Инженерная геодезия

Назначения и особенности исполнительных съемок

Исполнительные съемки проводятся в пределах объектов, которые строятся или построены с целью определения фактических координат и размеров отдельных частей сооружений и линий коммуникаций. Основное их назначение установить точность вынесения проекта сооружения в натуру и выявить все отклонения от проекта, допущенные в процессе строительства. В пределах застроенных территорий исполнительная съемка подземных коммуникаций в комплексе инженерно-геодезических работ занимает особое место. Это объясняется тем, что своевременное получение точной информации об инженерных сетях способствует их эффективной эксплуатации, ремонту и реконструкции, а также дает возможность избежать их повреждения при глубинных земляных работах. Исполнительные съемки выполняются теми же методами и в одинаковых масштабах, что и топографические съемки в период изысканий, но имеют также свои специфические особенности, которые заключаются в следующем. Пространственное положение характерных точек (углов зданий, колодцев) определяют аналитически и их координаты (Х, У, Н) заносят в проектную документацию. Подземные коммуникации снимаются раздельно, по видам прокладок. Измерение характерных параметров прокладок выполняют с помощью диаметрометров, реек-угольников и других специальных приборов. Точность измерений при исполнительных съемках должна быть не ниже точности разбивочных работ. Для исполнительных съемок объектов, которые строятся и подземных коммуникаций, исполнитель должен изучать их в натуре. Производитель работ показывает исполнителю подготовленный к съемке участок, где строительство уже закончено. Это дает возможность обнаружить при съемке отклонения от требований СНБ и технических условий, которые были допущены строителями при прокладке трубопроводов. Геодезист изучает вопросы, связанные с укладкой в траншеи труб, определяет места врезания и подключения к существующим городским сетям. Он должен иметь копию с плана масштаба 1:500, которая необходима для внесения возможных изменений, выявленных при съемке. В абрисе он отмечает технические характеристики трубопроводов, дюкеров, колодцев. В зависимости от этапов строительства исполнительная съемка подразделяется на текущую и окончательную.

Понятие об устройстве дюкеров

Переход трубопроводов через овраги, реки и другие препятствия осуществляется с помощью дюкера. Он состоит из входной и выходной камер, которые размещаются на разных берегах, и трубопровода, уложенного на дно реки. При устройстве дюкера выполняются следующие геодезические работы. На каждом берегу закрепляют ось дюкера и устанавливают реперы. План места перехода через реку составляют в масштабах 1:200 1:2000 в зависимости от ширины реки и условий местности. При съемке переходов определяют отметки уровней воды, производят нивелирование по кольям, установленным на разных створах для определения уклона реки. По каждому створу определяют отметки дна реки. Работы производят по двум-трем створам в полосе 50100 м по обе стороны от оси трубопровода. После завершения подготовительных работ, по дну реки копают траншею глубиной 0,8-1,0 м. Прямолинейность траншеи обеспечивается с помощью теодолита или лазерного визира. Затем трубопровод протягивается через реку с помощью механической тяги. Для наблюдения за местонахождением трубопровода под водой к его передней части приваривают визирную цель.

Разбивка надземных трубопроводов, вводов подземных коммуникаций в здания. Монтаж внутренних систем трубопроводов

Р а з б и в к а н а д з е м н ы х т р у б о п р о в о д о в начинается с установки фундаментов под опоры. Центры фундаментов опор разбивают от геодезической основы так же, как и колодцы подземных коммуникаций. Возле каждого фундамента строят небольшую обноску, куда теодолитом выносят продольную ось трубопровода и поперечную ось. С помощью этих осей строят опалубку и устанавливают анкерные болты. Если трубопровод идет над землей на высоте 3 - 5 м, то для определения отметки перекладины рейку упирают пяткой в нижнюю плоскость ее (рис.3.20). Нивелир ставят между репером и опорой и берут отсчет по рейке. Отметка верха перекладины будет где ГП - горизонт прибора; b - отсчет по перевернутой рейке; d - толщина перекладины.

В в о д ы п о д з е м н ы х к о м м у н и к а ц и й в з д а н и я разбивают от его осей. Сначала на исполнительном чертеже фундамента проверяют наличие отверстия в соответствующем месте. Место ввода обозначают с внешней стороны здания и от ближайшего колодца разбивают трассу ввода. В самотечных коммуникациях вычисляют проектный уклон как разность отметок лотка колодца и низа отверстия, деленную на расстояние, с учетом толщины трубы.

М о н т а ж в н у т р е н н и х с и с т е м трубопроводов производится согласно разбивочным схемам, где имеются значения привязок.

Установка оборудования и приборов по высоте внутри здания выполняется от отметки чистого пола (ОЧП). Измерения при монтаже внутренних сетей и устройств выполняются при помощи стальной рулетки.

Укладка труб по заданному уклону с помощью постоянных и переносных визирок, по маякам, по уровню

У к л а д к а т р у б п о з а д а н н о м у у к л о н у выполняется с помощью постоянных и переносных визирок, по маякам, по уровню. В первом случае в местах строительства колодцев на дне траншеи закрепляют точки на проектных отметках. Так, если отметка точки А определена с ближайшего репера, тогда отметка точки В будет При использовании постоянных и переносных визирок для укладки труб требуется, чтобы к обноске были прибиты полочки, на которые переносятся отметки с ближайших реперов. Затем необходимо определить размеры l1 и l2 постоянных визирок. Линия, которая касается их верха, должна быть параллельной линии АВ, закрепленной на дне траншеи. Высоты постоянных визирок зависят от высоты ходовой визирки. После ее установки на дно траншеи верх визирки должен возвышаться над поверхностью земли на 1 м. Это значит, что ее длина принимается от 2,5 до 3,5 м. Длины постоянных визирок рассчитываются следующим образом. Если определить отметки НС и НD верха визирок: то и где HЕ и HF отметки полочек; l длина ходовой визирки. Если верхнюю грань ходовой визирки перемещать по линии СD, тогда ее основание будет перемещаться по линии АВ заданного уклона. Каблучок ходовой визирки устанавливают внутрь трубы, на ее лоток, поскольку диаметры используемых труб разные. При малых уклонах трубопроводов такая разбивка является предварительной. В этом случае ходовая визирка изготавливается без каблучка и устанавливается на дно траншеи.. На переломах продольного профиля трассы магистральных трубопроводов разбивают вертикальные кривые больших радиусов. Прямая вставка между началом и концом соседних кривых должны быть не менее 10 - 20 м. На участках вертикальных кривых проектные отметки по дну траншеи устанавливают с помощью нивелира, так как способ визирок на этих участках не может быть применен. Перед укладкой труб проверяют дно траншеи или верх подготовки визирками через 10 м для трубопроводов с уклонами больше 0,003. Если уклоны меньше 3, укладку труб контролируют нивелиром. Для этого на дне траншеи через 5 - 10 м производят контрольное нивелирование. У к л а д к а т р у б с п о м о щ ь ю м а я к о в более точный способ, чем предыдущий. Маяк - это кол, который забивается на дно траншеи (рис.3.18, а). Отметка на верх кола передается с ближайшего репера и определяется по формуле В верхний конец кола вкручивается шуруп, который позволяет регулировать местоположение рейки и добиваться расчетной величины отсчета (длины рабочей рейки) по формуле b = ГП НВ, где ГП = Нрп + а. После установки маяков готовят подготовку на которую укладывают трубы. Маяки ограничивают верхнюю грань подготовки и лотки труб устанавливают по линии заданного уклона. У к л а д к а т р у б п о у р о в н ю осуществляется при строительстве напорных трубопроводов. Между трубой и уровнем ставят вкладыш. Размер деревянного вкладыша определяется длиной d оправы уровня и высотой h вкладыша, равной iЧd, где i величина заданного уклона. Если установить пузырек уровня в нуль-пункт, то лоток трубы будет направлен по линии заданного уклона. При прокладке трубопроводов в каналах на их стенки с помощью нивелира наносят проектные отметки, по которым устанавливают опоры для труб.

Перенесения в натуру трасс трубопроводов. Разбивочный чертеж

В плане коммуникации разбивают с относительной погрешностью 1:2000. По высоте - напорные трубопроводы укладываются с точностью 12 см, самотечные 3 - 5 мм. Разбивочный чертеж служит для перенесения трассы подземной коммуникации в натуру. Он содержит необходимые угловые и линейные элементы. Его составляют на основе генерального плана и продольного профиля. На чертеж наносят ближайшие пункты геодезической основы и относительно их указывают местонахождение участка коммуникации, который разбивается с углами поворота, пикетами, колодцами. На углах поворота подписывают координаты, между колодцами расстояния. Разбивку поворотных точек трассы и наблюдательных колодцев подземных коммуникаций производят от местных предметов, теодолитных ходов, красных линий застройки, строительной сетки. Ориентируясь на местные предметы, производят разбивку внутриквартальных трубопроводов. Проектные расстояния определяют по плану или вычисляют графо-аналитическим способом. Для привязки используют углы зданий, заборов, люки смотровых колодцев. Количество засечек на каждую поворотную точку должно быть не менее трех, как это показано на разбивочном чертеже трассы канализации. При отсутствии контуров местности прокладывают теодолитный ход, точки которого закрепляют в натуре. От этих точек откладывают вычисленные аналитическим способом значения горизонтальных углов и расстояний, Углы поворота трассы и узловые колодцы разбивают через 300500 м. Все промежуточные колодцы определяют в створе этих точек с помощью соответствующих проектных расстояний на плане. Створ задают теодолитом, расстояния откладывают лентой. При разбивке технологических трубопроводов, идущих многочисленными нитками, которые соприкасаются одна к другой, определяют местонахождение двух крайних ниток.В процессе разбивки коммуникации неизбежны некоторые продольные и поперечные перемещения колодцев. Продольные перемещения меняют расстояние между соседними колодцами и поэтому изменяют проектные уклоны. Если перемещения не превышают 0,3 - 0,5 м, то уклоны остаются без изменений. Поперечные перемещения ломают прямолинейную ось коммуникации, что значительно осложняет нормальную укладку труб. Перед строительством магистральных трубопроводов восстанавливают и закрепляют углы поворота, пикетаж трассы, детально разбивают кривые, проводят контрольные измерения линий и повторное нивелирование. Одновременно в соответствии с проектом, разбивают колодцы и переходы. Точки крепления выносят за пределы зоны земляных работ, примерно на 5 м в обе стороны от оси трассы. Разбивка оси трубопровода в плане и по высоте заключительный этап перенесения трасс подземных коммуникаций в натуру. Траншеи для укладки труб выполняют с откосами и с вертикальными стенками. В первом случае на местности через каждые 5 - 10 м закрепляют ось траншеи и грани верхней и нижней бровки. На проектных чертежах по организации работ указывают ширину траншеи по низу d0 и крутизну откоса 1: m. Величину крутизны откоса задают в зависимости от состава горных пород и средней глубины траншеи. Крутизну откоса характеризуют дробью где di горизонтальное проложение от нижней бровки до верхней; h глубина траншеи. Поскольку в разных местах глубина траншеи изменяется в зависимости от рельефа и уклона трубопровода, величину di определяют по формулеПри разбивке траншеи с вертикальными стенками на местности аналогичным образом закрепляют ось траншеи и грани краев. Контроль разбивки грунта по высоте осуществляют с помощью визирок. В начале контрольного участка устанавливают постоянные визирки. Их высота должна быть равной переносной визирке, когда ее верх находится на проектной отметке. Грунт в траншее не выбирают на величину около 10 см до проектных отметок. Затем на пикетах, в местах устройства колодцев и изменения уклонов строят лавочную обноску и способом визирок вынимают грунт до проектных отметок. На обноски переносят теодолитом ось трубопровода, которая закрепляется гвоздями, между ними натягивается проволока. Ось трубопровода проецируется на дно траншеи с помощью отвесов, прикрепленных к проволоке.

Закрепление осей сооружения

Для закрепления осей, а также для удобства использования в процессе строительства, их выносят на обноску. Обноска представляет собой доску, закрепленную горизонтально на столбах на высоте 40-60 см от земли. Оси на деревянной обноске фиксируют гвоздем. Известны два вида обноски: сплошная и створная. Сплошную обноску применяют довольно редко из-за громоздкости и сложности ее построения. Более рациональной является створная обноска. Она устанавливается лишь в местах закрепления осей на произвольном расстоянии от контура здания.

Помимо обноски, вынесенные в натуру оси закрепляют постоянными и временными знаками. Постоянными знаками обычно закрепляют главные и основные оси. Знаки устанавливают вне зоны земляных работ. Эти места должны быть удобными для установки над знаком геодезических приборов и выполнения измерений. Для временных знаков используют деревянные колья, костыли, металлические штыри и трубки. Для закрепления створов осей широко применяют цветные окраски на зданиях и сооружениях. Окраски представляют собой цветные риски, наносимые яркой несмываемой краской. Для быстрого восстановления осей на продолжении их створов закрепляют по два знака с каждой стороны здания. Один из знаков обычно располагают под обноской.

Способы разбивки главных и основных осей сооружений: прямоугольных и полярных координат, угловой, линейной и створной засечек. Оценка точности. Разбивка основных осей зданий относительно существующей застройки

В зависимости от условий местности, вида геодезической основы, размеров и типа сооружений основные оси и проектные точки выносят в натуру различными способами. С п о с о б п р я м о у г о л ь н ы х к о о р д и н а т применяется, когда на площадке имеется строительная сетка или красные линии застройки. На створе 23 геодезической плановой основы откладывают отрезки 2I и 2II. Для проверки построений измеряют расстояние II3. Теодолит устанавливают в точке I, на лимбе фиксируют 90° и по направлению I-I' откладывают отрезки Iа и Ib (рис.3.9, а). Аналогичные построения выполняют и в точке II. Для построения на местности осей АА' и ББ' выполняют подобные геодезические действия, как и на осях I-I', и II-II'. Перпендикуляры не должны превышать длину мерного прибора. После выноса в натуру габаритов здания, проверяют длины сторон построенного прямоугольника. Отклонения от проектных данных не должны превышать 12 см. Источники погрешностей построения, например, проектной точки а способом прямоугольных координат следующие: - погрешности и расстояний и ; - погрешности построения прямого угла; - погрешность фиксации точки а на местности. Поэтому .Для подготовки котлована на местности закрепляются точки a, b, c, d, пересечения основных осей. Каждая ось фиксируется в натуре двумя осевыми знаками с обеих сторон вне зоны строительных работ. С п о с о б п о л я р н ы х к о о р д и н а т применяют в открытой местности, когда узловые точки (закруглений и пересечений трасс) удалены от строительной сетки. От линии опорного хода в заданном направлении откладываются заранее рассчитанные расстояния и горизонтальные углы, которые определяют положение необходимых точек. На плане определяют координаты проектной точки С, координаты опорных точек А, В и дирекционный угол направления ВА известны. По формулам (3.1) находят дирекционный угол BC, расстояние dBC и угол . Теодолитом строят угол в точке В. По направлению ВС откладывают расстояние dВС и на местности фиксируют точку С Построение выполняют при КЛ и КП. В этом способе погрешности построения точки С следующие:- погрешности построения проектного угла ;- погрешность проектного расстояния - погрешность фиксации точки С на местности .Следовательно,.С п о с о б у г л о в о й з а с е ч к и применяется, когда на местности существуют препятствия (река, овраг) или проектные точки удалены от опорных пунктов. Чаще всего этот способ используют при разбивке мостовых переходов и гидротехнических сооружений. Рассчитываются горизонтальные углы 1 и 2 как разности дирекционных направленийНаибольшая точность построения точки С достигается в том случае, когда в треугольнике угол = 90є и длины АВ и ВС равны между собой.Погрешность построения точки С способом угловой засечки будет

где и - погрешности построения углов и ; - погрешность фиксации точки С на местности С п о с о б л и н е й н о й з а с е ч к и. Схема построения аналогична угловой засечке. По координатам вычисляют длины сторон АС и ВС, затем откладывают их на местности мерной лентой и место пересечения двух дуг обозначают и закрепляют колышком Длины d1 и d2 не должны превышать длины мерного прибора. Точность построения проектной точки С колеблется от 1 до 2 см.Погрешность построения на местности точки С определяется формулойгде и - средние квадратические погрешности откладывания расстояниий и ; - угол засечки в точке С. С п о с о б с т в о р н о й з а с е ч к и применяется для детальной разбивки зданий относительно створов главных и основных осей. Положение точки на строительной площадке определяется пересечением двух осей, которые закрепляются на противоположных концах здания. Наилучшая засечка осуществляется под прямым углом. Местонахождение точки в створе может быть найдено с помощью теодолита, или струны и отвеса. Створ задается при двух положениях вертикального круга теодолита. В створном способе важное значение имеет центрировка теодолита. Главные и основные оси здания разбиваются на местности от пунктов плановой основы и закрепляются осевыми знаками. В их створе устанавливают дополнительные знаки, необходимые для восстановления пунктов в случае их утраты. Р а з б и в к а о с н о в н ы х о с е й о т н о с и т е л ь н о с у щ е с т в у- ю щ и х з д а н и й. При вынесении на местность проектных осей новых зданий среди существующей застройки ориентируются на уже построенные объекты, а необходимые данные (углы и расстояния) определяют на проектных чертежах графическим способом. В этом случае положение новых зданий часто определяют относительно створов линий существующих сооружений с помощью способа перпендикуляров или линейной засечки

Передача отметки в котлован (траншею) и на монтажный горизонт. Вынос в натуру линии и плоскости проектного уклона

При решении этих задач используют рейки, стальную рулетку и нивелир. Сначала нивелир устанавливают на земной поверхности и берут отсчеты при двух горизонтах прибора по рейке, установленной на временном репере арп. и по рулетке d.

Затем нивелир устанавливают в котловане или на монтажном горизонте и производят аналогичные отсчеты по рулетке с и по рейке b (Отметка временного репера В, закрепленного в котловане, может быть вычислена по формуле

Отметка репера В на монтажном горизонте, обозначенная на стене краской, будет равна

Для оптимального натяжения рулетки к ней подвешивают груз массой до 10 кг.При неглубоком котловане проектную отметку на его дно можно передать с помощью нивелира и рейки. Отметку на монтажный горизонт очень часто передают по маршевой лестнице, используя нивелирную рейку и нивелир.

П о с т р о е н и е л и н и и и п л о с к о с т и з а д а н н ы х у к л о н о в. При построении линии заданного уклона используют теодолит или нивелир. От ближайшего репера переломные точки проектной линии устанавливают на проектные отметки и закрепляют их колышками. Над точкой А устанавливают нивелир так, чтобы один из подъемных винтов размещался по заданной линии (рис.3.8, а). Затем рейкой или рулеткой измеряют высоту прибора и в точке В устанавливают рейку. С помощью подъемных винтов наклоняют трубу нивелира до тех пор, пока отсчет по рейке не будет равным высоте прибора, т.е. b = I. Перемещая рейку по линии, в необходимых точках забивают колышки таким образом, чтобы отсчеты по рейке были равны высоте прибора b = I. Уровень, проходящий через пятки реек, фиксирует на местности линию с заданным уклоном. При использовании теодолита измеряют высоту прибора и на вертикальном круге с учетом места нуля устанавливают отсчет в градусной мере, равный проектному уклону.

Построение плоскости с заданным уклоном осуществляют при планировке наклонных площадок. Сначала выносят на местность проектные отметки точек А, В, С, D. Нивелир или теодолит устанавливают над точкой А так, чтобы два его подъемных винта были параллельными АВ, а третий перпендикулярным к АВ (рис.3.8, б). Измеряют высоту прибора I и подъемными винтами 1 и 2 наклоняют зрительную трубу так, чтобы отсчет по рейке в точке В был равен I. Затем вращением подъемного винта 3 устанавливают отсчет по рейке в точке D, равный I.

Для контроля берут отсчет по рейке, установленной в точке С, который также должен быть равен I. Перемещая рейку между точками А, В, С, D, добиваются, чтобы отсчеты по рейке были одинаковыми и равными высоте прибора I. Необходимое количество характерных точек закрепляют на местности.

Для построения линии или плоскости заданных уклонов можно применять лазерные нивелиры.

Вынос в натуру углов, длин линий и проектных отметок, построение вертикальной плоскости

П о с т р о е н и е з а д а н н о г о г о р и з о н т а л ь н о г о у г л а. Для построения проектного угла теодолит устанавливают в точке А и визируют на точку В. Затем вращением теодолита откладывают угол и на местности обозначают точку С1 при КЛ и точку С2 при КП. Отрезок С1С2 делят пополам и фиксируют точку С. Расстояние С1С2 должно быть не более 0,02 0,03 м на каждые 100 м расстояния АС. Для построения угла с повышенной точностью при КЛ откладывают его на местности и измеряют необходимым количеством приемов n. Число приемов определяется по приближенной формулегде - точность теодолита; - требуемая точность. Вычисляют разность " = изм пр и длину отрезка CC1 = dAС ("/") (где отклонение угла в секундах; " = 206265"). Отложив на местности отрезок CC1 перпендикулярно линии АC, получают точку С. Для контроля угол ВАС измеряют.П о с т р о е н и е п р о е к т н о г о р а с с т о я н и я. Для построения длины линии необходимо от исходной точки отложить в заданном направлении расстояние, горизонтальное проложение которого равно проектному значению. Это расстояние с необходимой точностью измеряют компарированными мерными приборами, учитывая все поправки. Поправки за компарирование, температуру, и наклон местности вводят со знаками, обратными тем, которые учитывают при измерении линий. Вычислив длину закрепленного отрезка, сравнивают его с проектным значением, находят линейную поправкуи откладывают ее с соответствующим знаком от конечной точки В, затем для контроля построенную линию АВ1 измеряют. П о с т р о е н и е з а д а н н ы х о т м е т о к обычно проводят геометрическим нивелированием. При выполнении полевых работ всегда известна проектная отметка точки В () и высота временного репера А ().отсчет по рейке определяется по формулегде В точке В рейку опускают или поднимают для получения расчетного отсчета bпр. Уровень пятки рейки будет соответствовать проектной отметке . Этот уровень фиксируют на местности колышком.Для проверки достоверности выноса проектной отметки выполняют повторное нивелирование относительно другого репера. Погрешности построения заданной отметки: погрешность отметки репера погрешности отсчетов и , погрешность фиксации точки В. ПоэтомуП о с т р о е н и е в е р т и к а л ь н о й п л о с к о с т и. Вертикальность конструкций высотой до 50 м можно проверить способом вертикальной плоскости с использованием теодолита. На расстоянии 1,5Н от стены здания устанавливают теодолит в точке А разбивочной оси и приводят его в рабочее положение (рис.3.6). Затем зрительную трубу при положении КЛ поворачивают в вертикальной плоскости и обозначают в точке С проекцию вертикальной нити сетки. Аналогичные действия выполняют при другом положении вертикального круга (КП). Несовпадение нитей сетки не должно превышать интервал между штрихами биссектора. В этом случае точки В и С находятся в вертикальной плоскости.

Геодезические разбивочные работы. Плановая и высотная разбивочные основы. Оси сооружения

Комплекс геодезических работ по переносу проекта сооружения в натуру называется р а з б и в к о й с о о р у ж е н и я. Разбивка выполняется в плане и по высоте. Разбивочные работы являются одним из основных видов инженерно-геодезической деятельности. Поэтому для выполнения разбивок необходимо иметь: генеральный план сооружения; рабочие чертежи сооружения в масштабах 1:1001:500; проект вертикальной планировки; планы и профили подземных коммуникаций; план геодезической разбивочной сети. На основе этих документов осуществляется геодезическая подготовка проекта, которая включает создание разбивочных чертежей и разработку проекта производства геодезических работ (ППГР). Проект сооружения составляют на топографических планах крупных масштабов, которые определяют общегеодезическую систему координат, задающую положение характерных точек проектируемого сооружения относительно этой системы. Поэтому графическая подготовка для разбивки сооружения заключается в определении углов, расстояний, координат, отметок на планах и чертежах с точностью, определяемой соотношением = Ч M ( 0,2 мм - графическая точность и М знаменатель численного масштаба плана). Чаще всего применяют графо-аналитический способ, когда часть данных определяется графически, а другие вычисляются аналитически. Различают главные, основные, промежуточные или детальные оси. Главными осями линейных сооружений (дорог, каналов, подземных коммуникаций, плотин, мостов) служат продольные оси этих сооружений. В промышленном и гражданском строительстве в качестве главных осей принимают оси симметрии зданий Основными являются оси, определяющие форму и габариты зданий и сооружений. Промежуточные оси служат для детальной разбивки сооружений. Указанные в проекте сооружения координаты, углы, расстояния и превышения называются проектными. Высоты плоскостей и отдельных точек проекта задают от условной поверхности. В зданиях за условную поверхность (нулевую отметку) принимают уровень «чистого пола» первого этажа. Для каждого сооружения условная поверхность соответствует определенной абсолютной высоте, которая указывается в проекте. На практике допустимая погрешность геодезических разбивочных работ вычисляется по формуле где - строительный допуск; - погрешность технологических расчетов;- погрешность строительных работ. В зависимости от размеров строительной площадки, характера здания и необходимой точности геодезические разбивочные сети строятся разными методами. С т р о и т е л ь н а я с е т к а система точек пересечения координатных линий, которые разбиваются в натуре. Она проектируется и строится на местности в виде квадратов или прямоугольников (рис.3.2), согласованных с проектом размещения сооружений. Их вершины служат опорными пунктами для проведения разбивочных работ. Длины сторон сетки колеблются от 50 до 400 м. Проект строительной сетки выносится на местность и закрепляется специальными знаками. Точность в размещении двух смежных точек не должна превышать 12 см. Строительная сетка разбивается от пунктов плановой сети или от существующей застройки. Прямые углы строятся теодолитом, стороны стальной лентой с относительной погрешностью 1:2000.Обычно пункты строительной сетки используются как плановые и высотные знаки. Высота размещения знаков должна быть согласована с проектом вертикальной планировки.К р а с н а я л и н и я граница, отделяющая территорию застройки от улиц (проездов). Часто она служит опорной линией, ориентируясь на которую выносят в натуру оси здания. Красную линию переносят на площадку от пунктов полигонометрии и ее положение закрепляют на местности или обозначают краской на стенах существующих зданий.Т е о д о л и т н ы й х о д в качестве разбивочной основы используют, когда вблизи осей сооружения или трубопроводов отсутствуют опорные геодезические пункты.В ы с о т н а я р а з б и в о ч н а я о с н о в а. Вблизи строительной площадки закрепляют не менее двух временных реперов, отметки которых определяют с помощью ходов технического нивелирования, проложенных от ближайших двух-трех пунктов геодезической сети. Составляется акт о передаче отметок на временные реперы.

Вертикальная планировка. Составление плана организации рельефа и плана земляных масс

В е р т и к а л ь н а я п л а н и р о в к а - комплекс работ по преобразованию естественного рельефа в проектный. В состав проекта вертикальной планировки входит план организации рельефа и план земляных масс. Основой для разработки плана организации рельефа служат топографические планы масштаба 1:500 1:5000, составленные по результатам нивелирования строительных площадок по квадратам. Проектный рельеф, образуемый отдельными оформляющими плоскостями, задается проектными горизонталями в сочетании с проектными отметками. Метод проектных горизонталей заключается в том, что на топографическом плане выправляют натурные горизонтали в соответствии с техническими требованиями планировки. При этом по наиболее пониженным отметкам выявляют направление тальвега, а по наибольшим - направление водораздела. С помощью их составляют схему планировки поверхностей, определяют отметки опорных точек, направление и крутизну скатов. Проектные горизонтали между линиями перегибов скатов изображаются прямыми равно отстоящими друг от друга параллельными линиями. Сечение h для проектных горизонталей в пределах 0,1-0,5 м выбирают в зависимости от характера естественного рельефа. Положение проектных горизонталей на плане определяют по проектным отметкам точек пересечения осей проездов и точек перегиба проектного рельефа. где i - продольный проектный уклон; М - знаменатель численного масштаба плана. По определенным проектным отметкам внутри квартала проводят горизонтали с учетом возможности отвода воды на внутриплощадных дорогах в сторону улиц. При этом предусматривается наименьший объем земляных работ и равное соотношение между объемом выемки грунта и его засыпкой. Работа выполняется на топографическом плане в следующей последовательности: При проектировании наклонной площадки для обеспечения поверхностного водостока обычно задают ее продольный ix и поперечный iу уклоны с условием обеспечения баланса объема земляных масс в выемке и насыпке. Вычисляют среднюю отметку центра тяжести. участка Н0 по формуле где Н1 сумма отметок вершин, которые принадлежат угловым квадратам; Н2, Н4 сумма отметок вершин, общих для двух или четырех квадратов; n количество квадратов. Проектная отметка каждой точки, которая располагается на расстоянии dx и dу от исходной, находится по формуле Рабочие отметки вершин квадратов hр вычисляются как разности проектной и фактической отметок Переход проектного рельефа в естественный осуществляется с помощью откосов. Их крутизну (отношение высоты откоса к ширине основания) принимают в зависимости от механического состава грунтов и проектного назначения откосов. План земляных масс - это чертеж в виде сетки квадратов со стороной 20 или 40 м в зависимости от масштаба плана. В углу каждого квадрата подписывают рабочие отметки. По рабочим отметкам и площадям квадратов (с учетом выемок и насыпей) подсчитывают объемы земляных масс. По сторонам квадратов, где hр меняет знак на противоположный, находят точки нулевых значений рабочих отметок по следующей формуле

где di - расстояние между смежными точками стороны квадрата; и - рабочие отметки этих точек. Точки нулевых значений рабочих отметок последовательно соединяют прямыми линиями, штриховкой или раскраской разделяют зоны выемки и насыпи Подсчет объемов земляных масс выполняется на плане земляных масс. Объемы насыпи и выемки для полных квадратов вычисляются как для четырехгранного призматоида по формуле где hр рабочие отметки в углах квадрата; Р площадь квадрата. Объемы выемок и насыпей в переходных (неполных) квадратах вычисляются по формулам где - сумма рабочих отметок по выемке; - сумма рабочих отметок по насыпке; +- сумма всех рабочих отметок в данном квадрате. Подсчитывать значения объемов земляных масс по формулам (2.1 - 2.2) удобнее в ведомости или по специальной программе на ЭВМ. В ряде случаев используется приближенный способ определения объемов призм по формуле где Рi площадь основания фигуры; hср. средняя рабочая отметка вершин квадрата. Оценкой точности результатов вычисления Vн и Vв служит относительная погрешность = 100% ( Vн Vв ) / Vср. 5%.

Составление профиля трассы. Геодезические расчеты при проектировании теплотрасс и газопроводов. Понятие о вертикальных кривых

Проектный профиль линейного сооружения наносят на основе технических условий, экономических требований и особенностей его эксплуатации.Т е п л о в ы е с е т и прокладывают, как правило, под землей в проходных или непроходных каналах (железобетонных коробах). Допускается бесканальная прокладка в теплоизоляции для труб диаметром меньше 400 мм. Минимальное расстояние по вертикали от теплотрассы до других трубопроводов должно быть 0,4 м, до силового кабеля 1,0 м. Для сбора конденсата уклон сетей должен составлять не менее 2, независимо от направления движения теплоносителя и способа прокладки. Без уклона теплотрасса прокладывается по мостам, при пересечении других коммуникаций и в подвалах. В сетях через 150-200 м устраивают П-образные компенсаторы. Каналы тепловых сетей заглубляют на 1,52,0 м ниже поверхности земли. В местах изменения уклонов устанавливают неподвижные опоры. Элементам сетей присваивают обозначения, которые состоят из марки и порядкового номера. Прокладка тепловых сетей при пересечении железных дорог, а также рек, оврагов должна быть надземной. Г а з о п р о в о д ы подразделяются на магистральные и распределительные, которые закладываются на глубину 0,8 м от поверхности земли до верха трубы. Увеличивают глубину заложения газопровода до 1,0 1,2 м на городских улицах с интенсивным движением). Допускается укладка двух и больше газопроводов в одной траншее на одном или разном уровнях. Трубопроводу задается минимальный уклон 2 для сбора и удаления конденсированной воды. Рекомендуется не составлять продольный профиль участка газопровода, который прокладывается на местности со спокойным рельефом при отсутствии пересечений с природными преградами и инженерными коммуникациями. Для построения проектного профиля от контрольной точки намечают начало и конец участка с одинаковым проектным уклоном, определяют графически его длину di и вычисляют предварительный уклон iпр. = (Нк - Нн ) / di, где Hн проектная отметка начальной контрольной точки; Hк предварительная проектная отметка конечной точки участка. Если полученное значение iпр. удовлетворяет условиям минимального уклона для напорных трубопроводов или самотечной канализации во избежание больших заглублений, то ее величину округляют до тысячных значений и вписывают в графу уклона профиля. При этом руководствуются зависимостью между диаметрами труб и минимальными уклонами линий. Чтобы вследствие округлений уклона не нарушалась зависимость между i, d и разностью отметок, следует подкорректировать значение и записать его вместо . Ввиду малого различия между и , корректировку положения проектной линии в точке графически проводить не нужно. Из формулы iпр.= h/d находят превышение между точками проектного профиля h = iпр. · d. Тогда отметка точки проектного профиля Нпр., которая находится от исходной точки на расстоянии di, будет равна .По этой формуле вычисляют отметки всех точек трассы на прямолинейных участках. Если проектная линия понижается, то уклон имеет знак минус, когда повышается плюс.

Все полученные проектные отметки, уклоны и расстояния записываются в соответствующие графы профиля трубопровода. На переломах проектной линии магистральных трубопроводов необходима вставка вертикальных кривых. Детальную разбивку вертикальных кривых выполняют по способу прямоугольных координат, задаваясь значениями абсцисс Х и вычисляя ординаты по приближенной формуле У=Х2/2R. Значения биссектрисы и ординат вводят как поправки в проектные отметки профиля со знаком плюс для вогнутых и знаком минус для выпуклых кривых. Значения элементов вертикальных кривых, а также координаты Х и У выбирают из специальных таблиц.

Полевое трассирование. Определение и закрепление главных точек круговой кривой. Вынос пикетов на кривую способом прямоугольных координат

П о л е в о е т р а с с и р о в а н и е окончательные изыскания трасс трубопроводов. Его проводят по установленным направлениям, которые выбирают с помощью камерального трассирования До выхода в поле на плане определяют элементы привязки (их координаты или расстояния до твердых предметов местности) характерных точек трассы: её начало и конца, вершин углов поворота, середины кривой, точек пересечения с осями различных сооружений. Для выноса на местность узловых точек по трассе прокладывают теодолитный ход. Затем эти точки переносят на местность и закрепляют колышками. Между вершинами углов поворота трассы измеряют длины линий и горизонтальные углы. По оси трассы разбивают пикетаж. От начала трассы (нулевой пикет) откладывают отрезки на застроенной территории через 50 м, на незастроенной - через 100 м. Концы этих отрезков-пикетов, обозначают колышками, а рядом ставят сторожки, на которых отмечают номера пикетов: ПК0, ПК1, ПК2 и т.д. Номер пикета показывает расстояние в сотнях метров от начала трассы. Точки резкого изменения уклона местности, а также пересечения трассы с дорогами, коммуникациями (плюсовые точки) обозначают колышками и указывают расстояние от ближайшего младшего пикета, Одновременно выполняют способами перпендикуляров и засечками съемку ситуации в притрассовой зоне шириной 40-50 м с каждой стороны трассы. В ходе разбивки пикетажа ведут полевой журнал (пикетажную книжку). В нём трасса обозначается условно прямой линией, на которой в произвольном масштабе наносят все пикеты и плюсовые точки, а углы поворота показывают стрелками. Ситуация местности изображается в условных знаках. При разбивке пикетажа трасс каналов и трубопроводов вблизи углов поворота пикеты закрепляют на прямых, а затем переносят на кривую. Для обозначения и закрепления главных точек кривой на трассе выполняют подготовительные расчеты. По измеренному в поле углу поворота и заданном проектом радиусу R вычисляют по формулам (1.1) или выбирают из специальных таблиц основные элементы круговой кривой: тангенс Т, длину кривой К, биссектрису Б и домер Д.

T = R · tq/2 Б = R (sec /2 -1) К = R( /180°) Д = 2T-К.

Поскольку пикетажное значение вершины угла поворота известно, то можно найти и закрепить на местности главные точки кривой из следующих формул:

ПК НК = ПК ВУ - Т ПК СК = ПК НК + (К/2) ПК КК = ПК НК + КПК КК = ПК ВУ + Т - Д. (1.2

СК находят, откладывая расстояние Б по биссектрисе угла 180°-. Все измерения производят по тангенсам, а счет пикетажа - по кривой. Поэтому для учета разницы между длиной двух тангенсов и кривой уменьшают пикетажное наименование вершины угла поворота на величину домера, т.е. ПК ВУиспр.= ПК ВУ-Д. От него продолжают разбивку пикетажа по новому направлению.Во избежание аварийности трубопроводов при разбивке их трасс прямые участки сопрягают с круговыми кривыми при помощи переходных кривых. Их радиус кривизны меняется от бесконечности до радиуса круговой кривой.Все пикеты, которые находятся на тангенсах, выносят на кривую способом прямоугольных координат. Необходимо на кривую радиуса R вынести ПК N, предыдущий пикет N-1 находится на расстоянии l от начала кривой По длине дуги К=100- l и радиусу R координаты Х, У пикета N выбирают из специальных таблиц или вычисляют по формулам

ХN = R · sin УN = R- R cos = 2Rsin2/2 ц= [180° / R] · К, где К - отрезок кривой от её начала до пикета. Вынос пикета на кривую на втором тангенсе выполняется аналогично, только уже от ПК КК. Для построения продольного профиля по пикетажу трассы трубопровода или канала выполняют техническое нивелирование в прямом и обратном направлениях. Если ход опирается на реперы государственной геодезической сети, то нивелирование производят одним нивелиром с использованием двухсторонних реек. При этом невязка fh в ходе между реперами с известными отметками не должна превышать fh = 30 мм, где L длина хода в км.

Геодезическое трассирование трубопроводов. Камеральное трассирование. Автоматизированная система выбора и проектирования трасс

Основная задача инженерно-геодезических изысканий сооружений линейного типа заключается в определении на местности положения оси трассы в плане и по высоте. Комплекс инженерно-геодезических работ по выбору трассы, которая дол-жна соответствовать требованиям технических условий, минимальным финансовым затратам на строительство и эксплуатацию называется трассированием. Оптимальная трасса определяется путем технико-экономического сравнения конкурирующих вариантов Определение трассы по топографическим картам, планам, аэрокосмическим материалам и цифровым моделям местности называется камеральным трассированием, а выбор ее непосредственно на местности полевым. Как правило, камеральное трассирование выполняется на предварительной стадии изысканий. На застроенных территориях городов и поселков часто вместо полевого трассирования выполняются крупномасштабные (1:500 - 1:2000) топографические съемки полосы по выбранной трассе с последующей окончательной камеральной укладкой её по материалам съемки в принятой системе координат и высот. Для каналов и самотечных трубопроводов важно выдерживать при трассировании продольные уклоны (высотные параметры) при допустимых скоростях течения воды. Для напорных трубопроводов уклоны местности мало влияют на проект трассы и её выбирают наиболее короткой в благоприятных условиях. При трассировании трубопроводов различают плановые (углы поворота, радиусы горизонтальных кривых, длины переходных кривых, прямые вставки) и высотные (продольные уклоны, длины элементов в профиле, радиусы вертикальных кривых) параметры. На трассах канализации горизонтальные и вертикальные кривые не проектируют и трасса представляет ломаную линию. К а м е р а л ь н ы е и з ы с к а н и я трасс большой протяжённости начинают с определения воздушной линии. Это прямая, которая соединяет на карте опорные точки (начало и конец трассы, промежуточные пункты), до которой как наиболее короткой стремятся приблизить проектную трассу. Ориентируясь на воздушную линию, определяют в первом приближении возможные направления трассы между опорными точками. Затем намеченные направления переносят на крупномасштабные топографические карты. В зависимости от сложности местности и технических условий проектирования трассы трубопровода камеральное трассирование выполняют с помощью способов попыток или построения линии предельно допустимого уклона трубопровода с безнапорным движением жидкости. С п о с о б п о п ы т о к используют для равнинной местности, где между намеченными точками на карте прокладывают кратчайшую трассу, а затем составляют продольный профиль местности с проектной линией трубопровода. С п о с о б п о с т р о е н и я л и н и и з а д а н н о г о п р е д е л ь н о г о у к л о н а используют для трубопровода с безнапорным движением жидкости. Необходимо провести кратчайшую линию между точками А и В таким образом, чтобы ни один отрезок не имел уклона больше предельного (iпред.). Эта задача может быть решена с помощью масштаба заложения для уклонов. Измерив по нему раствором циркуля заложение dпред., соответствующее предельному уклону, засекают последовательно точки 1 … 7 от точки А до точки В (рис.1.7). Если раствор циркуля меньше расстояния между горизонталями, линию проводят по кратчайшему направлению. Соединив все точки, получают линию с заданным предельным уклоном. Для определения необходимого заложения (расстояния между горизонталями), можно также использовать известную формулу dпред.= h/(iпред.•М), где М - знаменатель числового масштаба карты (плана). С и с т е м а а в т о м а т и ч е с к о г о п р о е к т и р о в а н и я (САПР) и в ы б о р а т р а с с ы основана на использовании цифровой модели местности как исходной топографической основы, ЭВМ для расчета и проектирования вариантов, графопостроителя для автоматизированного создания проектной документации. В процессе изысканий линейных сооружений на уровне САПР возрастают объемы собираемой информации, что требует применения современных технических средств: аэрокосмических методов, электронной тахеометрии, наземной фотограмметрии, геофизических методов инженерно-геологической разведки. Это позволяет осуществлять основной объем работ по сбору топографо-геодезической и других видов информации в камеральных условиях при широком использовании современных автоматизированных систем и вычислительной техники.

Геодезические работы при обследовании подводных переходов газопроводов

Газопроводы, пересекающие водные препятствия прокладываются в две нитки: основная и резервная. Для установления глубины залегания, оголенных и провисающих участков периодически, не реже двух раз в год, проводится обследование подземных переходов газопроводов. В тех местах, где обнаружены такие нарушенные переходы газопроводов, выполняются следующие инженерно-геодезические работы. По линии, проходящей через опознавательные знаки газопроводов, с одного из берегов разбивается пикетаж через реку на другой берег. Выполняется топографическая съемка береговых участков в масштабе 1:1000 с целью составления плана.

Геодезические работы под водой выполняются водолазами. Определение положения промерных точек производится при помощи мерного троса, скорость течения - вертушкой. Промеры глубин осуществляются ручным лотом или эхолотом. Плановое положение газопроводов и его глубина определяются при помощи подводного трассоискателя ПТИ-1М.

В результате проведенных геодезических работ строится продольный профиль основного и резервного газопроводов. На обнаруженные оголенные участки укладываются мешки со щебнем.

После укладки мешков производится послеремонтное обследование подводного газопровода.

Съемка подземных трубопроводов в период эксплуатации. Поиск подземных коммуникаций искателем трубопроводов ИТ5

Подземные трубопроводы подразделяются на напорные (тепловые сети, газопровод и водопровод) и самотечные (промышленная, бытовая и ливневая канализация, дренаж). При плановой съемке всех видов инженерных коммуникаций точность приблизительно одинаковая. На застроенных территориях средняя квадратическая погрешность в положении отдельных линий между собой и относительно фундаментов зданий должна быть не более 0,100,15 м. На незастроенных территориях эта погрешность может достигать 0,5 м. Точность высотной съемки подземных коммуникаций зависит от существующих требований к проектным отметкам и уклонам. В связи с тем, что в напорных трубопроводах уклоны выдерживаются с меньшей точностью (до 2-3 см), чем у самотечных, для высотной съемки можно также использовать тригонометрическое нивелирование. На некоторых заводских и городских территориях отсутствует исполнительная документация, поэтому копают поперечные траншеи (шурфы) на некотором расстоянии одна от другой. Затем определяют характерные точки подземных коммуникаций: повороты, вводы в здания, отводы и их характеристики. Плановую привязку выполняют линейными засечками (от существующих зданий) и промерами между видимыми точками прокладок. Высотная привязка осуществляется техническим нивелированием. Индукционный метод поиска инженерных подземных коммуникаций (ИПК) используется для определения их планового положения и глубины заложения при топографических съемках. Искатель трубопроводов ИТ5 состоит из генератора импульсов, головных телефонов, антенны, приемника и штыря заземления Местоположение коммуникации определяется по «максимуму» и «минимуму» сигнала. В режиме «максимум» ось антенны располагают перпендикулярно к оси коммуникации и плавно перемещают ее вправо и влево до получения наибольшей громкости звукового сигнала. Ширина зоны звучания сигнала может быть до двух метров. Положение проекции коммуникации на дневную поверхность уточняют по режиму «минимум». Для этого, антенну располагают вертикально и перемещают ее, как в первом случае, добиваясь наименьшего звучания сигнала. Эту точку фиксируют на местности. Для определения глубины заложения коммуникации антенну располагают под углом 45° к поверхности земли и перемещают ее перпендикулярно к направлению трассы до первого минимума слышимости сигнала. Расстояние от этой точки до оси и будет равняться глубине заложения коммуникации. Для контроля повторяют измерения в противоположную от оси сторону и вычисляют среднее из двух значений полученных расстояний. Искателем трубопроводов ИТ5 можно обнаружить коммуникации, расположенные на глубине до 10 м, на расстоянии от точки подключения генератора до 1,5 км, и определить их планово-высотное положение с погрешностью 0,2 м. На застроенных территориях, где проходит в одном направлении несколько коммуникаций, с помощью индукционного метода можно определить только приблизительную полосу их прохождения. В процессе съемки трубопроводов выполняют следующие виды работ. П о д г о т о в и т е л ь н ы е р а б о т ы направлены на сбор и анализ технической документации планов и профилей подземных коммуникаций, материалов разбивочных работ и исполнительных съемок, данных технической инвентаризации и обмера колодцев, планов территории и размещения геодезических пунктов. На основе этих данных составляют схематический план подземных сетей и схемы, обязательные для эффективного применения искателя трубопровода на строительной площадке. Р е к о г н о с ц и р о в к а с е т е й проводится совместно со специалистами эксплуатационной службы, во время которой уточняют на местности схемы отдельных сетей. По откорректированным схемам определяют способы поиска коммуникаций, места контрольных промеров. Параллельно отыскивают пункты планово-высотного обоснования и разрабатывают проект дальнейшего их развития, составляют план проведения съемки. На основе схемы подземных сетей и плана съемочных работ, на всех углах поворота и ответвлениях, а также через каждые 50 м на прямых участках, выполняют поиск трубопроводов индукционным методом, определяют плановое положение и глубину заложения коммуникаций. Во время съемки сетей в неблагоприятных условиях (каналы с большим количеством подземных сетей, подходы к подстанциям и т.п.) копают шурфы.