Так как, в большинстве случаях истинное значение неизвестно, то СКП определяют по формуле Бесселя:

где _i=l_i-х

(х - средняя арифметическое значение или вероятнейшее значение измеряемой величины, а li - результат измерения).

СКП арифметической середины:

Эта формула показывает, что СКП арифметической середины в n раз меньше СКП отдельного измерения.

На практике различают предельные и относительные погрешности. Теорией доказывается, а практикой подтверждается, что абсолютное большинство случайных погрешностей находится в интервале от 0 до m - 68%, от 0 до 2m - 95%, от 0 до 3m - 99.7%.

На практике за предельную погрешность принимают 2m, т.е. с вероятностью 95% можно утверждать, что случайные погрешности не превысят величины равной 2m. Если n<10 то _i(пред)=t_B ^. M, где t_B - коэффициент Стьюдента (таблица)

Таблица коэффициентов Стьюдента

n	tB	n	tB	n	tB
2	4,53	5	2,65	8	2,37
3	3,31	6	2,52	9	2,32
4	2,87	7	2,43	10	2,28

Рассмотрим на примере как выполняется математическая обработка результатов ряда равноточных измерений. Пусть длина линии измерена шесть раз (см. таблицу). Необходимо найти вероятнейшее значение измеренной величины и оценить результаты измерений.

N	l,м	E,см	,см	2	Вычисления
1	75.15	+5	-1	1	l'=75.10 м, x =75.10+0.37/6=75.16 м, m =91 / 5=4.2 см, М = 4.2 / 6=1.7 см, i(пред)=tB . M = 2.52 . 1.7 = 4.4 см, L = 75.16 + 0.04 м (P=95%), Отн.погр.L/L=4.4/7510=1/1700
2	75.18	+8	+2	4
3	75.20	+10	+4	16
4	75.13	+3	-3	9
5	75.10	0	-6	36
6	75.21	+11	+5	25
	37	+1	91

Матобработка ряда измерений одной и той же величины выполняется в следующей последовательности:

- определение вероятнейшего значения измеренной величины

x=l_i/n;

- оценка точности отдельного измерения

- оценка точности арифметической середины (вероятнейшего значения)

- определение окончательного результата

L = x t_BM.

47. Средняя квадратическая погрешность функции измеренных величин.

Пусть известна функция общего вида

z = f (x,y,...,t),

где x,y,...,t - независимые измеренные величины, полученные с известными средними квадратическими погрешностями (СКП).

Тогда СКП функции независимых аргументов равна z корню квадратному из суммы квадратов произведений частных производных функций по каждому из аргументов на СКП соответствующих аргументов, т.е.

(*)

Если функция имеет вид

z = x + y + ...+ t,

то

Для функции

z = k₁x + k₂y + ...+k_nt,

где k₁,k₂,k_n - постоянные величины,

Пример 1.Определить СКП превышения, полученного по формуле h=d^. tg, если горизонтальное проложение d=100.0 м, =4 30', m_d=0.5 м, m=1'.

Решение.

1. Находим частные производные

dh/dd = tg, dh/dv=d/cos².

2. По формуле (*) получаем

м

Пример 2. Определите с какой СКП получена площадь здания прямоугольной формы, если его длина и ширина соответственно равные 36 и 12 м измерены с СКП 1 см.

Решение.

Площадь здания

P = a ^. b.

Так как

(dP/da)=b, dP/db=a, m_a=m_b=m_a,b, то

м ²

48. Общие сведения о вертикальной планировке

Проектом вертикальной планировки называется технический документ, предусматривающий преобразование рельефа для инженерных целей с учетом различных технических, экономических, гидрологических и других факторов.

Оптимальное проектирование вертикальной планировки на топографическом плане стремятся выполнить с максимально возможным сохранением естественно сложившихся форм рельефа, соблюдением минимума объемов земляных масс в выемках (срезах) и насыпях и обеспечением минимального расстояния перемещения грунта.

В состав проекта вертикальной планировки включают два рабочих чертежа: план организации рельефа и план земляных масс. При разработки плана организации рельефа естественную поверхность называют фактической, а преобразованную проектной. Проектные и фактические отметки наносят на план в виде дроби с проектной отметкой в числителе и фактической - в знаменателе. Разность между проектной и фактической отметкой называют рабочей отметкой. Положительные рабочие отметки определяют высоту насыпи, отрицательные - глубину выемки. Точка, для которой рабочая отметка равна нулю, называется точкой нулевых работ. Геометрическое место этих точек образует линию нулевых работ.

Проектирование вертикальной планировки выполняют после разработки генерального плана расположения зданий и сооружений. В начале проектирования анализируют рельеф на участках предлагаемой застройки с позиции возможности отвода поверхностных вод и устройства канализации. Оценивают величину и направление существующих уклонов по проездам. Иногда корректируют проект горизонтальной планировки для достижения допустимых уклонов проездов в пределах от 5% до 80% и приемлемой высоты срезки или насыпи. Принимают решения об устройстве на отдельных участках линевой канализации.

За основу разработки высотной организации территории застройки принимают общую схему улично-дорожной сети, на которой решены вопросы высотной увязки и расположения площадей, пересечений магистральных улиц, мостов, путепроводов, а также определены направления сброса поверхностных вод и расположение водосточных коллекторов.

Процесс проектирования вертикальной планировки отдельных участков можно представить в виде следующего алгоритма:

Высотная привязка отдельных зданий и площадей с определением объемов грунта, вытесняемого фундаментами и подвалами;

Составление профилей по характерным направлениям;

Преобразование рельефа методом проектных горизонталей по опорным отметкам проездов, составление плана организации рельефа;

Разработка плана земляных масс с учетом грунта от устройства фундаментов и подвалов зданий, корыта под одежду дорог и площадок, подземных сетей;

Вычисление поправок к проектным отметкам участка планировки, обеспечивающих баланс объемов выемки и насыпи;

Корректировка и окончательное оформление планов организации рельефа и земляных масс.

49. Высотная привязка здания

Основными задачами высотной привязки проектируемых зданий являются обеспечение отвода поверхностных вод от фундаментов и определение абсолютной отметки уровня чистого пола первого этажа. При этом учитываются необходимые условия эксплуатации зданий и сооружений, их функциональное назначение, экологические, гидрогеологические, эстетические и другие факторы. Должны также соблюдаться требования, при которых поверхностный водосток с окружающей территории попал бы на улицы и проезды, выполняющие роль водосборных и водоотводных сетей с взаимно увязанными уклонами в пределах от 0.5 до 6%.

Рис.48. Высотная привязка проектируемого здания

Высотная привязка выполняется в учебных целях в следующем порядке:

1. Для запроектированного на генплане с учетом инсоляции, радиации, аэрации и других архитектурно-планировочных требований здания размерам 12х 72 м определяют фактические отметки углов.

2. К максимальной фактической отметке одного из углов здания прибавляют 20 см и получают проектную отметку отмостки.

3. Назначают уклоны вдоль осей здания с учетом рельефа и вычисляют проектные отметки углов здания, которые должны быть больше фактических на 0.2 м. В случае несоблюдения этого условия, корректируют проектные отметки и уклоны.

4. Из чертежей фасадов и разрезов проектируемого здания выбирают условную отметку земли, указанную со знаком "-" относительно чистого пола первого этажа здания и прибавляют к максимальной планировочной отметке на отмостке. Полученную абсолютную отметку уровня чистого пола записывают внутри проектируемого здания. Она должна быть больше отметки отмостки не менее чем на 0.3 м. В жилых зданиях, расположенных по красной линии, уровень пола квартир первого этажа должен быть выше тратуара не менее чем на 0.5 м.

50. Геодезическая основа разбивочных работ. Строительная сетка

Для выноса в натуру основных осей и геодезическому обеспечению строительства на стройплощадках необходимо иметь систему пунктов с известными координатами и высотами, которая называется плановой и высотной разбивочной основой.

Наиболее распространённым видом разбивочной геодезической основы на крупных объектах является строительная сетка (СС) в виде квадратов или прямоугольников со сторонами 100...200 м, параллельными главным осям сооружений. Проектирование строительной сетки выполняется на строительном генплане и её пункты располагаются вне зон нарушения грунта в процессе строительства.



Рис.49. Строительная сетка

Привязка строительной сетки к пунктам ГГС выполняется методами триангуляции, полигонометрии, трилатерации. Абсолютная точность определения ее пунктов должно быть не более 10 мм. При необходимости, стороны строительной сетки увеличивают или уменьшают на величину, кратную 10 м. За начало координат принимают пункт в юго-западном углу строительной площадки. Закрепление пунктов СС на местности, как правило, выполняют в два этапа: сначала предварительное - постоянными знаками с металлическими пластинами в верхней части, затем - окончательное - по данным повторных измерений и вычислений элементов редуцирования перемещают центры пунктов и обозначают их керном на пластинах. Правильность редуцирования пунктов СС и точность их планового и высотного положения контролируют дополнительными геодезическими измерениями. В дальнейшем пункты СС используются для выноса осей в натуру и выполнения исполнительных съемок.

51. Способы получения исходных данных для перенесения проекта в натуру и разбивки основных осей

Способы разбивки основных осей соответствуют способам съемки ситуации при теодолитной съемке: 1) прямоугольных координат; 2) линейных засечек; 3) угловых засечек; 4) полярных координат; 5) створа; 6) проектного полигона.

Процесс перенесения на местность проекта представляет собой действия, связанные с построением (откладыванием) на местности углов, расстояний и превышений. При этом в большинстве случаев используют горизонтальные и вертикальные углы, горизонтальные проложения, полученные одним из трех способов:

- графический - суть которого заключается в том, что на плане измеряют горизонтальные углы и проложения. К недостатку этого способа следует отнести графическую точность полученных исходных данных, которая в большинстве случаев не удовлетворяет требованиям;

- аналитический - горизонтальные углы, проложения получают по координатам проектных объектов, которые увязывают математически с координатами объектов существующей застройки и геодезических пунктов. К некоторым недостаткам следует отнести большой объем вычислений.

- графоаналитический - предусматривает определение с плана координат некоторых проектных точек с их последующим аналитическим уточнением.

Точность (СКП) выноса проекта в натуру определяется по формуле:

где m_р - средняя квадратичная погрешность геодезических разбивочных работ;

m_f - средняя квадратичная погрешность фиксации проектных точек на местности;

m_i - средняя квадратичная погрешность положения исходных точек на плане.

52. Перенесение оси сооружения на местность способами полярных координат и угловых засечек

Для запроектированного с учетом инсоляции, радиации, аэрации и других архитектурно-планировочных требований на генплане здания размером 12 ^х 72 м необходимо определить величины плановых разбивочных элементов (углы и расстояния), с помощью которых на местности находят и закрепляют основные оси здания. Из рис. видно, что решение поставленной задачи от пунктов строительной сетки или точек теодолитного хода 1 и 2 заключается в определении графо-аналитическим методом горизонтальных углов ₁, ₂, ₃ и расстояния d_2-В. Для контроля построения на местности основной оси здания ее измеряют и сравнивают с проектной длиной d_АВ, учитывая при этом погрешности геодезических построений точек А (m_А), В (m_В) и расстояния между ними d (m_d).

Рис.51. Подготовка исходных данных для выноса оси АВ в натуру способами угловой засечки (точка А) и полярных координат (точка В)

В учебных целях работу выполняют в следующем порядке.

1. Из ведомости координат точек теодолитного хода выписывают координаты точек 1 и 2, горизонтальное расстояние между ними и дирекционный угол линии 1-2. Таким образом, для расчетов известны:

Х ₁, Y₁, X₂, Y₂, d _1-2, _1-2, d_АВ = 72.000 м.

Следует найти:

₁ и ₂ - для выноса в натуру точки А способом угловой засечки;

₃ и d _2-В - точки В способом полярных координат;

m_А, m_В, m_d - для оценки точности геодезических построений.

2. Определяют графические координаты точек А, В на топоплане x_А, x_В, y_А, y_В;

3. Уточняют координаты точки В с учетом d _АВ = 72.000 м и приняв графические координаты точки А за аналитические (х_А=Х_А, y_А=Y_А),

Х_В = Х_А + d_АВ ^. cos _АВ,

Y_В = Y_А + d_АВ ^. sin _АВ,

;

4.Вычисляют горизонтальные углы ₁, ₂, ₃ и d _2-В :

₁= _1-2 - _1-А,

₂= _2-А - _2-1,

₃= _2-В - _2-1,

;

Дополнительно выполняют расчет предполагаемых погрешностей m_А и m_В выноса в натуру точек А и В и погрешности длины оси АВ m_d.

;

;

,

где m - средняя квадратическая погрешность построения горизонтального угла теодолитом, принимаемая равной для нашего случая 0.5';

- количество минут в одном радиане - 3438';

- угол засечки, вычисляемый из треугольника (180 - ₁- ₂);

m_d/d - относительная погрешность построения на местности проектного отрезка с помощью мерной ленты или рулетки, равная 1/2000;

m_Ф - погрешность фиксации (закрепления) на местности проектной точки, равная 5 мм.

Контролем выноса оси сооружения на местность является измеренная длина оси, которая должна быть равной 72.000 2m_d c вероятностью Р = 95%.

53. Последовательность выполнения геодезических работ на строительной площадке

Инженерно-геодезические работы на стройплощадке ведут по принципу от общего к частному. Геометрической основой проекта сооружения при перенесении его в натуру являются разбивочные оси, относительно которых указываются размеры всех деталей. Технология выполнения разбивочных работ для различных строительных объектов следующая.

Первоначально по генплану определяются графические координаты из характерных точек пересечения основных осей. По размерам, указанным в строительных чертежах и координатам первой точки, определяются координаты всех других угловых точек пересечения осей, отображающих конфигурацию здания.

От ближайших пунктов полигонометрии на участок строительства прокладывается теодолитный ход. По вычисленным координатам точек теодолитного хода и координатам угловых точек здания вычисляются разбивочные элементы для наиболее удобного способа разбивки. Составляется разбивочный чертеж.

Далее согласно разбивочному чертежу выполняются разбивка, контрольные измерения линейных размеров и углов и, при необходимости, - редуцирование. Вынесенные точки закрепляются. По вынесенным точкам прокладывается контрольный теодолитный ход, либо эти точки координируются другими методами и с других точек первоначального теодолитного хода. По результатам контрольных измерений вычисляются координаты вынесенных в натуру точек и сравниваются с проектными.

Детальная разбивка с относительно высокой точностью начинается с этапа возведения фундаментов здания. Постоянное исходное геодезическое обоснование закрепляется вне контура здания и представляет собой или локальную строительную сетку с небольшими длинами сторон, или ход полигонометрии вокруг здания, пункты которого совпадают с направлением осей.

Порядок разбивки состоит в следующем:

1. От пунктов, предварительно построенной геодезической основы, выносят в натуру главные и основные оси строительного объекта и закрепляют их на местности;

2. От главных и основных осей находят дополнительные. Определяют положение частей и элементов строительных конструкций относительно этих осей, выполняют детальную разбивку сооружения;

3. Выполняют высотную привязку в соответствии с проектом вертикальной планировки, выносят на уровень пола первого этажа "строительный нуль" от ближайших реперов с контролем. Отметки монтажных горизонтов и других характерных точек сооружения передают от уровня чистого пола первого этажа вверх со знаком плюс, вниз - со знаком минус.

Выполнение всего комплекса геодезических работ ведется в соответствии с проектом производства геодезических работ (ППГР), в котором разработана технологическая схема и календарный план (сетевой график) выполнения работ, приведена схема и обосновываются методы построения плановой и высотной опорной геодезических сетей, рассматриваются способы разбивки основных и дополнительных осей, изложены способы контроля строительно-монтажных работ и исполнительных съемок, рассчитана требуемая точность измерений и определены необходимые приборы, обоснована методика наблюдений за смещениями и деформациями конструктивных элементов, приведены сметно-финансовые расчеты.

54. Нормы точности разбивочных работ в строительстве

Система строительных допусков при возведении зданий и сооружений тесно связана с технологией строительного производства и определяется точностью всего комплекса разбивочных работ с учетом точности изготовления конструкций и производства строительно-монтажных работ.

Учитывая то, что рабочие чертежи составляются в основном на планах масштаба 1:500 и СКП планового определения точки равняется 0.2 мм, эта погрешность на местности составит 0.10 м. Такой точности и придерживаются при выносе в натуру точек, фиксирующих положение основных осей. Требования же к точности детальной разбивки значительно выше и определяются исходя из эксплуатационных требований строительных объектов, и характеризуются величинами единиц миллиметров.

Нормы точности геодезических работ в строительстве регламентируется СНиП 3.01.03-84 "Геодезические работы в строительстве". Для погашения погрешностей в сборных конструкциях предусматриваются так называемые компенсаторы: зазоры, швы или площадки опирания одного элемента конструкции на другой. В зависимости от климатических зон температурно-осадочные швы устраиваются через 60-80 м. Все технологические ошибки, в том числе и геодезических измерений, компенсируются на участках между швами.

Точность (СКП) построения разбивочной сети строительной площадки (строительная сетка, красные линии застройки, построенные методами триангуляции, полигонометрии, геодезических ходов, засечек и т.д.) принимают в зависимости от площади застройки, класса точности строительных объектов и материала конструкций в следующих пределах: угловые измерения - 3...30"; линейные - 1/25000...1/2000; определение превышений на 1 км хода - 4...15 мм, - на станции - 1...5 мм.

До начала выполнения строительно-монтажных работ должна быть составлена техническая документация (каталоги координат и высот, абрисы всех пунктов) на геодезическую разбивочную основу, закрепляющую осевыми знаками на местности основные оси здания (сооружения), места температурных (деформационных) швов, начала и конец трасс линейных сооружений, колодцы (камеры). По границам и внутри застраиваемой территории у каждого здания закладывают не менее двух нивелирных реперов, а вдоль осей инженерных сетей - не реже чем через 0.5 км.

Величины СКП геодезических построений для строительства уникальных и сложных объектов и монтажа технологического оборудования определяют расчетами с учетом технических условий и требований к строительно-монтажным и эксплуатационным допускам, предусматриваемых проектом.

При монтаже колонн и других сборных бетонных и железо-бетонных конструкций отклонения осей от вертикали при высоте (Н) до 10 м не должны превышать 10 мм, при высоте свыше 10 м - 0.001Н, но не более 35 мм. Отклонение от вертикали оси ствола башни или трубы от проектного положения - 0.003Н, но не более 150 мм.

Правильность выполнения монтажных строительно-мантажных работ проверяется контрольными геодезическими измерениями с точностью не ниже, чем при разбивке. Предельные (допустимые) отклонения определяются по формуле:

 = tm,

где t - величина, равная 2; 2.5; 3; определяется при разработке проекта производства работ (ППР) или ППГР; m - СКП геодезических разбивочных работ.

55. Элементы разбивочных работ. Построение проектного угла

Элементами геодезических разбивочных работ принято считать проектные углы, отрезки, точки с проектными отметками, линии проектного уклона, которые необходимо построить для перенесения проекта планировки и застройки с плана на местность.

Для построения проектного угла _пр от линии АВ на местности приводят теодолит над точкой А в рабочее положение, закрепляют лимб, наводят зрительную трубу на точку В и берут отсчет _кл при КЛ. Затем к этому отсчету прибавляют значение проектного угла, если угол откладывают по ходу часовой стрелки (если против хода часовой стрелки - значение проектного угла вычитают).

Вычисленный отсчет устанавливают на горизонтальном круге и на местности закрепляют точку С_кл. Действия повторяют при КП и находят точку С_кп. Полученный отрезок между точками делят пополам и получают точку С, которая соответствует значению проектного угла. Для контроля построенный угол измеряют способом приемов.



Рис.54.Схема построения проектного угла с помощью теодолита (а) и рулетки (б)

Часто на строительных площадках выполняют построение прямых углов с помощью рулетки, используя известные свойства "египетского" треугольника с отношением сторон 3:4:5. Для этого от вершины А прямого угла по линии АВ откладывают отрезок кратный 3, например 6 м, и получают точку В. От точек А и В линейными засечками со сторонами соответственно 8 и 10 м получают точку С.

56. Построение проектного отрезка на местности

Чтобы получить проектное горизонтальное проложение d на местности необходимо отложить отрезок D от точки А по направлению линии АС, вычисленный по формуле:

D = d - D_k + D_t + D_v,

где D_k - поправка за компарирование мерного прибора (l₀ - номинальная длина прибора l - погрешность в длине прибора);

D_k = l ^. d/l₀

D_t - поправка за разность температур измерения и компарирования

( - коэффициент линейного расширения стали, равный 12 ^. 10^-6);

D_t = (t - t_k)d

D_v - поправка за наклон линии (v - угол наклона, h - превышение между конечными точками проектного отрезка);

D_v = +2dsin²(v/2) = h²/2d

D_f - поправка за провис (прогиб) рулетки или ленты (f - стрела прогиба, которую измеряют натянув рулетку вдоль стены).

D_f = + 8f²/3d = +2.67 f²/d

Иногда, при линейных измерениях мерными лентами и рулетками используют уравнение ленты (рулетки):

L = L₀ +L_k + (t - t_k)L₀,

в котором поправки за компарирование и температуру при измерении линий вводят со знаком "+", а при отложении (построении) проектных расстояний со знаком "-".

Рис.55.Схема построения проектного отрезка

Пример. Вычислить длину отрезка, который следует отложить на местности, чтобы получить проектный горизонтальный отрезок d = 50.000 м, если поправка в длину 20-метровой стальной рулетки за компарирование l = +9.0 мм, температура компарирования t = 20, температура воздуха при построении отрезка t = 4C, наклон линии = 230' (=0.000012, h=2,183 м, cos=0,999048)

Решение. Поправки в длину линии:

D_k = +9.0 (50.0/20) = +0.022 м;

D_t = 12^. 10^-6(4 - 20) ^. 50.0 = - 0.010 м;

D = -2 ^. 50.0 sin²(230' /2) = - 0.039 м.

D = 50.000 - 0.022 + 0.010 + 0.039 = 50.027 м.

Построение отрезка с повышенной точностью (относительной погрешностью порядка 1/10 000) выполняют в следующей последовательности. В заданном направлении от начальной точки А с помощью теодолита провешивают линию и закрепляют колышками с гладкой верхней поверхностью, с расстоянием между ними равном длине мерного прибора. После закрепления целых пролетов откладывают рулеткой остаток проектного отрезка и полученную точку В закрепляют колышком, к верхней поверхности которого прибита доска размером 10 ^х 10 см. На доске в точке В' тонко отточенным карандашом наносят поперечный к линии штрих. Используя теодолит, на верхней поверхности колышков и на доске прочерчивают карандашом створные риски. Затем по кольям в направлении створных рисок укладывают мерный прибор и натягивают с помощью динамометра с рекомендуемой в паспорте мерного прибора силой (обычно 50 или 100 Н). Задний наблюдатель совмещает начальный штрих прибора с точкой А и подает команду "готово", а передний наблюдатель на сворной риске булавкой фиксирует положение конечного штриха прибора и отвечает "есть". Фиксацию пролета повторяют два-три раза и из полученных точек на переднем колышке выбирают среднее положение и прочерчивают по линейке тонкий штрих, перпендикулярный к створной риске. В таком же порядке откладывают остальные целые пролеты и измеряют остаток.

После расчета и введения поправок за компарирование, температуру и наклон линии сравнивают полученное значение c проектным и производят редуцирование (корректировку положения) точки В'. Полученную точку В закрепляют постоянным знаком, а линию АВ для контроля обязательно измеряют в обратном направлении.

57. Перенесение в натуру проектной отметки

Перенесение проектных отметок на конструкции сооружения или обноску производят от ближайшего репера с известной отметкой Н_рп=2N.N (N - двухзначное число, соответствующее порядковому номеру студента в списке группы или номеру зачетной книжки). Требуется так провести риску через точку В, расположенной на обноске, чтобы ее отметка была равна проектному значению

Н_пр=Н_рп+0.04N.

Рис.56. Построение точки с проектной отметкой

Для этого нивелир устанавливают примерно посредине между репером и точкой В, приводят его в рабочее положение и берут отсчет а по черной стороне рейки, установленной на репере.

Вычисляют горизонт прибора

ГП = Нрп + а,

от которого вычитают проектную отметку и получают отсчет

в = ГП - Нпр.

Затем передвигают рейку на точке В по команде наблюдателя верх или вниз до получения вычисленного отсчета в, называемого "проектной рейкой". В этом случае пятка (нуль) рейки будет находиться на необходимой проектной высоте, которую отмечают карандашом или мелом на сооружении. Аналогичные построения и вычисления для контроля выполняют при измененном горизонте прибора.

При необходимости построения точек с проектными отметками с повышенной точностью (СКП измерения превышения на станции менее 2 мм) используют точные или высокоточные нивелиры и штриховые рейки. При этом неравенство плеч на станции допускается не более 5м, высота визирного луча над препятствием - не менее 0.2 м.

58. Построение в натуре линии заданного уклона

От точки В, закрепленной на местности или обозначенной на обноске, необходимо построить линию с уклоном i = 0.0N через точки 1, 2 и 3, обозначенные на местности торцами колышков или рисками на обноске. Расстояние между точками d _b-1 = d _1-2 = d _2-3 = 10 м.



Рис.57. Схема построения линии заданного уклона

Это задание выполняют в следующей последовательности.

Сначала определяют высоты точек 1, 2 и 3 по формуле

H_i = H_в + i ^. d_i,

затем вычисляют "проектные рейки" в этих точках

b_i = ГП - Н_i, где ГП = Н_в + b.

Устанавливая последовательно рейку в точках 1,2,3, опуская или поднимая ее до тех пор, пока отсчет по ней окажется соответственно равным b₁, b₂, b₃, а пятка рейки будет находиться на проектных высотах. Прямая, проходящая через отмеченные точки, и будет линией заданного уклона. Для контроля перенесение в натуру линии заданного уклона выполняют по двум сторонам рейки или при двух горизонтах прибора.

Построение линии АВ проектного уклона наклонным лучом осуществляют в следующем порядке. Сначала выносят в натуру проектные отметки точек А и В. Затем устанавливают нивелир над точкой А так, чтобы один из подъемных винтов был направлен в сторону точки В и с его помощью наклоняют зрительную трубу нивелира до тех пор пока отсчет по рейке, установленной на проектной отметке в точке В, не будет равен высоте прибора над точкой А. Торцы всех промежуточных колышков между точками А и В устанавливают в проектное положение по отсчету по рейке, равному высоте прибора над точкой А. Линию проектного уклона можно вынести при помощи теодолита, находящегося над точкой А. Для этого визирную ось зрительной трубы в положении КЛ наклоняют до получения отсчета по вертикальному кругу равного v + МО, где v - угол наклона, соответствующий проектному уклону, МО - место нуля.

Рис.57а. Схема построения наклонной линии

59. Способы детальной разбивки круговой кривой

В строительной практике в зависимости от условий местности используют следующие способы детальной разбивки круговых кривых: прямоугольных координат, продолженных хорд, углов и др.

Наиболее точным и распространенным является способ прямоугольных координат, предусматривающий закрепление точек через заданное расстояние k на кривой посредством вычисления и отложения прямоугольных координат этих точек от начала или конца кривой по формулам:

Рис.58.Схема разбивки кривой

где - центральный угол кривой, соответствующий интервалу разбивки. При радиусе закругления до 200 м кривую обычно разбивают через 5 м, при больших радиусах - через 10 или 20 м.

= k180/R

60. Построение створа и наклонной плоскости. Лазерный визир

Под створам понимают вертикальную плоскость, проходящую через две точки. Створ на местности можно построить с помощью: 1)струны (проволоки, нити); 2) коллимационной плоскости теодолита и специальных геодезических приборов вертикального проецирования (PZL, зенит-лот); 3) лазерных источников света (ЛВ-5М).

Погрешность струнного способа обусловлена колебаниями струны и отвесов с помощью которых сносят основные оси на строительные конструкции и достигает примерно 2...4 мм.

Точность построения створа оптическими и лазерными приборами определяется приборными погрешностями, влияниям боковой рефракции и составляет около 2 мм на 100 м.

Наклонная проектная плоскость на местности АBCD строится следующим образом. В четырех точках А,B,C,D вбивают колышки так, чтобы верх каждого из них расположился на проектной отметке для данной точки H_A, H_B, H_C, H_D. Устанавли вают нивелир над точкой А, располагая подъемный винт 3 в направлении стороны АВ, а подъемные винты 1 и 2 в направлении стороны АD.



Рис.59 Схема построения проектной плоскости (вид сверху)

Вращением винтов 1 и 2 наклоняют зрительную трубу нивелира до получения по рейке, установленной на колышек D отсчета I, равного высоте прибора над колышком А. Затем визируют на рейку, поставленную на колышек В, и вращая подъемный винт 3 добиваются опять отсчета равного I. Проверяют контрольный отсчет по рейке, равный I, на колышке С. После этого забивают промежуточные колышки, которые устанавливают относительно наклонного визирного луча при помощи рейки или вехи с целиком, закрепленном на высоте прибора I над точкой А.

61. Геодезические работы при возведении подземной части сооружения

Перед разработкой котлована производят следующие работы:

1) нивелирование поверхности участка строительства по квадратам или тахеометрическую съемку с целью последующего уточнения и корректировки объемов земляных работ;

2) вынос в натуру основных осей, их детальная разбивка на обноске и закрепление створными, грунтовыми знаками и цветной откраской на соседних зданиях;

3) разбивка контура котлована.

Перед разработкой котлована колышками закрепляют границы его откосов. Проектные отметки дна контролируют несколько раз во избежании перебора грунта геометрическим нивелированием вершин сетки, стороны которой параллельны основным осям. Вершины сетки закрепляют кольями-маяками, по которым видны глубины необходимых срезок грунта. Работы по устройству котлована завершаются исполнительной съемкой и составлением схемы, на которой указывают фактические и проектные отметки дна котлована.

Рис. 60 Схема разбивки и закрепления основных осей здания

Перенесение основных осей на обноску и на дно котлована выполняют теодолитом при двух положениях вертикального круга (КЛ и КП) от створных знаков.

Плановое и высотное положение фундаментов, стен подвала, цокаля и перекрытия над подвалом обеспечивается геодезическими наблюдениями и фиксируется на исполнительных чертежах.

62. Расчет границ откосов котлована

После детальной разбивки осей производят на поверхности земли обозначение границ откосов котлована. Из разреза по направлениям основных осей видно, что отметка точки нулевых работ Н ₀ может быть получена по следующим формулам:

Н₀ = Н ₁ + i_ф^. d, Н ₀ = Н_к + i_пр^. d ;

где Н₁ - фактическая отметка, соответствующая точке пересечения основных осей, определяемая по топографическому плану,

Н_к - проектная отметка дна котлована,

i_ф - фактический уклон поверхности земли в направлении основной оси сооружения,

i_пр - проектный уклон откоса котлована,

d - ширина откоса.

Рис. 61 Схема для расчета ширины откоса котлована

Приравняв правые части приведенных формул получим:

Для примера предположим, что Н ₁ = 219.20 м, Н_к = 215.20 м, i_ф = 0.100, i_пр = 1.000.

Тогда, d = (219.20 - 215.20) / (1.0 - 0.1) = 4.4 м.

Аналогично выполняют расчеты ширины (расстояния в плане между нижней и верхней бровками) откоса по всем направлениям, совпадающим с основными осями и параллельным им, через 6...12 м. Вычисления и полученные значения оформляют в специальной ведомости и на разбивочном чертеже. При этом дополнительно учитывают ширину пазух (расстояние от наружной грани фундамента до нижней бровки откоса котлована) и расстояние от осей до наружной грани фундамента.

На местности контуры верхней бровки и основания откосов закрепляют колышками через 6...12 м, а также на углах повората. Затем выполняют рабочую съемку, устанавливают колья-маяки для зачистки дна и откосов, подсчитывают объемы земляных масс. В котлован переносят не менее двух рабочих реперов.

Передачу осей в котлован осуществляют построением створов по соответствующим точкам на обноске с помощью струн и нитяного отвеса или теодолита с закрепленных створных знаков.

Завершающей стадией при работах нулевого цикла считается вынесение осей наружных и внутренних стен на цоколь здания. При этом выполняют исполнительную съемку и составляют схему, на которой показывают положение и отклонение осей от проектных значений, действительное расстояние между осями и фактические отметки поверхности перекрытий.

63. Передача отметок на дно котлована и монтажный горизонт

Для передачи отметок на дно котлована с крутыми откосами или на монтажный горизонт используют методы геометрического или тригонометрического нивелирования. При этом должны быть известны отметки ближайших реперов Н_рп и проектные отметки на дне котлована Н_к или монтажном горизонте Н_м. Непосредственно из рисунка видно, что "проектные рейки" на монтажном горизонте b_м и на дне котлована b_к будут:

b_м = Н_рп + а + сd - H_м, b_к = Н_рп + а' + c'd' - H_к,

где а и а' - отсчеты по черным сторонам реек, установленных на репере,

сd и c'd' - длины отрезков определяемые по отсчетам на рулетках, подвешенных на кронштейнах соответственно на монтажном горизонте и на верхней бровке откоса котлована и натянутых вертикально с помощью грузов.

Погрешность передачи отметки методом геометрического нивелирования с использованием рулетки и реек составляет около 4 мм, если принять погрешность одного отсчета по рейке и рулетке равной 2 мм (2 ^. 4).

Рис. 62 Схема передачи отметок методом геометрического нивелирования

Метод тригометрического нивелирования, выполняемый с помощью технического теодолита, на порядок менее точен по сравнению с геометрическим и сводится к вычислению и построению вертикального угла n и закреплению соответствующей этому углу точки С с заданной проектной отметкой Н_пр

Рис. 62. Схема передачи проектной отметки на монтажный горизонт методом тригонометрического нивелирования

Угол наклона визирной оси теодолита определяется в этом случае по известной формуле:

= arctg(h/d),

где h = Н_пр - Н_{рп -} I,

d - горизонтальное проложение между прибором и точкой С,

I - высота прибора.

При невозможности непосредственного измерения величины d, это расстояние может быть определено как неприступное по теореме синусов.

64. Геодезические работы при возведении надземной части здания. Построение опорной разбивочной сети на исходном горизонте

Разбивку осей сначала выполняют на исходном (нулевом) монтажном горизонте, который располагают на перекрытиях подземной части здания.

Пункты разбивочной сети (базовые знаки) закрепляют в вершинах правильных геометрических фигур и являются опорными для передачи плановых координат на вышележащие монтажные горизонты и построения осей.

Рис.63 Виды сетей, применяемых на монтажных горизонтах зданий

Выбор мест закрепления знаков производят на плане типового этажа с учетом возможностей центрирования прибора и обеспечения видимости между соседними пунктами в процессе монтажа конструкций, выполнения контрольных измерений между знаками, проецирования исходных точек и построения разбивочных сетей на монтажных горизонтах.

Аналитические, проектные координаты знаков определяют в системе осей здания с указанием названия оси и расстояния от оси до знака в миллиметрах.

Построение опорной разбивочной сети на исходном горизонте начинают с переноса основных осей со створных знаков на цоколь здания. От вынесенных осей намечают положение пунктов разбивочной сети (базовых знаков), для закрепления которых используют металлические закладные части перекрытия или приваривают к арматуре перекрытия специальные пластины, на которых керном делают углубление и отмечают откраской.

После предварительной разбивки базисных знаков выполняют высокоточные угловые и линейные измерения всех элементов разбивочной сети. Уравнивают сеть и вычисляют координаты знаков в системе координат строительной сетки. Затем вычисляют элементы редукций и сдвигают накерненные центры, делая новые углубления в местах, соответствующих проектному положению базисных знаков.

Высотной основой при возведении многоэтажных зданий служат не менее трех реперов (марок), заложенные в фундамент или конструкции первого этажа.

Требования к точности измерений при построении разбивочных сетей зданий зависят от их высоты и длины пролетов и характеризуются следующими величинами средних квадратических погрешностей: угловых измерений - 5...30 с, линейных - 1/15000...1/3000, превышений на станции - 1...3 мм.

65. Проецирование опорных пунктов с исходного горизонта и построение разбивочной сети на монтажных горизонтах

Проецирование точек и перенос осей выполняют для обеспечения совмещения осей по вертикали на всех монтажных горизонтах здания. Этот вид работы заключается в построении отвесной линии, проходящей через опорные пункты на исходном горизонте, с помощью приборов вертикального проецирования или коллимационной плоскостью теодолита или отвесом. Допустимые отклонения от вертикали зависят от высоты и типа здания и составляют от 0.5 до 50 мм. Рекомендуется для зданий высотой до 5 этажей проецирование выполнять теодолитом, а для зданий и сооружений высотой более 15 м - приборами вертикального проецирования.

При использовании нитяного отвеса ослабление колебания струны достигается погружением груза в вязкую жидкость или воду с опилками. При проецировании осей коллимационной плоскостью теодолита углы наклона более 45 не допускаются.

Построение разбивочной сети на монтажном горизонте выполняют от опорных пунктов, полученных проецированием с исходного горизонта. Для контроля измеряют расстояния между точками сети и сравнивают их с проектными значениями. Точность построения разбивочной сети на монтажном горизонте допускается на класс ниже, чем на исходном.

66. Геодезические работы при монтаже строительных конструкций

Для обеспечения геометрических требований, предъявляемых к различным операциям монтажа выполняют контроль геометрических параметров и разметку сборных элементов конструкций. Например, при контроле геометрических параметров колонны измеряют её габаритные размеры, одновременно нанося установочные риски, определяющие положение её осей. Риски наносят в нижнем и верхнем сечении на все грани колонны.

При контроле плоских железобетонных элементов (стен, панелей) измеряют длину, высоту (ширину) и толщину. Для определения корсетности и овальности длину и высоту определяют по краям и в середине изделия. Пропеллерность плоского элемента определяют при помощи рейки, отвеса, нивелированием или боковым нивелированием. Величину пропеллерности характеризует выражение

П = а - 2 ^. в + с,

где а, в, с - отсчеты по рейке в точках расположенных на одной прямой (1-5-9, 7-5-3).

Рис.65 Схема расположения контрольных точек на плоских строительных конструкциях

Для строительных конструкций, проверяемые поверхности которых расположены вертикально, применяют боковое нивелирование. Этот способ контроля основан на определении величин отклонений точек от вертикальной плоскости, образуемой визирной линией зрительной трубы. Боковое нивелирование выполняют с помощью теодолита и нивелирных реек. Например, при определении наклона колонны визируют на нивелирные рейки, установленные горизонтально к верхней и нижней точкам одной из граней колонны. Наклон (частный крен) вычисляют по формуле:

К = (а_кл + а_кп)/2 - (в_кл + в_кп)/2,

где а_кл, а_кп и в_кл, в_кп - соответственно отсчеты по рейке при двух положениях вертикального круга теодолита, установленной в верхней (а) и нижней (в) точках.

Рис.66 Схема бокового нивелирования

После монтажа сборных железобетонных элементов контролируют их положение относительно разбивочных осей или линий им параллельным. Отклонения от проектного положения осей панелей, стен, перегородок в нижнем сечении относительно разбивочных осей допускается не более 5 мм по абсолютной величине, отклонение от вертикали - 5 мм. Разница отметок опорных точек поверхности панелей не должна превышать 10 мм.

67. Назначение, методы и особенности исполнительных съемок

Исполнительной называют инженерно-геодезическую съемку строящихся или законченных строительных объектов с целью определения фактического положения в плане и по высоте элементов сооружений и линий коммуникаций, а также для выявления всех отклонений от проекта.

Материалы исполнительной съемки предъявляют рабочей и государственной комиссиям, принимающим объект в эксплуатацию.

Исполнительные съемки ведутся теми же способами что и топографические в период изысканий. Отличительными особенностями являются:

1. Точность исполнительных съемок увеличивается. Вводятся более крупные масштабы чертежей, например 1:200;

2. Используются дополнительно специальные приборы и приспособления - оптические отвесы для проецирования вертикали вниз или вверх, механические и интерференционные створопостроители, полетки из оргстекла, механические угольники и шаблоны;

3 Координаты характерных точек сооружения определяются аналитически и указываются в исполнительной документации;

4. Инженерные подземные коммуникации в целях удобочитаемости и в связи с использованием различными специалистами снимаются раздельно.

68. Съемка подземных коммуникаций

Подземное пространство застроенных городских территорий насчитывает около двадцати видов сетей и сооружений. Они подразделяются на три группы:

1. Трубопроводы - водопровод, канализация, теплотрасса и другие;

2. Кабельные прокладки - электрические, связи и другие;

3. Сооружения особого типа - метро, тоннели.

Для поиска и выноса на поверхность инженерных подземных коммуникаций (ИПК) применяются индукционные методы и приборы: высокочувствительные трассоискатели подземных коммуникаций, щупы, угольники, диаметрометры, трубокабелеискатели (ТКИ).

На рисунке приведена схема работы с ТКИ, в состав которого входят генератор звуковой частоты (ГЗЧ), подключаемый к подземной коммуникации (ПК), и приемник с антенной (ПР) и головными телефонами переносимый по направлению оси коммуникации. По наименьшему между двумя максимальными сигналами определяют плановое положение оси коммуникации.

Рис.67 Схема работы с ТКИ

69. Деформации сооружений. Методы измерений осадок и кренов

Деформации сооружений возникают при воздействии различных природных и антропогенных факторов как на основание, так и на само сооружение. Деформации затрудняют эксплуатацию сооружений, снижают их долговечность. Различают следующие виды вертикальных деформации:

- осадки, происходящие в результате уплотнения грунта;

- просадки, происходящие в результате коренного изменения в структуре грунта:

- набухание и усадки, связанные с изменением объема глинистых грунтов;

- оседание, вызываемое разработкой полезных ископаемых.

Для измерения осадок используется высокоточное геометрическое или гидростатическое нивелирование. При этом используются нивелиры Н-05, Н-1, Ni-007 (Koni). Длина плеч (расстояние от прибора до реек) допускается не более 25 м.

Наиболее характерным показателем деформаций высотных сооружений является крен - отклонение от вертикального положения. Для определения величины и направления (ориентировки) крена используют следующие геодезические способы:

1) координат, когда для для верхней и нижней точек сооружения определяют координаты и решив обратную геодезическую задачу получают величину и направление крена;

2) вертикального (отвесного) проецирования коллимационной плоскостью теодолита верхней и нижней точек сооружения на горизонтально расположенную рейку;

3) направлений (горизонтальных углов);

4) высокоточного нивелирования осадочных марок;

5) стереофотограмметрический и другие.

В соответствии с требованиями (СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений. Изм. БСТ N5 1986г.) значения предельных деформаций не должны превышать величин:

i = 0.008 - для зданий, не оборудованных лифтами, а также если проектом предусмотрены специальные мероприятия по рихтовке направляющих лифтовых шахт;

i = 0.005 - если указанные мероприятия не предусмотрены.

70. Определение величины и направления крена сооружения

Определение крена колонны-отклонения от вертикали верхней точки В относительно нижней Н - заключается в измерении частных кренов К ₁ и К ₂ с помощью теодолита с двух станций, расположенных на расстоянии d₁ и d₂ от колонны, равном 2…3Н (Н-высота колонны), при условии засечки колонны под углом , близким к 90. Для контроля полученных результатов измерения частных кренов выполняется двумя методами: горизонтальных углов и вертикального проецирования верхней и нижней точек на горизонтальную рейку.

Рис.69. Схема определения крена (Н- нижняя, В- верхняя точки наблюдения)

В строительных нормативных документах регламентируется величина допустимого крена для высотных сооружений, возводимых из кирпича, железобетона и металла. Для железобетонных и металлических сооружений допускается отклонение от вертикального положения К_ДОП 0,001 Н, где Н-высота сооружения в метрах. Из приведенных в таблице результатов угловых измерений высота колонны Н_СР может быть получена по следующим формулам:

Н_СР= (Н ₁ + Н ₂) / 2,

Н ₁=d₁ ^. (tg _B + tg _H) = 20.4 ^. (tg 1713 + tg 254) = 7.15 м,

Н ₂=d₂ ^. (tg _B + tg _H) = 18.5 ^. (tg 1758 + tg 253) = 7.00 м,

К_ДОП=0,001 Н_СР= 7 мм

Результаты измерений частных кренов, наблюдаемых с двух станций, приведены в таблице.

Таблица результатов измерений частных кренов.

№ точки	Круг КЛ КП	Отсчет по	Крен (мм) по	Используемые формулы
		ВК	ГК	рейке	Углам	Рейке
Ст. 1, А 1=9650, d1=20,4 м
В	КЛ КП	1711 -1715	9521 27521	0663 1661	1= -129,5	-538	К 1=1 .d1 / р= -89,5.20400мм /3438= -531 мм

Подобные документы

• Основы инженерной геодезии

  Понятие и содержание геодезии как научной дисциплины, предмет и направления ее исследования, структура и основные элементы. Топографические планы и карты. Угловые и линейные измерения на местности, методика их реализации и необходимое оборудование.
  
  презентация [8,7 M], добавлен 11.10.2013
  

• Геодезия

  Предмет и задачи геодезии, понятия о форме и размерах Земли. Системы координат, принятые в геодезии. Система плоских прямоугольных координат Гаусса-Крюгера. Изображение рельефа на топографических картах и планах. Решение инженерно-геодезических задач.
  
  курс лекций [2,8 M], добавлен 13.04.2012
  

• Инженерная геодезия

  Понятие и содержание геодезии как научной дисциплины. Система географических координат. Ориентирование линий в геодезии. Топографические карты и планы. Плановые и высотные геодезические сети. Линейные измерения. Работы, связанные со строительством.
  
  курс лекций [1,7 M], добавлен 05.02.2014
  

• Предмет геодезии и его значение

  Геодезия как наука о Земле, измерениях, проводимых для определения ее формы и размеров с целью изображения на плоскости. Основные разделы геодезии и их задачи. Характеристика геодезических понятий. Методы и средства определения формы и размеров Земли.
  
  презентация [61,8 K], добавлен 22.08.2015
  

• Геодезические измерения

  Понятие о геодезии как о науке, её разделы и задачи. Плоская прямоугольная и полярная системы координат. Абсолютные, условные, относительные высоты точек. Понятие об ориентировании, истинный и магнитный азимуты, геодезические измерения, их виды, единицы.
  
  шпаргалка [23,7 K], добавлен 23.10.2009
  

• Изображение земной поверхности на плоскости

  Общая характеристика физической поверхности Земли. Понятие уровенной поверхности, земного эллипсоида и геоида в геодезии. Определение положения точки с помощью системы географических координат и высот. Рассмотрение правил использования масштаба.
  
  презентация [404,6 K], добавлен 25.02.2014
  

• Нормативно-правовые аспекты осуществления деятельности по инженерной геодезии

  Нормативно-правовое регулирование в области инженерной геодезии. Характеристика органов, контролирующих работу топографо-геодезических служб и их полномочия. Лицензирование их деятельности. Тенденции и перспективы развития геодезии и картографии.
  
  курсовая работа [347,3 K], добавлен 31.05.2014
  

• Работа с геодезическими приборами

  Предмет изучения инженерной геодезии, ее задачи и направления деятельности. Методика работы с геодезическими приборами, сущность и цели их поверок и юстировок. Порядок и правила проверки нивелира и теодолита, выявленные отклонения и пути их устранения.
  
  курсовая работа [159,8 K], добавлен 12.07.2009
  

• Сведение о фигуре Земли и системах координат. Ориентирование

  Фигура Земли как материального тела. Действие силы тяготения и центробежной силы. Внутреннее строение Земли. Распределение масс в земной коре. Системы координат, высот и их применение в геодезии. Азимуты, румбы, дирекционные углы и зависимости между ними.
  
  реферат [13,4 M], добавлен 11.10.2013
  

• Изучение теодолита

  Геодезические приборы для измерения горизонтальных и вертикальных углов. Изучение основных частей, деталей и осей теодолита. Выполнение необходимых геометрических условий. Устройство цилиндрического уровня. Принципы отсчетного устройства теодолита Т30.
  
  лабораторная работа [749,4 K], добавлен 10.07.2011
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам