Геодезическая подготовка проекта строительства сооружения.

Геодезическая подготовка проекта

Для выноса на местность проекта зданий необходимо с нужной точностью знать координаты его основных характерных точек на пересечении строительных осей. Определение этих координат называют геодезической подготовкой проекта. По генплану определяют графически координаты одной точки здания, например А1, и дирекционный угол его продольной оси А (рис. 1).

По рабочим чертежам находят значения а и b между основными осями. После этого вычисляют координаты точек А5, В5, В1 по формулам:

Описанный способ называют графо-аналитическим, он находит наиболее частое применение.

При аналитическом способе все данные для разбивки определяют путём математических вычислений, при этом координаты существующих сооружений определяют путем геодезических измерений на местности, а размеры элементов проекта получают из технологических расчетов. Этот способ обычно применяют при реконструкции и расширении предприятий, в стесненных условиях застройки.

Если проект здания не связан с существующими строениями, то можно использовать графический способпроектирования, когда все элементы определяют графически по топографическому плану, при этом целесообразно учитывать деформацию планов, если она превышает 0,2 мм для стороны квадрата 100 мм. Через определяемую точку прочерчивают линии, параллельные линиям сетки квадратов. Измеряют отрезки а и b от северной и южной сторрн квадрата до точки j и а₁ b₁ — от западной и восточной сторон. Координаты точки определяют по формулам:

где х₀,y₀ — координаты юго-западного угла квадрата координатной сетки.

Независимо от используемого способа все геометрические элементы должны быть строго увязаны между собой и с существующими на площадке капитальными зданиями и сооружениями.

В первую очередь решают, каким способом целесообразно выносить проект в натуру. Для изображенного на рисунке 1 здания удобно использовать полярный способ. Проектное положение точки А1 можно получить, определив на местности направление из точки 4 на А1, для чего нужно отложить от опорной линии 34 угол β_А1 и по полученному направлению отложить горизонтальное проложение d_A1.

Закрепив точку А1, выносят в натуру аналогичным способом точку А5, при этом измеренное расстояние А1 — А5 должно с высокой точностью равняться его проектной величине а. При небольших размерах здания точку А5 получают на местности путем откладывания от А5 горизонтального проложения а по направлению оси А, которое находят, отложив от точки А1 угол

α₁ = α_А1-4 - α_А.

Для контроля на местности измеряют угол β_А5 и расстояние d_A5. Результаты измерений сравнивают с расчетными, которые определяют аналогично β_А1 и d_А1.
Проектное положение в натуре точек B₁ и В₅ находят, построив с помощью теодолита прямые углы в пунктах А₁ и А₅ и отложив проектное расстояние b. Для контроля измеряют отрезок В₁-В₅, который должен равняться расстоянию а и диагонали А₁-B₅, B₁-A₅, которые должны равняться

Теодолитом обязательно измеряют углы построенного на местности прямоугольника, они должны быть прямыми. Кроме того, для контроля можно использовать расстояния до опорных пунктов и точек с известными координатами. При обнаружении превышающих допуски СНиП отклонений необходимо внести исправления.

Работы по выносу проекта на местность выполняют по разбивочному чертежу, входящему в комплект проектной документации и содержащему все разбивочные и контрольные характеристики.

Строительные оси А, B, 1, 5 (см. рис. 1) закрепляют на местности центрами, которые размещают вне зоны строительных работ на расстоянии от здания не менее его полуторной высоты. Центры получают с помощью теодолита, для чего его устанавливают над точкой А1 и центрируют. Перекрестие сетки нитей визируют на точку А₅и на продолжении этого направления устанавливают центры A₁, А₂ и делают маркировку А₃ на стене капитального здания. После этого трубу теодолита поворачивают на 180° и фиксируют центры А₄, А₅. Установку центров выполняют при двух положениях вертикального круга теодолита. Подобным образом устанавливают центры 1₁, 1₂, 1₃,1₄, закрепляющие поперечную ось 1. Аналогичным образом устанавливают центры на створах В, 5.
Конструкция центров, рекомендованная СНиПом, предусматривает возрастание их надежности с увеличением высоты здания и сроков строительства.

Вынос в натуру контуров котлована

Для заложения фундамента и подземной части здания роют котлован, при этом нужно обозначить на местности границы котлована на уровне его дна и поверхности земли. Для этого от вынесенных на местность осей здания откладывают во внешнюю сторону l_дн — ширину пазухи на уровне дна котлована, и отрезок l _отк. — ширину откоса в плане.

Значение l_дн задается проектом, а l _отк. определяют в зависимости от глубины котлована и крутизны его откосов. При одинаковой глубине h котлована по всему его контуру ширина откосов постоянна, и горизонтальное проложение L от верхней бровки котлована до coop жения определяют то формуле

где i, m — уклон и коэффициент откоса соответственно.

Если глубина котлована изменяется в связи с рельефом поверхности земли, то l _отк. и L также изменяются

Геодезические работы при сооружении котлована

Обычно грунт из котлована вынимают землеройными машинами. По первичной разработки котлована на его дно переносят главные оси coopужения. Так как с установленных центров (см. рис. 1) это сделать нево можно, особенно при большой глубине котлована, то с помощью теодолита колышками или штырями закрепляют дополнительные створные точки непосредственной близости от бровок котлована. Если для детальной разбивки здания сооружена обноска, то створ оси фиксируют на обноске. Теоделит устанавливают в рабочее положение над закрепленной у бровки точкой и наводят перекрестие нитей сетки зрительной трубы на одну из удаленных створных точек данной оси. После этого, опустив трубу, отмечают колышками на дне котлована перенесенную туда ось.

Подобным способом переносят и закрепляют на дне котлована другие оси. От этих осей на дне котлована уточняют его нижнюю бровку. Параллельно осям строят сетку квадратов, вершины которых закрепляют колышками. Передают с поверхности земли отметку на один из колышков, который иcпользуют как временный репер, другие колышки устанавливают на проектную отметку дна котлована или подписывают на них величину срезки (подсыпки) грунта.

Зачистку дна и откосов котлована выполняют вручную или бульдозером. После зачистки делают исполнительную съемку дна котлована по квадратам, в результате которой определяют фактические отметки точек, которые сравнивают с проектными, и выполняют корректировку.

Особенности геодезических работ при сооружении фундамента

Геодезические работы зависят от типа фундамента и глубины котлована. При неглубоком заложении фундамента вдоль верхней бровки котлована параллельно оси здания строят обноску, т. е. доски или металлические штанги укрепляют на столбах на высоте около 1 м, нивелиром обноску устанавливают строго горизонтально. Наиболее удобна сплошная обноска, но часто применяют створную обноску, состоящую из отдельных деревянных или металлических «строительных скамеек» (рис. 2). Каждая пара скамеек, установленных на противоположных сторонах здания, закрепляет на местности только одну строительную ось. Вместо скамеек можно использовать столбики, при этом требования к параллельности осям здания и горизонтальности те же, что и для сплошной обноски.

Рис. 2. Схема детальной разбивки фундамента

После сооружения обноски на нее теодолитом переносят основные оси. Используя основные оси в качестве исходных, строят на обноске все другие оси сооружения, для чего предварительно на специальном разбивочном чертеже показывают оси сооружения и расстояния между ними. Одну продольную и одну поперечную основные оси принимают за исходные, от них по противоположным сторонам обноски инварной лентой или стальной компарированной рулеткой откладывают согласно разбивочному чертежу проектные расстояния между осями. Контролем является совпадение сумм всех отложенных вдоль данной стороны здания проектных расстояний между осями с общей длиной. В результате на обноске обозначают все оси сооружения, образующие осевую разбивочную систему.

При глубоком заложении фундаментаили сложной конфигурации обноску устанавливают в котловане вдоль его нижней бровки, при этом размеры котлована должны быть увеличены. Для фундамента из монолитного железобетона на дне котлована, имеющем отметку, сооружают опалубку, в которую устанавливают арматуру и заполняют бетоном. Положение опалубки в котловане определяют от соответствующих строительных осей, для чего строительные оси на местности обозначают тонкой стальной проволокой или леской, натянутой между метками противоположных сторон обноски. Нитяным отвесом оси проектируют на дно котлована и от них откладывают проектные расстояния до бортов опалубки. На опалубку переносят проектную отметку верха фундамента, вертикальность бортов опалубки контролируют отвесом.

Сборные фундаменты из готовых блоков обычно устанавливают без обноски. Выровняв с помощью нивелира основание, теодолитом устанавливают места угловых фундаментных блоков и блоков на пересечениях осей и в промежутках между ними не реже чем через 15-20 м. На верхнюю поверхность установленных блоков переносят и маркируют строительные оси, для контроля измеряют расстояния между ними. Через метки на крайних блоках натягивают струну или леску и откладывают вдоль полученных линий проектные расстояния между рядовыми блоками. Чтобы натянутая струна не мешала укладке блоков, ее смещают параллельно оси на нужное расстояние.

Для свайных фундаментов место забивкикаждой сваиопределяют промером вдоль оси фундамента (если сваи расположены рядами). Местоположение свай, расположенных вне оси фундамента, определяют методом перпендикуляров. Предварительно строительные оси проектируют в котлован и закрепляют колышками или на строительных скамейках. После забивки свай на них нивелиром выносят отметки, по которым затем оголовки свай срезают. Для обеспечения равномерной нагрузки на сваи на их оголовках из монолитного железобетона сооружают опорную плиту — ростверк, для чего от осей фундамента разбивают и строят опалубку. Проектную отметку верха ростверка выносят на опалубку от ближайших реперов. После бетонирования горизонтальность поверхности фундамента проверяют нивелиром.

Плановую съемку фундамента обычно выполняют методом перпендикуляров от строительных осей, которые предварительно выносят на верх фундамента. Более тщательно контролируют плановое и высотное положения анкерных болтов и других закладных деталей, различных выступов, проемов и т. п. По результатам исполнительной съемки составляют исполнительную схему, являющуюся основанием для приемки фундамента и выдачи разрешения на дальнейшие строительные работы.

ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ НАЗЕМНОЙ ЧАСТИ ЗДАНИЯ

Последовательность выполнения геодезических работ

При сооружении кирпичного здания сначала от строительных осей на фундаменте строят контур внешней и внутренней поверхностей несущих стен. В процессе кладки не реже двух раз на 1 м высоты проверяют горизонтальность рядов кирпичей и нитяным отвесом — вертикальность стены. Дверные и оконные проемы, перегородки и т. п. разбивают от осей несущих стен рулеткой.

Горизонтальность и высоту несущих стен перед укладкой плит перекрытий проверяют нивелиром и Г-образной рейкой. При обнаружении отклонений их исправляют путем изменения толщины цементной стяжки. После укладки плит перекрытия оси здания выносят на уровень следующего этажа. )

При использовании в конструкции здания колонн на их фундаменты переносят соответствующие строительные оси и закрепляют их рисками (рис. 3). На фундаменты колонн помещают опорные башмаки, установочные риски, которые совмещают с ориентирными рисками на фундаменте. Отметку дна стакана определяют геометрическим нивелированием.

Рис. 3. Схема ориентирных и установочных рисок на фундаменте и опорных башмаках колонны: 1 — ориентирные риски фундаментного блока; 2 — установочная риска; 3 — ориентирные риски опорного башмака; 4 — отверстие для установки колонны; 5 — опорный башмак (стакан); 6 — фундамент

Перед монтажом колонн на них наносят риски. Установочные риски маркируют с четырех сторон колонны на разных высотах. Высотную риску в виде черты наносят в нижней части колонны на расстоянии не менее 100 мм от основания, такую же риску маркируют в верхней части колонн. Колонну поднимают за верхнюю часть и устанавливают в стакан, на дно которого кладут металлическую пластину, ее толщину определяют путем геометрического нивелирования с учетом установки всех колонн на одном уровне по высоте.

С помощью деревянных клиньев или специальной оснастки колонну перемещают до совпадения установочных рисок на ней с ориентирными рисками на стакане. При высоком положении риски на колонне ее проектируют нитяным отвесом. С помощью расчалок колонну устанавливают в вертикальное положение, контроль вертикальности осуществляют двумя теодолитами, уставленными так, чтобы их коллимационные плоскости пересекались на колонне примерно под углом 90° (рис. 4). После этого стакан бетонируют.

Рис. 4. Выверка колонн по вертикали: 1 — ориентирная риска; 2 — визирный луч; 3 — установочная риска

При строительствесборных крупнопанельных зданийна фундамент в предел лах зоны монтажа выносят строительные оси. На этажах разбивку делают от строительных осей элементов стен, лестниц и т. п., для установки в проектное положение элементов конструкций используют телескопические откосы, упоры, различные захваты и т. п.

При строительствесборных крупнопанельных зданийна фундамент в пределах зоны монтажа выносят строительные оси. На этажах разбивку делают от строительных осей элементов стен, лестниц и т. п., для установки в проектное положение элементов конструкций используют телескопические откосы, упоры, различные захваты и т. п.

При возведении высотных зданий фундамент устанавливают в виде монолитной плиты на всю площадь здания. В плиту закладывают металлические центры, взаимное положение которых определяют с высокой точностью путем включения в опорную геодезическую сеть, от пунктов этой сети определяют и закрепляют положение всех строительных осей. На каждый новый этаж пункты опорной сети переносят методом вертикального проектирования.

При решении многих задач инженерной геодезии используют приборы вертикального проектирования (ПВП), что связано с увеличением этажности массовой застройки, созданием уникальных объектов ядерной энергетики, специальных технологических линий и т. п. При этом возрастают требования к точности инженерно-геодезических работ, усложняются условия измерений. Приборы вертикального проектирования позволяют более эффективно передавать плановые координаты выше и ниже исходной точки, контролировать вертикальность сооружений и т. п.

ПВП обычно делят на:

• механические
• оптические

В механических приборах отвесная линия реализуется струной с грузом или стержнем. В прямом отвесе струна устанавливается в вертикальное положение подвешенным грузом, помещенным в жидкость (масло, воду с опилками и др.). В обратном отвесе нижний конец струны (проволоки) закрепляют, а верхний натягивают динамометром, в вертикальное положение струна устанавливается при помощи двух взаимно перпендикулярных уровней. Прикрепленный к верхнему концу проволоки плавающий в жидкости поплавок также удерживает проволоку в отвесном положении. Точность механических центриров зависит от их конструкции, способа фиксации отсчета и высоты проектирования.

Наибольшее распространение получили оптические центриры, которые по точности делят на технические, точные и высокоточные. Технические центриры обычно встроены в теодолиты, тахеометры и др., их точность 1:5000-1:10 000 при расстоянии 10-20 м. Точные и высокоточные центриры являются самостоятельными приборами, по способу установки визирной оси в отвесное положение их делят на уроненные и центриры с компенсатором. Относительная ошибка проектирования точки точными центрирами равна 1:30 000-1:50 000 при расстоянии до 150 м. Компенсаторы в точных центрирах позволяют устанавливать визирную ось с точностью 1".

Высокоточные центриры позволяют устанавливать визирную ось в отвесное положение с ошибкой менее 1", имеют зрительную трубу с увеличением 30-40х и позволяют выполнять проектирование с относительной ошибкой 1-100 000 при расстоянии 250-500 м.

При строительстве инженерных сооружений и монтаже технологического оборудования широко используют точные и высокоточные геодезические центриры. Кроме того, оптическое проектирование можно выполнить способом отвесных плоскостей, в котором вертикальную линию получают путем пересечения двух примерно взаимно перпендикулярных вертикальных плоскостей, полученных теодолитами.

В СССР изготавливали оптические центриры Ц0-1, «Зенит 0ЦП», «Надир 0ЦП», которые позволяют выполнять центрирование с относительной ошибкой 1:100 000 при расстоянии до 250 м. Прецизионный оптический центрир PZL (б. ГДР) по своему назначению и области применения соответствует отечественному центриру 0ЦП. PZL создан на базе нивелира Ni-007 с компенсатором, имеет в подставке оптический центрир для установки над точкой, горизонтальный круг с ценой деления 10'. Проектирование точек по вертикали выполняют по специальной палетке при установках лимба 0, 90, 180 и 270°. Корпус цилиндрической формы имеет входное отверстие в его верхней части. Лучи от предмета через объектив попадают на прямоугольную призму, подвешенную на нитях в виде маятника, которая является компенсатором угла наклона оси вращения прибора. Затем лучи через дополнительную призму направляются в окуляр, изображение предметов — прямое. Колебания маятника гасятся воздушным демпфером.

Горизонтирование PZL выполняют по круглому уровню, точная установка визирной оси зрительной трубы в отвесное положение выполняется автоматически с помощью компенсатора.

Построение отвесной линии ПВП выполняют следующим образом. ПВП устанавливают над проектируемой точкой на исходном горизонте. Над этой точкой в плитах перекрытий всех этажей оставляют небольшие отверстия. В отверстии верхнего перекрытия укрепляют наклеенною на оргстекло палетку (сетку взаимно перпендикулярных линий через 5 мм размером не менее 100 х 100 мм). ПВП устанавливают так, чтобы нить сетки зрительной трубы была параллельна линиям палетки, берут отсчет х' по шкале X палетки. Поворачивают прибор на 180°, берут отсчет х" и вычисляют среднее значение х = 0,5 /х' + х"/, аналогичным образом находят у = 0,5 /у' + у"/. Эти измерения составляют один прием. Для повышения точности выполняют от двух до пяти приемов. В результате находят х_ср,у_ср, которые и откладывают на палетке и находят вертикальную проекцию исходной точки.