Разработка проекта производства геодезических работ для обеспечения высотного строительства

1. Характеристика сооружения

2. Нормы точности производства разбивочных работ

3. Внешняя разбивочная сеть

3.1 Принципы построения

3.2 Проектирование внешней разбивочной сети

4. Внутренняя разбивочная сеть

4.1 Принципы построения

4.2 Проектирование внутренней разбивочной сети

4.3 Построения базисных фигур на монтажных горизонтах

5. Высотная основа строительной площадки

5.1 Перенесение высот на монтажные горизонты

6. Производство детальной разбивки

6.1 Работы нулевого цикла

6.1.1 Основные виды работ

6.1.2 Погрешности разбивочных работ нулевого цикла

6.2 Геодезические работы при возведении надземной части здания

7. Исполнительная съемка

8. Приборы

9. Техника безопасности

1. Характеристика сооружения Объектом проектирования является жилой комплекс, расположенный в г. Москва. Объект строительства расположен на сильно застроенной территории. Дорожная сеть развита хорошо, гидрография отсутствует. В общем местность благоприятна для строительства.

Жилой комплекс представляет собой монолитно-кирпичный жилой дом, переменной этажности (21−23 этажа), возводимый по специальному проекту с техническими этажами и подземной двухуровневой автостоянкой.

Здание каркасное, сложной конфигурации, межосевые размеры варьируются от 1200 мм до 4800 мм. Наивысшая отметка здания относительно принятого нулевого значения (уровень чистого пола первого этажа с абсолютным значением 163,500 м) составляет +84,920 м, нижняя точка котлована -8,900 м. Абсолютная отметка дна котлована 154,600 м. Высота жилого этажа составляет 3,020 м.

Здание опирается на монолитную железобетонную плиту толщиной 950 мм. Усиление полей выполнено из буронабивных свай диаметром 420 мм с заглублением 12 м (для ограждения котлована) и 15,5 м (под основание здания).

Несущими элементами здания являются монолитные стены толщиной 260 мм и перекрытия толщиной 280 мм, колонны различного сечения, балки.

Конструктивно сооружение разделено на три здания осадочными швами по осям 14 и С. Модель здания представлена на рис 1.

Рис. 1. Модель здания

2. Нормы точности производства работ При строительстве любого сооружения очень важно сохранять точность на всех этапах возведения сооружения. Для этого были нормативных документах: строительные нормы и правила (СНиП), государственные стандарты (ГОСТ), своды правил (СП), ведомственные инструкции и другие нормативно-технических документы, в которых указываются требования к точности проведения того или иного вида геодезических работ Качественное возведение зданий может быть достигнуто только путём обеспечения установленных проектом параметров, а также соблюдением допусков при изготовлении и монтаже строительных конструкций и на разбивочные работы.

Рассмотрим основные требования, предъявляемые к разным геодезическим работам.

Создание разбивочной основы.

Создание разбивочной основы — один из главных этапов при строительств зданий и сооружений. Основные требования, предъявляемые к точности разбивочных работ площадки, представлены в СНиП 3.01.03−84. Данные требования представлены в таблице 2.1. Величины средних квадратических погрешностей построения внешней и внутренней разбивочных сетей здания также представлены в СНиП 3.01.03−84 (таблица 2.2).

Разбивочные работы.

Также являются одним из основных видов геодезических работ. В СНИП 3.01.03−84 приводятся допустимые средние квадратические погрешности, с которыми можно строить на местности разбивочные элементы (расстояния, углы, превышения). Ошибки разбивочных элементов даны по 6 классам точности в зависимости от конструктивных особенностей, этажности, способов выполнения соединений, сопряжений и узлов возводимых сооружений. Здесь же названы приборы, при помощи которых можно обеспечить требуемую нормативную точность разбивочных работ. Основные средние квадратические погрешности представлены в таблице 2.2.

Точность разбивочных сетей площадки Таблица 2.1

Точности сетей и разбивочных работ

Таблица 2.2

Также основные требования к разбивочным работам описаны в ГОСТ 21 779–82.

Согласно ГОСТ точность разбивочных работ регламентирована такими технологическими допусками как:

— Допуск разбивки точек и осей в плане

— Допуск передачи точек и осей по вертикали и створности точек

— Допуск разбивки и передачи высотных отметок

Все допуски разбивочных работ сгруппированы по 6 классам точности. Классы точности определяют величину допуска для конкретных условий технологического процесса и, следовательно, предопределяют выбор

Допуски разбивки точек и осей в плане (Таблица 2.3) охватывают размеры L между точками и разбивочными осями до 160 м, которые для упрощения таблицы разбиты на 9 интервалов размеров.

Допуски разбивки точек и осей в плане в мм

Таблица 2.3

монтажный строительный площадка разбивочный

Таким же образом построены таблицы допусков для передачи точек по вертикали на высоту Н (Таблица 2.4) и таблица допусков передачи высотных отметок на ту же высоту (Таблица 2.5) с такими же интервалами. Приведённые допуски даны с учётом точности нанесения и закрепления соответствующих точек и осей.

Классы точности не связаны с видами сооружений. Класс выбирается в зависимости от средств технологического обеспечения и контроля точности.

Допуски передачи точек и осей по вертикали и створности точек и осей

Таблица 2.4

Допуски разбивки и передачи высотных отметок в мм

Таблица 2.5.

Геодезический контроль точности геометрических параметров здания.

Требования к геодезический контроль точности геометрических параметров здания устанавливает ГОСТ 21 778–81. Геодезический контроль точности геометрических параметров здания является составной частью производственного контроля качества строительства и осуществляется в процессе возведения сооружения.

Контроль точности геометрических параметров здания заключается в геодезической проверке соответствия положения элементов, конструкций и частей здания нормативным и проектным требованиям и производится как в процессе монтажа конструктивных элементов сооружения, так и по завершению монтажных работ и окончательному закреплению конструкций. Планово-высотное положение конструктивных элементов сооружения отражается в документации по исполнительной съёмке конструкций и частей сооружения.

Точность контрольных измерений должна составлять не более 0,2 величины отклонений, допускаемых на производство геодезических разбивочных работ.

Контролю точности подлежат геометрические параметры элементов конструкций зданий и сооружений, параметры, определяющие положение разбивочных осей и ориентиров для установки конструктивных элементов.

Контроль точности может быть назначен выборочно по альтернативному или количественному признаку, а в особых случаях может быть сплошным.

Таким образом, среди основных нормативных документов, используемых в строительстве выделяют:

• ГОСТ 21.101.-97 СПДС.(СЭВ). Основные требования к рабочей документации.

• ГОСТ 21 778–81 (СТ СЭВ 2045;79) Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Основные положения.

• ГОСТ 23 616–79 (СТ СЭВ 4234−83) Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Контроль точности.

• ГОСТ 22 268–76 Геодезия. Термины и определения.

• ГОСТ Р 51 872−2002. Документация исполнительная геодезическая. Правила выполнения.

• ГОСТ 21 779–82 Технологические допуски.

• СНиП 11−02−96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения.

• СНиП 3.01.03−84 Геодезические работы в строительстве.

• СНиП 3.02.01−87 Земляные сооружения, основания и фундаменты.

• СНиП 3.03.01−87 Несущие и ограждающие конструкции.

• СП 11−104−97. Свод правил. Инженерно-геодезические изыскания для строительства.

• ПР 50.2 006−94 ГСИ Порядок проведения поверки средств измерений.

• СНиП 12−03−2001 Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования.

• СП 12−136−2002 Безопасность труда в строительстве. Решения по охране труда и промышленной безопасности в ПОС и ППР.

В нашем случае строящееся здание имеет площадь застройки менее 10 тыс. м². Таким образом, оно относится к классу точности 3. Точность построения разбивочной сети строительной площадки объекта класса точности 3 должна быть для угловых измерений 10?, для линейных измерений 1:5000. Высотная сеть строительной площадки должна строиться геометрическим нивелированием со средней квадратической ошибкой 10 мм на 1 км хода, т. е. нивелированием IV кл.

Точность построения внешней и внутренней разбивочных сетей отдельного сооружения высотой свыше 60 м и до 100 м в соответствии с СНиП 3.01.03−84 должна составлять:

* Для линейных измерений не ниже 1:10 000;

* Для угловых измерений 5″ ;

* Определение превышений на станции 2 мм.

Такая же точность должна выдерживаться при производстве разбивочных работ.

Согласно ГОСТ 21 779–82 имеем следующие технологические допуски:

1. Допуски разбивки точек и осей в плане

· для интервала 8−16 м — 6 мм

· для интервала 16−24 — 10 мм

2. Допуск передачи точек и осей по вертикали

· на высоту 60−100 м — 16 мм

· на глубину 8−16 м — 4 мм

3. Допуск передачи высот по вертикали

· на высоту 60−100 м — 24 мм

· на глубину 8−16 м — 16 мм Примем норму точности равной 2 (что соответствует доверительной вероятности 95%) и перейдет к средним квадратическим погрешностям:

В результате получим:

1. Средние квадратические погрешности разбивки точек и осей в плане

· для интервала 8−16 м — 2 мм

· для интервала 16−24 — 3 мм

2. Средние квадратические погрешности передачи точек и осей по вертикали

· на высоту 60−100 м -4 мм

· на глубину 8−16 м — 1 мм

3. Допуск передачи высот по вертикали

· на высоту 60−100 м — 6 мм

· на глубину 8−16 м — 4 мм

3. Внешняя разбивочная сеть

3.1 Принципы построения На территории строительства различают разбивочную сеть строительной площадки и два вида разбивочных сетей здания (сооружения): внешнюю и внутреннюю.

Эти сети обладают следующими характерными особенностями:

· часто создаются в местной системе координат с привязкой к государственной системе координат;

· форма сети определяется ситуацией на обслуживаемой территории или формой объектов, группы объектов;

· разбивочные сети имеют ограниченные размеры, часто с незначительным числом фигур или полигонов;

· длины сторон, как правило, короткие.

Внешняя разбивочная сеть здания служит основой для работ по возведению конструкций нулевого цикла, а внутренняя разбивочная сеть для обеспечения точного монтажа строительных конструкций в соответствии с проектом.

Внешняя разбивочная сеть здания (сооружения) включает в себя пункты закрепления основных и главных осей сооружения (рис. 3.1).

Расположение пунктов сети определяется с учетом конкретных условий стройплощадки. Основное требование при этом — обеспечить сохранность пунктов и их стабильность до конца строительства. Во всех случаях места расположения пунктов разбивочной сети должны быть увязаны со стройгенпланом объекта.

Во всех случаях из соображений эффективности стремятся развить разбивочную сеть с минимальным числом избыточных связей. Разбивочные сети строятся, как правило, в одну стадию и при этом внутренняя разбивочная сеть не является второй стадией развития внешней сети.

Способы построения внешней разбивочной сети здания могут быть различны, но существует два наиболее распространенных.

1 способ Сеть из знаков закрепления основных осей здания.

Сущность данного способа заключается в том, что основные или главные оси сооружения закрепляются знаками, устанавливаемыми за границами контура котлована. Эти вынесенные точки и будут служить пунктами внешней разбивочной сети.

Внешняя разбивочная сеть здания строится с пунктов городской геодезической сети или разбивочной сети строительной площадки.

2 способ Пространственные сети из марок катафотов.

В настоящее время данный способ наиболее популярен, особенно при строительстве высотных сооружений. Суть данного способа состоит в том, что разбивочную сеть строительной площадки и здания совмещают и представляют единой пространственной разбивочной сетью строительной площадки. Знаки данной сети как правило закрепляют на окружающих площадку объектах: стенах существующих зданий и сооружений, фонарных столбах, опорах ЛЭП, и пр. Сам знак, при этом представляет собой квадратик светоотражательной пленки (катафот), приклеенный на достаточной высоте на объектах так, чтобы обеспечивать видимость этого знака с возможно больших позиций. Размеры катафота могут быть 15Ч15 мм, 30Ч30 мм или другие.

Преимущество такой разбивочной сети состоит в следующем:

· исключается необходимость строительства грунтовых знаков

· сохранность пунктов на период строительства практически абсолютная.

· пункты всегда открыты для выполнения наблюдений.

Координаты центров катафотов можно определить с двух и более пунктов полигонометрического хода методом полярных координат.

Так же можно выделить относительно новый способ построения внешней разбивочной сети с использованием спутниковых технологий. Он заключается в создании спутниковых сетей недалеко от объекта строительства. Разбивка сооружения при этом производится или непосредственно с пунктов GPS определений, или эти пункты используются для определения координат «свободной станции». Сгущение спутниковых сетей выполняют построением полигонометрических ходов соответствующего строительному объекту класса точности.

3.2 Проектирование внешней разбивочной сети В нашей работе при строительстве высотного сооружения необходимо запроектировать внешнюю разбивочную сеть. Разбивочная сеть площадке представлена в виде строительной сетки, с пунктов которой произведена разбивка главных осей сооружения. Из комплекса сооружений рассмотрим здание, заключенное между цифровыми осями 14 — 21 и буквенными, А — И. Предположи, что основные оси здания будут вынесены и закреплены за пределами строительства. Схема разбивки представлена в приложении 1. Через закрепленные пункты проложим полигонометрический ход. Схема полигонометрического хода представлена в приложении 2.

Примeм местную систему координат. Координаты пунктов и расстояния между пунктами представлены в таблице 3.1

Координаты пунктов полигонометрического хода Таблица 3.1

Проведем оценку точности запроектированной сети в программе CREDO. Допустим запроектирован полигонометрических ход 4 класса. Тогда углы следует измерять m_в = 5″

Стороны предполагается измерять с помощью тахеометра со средней квадратической погрешностью:

m_s =2 мм +1,5 мм/км.

Тогда получим следующие значения погрешностей:

М_макс=5,0 мм В результате получим M/L=5,0мм/184,65 м = 1:37 000, что обеспечивает необходимую точность 1:10 000.

Так как у нас ведется строительство высотного здания, то целесообразно построить сеть из знаков катафотов. Допустим, знаки выносятся с пунктов полигонометрического хода методом полярных координат.

Подсчитаем среднюю квадратическую погрешность центра катафота.

Для полярной засечки имеем где — ошибка измерения линии; - ошибка измерения угла;S — длина линии.

Если =2 мм, =2″, S=100 м, то = 1,9 мм.

4. Внутренняя разбивочная сеть

4.1 Принципы построения Внутренняя разбивочная сеть необходима для производства детальной разбивки строительных конструкций. Как правило, внутренняя разбивочная сеть здания создается в виде сети плановых и высотных знаков на перекрытиях сооружения и служит для производства детальных разбивочных работ на монтажных горизонтах, а также для производства исполнительных съемок.

Разбивочная сеть строится на фундаментной плите или ростверках, на бетонной подготовке или перекрытии подвальной части здания или технического подполья. Эта условная поверхность, на которой закрепляется внутренняя разбивочная сеть, называется исходным горизонтом.

Плановая разбивочная сеть на исходном монтажном горизонте создается в виде геометрических фигур, часто повторяющих общую конфигурацию сооружения. Поскольку эта фигура многократно повторяется на последующих монтажных горизонтах, то ее называют базовой или базисной. Число опорных точек базисной фигуры, передаваемых на монтажные горизонты должно быть не менее трех.

Базисную фигуру проектируют исходя из следующих соображений. Стороны базисной фигуры должны быть параллельны (перпендикулярны) основным осям сооружения. Пункты фигуры должны располагаться в местах, обеспечивающих взаимную видимость и сохранность на весь период строительства. Их располагают вблизи основных осей на расстоянии 0,5ч1,0 м с учетом возможности их дальнейшего вертикального проектирования на выше лежащие монтажные горизонты.

При строительстве сравнительно простых по геометрической форме сооружений сети строят в виде а) треугольников, б) четырехугольников, в) рядов из ромбов и г) центральных систем (рис. 4.1). Измерения в таких фигурах выполняют по программам трилатерации или линейно-угловой сети. При строительстве сложных и уникальных сооружений проектируют специальные высокоточные радиально-кольцевые и линейные сети.

Построение базисной фигуры на исходном горизонте производят с пунктов внешней разбивочной сети здания или со «свободной станции» по проектным координатам пунктов базисной фигуры.

Построение начинают с вынесения на поверхность исходного горизонта двух точек длинной стороны фигуры. Приняв одну из точек стороны и ее направление за исходные, строят остальные точки фигуры, производят угловые и линейные измерения и вычисляют координаты всех пунктов сети. Вычисленные координаты сравнивают с проектными и при наличии расхождений выполняют редуцирование.

4.2 Проектирование внутренней разбивочной сети В нашем случае, внутренняя разбивочная сеть является четырехугольником 1234. Схема сети представлена в приложении 3. Вершины фигуры совпадают с пересечением осей. Для выполнения предрасчета точности предположим, что измерения будут выполняться по программе линейно — угловой сети. Таким образом, в сети будут измерены все углы и стороны 14, 24, 13, 23. Точки 3 и 4 вынесем с пунктов внешней разбивочной сети и примем их за исходные.

Координаты пунктов внутренней сети Таблица 4.1

Проведем оценку точности запроектированной сети в программе CREDO. Допустим линейно — угловая сеть 4 класса. Тогда углы следует измерять m_в = 5″ .

Стороны предполагается измерять с помощью тахеометром. Средняя квадратическая ошибка измерения стороны

m_s = 2 мм + 1,5 мм/км. (4.2)

Тогда получим следующие значения погрешностей:

В результате получим точность, удовлетворяющую требованиям.

4.3 Построения базисных фигур на монтажных горизонтах При строительстве здания по возможности на каждом монтажном горизонте должна быть построена базисная фигура. Перенос точек базисной фигуры может осуществляться как теодолитом (тахеометром), так и специальными приборами — зенит приборами.

В первом случае на монтажные горизонты переносятся оси, во втором непосредственно точки.

При использовании зенит прибора перенос может осуществляться двумя способами:

· пошаговый. перенос с исходного горизонта осуществляется максимум на два этажа

· Сплошной При использовании зенит прибора необходимо прибор (оптический или лазерный) центрировать над точкой базисной фигуры. Над отверстием в перекрытии верхнего монтажного горизонта устанавливается палетка. Палетка выполняется из прозрачного материала, например из восковки с нанесённой координатной сеткой. Восковка крепится на прозрачную основу, например на оргстекло, которое укрепляется над отверстием в перекрытии.

Процесс перенесения точки с нижнего горизонта на верхний заключается в координировании креста сетки нитей зенит прибора (или энергетического центра лазерного луча) на палетке. Координирование выполняют при четырёх положениях горизонтального круга зенит прибора, что позволяет исключить некоторые приборные ошибки. Подставку прибора на штативе также переставляют между приёмами на 120° с целью исключения ошибок центрирования.

На монтажные горизонты с исходного должны быть перенесены, как минимум три точки внутренней разбивочной сети здания. Если нет возможности перенесения точки базисной фигуры вертикальным проектированием, то для их построения используют другие способы. Рассмотрим некоторые из них.

Построение разбивочной основы обратной засечкой.

Данный способ можно использовать, если с монтажного горизонта есть видимость на пункты внешней разбивочной сети здания или другие пункты, заблаговременно построенные в окрестностях возводимого сооружения. Такими исходными пунктами могут быть марки катафоты пространственной сети.

В этом случае плановое положение тахеометра или любой другой удобной для производства разбивочных работ точки находится методом обратной засечки по трем и более точкам. Обратная засечка может быть чисто угловой (задача Потенота) или линейно угловой. При наличии электронного тахеометра, используется обратная линейно-угловая засечка. При этом разбивка осей на монтажном горизонте производится со «свободной станции» в координатном режиме обычными приемами.

Погрешности разбивки осей будут слагаться из погрешностей планового положения исходных пунктов, погрешностей обратной засечки и разбивочных работ.

Влияние ошибки центрирования на точность измерения горизонтального угла в классическом виде выражается зависимостью Здесь L — расстояние между ориентирными точками, А и В.

Из формулы найдем е, а для упрощения расчетов примем L=2S, а также S1 = S2, т. е.

Из последней формулы видно, что при заданной допустимой ошибке m_ц, чем больше расстояние S от точки стояния прибора до ориентирных пунктов, тем больше линейный элемент е. Например, при S = 200 м; = 20″, получим е = 14 мм. Это недопустимые смещения базисной точки с вертикали. Следовательно, ориентирные визирные цели должны располагаться как можно ближе, а допустимые угловые отклонения не должны превышать нескольких секунд.

Построение разбивочной основы полярной засечкой.

Точка или несколько точек строятся способом полярных координат с нижнего монтажного горизонта наклонным визированием в прямом и обратном направлениях. Измеряемыми величинами при этом являются полярный (ориентирный) угол и полярное расстояние.

При наличии электронного тахеометра построение точки выполняется «в координатах», следовательно, закреплённой точке на захватке тут же приписываются и её координаты.

С построенной точки для целей контроля выполняют обратные измерения, используя хотя бы одну точку внешней разбивочной сети вне здания.

Построение разбивочной основы спутниковыми методами.

Разбивочную основу на открытом монтажном горизонте можно построить спутниковыми методами. Для этих целей необходимо иметь несколько спутниковых приёмников, часть из которых устанавливается на пунктах внешней разбивочной сети здания или разбивочной сети строительной площадки. Обычно это два приёмника R1 и R2.

Кроме того, один или два приёмника устанавливаются на перекрытии в местах с открытым горизонтом (точки В1 и В2). Места установки приёмников как над знаками исходной планово-высотной основы, так и на монтажном горизонте тщательно выбирают с тем, чтобы исключить многолучевого приёма отражённых сигналов со спутников. Выполнив наблюдения, результаты обрабатывают специальными компьютерными программами и вычисляют координаты точек на монтажном горизонте.

При спутниковых определениях на высоких объектах (сверхвысоких зданиях, сооружениях башенного типа и т. п.) возникают дополнительные проблемы, связанные с колебаниями сооружений под влиянием ветровых нагрузок, кручения башни из-за неравномерности солнечной радиации и других факторов. В связи с этим немаловажным является выбор времени наблюдений. Это могут быть ночные безветренные часы или облачная спокойная погода.

5. Высотная основа строительной площадки Высотная сеть строительной площадки и высотная сеть здания создаются в виде нивелирных ходов, опирающихся не менее чем на два репера исходной высотной основы.

В нашем случае совместим пункты высотной сети с пунктами полигонометрического хода. Проложим нивелирный ход IV класса опирающего на пункты строительной сетки.

Длина хода нивелирования IV класса, от одной из исходных марок до наиболее слабо определяемого репера (РП 5) L = 96,61 м, то погрешность определения высоты репера будет равна =3,1 мм.

Погрешность в высоте такого репера, определяемой от двух исходных марок (без учета погрешностей исходных данных), вычисляется по формуле

=2,1 мм.

Единая система высот города и площадки высотного здания необходима, так как к сооружению подводится ряд городских коммуникационных линий

5.1 Перенесение высот на монтажные горизонты На монтажные горизонты высотные отметки переносятся от высотных реперов строительной площадки. Перенос может осуществляться нескольким способами.

1 способ с использованием нивелира.

Перенос осуществляется в следующей последовательности:

· Выбирают боковую поверхность несущих конструкций или стен лифтовых шахт, пилонов и пр. из тех соображений, чтобы по этим поверхностям можно было выполнить линейные измерения по вертикали через отверстия для вентиляционных коробов, технологических проемов и другое.

· В удобном месте на выбранной поверхности намечают риску, на которую от разных реперов (не менее двух) передают отметку (точка В).

· Измеряют вертикальный отрезок между точками В и С (точка, а монтажном горизонте) (рис. 5.1)

· высота точки С будет равна высоте репера, плюс отсчет по рейке на этом репере и плюс расстояние .

Погрешность передачи высоты таким способом не превысит 3 мм.

2 способ. Тригонометрическое нивелирование В данном способе необходимо использовать электронный тахеометр (рис. 5.2). На рисунке строительный репер в виде грунтового знака и высотой обозначен Rp. На репере вертикально установлена шашечная нивелирная рейка. Между репером и строящимся объектом устанавливается электронный тахеометр. На нужном монтажном горизонте установлена визирная марка с отражателем или наклеенной отражательной пленкой (катафот).

Отражательную пленку можно наклеить также на видимую, удобную поверхность любой конструкции. Процесс измерений заключается во взятии отсчета по рейке (обозначим этот отсчет через а), далее зрительная труба горизонтальной нитью наводится на середину отражателя (или пленки) и включается режим измерений. Еслинайденное из измерений превышение, то высота центра отражателя (или пленки) на монтажном горизонте вычисляется простым сложением

.

Дальнейшее закрепление высоты и распространение высот по монтажному горизонту легко выполнить простым нивелиром с компенсатором.

Погрешность, с которой будет найдена высота точки на монтажном горизонте, может быть подсчитана на основе формулы (5.1), раскрывая содержание значения .

Если для вычисления превышения h измерялось наклонное расстояние и угол наклона, то находят по формуле

а средняя квадратическая ошибка вычисленного превышения будет равна

где и соответственно ошибки измерения расстояния и угла наклона.

Результирующая погрешность высотного положения репера на монтажном горизонте будет зависеть также от совокупной ошибки высоты инструмента, включающей в себя ошибку отсчета по рейке и ошибку компенсатора угла наклона оси вращения прибора. Кроме того, в конечном результате следует учесть ошибку фиксации точки на монтажном горизонте .

Принимая =50 м, =2 мм, =30°, =10″, =1 мм, =1 мм, получим искомую ошибку =2,8 мм. Иначе говоря, описанные способы вполне взаимозаменяемы.

6. Производство детальной разбивки Возведение зданий и сооружений как правило выполняется в два этапа:

1. Работы нулевого цикла. Сюда входят все основные работы, которые выполняются до уровня пола первого этажа. Это — выемка грунта из котлована, монтаж фундаментов и стен подвала, установка перекрытий над подвалом, обратная засыпка грунта и планировка площадки, устройство (подключение) водопровода, канализации, газопровода и прокладка электрокабелей.

2. Работы по возведению наземной части здания.

6.1 Работы нулевого цикла

6.1.1 Основные виды работ Работы нулевого цикла можно разделить на 3 большие группы: земляные работы, разбивка свайных фундаментов и шпунтовых ограждений и работы по устройству монолитных железобетонных ростверков.

Земляные работы Земляные работы заключаются в геодезической разбивке при срезке растительного грунта, рытье котлованов и траншей, устройстве корыт для дорог, засыпке и уплотнении пазух.

Исходной документацией для геодезических разбивок при земляных работах являются: генеральный план объекта; план осей; проект вертикальной планировки и картограмма земляных работ; проект (план, сечения и профили) дорог, подземных трубопроводов и кабелей; акт и разбивочный чертеж перенесения на местность осей сооружения и границ участка.

Допустимые отклонения дна выемок от проектных при черновой разработке определяются механизмом, производящим работы и составляют для траншейных экскаваторов, экскаваторов с гидравлическим приводом, бульдозеров и скреперов +10 см.

При окончательной разработке грунта, отклонения отметок дна выемок в местах устройства фундаментов и укладки конструкций, а также отклонение отметок спланированной поверхности от проектных не должны превышать ±5 см.

Контроль осуществляется непосредственными замерами высот дна выемок с числом контрольных точек 10−15.

Контроль зачистки дна котлована производится исполнительной съемкой.

Разбивка свайных фундаментов и шпунтовых ограждений Исходными документами для геодезических работ под забивку свай или свайных полей служат: план осей; план свайного поля; акт разбивки осей. Отмеченные документы сверяют и, убедившись в их полной идентичности, приступают к разбивке.

Положение свай может быть разбито тахеометром со свободной станции или с центров закрепления осей. Центры свай закрепляются деревянными кольями или стальными штырями диаметром 6−8 мм и длиной около 250 мм. (рис 6.1)По окончании забивки свай на оголовки выносится проектная отметка низа ростверка (фундамента), под которую производится их срезка и исполнительная съемка. По результатам съемки составляется исполнительная схема, на которой фиксируют положение центра каждой сваи с привязкой к разбивочным осям, указывается расстояние между соседними сваями и отклонение от проектного положения.

Рис. 6.1. Разбивка мест погружения свай при однорядном их расположении

1 — точка закрепления оси на бровке котлована; 2 — строительные скамейки; 3 — знаки закрепления створов осей; 4 — места погружения свай Устройство монолитных железобетонных ростверков.

Исходными документами для разбивки под установку опалубки для фундаментов служат план осей и опалубочный план или план монолитного железобетонного ростверка. Разбивку начинают после сопоставления и выявления идентичности всех рабочих чертежей.

При наличии электронного тахеометра задача разбивки осей под опалубку, далее на опалубку и затем уже на монолитный ростверк или фундаментную плиту решается также как и при разбивке свайного поля: разбивка осуществляется со знаков закрепления осей или со свободной станции в режиме разбивочных работ.

По окончании устройства ростверков производится инструментальная проверка их расположения с составлением исполнительной схемы, на которой показываются смещения осей и отметок по сравнению с проектным положением.

Разбивка осей сборных фундаментов не отличается от аналогичных работ для монолитных фундаментов. При монтаже сборных элементов предельные отклонения от совмещения ориентиров, а также отклонения законченных сборных конструкций от проектного положения не должны превышать величин, приведенных в СНиП 3.03.01−87.

К установке опорных поверхностей для сборных железобетонных колонн и анкерных болтов под стальные колонны предъявляются повышенные точностные требования. Разбивочные оси и реперы, необходимые для установки опорных поверхностей, закрепляются вне контура опор из расчета их многократного использованиявплоть до сдачи сооружения в эксплуатацию.

6.1.2 Погрешности разбивочных работ нулевого цикла Среднюю квадратическую ошибку планового положения точки рассчитаем из предположения, что разбивка производится электронным тахеометром со свободной станции способом полярных координат. В качестве визирной цели используется уголковый отражатель в виде призмы на телескопической штанге, снабженной круглым уровнем. Цену деления уровня примем равной 10'.

Для полярного способа разбивки с учетом ошибки положения станции и ошибки фиксации результирующая погрешность планового положения точки будет равна

где — ошибка построения полярного расстояния S и — ошибка построения полярного угла в.

Приняв полярные расстояния не больше 50 м, ошибки, и, 3 мм, при ошибке фиксации = 2 мм, получим = 4,3 мм, т. е. вполне приемлемое значение практически для всех видов разбивок при возведении подземной части сооружения.

Если h — высота вешки, ф — угол ее наклона, который можно принять равным трем и более значениям цены деления уровня, так как без дополнительных приспособлений удержать вешку вертикально сложно, тогда погрешность фиксации

или .

Полагая ф = 30', получим Д = 13,1 мм. Результирующее влияние наклона штанги можно принять равным погрешности фиксации без учета самого метода фиксирования точки (гвоздь, арматура, карандаш и др.) и чистоты подстилающей поверхности (грунт, бетон, фанера и пр.). Таким образом, или около 18,5 мм. Понятно, что расчеты выполнены для довольно экстремальных условий и, тем не менее, результирующая погрешность проектирования точки телескопической вехой оказалась значительной. В этой связи описанная технология и оборудование могут быть использованы при относительно грубых разбивках, например для земляных работ и при выносе в натуру коммуникаций. Поэтому для производства более точных и тонких разбивочных работ телескопическую веху, удерживающую триппель-призму, снабжают двумя опорами переменной длины, или разбивку выполняют в два этапа: точку грубо разбивают описанным способом, а уточняют ее положение при помощи штатива с отражателем на подставке с оптическим центриром.

6.2 Геодезические работы при возведении надземной части здания Геодезические работы при возведении надземной части зданий и сооружений включают в себя:

· построение разбивочных осей на исходном горизонте;

· проектирование разбивочных осей и передача высот на вышележащие монтажные горизонты;

· построение разбивочных осей на монтажных горизонтах;

· детальная разбивка мест положения конструкций на монтажных горизонтах;

· контроль установки конструкций и их выверка;

· исполнительная съемка готовых элементов и конструкций.

Исходными документами для построения разбивочных (монтажных) осей или внутренней разбивочной сети здания являются план этажа, план осей и исполнительные схемы внешней разбивочной сети здания. Некоторые виды работ описаны выше. Рассмотрим способы разбивки осей на исходном и монтажном горизонтах и способы производства детальной разбивки конструкций.

Разбивка осей Разбить оси или разнести их по поверхности перекрытия можно несколькими способами. Наиболее распространенными являются разбивка осей створно-линейными и линейными засечками, и с помощью электронного тахеометра «в координатах».

Детальная разбивка осей створно-линейными и линейными засечками. Если оси разбиваются засечками при помощи рулетки и теодолита, то в качестве исходных принимаются хотя бы две точки базисной фигуры. Створ при этом задается теодолитом, а линейные размеры на бетонной поверхности строятся рулеткой и очерчиваются карандашом.

Выполнив створно-линейным способом разбивку осей, например по буквенной оси, строят теодолитом прямой угол и повторяют разбивку по цифровой оси. Далее линейными засечками заполняют образовавшийся квадрат разбивками промежуточных осей.

Подсчитаем погрешность такой разбивки. Формула средней квадратической ошибки разбивки точки линейной засечкой имеет следующий вид:

(6.3)

где г — угол при засекаемой точке.

Так как этот угол при разбивках на монтажном горизонте равен 90°, то, приняв ошибку построения отрезка рулеткой 2 мм, получим ошибку линейной засечки 2,8 мм. Результирующая ошибка построения точки будет складываться из вычисленной ошибки способа построения и ошибки исходных данных. В принятой схеме разбивки осей в качестве исходных выступают точки, построенные способом створно-линейной засечкой. Для этих точек средняя квадратическая погрешность построения выражается формулой

. (6.4)

В качестве исходных для рассматриваемых точек, в свою очередь выступают пункты базисной фигуры, которые могут быть построены на монтажном горизонте с погрешностями около 1 мм на высотах до 100 м при помощи зенит-приборов. Ошибку центрирования примем равной m_ц = 0,5 мм, а ошибка построения отрезка длиной в 30 м при помощи рулетки может быть принята в пределах 3 мм. Ошибка визирования в зависимости от расстояния имеет вид [8]

(6.5)

которая для расстояний в 30 м и увеличения зрительной трубы теодолита 30^х приведет к незначительной погрешности m_виз= 0,1 мм, которую в расчеты принимать, естественно не следует. Таким образом, итоговая погрешность разбивки точки створно-линейным способом, с учетом погрешности фиксации построенной точки m_ф = 2 мм, составит m_ст = 3,7 мм. Следовательно, результирующая погрешность разбивки точки линейной засечкой будет равна _.Подставив численные значения, получим m_р = 4,6 мм.

Детальная разбивка осей тахеометром «в координатах». Электронный тахеометр устанавливают на одну из точек базисной фигуры и приводят в рабочее положение. Войдя в режим «разбивочные работы», вводят координаты точки стояния, точки ориентирования и разбиваемых точек и производят разбивки. Погрешность разбиваемой точки определится погрешностями плановых координат точки базисной фигуры (около 1 мм), погрешностью центрирования (0,5 мм) и погрешностью ориентирования (около 1 мм). Погрешность разбивки точки полярной засечкой рассчитаем для расстояния 30 м. Погрешность построения полярного угла примем 10″, а полярного расстояния 2 мм. В результате погрешность полярной засечки составит 2,5 мм. Погрешность фиксации примем равной 2 мм. Суммарная погрешность разбивки осей тахеометром «в координатах» составит 3,5 мм.

Разбивочные работы на монтажном горизонте Разбивка осей на монтажном горизонте может быть реализована также несколькими способами в зависимости от способа перенесения и построения базисной фигуры на монтажном горизонте. Рассмотрим некоторые часто встречающиеся случаи.

1. Точки базисной фигуры перенесены методом вертикального проектирования. После контрольных промеров сторон и диагоналей базисной фигуры разбивочные оси строятся по их привязкам к сторонам фигуры способами створно-линейной и собственно линейной засечками. Пересечения разбивочных осей сначала отмечаются на бетонной поверхности монтажного горизонта карандашом, а затем закрепляются дюбель гвоздем и открашиваются.

2. Свободная станция на монтажном горизонте. Если точку базисной фигуры не удалось построить на монтажном горизонте способом вертикального проектирования, но плановое положение произвольной точки на «захватке» определено из обратной линейно угловой засечки по наблюдению знаков внешней плановой сети здания, то разбивку производят со «свободной станции» с помощью тахеометра.

Контроль разбивки в любом случае производится прямыми промерами межосевых размеров.

Выполнив разбивку осей, приступают к разбивке мест установки конструкций. Оси несущих элементов конструкций зданий и сооружений (стены, пилоны, колонны) в основной своей массе совпадают с основными или разбивочными осями сооружения или же находятся в непосредственной близости от них.

Оси или контуры более сложных элементов конструкций (эркеров, балконов, лифтовых шахт и т. п.) могут быть построены геодезической службой строительной площадки, используя обычные способы разбивок. Наиболее просто и с достаточной точностью на опалубке перекрытия или на гладкой бетонной поверхности самого перекрытия реализуются способы линейной и створно-линейной засечек, способ прямоугольных координат и их сочетания. Естественно, для производства этих детальных разбивок необходимо выполнить предварительную аналитическую подготовку, используя план перекрытия, координаты осей и привязки элементов конструкций к осям сооружения.

Рассмотрим 2 основные схемы производства детальной разбивки.

1 схема. Разбивка со свободной станции.

Схема работ в этом случае выглядит так:

· определение координат точки стояния прибора на монтажном горизонте обратной засечкой;

· разбивка осей или элементов конструкций на перекрытии.

Реализуя приведенную схему, следует придерживаться определённых условий:

· разбивочные работы на монтажном горизонте необходимо выполнять с одной «свободной станции», координаты которой определены;

· для удобства последующих разбивок, с этой «свободной станции» следует построить несколько удобных для производства разбивочных работ вторичных станций.

Эти предосторожности позволяют избежать влияния ошибок собственно обратной засечки на взаимное расположение конструкций.

2 схема. Спутниковые определения.

Эта технология также достаточно привлекательна особенно при строительстве башенных и сверхвысоких сооружений, когда пункты пространственной разбивочной сети здания в процессе его строительства расположились слишком низко по отношению к монтажному горизонту.

Схема работ в этом случае представляется следующим образом:

· определение координат двух точек стояния спутниковых приёмников на монтажном горизонте;

· производство разбивочных работ на монтажном горизонте при помощи электронного тахеометра.

В этой схеме можно ограничиться определением координат одной точки на монтажном горизонте при помощи спутникового приёмника, если с этой точки виден хотя бы один пункт внешней пространственной сети здания или пункт разбивочной сети строительной площадки.

Легко видеть, что две последние схемы работ на монтажном горизонте требуют меньше трудовых затрат, чем первая, но они достаточно наукоёмкие и предполагают наличие современной высокотехнологичной геодезической аппаратуры.

7. Исполнительная съемка По завершению каждого этапа строительства, должна быть выполнена исполнительная съемка. По завершению строительства здание не будет принято в эксплуатация без исполнительной документации. Как правило, исполнительная документация представляется в виде схем.

Исполнительная съемка зачистки котлована осуществляется непосредственными замерами высот дна выемок с числом контрольных точек 10−15.

Проще съемку выполнить нивелированием по квадратам со сторонами 10Ч10 м. Плановое положение контура котлована (верхняя бровка, нижняя бровка) определяется непосредственными промерами от закрепленных осей, а высотное от реперов.

Схема результатов исполнительной съемки приведена на рис. 7.1. В точках пересечения цифровых и буквенных осей приведены отклонения отметок дна котлована от проектной отметки. Кроме того, на схеме должны быть приведены данные планового положения нижней и верхней бровок котлована.

Далее необходимо производить исполнительную съемку забивки свай. По результатам съемки составляется исполнительная схема, на которой фиксируют положение центра каждой сваи с привязкой к разбивочным осям, указывается расстояние между соседними сваями и отклонение от проектного положения.

Предельные отклонения в плановом положении забивных свай диаметром или стороной сечения до 0,5 м включительно не должны превышать:

а) при одно, двух и трех рядном расположении свай, кустов и лент

* ±0,2d поперек оси свайного ряда;

* ±0,3d вдоль оси свайного ряда;

* б) сплошное свайное поле под всем зданием или сооружением

* ±0,2d для крайних свай;

* ±0,4d для средних свай.

Для одиночных свай предельное отклонение составляет ±5 см, а для свай-колонн ±3 см. Предельные отклонения в плановом положении забивных, набивных и буронабивных свай диаметром более 0,5 м составляют:

* ±10 см поперек ряда;

* ±15 см вдоль ряда при кустовом расположении свай;

* ±8 см для круглых одиночных полых свай под колонны.

Отметки голов свай имеют допустимые предельные отклонения:

* ±3 см для монолитных ростверков;

* ±1 см для сборных ростверков;

* ±5 см для безростверковых фундаментов со сборным оголовком;

* 3 см для свай-колонн.

Предельные отклонения в плане для шпунта:

* ±10 см железобетонного на отметке поверхности грунта;

* ±15 см стального на отметке верха шпунта при погружении его с суши.

Для сооружений, возводимых способом «стена в грунте» допустимые смещения осей в плане составляют ±3 см; тангенс предельного отклонения стены от вертикали равен 0,005; толщина стены может быть только завышена, т. е. +10 см; глубина также может быть только завышена на +20 см.

Для монолитных конструкций предельные отклонения от вертикали плоскостей и линий их пересечения на всю длину конструкции для фундаментов может составить 20 мм;

· для стен и колонн, поддерживающих монолитные перекрытия — ±15 мм;

· для стен и колонн, поддерживающих сборные балочные конструкции — ±10 мм;

· для стен зданий и сооружений, возводимых в скользящей опалубке, при наличии промежуточных перекрытий 1/1000 высоты сооружения, но не более 50 мм;

· отклонение горизонтальных плоскостей на всю длину выверяемого участка — ±20 мм;

· длина или пролет элементов ±20 мм;

· размер поперечного сечения элементов +6 мм или — 3 мм;

· отметки поверхностей и закладных изделий, служащих опорами для стальных или других сборных элементов — 5 мм.

При возведении многоэтажных сооружений отклонения в расположении осей опалубки от проектного положения, допущенные в нижележащих этажах, превышающие отмеченные выше значения, должны быть выправлены при установке опалубки для этих элементов в последующих этажах. За состоянием установленной опалубки должно вестись непрерывное наблюдение в процессе бетонирования. При обнаружении деформаций или смещения отдельных элементов опалубки бетонирование должно быть прекращено, элементы опалубки возвращены в проектное положение и усилены.

По окончании устройства ростверков производится инструментальная проверка их расположения с составлением исполнительной схемы, на которой показываются смещения осей и отметок по сравнению с проектным положением. Пример исполнительной схемы планового и высотного положения ростверков приведен на рис. 7.2.

В табл. 7.1 приведены выдержки допустимые отклонения для сборных конструкций.

К установке опорных поверхностей для сборных железобетонных колонн и анкерных болтов под стальные колонны предъявляются повышенные точностные требования. Разбивочные оси и реперы, необходимые для установки опорных поверхностей, закрепляются вне контура опор из расчета их многократного использованиявплоть до сдачи сооружения в эксплуатацию.

Допускаемые отклонения в расположении анкерных болтов регламентируются величинами: в плане при расположении внутри контура опоры ±5 мм, вне контура ±10 мм, по высоте ±20 мм.

Погрешности монтажа некоторых конструкций Таблица 7.1