

Генеральный план.

 

Строительство и реконструкция городов осуществляются по проектам застройки, которые разрабатываются на основе генеральных планов и проектов детальной планировки.

Генеральный план города – крупномасштабный топографический план с обозначением наземных, воздушных и подземных сооружений. Генеральный план – основной градостроительный документ, в котором определяются на 25...30 лет перспективы развития города; также принимается комплексное решение всех его функциональных элементов, жилой и промышленной застройки, сетей общественного обслуживания, благоустройства и городского транспорта. Генеральный план города включает в себя:

- основной чертеж генерального плана;

- план существующего города (так называемый опорный план по состоянию на год выпуска генерального плана);

- материалы, характеризующие идею архитектурно-пространственной композиции;

- схемы, определяющие природные условия, инженерное оборудование и подготовку территории;

- схемы городского и внешнего транспорта;

- схемы размещения учреждений и предприятий культурно-бытового обслуживания;

- проект размещения первоочередного строительства;

- пояснительную записку.

Генеральный план города с численностью населения более 500 тыс. чел. выполняется на топографическом плане в масштабе 1:10000, для остальных городов — в масштабах 1:5000... 1:2000. макет планировки и застройки центра города выполняется в масштабе 1:2000 с показом рельефа.

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

Следует различать проектный и исполнительный генеральные планы. Проектный генеральный план – план, на котором указаны запроектированные постоянные сооружения, координаты главных осевых точек и высоты основных горизонтов. Исполнительный генеральный план составляется по результатам исполнительной съёмки постоянных и временных сооружений. Особым видом является строительный генплан, на котором, помимо постоянных сооружений, отображается проект временных сооружений, необходимых для строительства постоянных объектов.



Рис. 32 Генплан участка

 

Для городов с численностью населения от 250 до 500 000 человек, а также для городов-курортов составлялся проект планировки пригородной зоны.