Общие принципы производства геодезических разбивочных работ

Разбивкой сооружения или перенесением его проекта в натуру называется комплекс геодезических работ по определению на местности положения будущего сооружения и его частей в плане и по высоте в соответствии с проектом. По своей сущности разбивочные работы являются процессом, обратным топографической съемке. При топографической съемке характерные точки ситуации и рельефа переносятся с местности на план; в процессе разбивки, наоборот, запроектированное на топографическом плане сооружение должно быть перенесено на местность. Обратные действия сложнее прямых, поэтому разбивка сооружений на порядок точнее съемочных работ.

Перенос проекта сооружения в натуру выполняется в три этапа:

1. на первом этапе - от пунктов геодезической основы на строительной площадке выносятся в натуру и закрепляются на местности главные или оси симметрии сооружения;

2. на втором этапе – от главных осей производится разбивка основных продольных и поперечных осей сооружения, определяется высотное положение отдельных элементов сооружения;

3. на 3-ем этапе - разбиваются монтажные (технологические) оси и выполняется геодезический контроль за установкой технологического оборудования в проектное положение.

Требования к точности разбивочных работ нарастают при переходе от этапа к этапу. На первом этапе эти требования относительно невысоки: общее положение сооружения на местности может быть определено с погрешностью в несколько см. Значительно точнее, с погрешностями до нескольких мм, должна выполняться детальная разбивка основных осей, имеющая целью обеспечить строгую геометрическую связь между отдельными элементами сооружения. Величины допустимых погрешностей при разбивке обусловлены типом сооружения, его назначением, материалом, из которого сооружение возводиться, технологией производства работ. Они указываются в строительных нормах и правилах (СНиП), регламентирующих документах (РД) или в проектах. Геодезическая разбивка должна обеспечить полную сборность сооружения, т.е. строгое сопряжение всех его частей в соответствии с проектом. На третьем этапе требования к точности разбивочных работ самые высокие. При строительстве некоторых сооружений и монтаже технологического оборудования в промышленном строительстве взаимное положение отдельных частей сооружений и механизмов необходимо определять с погрешностями до десятых долей миллиметров.

Высотную разбивку зданий и сооружений, либо их частей выполняют от строительных реперов, заложенных на строительной площадке. Нормы точности разбивочных высотных работ также регламентированы СНиП, РД или проектами производства работ.

1.1. Подготовка геодезических данных для выноса проекта сооружения на местность.

Для перенесения проекта сооружения в натуру производят геодезическую подготовку, которая включает:

1. Вычислительные и графические работы для получения разбивочных данных;

2. Составление разбивочного чертежа, на котором показывают элементы привязки возводимого сооружения к пунктам геодезической основы.

Подготовка исходных данных для разбивки может выполняться графическим, аналитическим или графо-аналитическим методами.

Графический метод можно использовать только при наличии крупномасштабного плана района строительства. Непосредственно с плана снимаются графически при помощи циркуля-измерителя, поперечного масштаба и геодезического транспортира все геометрические элементы разбивочного чертежа. Точность определения разбивочных элементов невысока и прямо зависит от масштаба плана.

Наиболее точные результаты дает аналитический метод, при котором по известным координатам опорных и проектируемых точек решением обратной геодезической задачи вычисляют элементы геометрической привязки сооружения к пунктам геодезической основы.

Оперативным методом подготовки разбивочных чертежей является графо-аналитический метод, при котором часть необходимых данных для составления разбивочного чертежа снимают графически с плана, а другую, большую часть, рассчитывают аналитически.

Рассмотрим этот способ подготовки исходных данных для выноса в натуру осевых точек запроектированных сооружений - полярный способ. В начале координаты осевых точек сооружения необходимо определять графически с плана с помощью поперечного масштаба и циркуля - измерителя. Разбивочные элементы углы и расстояния до осевых точек относительно вершин геодезического обоснования (теодолитного хода) вычисляют решением обратной геодезической задачи. Для этого вычисляют разности координат (приращения):

Δx_{1-0 =} x₀-x₁ и Δy_{1-0 =} y₀-y₁ (1.1)

где x_0, y₀ – координаты выносимой осевой точки,

x_1, y₁ – координаты опорной точки вершины теодолитного хода, от которой осевая точка будет выносится в натуру. По разностям координат Δx_1-0 и Δy_1-0 находят расстояние от опорной точки до выносимой осевой по формуле:

d_1-0= (Δx²_1-0 + Δу²_1-0 ) (1.2)

Далее нужно подсчитать румб линии между опорной точкой и выносимой осевой по формуле:

r_1-0=аrctg (Δy_1-0/Δx_1-0), (1.3)

причем румб определяется по знакам разностей координат Δx_1-0 и Δy_1-0 в соответствии с рис. 1.1.

Далее от румба r_1-0 переходят к дирекционному углу этой линии ά_1-0 по формулам связи между румбами и дирекционными углами.

Также вычисляются румб и дирекционный угол линии между опорными точками 1 и 2 (смежными вершинами теодолитного хода) по формуле (1.3) или берутся из ведомости вычисления координат. Наконец, разбивочный угол β между линиями 1-2 и 1-0 вычисляется по формуле:

β= α_1-2- α_1-0 или β= α_1-0 - α_1-2 (1.4)

 

рис. 1.1.

 

Подготовку разбивочных данных целесообразного вести, заполняя ведомость вычисления координат теодолитного хода с последней графы до первой, т.е. в обратном порядке. По данным этой ведомости вычерчивается разбивочный чертеж, на котором изображаются геодезическая основа разбивки (теодолитный ход) и положение осевых точек запроектированного сооружения с указанием величин рассчитанных разбивочных углов и расстояний. У зданий подлежат выносу в натуру точки пересечения основных осей, у дорог и коммуникаций – вершины углов поворота осей трассы.

1.2. Элементы геодезических разбивочных работ.

Плановое положение точки на земной поверхности может быть определено различными способами. Но во всех способах приходится на местности разбивать или горизонтальные углы, или откладывать проектные расстояния, или то и другое вместе, чаще всего. Определение проектной точки по высоте является третьим составляющим элементом геодезических разбивочных работ.

Разбивка проектного горизонтального угла.

На местности необходимо иметь вершину и одну сторону угла. Это пункты опорной геодезической плановой сети (у нас – вершины теодолитного хода).

рис. 1.2.

Над вершиной угла 1 устанавливают теодолит и наводят трубу на точку 2 (рис. 1.2а). Берут отсчет по горизонтальному кругу. К нему прибавляют величину проектного угла, если угол откладывается вправо от линии 1-2, или вычитают, если он откладывается влево от линии 1-2. Движением алидады устанавливают рассчитанный отсчет и колышком

фиксируют вторую сторону проектного угла точку 0₁. Для исключения грубой погрешности и влияния коллимационной ошибки трубу переводят через зенит и откладывают проектный угол при другом положении вертикального круга и закрепляют точку 0₂. Если погрешность разбивки угла не более 1^' (на расстоянии 100м длина отрезка 0₁0₂ не более 30 мм), берут и фиксируют середину отрезка 0₁0₂ колышком 0₀. Угол между линиями 1-2 и 1-0₀ будет искомым.

Если проектный угол требуется вынести в натуру с точностью, превышающей точность отсчетного устройства теодолита, пользуются способом редуцирования. Построенный предварительно угол измеряют 3-4 приемами, и вычисляют его среднее значение β_ср.. Сравнивая величину β_ср с проектной β_пр, находят:

∆β=β_пр-β_ср,

Соответствующий линейный элемент редукции q определяют из соотношения:

q=∆β'' L/ρ^′′ (1.5)

где L- расстояние до выносимой точки, ρ''=206265''.

Отложив величину q вдоль перпендикуляра к линии 1-0_ср с соответствующим знаком, фиксируют точку 0₀. Линия 1-0₀и есть вторая сторона проектного угла β_пр.

 

Вынос в натуру проектного расстояния.

При отложении на поверхности Земли горизонтального проложения линии с помощью мерной ленты (рулетки) нужно учитывать влияние наклона местности, температуру измерений и несоответствие фактической длины мерного прибора ее номинальному значению (Δl_k=l-l₀).

Значение длины линии на местности Д будет отличаться от горизонтального проложения линии d, взятого с проекта, на сумму поправок за наклон ∆d_v, за компарирование ∆d_к и за температуру мерного прибора ∆d_t. :

Д=d+∆d_v - ∆d_к - ∆d_t. (1.6)

Поправка за наклон линии ∆d_v вычисляется, ∆d_v=2dsin²⁽v/2), где v- угол наклона местности. Если известно превышение между концами выносимого проектного расстояния, то поправка за наклон может быть получена по формуле:

∆d_v=h²/2d

Поправку за компарирование находят по формуле:

∆d_к= dΔl_k/ l, (1.7)

В формуле (1.7) d/ l – количество отложений ленты (рулетки) в проектном расстоянии, l- фактическая длина ленты (рулетки), l₀- номинальное значение длины ленты (рулетки).

Поправка за температуру мерного прибора при выносе проектного расстояния в натуру вычисляется по формуле:

∆d_t=kd(t-t₀) (1.8)

В формуле (1.8) t – температура при разбивке (считается равной температуре мерного прибора), t₀- температура при компарировании ленты (рулетки), к – коэффициент температурного расширения стали, равный 0,0000125 м/град.

От опорной точки в заданном (отложенном) направлении несколько раз откладывают преобразованную проектную длину линии Д и при допустимом расхождении закрепляют среднее положение конечной точки.

Вынос в натуру проектного расстояния можно выполнить также способом редуцирования. В этом случае от опорной точки в заданном направлении откладывают проектное расстояние, закрепляют предварительно. Отложенное расстояние измеряют прокомпарированной рулеткой или лентой несколько раз. В вычисленное затем среднее значение длины отрезка вводят поправки за компарирование ∆d_к, за температуру измерений ∆d_t и за наклон линии ∆d_v:

d=Д_ср+∆d_к+ ∆d_t +∆d_v (1.9)

Далее полученное значение горизонтального проложения линии сравнивают с проектным значением. Затем разницу с соответствующим знаком откладывают при помощи металлической линейки с миллиметровым делениями от предварительно закрепленной точки и получают точку, которую закрепляют колышком как конечную точку проектного отрезка.

Поправки в формулах (1.6-1.9) следует вводить, если |∆d_к |>4мм; |(t-t₀)|>8°; |v|>1°30'.

Вынос в натуру проектной отметки.

На строительной площадке разбивают сеть рабочих реперов такой густоты, чтобы любую проектную отметку можно было вынести в натуру нивелиром с одной станции. Установив поэтому на ближайший репер с отметкой Н_РП рейку, а нивелир посередине между репером и выносимой точкой, берут отсчет а по рейке на репере. Определив горизонт прибора Н_i по формуле:

Н_i = Н_рп + а, (1.10)

вычисляют отсчет по рейке в, сооветствующий проектной отметке Н_пр

b = Н_i – Н_пр (1.11)

Перемещают рейку в выносимой точке вверх или вниз до получения отчета в, после чего фиксируют положения пятки на забитом рядом колышке (рис. 1.3).

рис. 1.3.

 

Если проектная отметка находится ниже уровня земли - выносят отметку, которая будет расположена выше уровня земли и отличается от проектной на целое число дециметров. На колышке надо подписать со знаком минус разность вынесенной и проектной отметок.

Для контроля необходимо проверить превышение между репером и вынесенной проектной точкой обычным нивелированием. Если оно равно разности Н_рп - Н_пр в пределах допуска, работа выполнена верно. В противном случае ее переделывают.

 

Разбивка линии заданного уклона.

От точки А с отметкой Н_а требуется разбить линию АВ длиной L с проектным уклоном i=tgv

рис.1.4.

 

Если не требуется большой точности, задача решается с помощью визирок (см. рис.1.4). Вынеся в натуру от ближайших реперов нивелиром проектные отметки Н_А и Н_В= Н_А+ iL и закрепив их кольями, на них устанавливают опорные визирки одинаковой высоты. Третью, ходовую визирку той же высоты размещают на кольях между опорными визирками. Колья забивают до тех пор, пока верх ходовой визирки не окажется в створе с верхом опорных визирок. Наблюдается все это невооруженным глазом, поэтому точность способа невысока.

рис. 1.5.

 

Для того, чтобы линия заданного уклона была вынесена в натуру точнее, нужно использовать нивелир (см. рис.1.5). Вынеся в натуру от ближайших реперов и закрепив конечные точки линии А и В, на них устанавливают рейки, а нивелир устанавливают посередине, причем так, чтобы два подъемных винта были расположены вдоль линии АВ. Вращая эти два винта в разные стороны, наклоняют трубу нивелира до тех пор, пока на рейках на точках А и В не будут видны одинаковые отсчеты. Линия визирования станет параллельной линии заданного уклона. Если в створе линии АВ на рейке будет виден тот же отсчет, что и на рейках в точках А и В, то пятка рейки будет располагаться на линии заданного уклона.

Разбивку линии заданного уклона можно выполнить с помощью теодолита. Для этого выносят в натуру проектную отметку начала линии в точке А, устанавливают над ней теодолит и измеряют его высоту J (см. рис.1.6).

рис.1.6.

 

Вычислив соответствующий заданному уклону i вертикальный угол v (i=tgv), устанавливают этот угол по вертикальному кругу теодолита с учетом места нуля. Рейку в выносимой точке В перемещают по вертикали, пока отсчет по ней не станет равным высоте прибора J, и тогда фиксируют колом пятку рейки. Она находится на линии заданного уклона. Таким же образом выносят другие точки в створе выносимой линии.

 

Министерство образования и науки Краснодарского края

Государственное бюджетное образовательное учреждение

Среднего профессионального образования

«Краснодарский монтажный техникум»

Краснодарского края

 

Самостоятельная работа по МДК 02.01. тема 02.01.04

На тему: «Составление схем, способов и элементов перенесения объектов в натуру»

 

Выполнил студент КМТ

Группы 11Нг1-3/9кл.

Спец. 131016

Кутилев Николай

 

 

Краснодар