Краткая характеристика промышленной площадки и сооружений

Краткая характеристика промышленной площадки и сооружений

ВВЕДЕНИЕ

Строительство современных промышленных предприятий с жесткой технологической связью между отдельными зданиями и сооружениями, с густой сетью межцеховых коммуникаций невозможно без соответствующего геодезического обеспечения. Недостаточное внимание к вопросам организации геодезического обеспечения строительства приводит к снижению качества строительно-монтажных работ, неоправданным переделкам, увеличению стоимости и сроков ввода сооружений в эксплуатацию.

Для решения вопросов геодезического обеспечения строительства крупных промышленных объектов в настоящее время составляется проект производства геодезических работ (ППГР), который включает разделы:

Первый раздел рассматривает вопросы инженерно-геодезических изысканий, создания геодезической основы на строительной площадке, выбор методов и способов геодезических измерений, расчет точности на геодезические работы, технико-экономическое обоснование.

Второй раздел - проектирование строительной сетки как геодезической основы. Рассматривает подготовку геодезических данных для выноса проекта в натуру, подготовку рабочих чертежей, способы выноса в натуру главных и основных осей и их закрепление, нормы и точности на геодезические работы, методы и способы разбивочных работ.

Третий раздел - геодезические работы при нулевом цикле строительства, геодезический контроль за рытьем котлованов и траншей, устройство временных сооружений, способы передачи осей и отметок на дно котлована, геодезический контроль при устройстве фундаментов различного типа.

Четвертый раздел - геодезические работы выше нулевого цикла строительства, геодезический контроль установки элементов конструкции блочно - панельного строительства, геодезический контроль установки элементов конструкции блочно - каркасного строительства, приборы и приспособления для монтажа и контроля. Исполнительная съемка выполненных этапов строительства, исполнительные схемы и планы, исполнительный генплан.

Пятый раздел - наблюдение за деформациями зданий и сооружений, виды деформаций, приборы и способы для наблюдения, точностные параметры.

Разнообразие задач, решаемых при составлении ППГР и его реализации в натуре, требует от специалистов по геодезии наряду со знаниями специальных геодезических дисциплин также определенных знаний в области проектирования, строительства и эксплуатации сооружений.

I. РАЗДЕЛ ППГР

1.1 ФИЗИКО - ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ РАЙОНА СТРОИТЕЛЬСТВА

Район работ - Республика Беларусь, Минская область, Несвижский район.

Минская область расположена в центральной части территории Республики Беларусь. Наибольшая протяженность с севера на юг - 315 км, а с востока на запад - 240 километров. Территория области, включая город Минск, составляет 40,8 тыс. кв. км (около 20% территории Беларуси), здесь проживает 15,3% населения страны. На востоке Минская область граничит с Могилевской, на севере - с Витебской, на западе - с Гродненской, на юго-западе - с Брестской, на юге - с Гомельской областями. Область, единственная в Беларуси, не граничит с другими государствами, но благодаря тому, что по ее территории проходят важнейшие транспортные коридоры, здесь имеются хорошие возможности для осуществления выгодных экономических связей со странами ближнего и дальнего зарубежья. В настоящее время - это одна из наиболее экономических развитых областей Беларуси. Чрезвычайно выгодное географическое положение, наличие природно-ресурсного потенциала - определяющие факторы социально-экономического развития области.

Несвижский район - - административная единица на юго-западе Минской области <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B8%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%BE%D0%B1%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%82%D1%8C> Белоруссии <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B5%D0%BB%D0%BE%D1%80%D1%83%D1%81%D1%81%D0%B8%D1%8F>. Административный центр - город Несвиж <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B5%D1%81%D0%B2%D0%B8%D0%B6>. Площадь 863 кмІ (22-е место среди районов). Район граничит с Клецким <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BB%D0%B5%D1%86%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD_%D0%9C%D0%B8%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B9_%D0%BE%D0%B1%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%B8>, Копыльским <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BF%D1%8B%D0%BB%D1%8C%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD_%D0%9C%D0%B8%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B9_%D0%BE%D0%B1%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%B8> и Столбцовским <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%82%D0%BE%D0%BB%D0%B1%D1%86%D0%BE%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD_%D0%9C%D0%B8%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B9_%D0%BE%D0%B1%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%B8> районами Минской области, Кореличским районом <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D1%80%D0%B5%D0%BB%D0%B8%D1%87%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD_%D0%93%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B9_%D0%BE%D0%B1%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%B8> Гродненской области <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%BE%D0%B1%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%82%D1%8C>, Барановичским <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B0%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%B8%D1%87%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD> и Ляховичским <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D1%8F%D1%85%D0%BE%D0%B2%D0%B8%D1%87%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD> районами Брестской области <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D1%80%D0%B5%D1%81%D1%82%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%BE%D0%B1%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%82%D1%8C>.

Рельеф области разнообразный: возвышенности чередуются с равнинами и низинами, 36 % территории занимают леса, наибольшая лесистость (до 45-50%) в восточной части области. Болота (преимущественно низинные) занимают 14% территории Минщины. По территории области проходит водораздел между реками бассейнов Балтийского и Черного морей: Днепром, Неманом и частично Западной Двиной. Наибольшие реки - Березина, Неман, Вилия, Гайна, Свислочь, Птичь, Случь, Лань. По Вилейско-Минской водной системе (создана в 1968-76 годах) вода Вилии перебрасывается в Свислочь для улучшения водообеспечения Минска. Озера преимущественно ледникового происхождения, большинство из них расположены на севере области. Наибольшие из них Нарочь, Свир, Мядель, Селява, Мястро, Вишневское, Палик, Баторин. Водохранилища Вилейское, Заславское, Краснослободское, Солигорское, Любаньское и другие. В границах области часть Березинского биосферного заповедника, Купаловский мемориальный заповедник «Вязынка».

Климат умеренно континентальный, влажный. Средняя температура января на Ю.-З. - 5,8, на С.-В. - 7,2 °С, июля соответственно 17,3 и 18,3 °С. Осадков 550-700 мм в год. Продолжительность вегетационного периода (с температурой выше 5 °С) 185-195 суток.

Инженерно-геологические условия площадки будущей застройки.

В геолого-литологическом строении площадки принимают участие.

1. Современные отложения (tQiv) представлены погребенным почвенно-растительным грунтом.

. Современные техногенные отложения (tQiv) представлены насыпным грунтом.

З. Осадочные отложения: 1) аллювиального средне-верхнечетвертичного возраста (aQii-iii) представленные суглинком, песком средним, песком гравелистым. 2) элювиальные образования - кора выветривания по отложениям нижнего карбона (еС1), представленные глиной.

В разрезе площадки выделены следующие разновидности инженерногеологических элементов (слои) сверху вниз:

ИГЭ (слой) la tQiv - Насыпной грунт представлен суглинком, щебнем, дресвой, строительными отходами, бетоном, слежавшийся.

Мощность слоя колеблется от 0,90 м до 2,00 м.

Имеет повсеместное распространение.

ИГЭ (слой) 1 Qiv - Погребенный почвенно-растительный слой.

Мощность слоя колеблется от 0,20 м до 0,30 м.

Имеет почти повсеместное распространение.

ИГЭ (слой) 4 aQii-iii - Суглинок бурого цвета, тугопластичной консистенции, с линзами песка среднего, с прослоями супеси, мощностью 5- 20 см, с глубины 2,00 м - 4,50 м от мягкопластичной консистенции. Мощность слоя колеблется от 2,60 м до 5,10 м.

Залегает в подошве насыпного грунта ИГЭ (слой) 1а и погребенного почвенно-растительного слоя ИГЭ (слой) 1.

Имеет повсеместное распространение.

ИГЭ (слой) 2 aQii-iii - Песок бурого цвета, средний, полимиктового состава, средней плотности сложения, влагонасыщенный, глинистый.

Мощность слоя колеблется от 1,20 м до 3,40 м.

Залегает в подошве суглинка аллювиального ИГЭ (слой) 4.

Имеет почти повсеместное распространение.

ИГЭ (слой) 2а aQii-iii - Песок бурого цвета, гравелистый, полимиктового состава, средней плотности сложения, влагонасыщенный, глинистый, с глубины 13,50 м с прослоями суглинка, мощностью 20-30 см.

Мощность слоя колеблется от 6,00 м до 7,80 м.

Залегает в подошве суглинка аллювиального ИГЭ (слой) 4 и песка среднего ИГЭ (слой) 2.

Имеет повсеместное распространение.

ИГЭ (слой 5а) еС1 - Глина зеленого, бордового, светло-серого, темно-серого цветов, твердой консистенции, с гидроокислами железа и марганца, с вертикальными прослойками дресвяного грунта. Кора выветривания по аргиллитам.

Вскрытая мощность слоя колеблется от 1,40 м до 3,60 м.

Залегает в подошве песка гравелистого песка ИГЭ (слой) 2а.

Имеет повсеместное распространение.

.2 ТОПОГРАФО - ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ ИЗУЧЕННОСТЬ РАЙОНА РАБОТ

Для осуществления проектно-планировочных работ необходима топографическая основа, т. е. карты и планы, составленные по данным топографических съемок территории строительства. Полнота и содержание топографических данных должны отвечать требованиям различных видов и стадий строительства; недостаточные точность и детальность карты или плана приводят к необходимости переработки проекта и изменениям сроков строительства. Напротив, необоснованное укрупнение масштаба съемки вызывает дополнительные материальные затраты. Другим фактором, определяющим ценность топографической основы, является ее современность. В процессе производства строительных работ изменяются ситуация и рельеф местности, и составленные ранее карты и планы быстро устаревают. Поэтому на территории строительства выполняются регулярные съемки текущих изменений с целью постоянного обновления топографической основы.

В соответствии с требованиями инструкции по инженерным изысканиям для строительства проектирование промышленных предприятий на первой стадии (проект) осуществляется на планах в масштабе 1 : 2000 с высотой сечения рельефа 1,0-0,5 м.

Планы масштаба 1 : 1000 с высотой сечения рельефа 0,5 м используются для составления рабочей документации незастроенных или малозастроенных строительных площадок. В случае проектирования объектов промышленного и городского строительства на территориях с капитальной застройкой и густой сетью коммуникаций масштаб топографических планов увеличивается до 1 : 500 при высоте сечения рельефа 0,5 м.

В ходе выполнения данной расчетно-графической работы была использована карта Петровска масштабом 1 : 10 000 с высотой сечения рельефа 2,5 м. На которой было запроектировано пятиэтажное сборно-каркасное здание п-образной формы, архитектурные фасады которого представлены в Приложении №1 и Приложении №2, приведенных ниже.

II. РАЗДЕЛ ППГР

2.1 СОЗДАНИЕ ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ РАЗБИВОЧНОЙ ОСНОВЫ НА СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКЕ

При возведении современных крупноразмерных объектов промышленного строительства требуется особо точное соблюдение проектной схемы геометрически и технологически связанных между собой сооружений. Для этого на строительной площадке создается специальная разбивочная основа, обеспечивающая взаимную увязку всех элементов проекта и получение исходных данных для выноса проекта в натуру.

Одним из наиболее распространенных видов геодезической разбивочной основы является строительная сетка. Предварительная разбивка строительной сетки от пунктов опорной геодезической сети выполняется в следующем порядке (рис. 1). Вначале выносят в натуру полярным способом два главных направления сетки AB и AD при этом координаты их концов определяют графо-аналитически на плане, на котором запроектирована сетка. Вынос в натуру производится от закрепленных постоянными знаками в процессе инженерно-геодезических изысканий опорных пунктов ПЗ-1 и ПЗ-2, расположенных вне пределов земляных работ.

Графо-аналитический - комбинированный метод: часть данных получают графически, часть - из расчетов. Этот метод представляет собой сочетание аналитического и графического методов и является основным при геодезической подготовке выноса проекта в натуру.

Графически определяют координаты отдельных точек проектируемого объекта (точек А, B, C, D), а разбивочные элементы находят из решения обратной геодезической задачи. В данном случае, разбивочные элементы включают проектный угол и проектное расстояние, которые вычисляются по формулам:

Результаты вычисления разбивочных элементов представлены в таблице 1.

Таблица 1. Разбивочные элементы

От этих главных направлений выносят сеть с точностью 1 : 1000-1 : 2000 путем выноса в натуру проектного угла и проектного расстояния.

Для выноса проектного угла используем оптический теодолит, установив который в точке А и, приведя его в рабочее положение, наводятся на точку В, где заблаговременно центрируется визирная марка. К отсчёту на точку В прибавляют значение угла в и вращением алидады добиваются отсчёта по горизонтальному кругу, равному вычисленному. Это направление визирной оси закрепляют на местности в точке С₁. Аналогичные действия выполняют при другом круге теодолита и отмечают на местности вторую точку С₂.

Точка С берётся как среднее из двух построенных, для чего отрезок С₁С₂ делится пополам. Полученная таким образом точка С фиксируется на местности и принимается за окончательное значение проектного угла ВАС (рис. 3). В случае отсутствия базовой стороны, разбивка производится по азимуту.

Для построения на местности проектной линии от исходной точки откладывают в заданном направлении расстояние, горизонтальное проложение которого равно проектному значению. Поправки в линию необходимо вводить непосредственно в процессе ее построения, а это затрудняет и осложняет работу, особенно при высокоточных измерениях. Поэтому часто поступают таким же образом, как и при построении углов.

На местности откладывают и закрепляют приближенное значение проектного расстояния. Это расстояние с необходимой точностью измеряют компарированными мерными приборами или точными дальномерами с учетом всех поправок измерений. Получив после камеральной обработки длину закрепленного отрезка и сравнив ее с проектным значением, находят линейную поправку Д, которую и откладывают с соответствующим знаком от конечной точки отрезка В' . Для контроля построенную линию АВ измеряют (рис. 5). Линейная поправка:

 и

рис. 2. Схема отложения проектного расстояния

Составной частью проектирования строительной сетки является приближенная оценка точности геодезических измерений, необходимых при перенесении сетки на местность. Средняя квадратическая погрешность положения выносимой точки вычисляется по формуле:

где m_гр- СКО снятия координат конечных точек исходных направлений, определяется масштабом генплана, на котором запроектирована съемка. Она равна 0,1 мм в масштабе плана. В нашем случае масштаб равен 1:10 000, тогда m_гр.= ± 1 м;

-СКО в положении конечных точек, вызванная ошибками выноса.

,

где - СКО отложения расстояния S рулеткой,

- СКО построения угла в. Тогда имеем для направления ПЗ1 - А:

Все фигуры сетки и закрепляют их временными знаками. Затем по всем вершинам сетки прокладывают полигонометрические ходы и вычисляют фактические (исполнительные) координаты каждой вершины. По разностям исполнительных и проектных координат определяют элементы редукции, представленные в таблице 2.

Таблица 2. Элементы редукции разбивочной сети

После чего откладывают редукционные линейные и угловые элементы от временных знаков. Для редуцирования составляют разбивочный чертеж (рис. 7), на котором представлены все элементы редукций.

Редуцирование выполняется следующим образом. Над временным знаком, например 1ґ, устанавливается и приводится в рабочее положение теодолит. От направления 1ґ4ґ откладывается угловой элемент редукции в₁, соответствующий углу 33°20’, и фиксируется направление -1ґ1. Вдоль этого направления при помощи рулетки откладывается линейный элемент редукции l₁, равный 6,92 см. Таким образом, на местности будет определено положение точки А, координаты которой соответствуют проектным значениям. Аналогичным образом редуцируют все пункты строительной сетки.

Отредуцированные пункты сетки закрепляют постоянными знаками, представляющими собой железобетонные монолиты или забетонированные отрезки рельсов, металлических труб и т. п. с приваренными сверху марками или металлическими пластинами размером 200Ч200 мм. Чтобы при закладке постоянного знака не утратить положение отредуцированного пункта, поступают следующим образом. Перед установкой знака положение пункта фиксируют двумя створами 1 и 2 на кольях (рис. 6). После установки знака по меткам на верхних торцах кольев натягивают струны (леску) и восстанавливают на знаке положение вершины сетки.

рис.4. Разбивочный чертеж элементов редукции

Правильность редуцирования проверяется контрольными измерениями на каждом втором пункте сетки и выборочными промерами ее отдельных сторон. Если измеренные углы отличаются от 90° не более, чем на 10-15", а разница в длинах сторон не превышает 10-15 мм координаты пунктов сетки принимают равными проектным.

Высотной разбивочной основой в условиях массовой застройки служат пункты геодезической строительной сетки, высоты которых определены нивелированием IV класса. На крупных промышленных объектах и для зданий повышенной этажности прокладываются ходы нивелирования III и II классов. Государственная нивелирная сеть сгущается строительными реперами из расчета не менее двух для каждого объекта строительства, а для многосекционных зданий - по одному строительному реперу на каждую секцию. Схема расположения реперов должна обеспечивать передачу высот с одной установки нивелира на максимальное число элементов возводимого здания или сооружения.

Пункты плановой и высотной разбивочных сетей закрепляются временными (деревянные колья, металлические штыри, обрезки газовых труб, костыли) или постоянными знаками (рис. 6). Временные знаки используются для выполнения текущих операций на определенный цикл строительства, постоянные знаки закладываются с расчетом использования и в период эксплуатации сооружения.        

Для облегчения производства разбивочных работ на основании строительной системы принимают локальную координатную систему. Во избежание отрицательных значений абсцисс и ординат при геодезической подготовке проекта за начало координат принимают пункт сетки, расположенный в юго-западном углу стройплощадки. От этого частного начала вычисляют координаты остальных пунктов по принятым в проекте длинам сторон фигур сетки (рис. 9).

рис. 6. Чертеж локальной координатной системы (координатные значения в метрах)

.2 ВЕРТИКАЛЬНАЯ ПЛАНИРОВКА СТРИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКИ

Составной частью генерального плана строительства является проект вертикальной планировки, имеющей целью преобразование естественных форм рельефа и создание условий для эксплуатации возводимых зданий и сооружений.

Основой для проектирования вертикальной планировки служат топографические планы масштабов 1 : 5000 - 1 : 500, составленные по результатам нивелирования стройплощадки по квадратам с вычисленными абсолютными высотами всех вершин квадратов. На рис. 10 представлен подобный топографический план, разбитый на квадраты со сторонами равными 20 м, с высотой сечения рельефа ∆h = 0,5м.

рис. 10. Топографический план строительной площадки

Если рельеф участка должен быть спланирован горизонтальной площадкой под условием нулевого баланса земляных работ, проектная отметка такой площадки вычисляется по формуле:

где Н₀ - наименьшая отметка земли, округленная до 1,0 м;

h₁ - разность между отметкой, относящейся к одной вершине квадрата и Н₀;

h₂ - разность между отметкой, относящейся к одной вершине квадрата и Н₀;

h₄ - разность между отметкой, относящейся к одной вершине квадрата и Н₀;

n - количество квадратов.

Для нашей площадки:

Наклонную площадку получаем поворотом горизонтальной плоскости вокруг средней линии с уклоном 0,05, где рабочие высоты этой линии не меняются, а высоты верхней и нижней линий изменяются при заданном уклоне 0,05 по направлению указанному стрелкой и вычисляются по формуле:

Результат представлен на рис. 11

рис. 11. Чертеж границ земляных работ

Вычисление объемов земляных работ производится по формуле Стрельчевского:

где V_H, V_B - объем земляных работ по насыпи и выемке грунта;

а - сторона квадрата;

h_H, h_B - рабочие отметки.

Расчеты представлены в таблице 3.

Таблица 3. Объемы земляных работ

Наглядно результат представлен в Приложении №3.

2.3 РАЗБИВКА И ЗАКРЕПЛЕНИЕ ОСЕЙ СООРУЖЕНИЯ

На разбивочном чертеже осей (Приложение №4) изображена часть строительной сетки, от сторон которой 5-8 и 5-6 необходимо вынести в натуру основные оси здания. Исходными данными для разбивки являются координаты точек, фиксирующие положение, и вычисленные расстояния между этими точками и вершинами сетки. Установив в пункте 5 теодолит, направляют его трубу на пункт 6 и откладывают расстояние ∆y₁= 16,55 м. В закрепленную временным знаком точку К переносят теодолит и при двух положениях вертикального круга строят прямой. Отложив вдоль перпендикуляра отрезок ∆х₁= 15,00 м, получают точку I и закрепляют ее временным знаком. По створу К - I откладывают проектную ширину сооружения 29,20 м и определяют таким образом положение точки II. Аналогичным способом разбиваются и закрепляются точки III и IV. Разбивку осей проверяют измерением прямоугольности разбитого контура.

2.4 ТОЧНОСТЬ ВЫНОСА ОСНОВНЫХ РАЗБИВОЧНЫХ ОСЕЙ

 Точность выноса основных или главных разбивочных осей регламентируется СНиП 3.0I.03-84. Геодезические работы в строительстве.

В курсовой работе в соответствии с размерами пролетов выбирается:

·        относительная средняя квадратическая ошибка построения главных осей:;

·        средняя квадратическая ошибка угловых измерений 10¢¢;

·        средняя квадратическая ошибка определения превышения 2мм.

 Средняя квадратическая ошибка в расстоянии между основными осями вычисляется по формуле:

,

где - расстояние между основными осями здания (выбирается с плана здания).

Ширина здания 29,20 м, длина 66,90 м, , тогда

Для расчета необходимой точности построения углов и отложения длин линий при выносе точек пересечения основных осей в натуру от пунктов строительной сетки необходимо вычислить допустимые СКО в положении выносимых точек.

Исходной величиной для расчета точности являются СКО выноса основных осей m_Lосн.

На величину m_Lосн влияют как ошибки в длинах сторон строительной сетки, так и ошибки точек пересечения основных осей от пунктов сетки, т.е.

,

где - СКО в расстоянии между основными осями, обусловленная влиянием ошибок в длинах сторон сетки, - СКО в расстоянии между основными осями, обусловленная влиянием ошибок разбивки.

Исходя из принципа равного влияния, принимаем влияние обоих источников ошибок одинаковым , получим .

Допустимую СКО в положении точек пересечения основных осей находим по формуле:  или .

Теперь зная величину , можно рассчитать необходимую точность построения прямых углов и отложения длин линий при выносе в натуру точек пересечения основных осей способом прямоугольных координат. Для расчета точности выбирается наихудший случай разбивки, когда расстояния, откладываемые по стороне сетки и по перпендикуляру к ней, максимальны.

В данном курсовом проекте примем точку, как точку пересечения основных осей Для вычисления точности необходимо определить следующие ошибки: где

 - средняя квадратическая ошибка построения прямого угла;

 - отномительная квадратическая ошибка отложения расстояния ;

- относительная квадратическая ошибка отложения расстояния ;

Эти величины вычисляются по следующим формулам:

Подставляя в формулы числовые значения, получим:

Таким образом, для обеспечения заданной точности разбивки в данном случае необходимо прямые углы строить с СКО  и линейные элементы разбивки откладывать с относительной СКО не более 1/3000.

Для обеспечения заданной точности разбивки при построении прямых углов целесообразно использовать теодолит Т30 и приборы ему равноточные, а линейные элементы разбивки откладывать с помощью рулетки или светодальномера. Методика измерений приведена в пункте 2.5.

III. РАЗДЕЛ ППГР

3.1 ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ СООРУЖЕНИИ КОТЛОВАНОВ

Задачей геодезиста на этом этапе строительства является разбивка от основных осей контура котлована в соответствии с данными разбивочного чертежа, определяющими форму и размеры котлована по габаритам нижнего обреза фундамента (Приложение №5). Для этого по вынесенным на обноску рискам основных осей натягивают монтажные проволоки (рис. 13), в местах пересечения проволок опускают отвесы и их проекции закрепляют кольями. Уклон принимаем из СНиП III-4-80 (Таблица 4).

Таблица 4. Соотношение углов откоса к грунтам

При проектируемом котловане с глубиной равной 2,27 м на гравийном грунте принимаем уклон равным 1:1.

До начала выемки грунта площадь котлована нивелируют, устанавливая рейку в точках пересечения продольных и поперечных осей (например, в точках 2-А, 2-Б и т. д. (рис. 13). По данным ежедневного нивелирования составляют поперечники вдоль каждой из поперечных осей и подсчитывают текущие объемы земляных работ. Если глубина котлована не превышает 2 м, нивелирование производится с бровки котлована. При большей глубине котлована на его дне закладывают репер и передают на него отметку от основной нивелирной сети стройплощадки. Для этого к установленному на бровке кронштейну (рис. 14) прикрепляют стальную рулетку. К нулевому концу рулетки прикрепляют груз в 10 кг и погружают его в ведро с жидкостью. С помощью двух нивелиров, расположенных наверху и внизу, берут одновременно отсчеты a и b по рулетке и отсчеты d и с по верхней и нижней рейкам. Отметку репера на дне котлована вычисляют по формуле:

В нашем случае за репер, принята точка 5 с абсолютной высотой после проведения земляных работ 146,87м и относительной -2,830м. Проектная отметка дна котлована  Н_пр = -5,100м, что соответствует абсолютной высоте 144,60м. В процессе передачи отметки были установлены нивелиры и приведены в рабочее положение, после чего были получены отсчеты по рейке и рулетке:

a = 1,518 м;

c = 3,731 м;

d = 0,451 м.

Для осуществления разбивки необходимо вычислить отчет b по формуле:

Следовательно:

Осуществляемый при помощи репера текущий контроль объемов земляных работ должен обеспечить недобор выемки грунта на 10- 20 см по сравнению с проектной отметкой. Оставшийся слой земли выбирается непосредственно перед укладкой фундамента. Бровка траншей для ленточных фундаментов также разбивается от основных осей здания с предусмотренным проектом запасом по ширине для установки опалубки. Разбивка контура котлована под столбчатые фундаменты производится от центров фундаментов, положение которых определяется промерами в створе основных осей сооружения. По окончании выемки грунта до проектной отметки на дне котлована вторично разбивают контур основания фундамента.

Разбивку верхних границ котлована начинаем с поперечника 1-I, на котором следует отметить точки, лежащие на верхней бровке котлована (Приложение №5). Для этого от точки I откладываем заложение I-1 = 146,87-144,60 = 1,27 м в направлении поперечника 1-I и заложение равное 1,27 м, по направлению I-А откладываем то же проложение т.к. I-1 = А- I, получив соответственно точки 1 и А лежащие на бровке котлована. Аналогично поступаем с каждой стороной котлована.

При необходимости можно произвести разбивку верхней границы котлована методом перпендикуляров, предварительно графически вычислив координаты всех угловых точек откоса котлована. Координаты данных точек представлены на чертеже в Приложении №5. Наглядный результат разбивки рытья котлована представлен в Приложении №6.

Исполнительную съемку котлована в плане и по высоте выполняют путем промеров стальной рулеткой от разбивочных осей до бровок котлована и нивелированием его дна. По результатам съемки составляется исполнительная схема котлована.

3.2 ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ РАЗБИВКЕ СВАЙНОГО ПОЛЯ

Плановая и высотная разбивка фундаментов является одним из ответственных этапов геодезического обслуживания нулевого цикла строительства. От правильной установки фундаментов и их закладных частей в проектное положение во многом зависит как точность возведения всего каркаса здания, так и его устойчивость. Состав и точность геодезических работ определяются типом сооружаемого фундамента.

В данной курсовой работе будет рассмотрено возведение свайного фундамента. Проектирование предусматривает использование квадратных свай с сечением 300х300 мм и длиной 5 м, согласно ГОСТ 19804-91. При возведении свайного фундамента центры осевых свай размечают при помощи теодолита с закрепленных осей на бровке котлована, откладывая стальной рулеткой проектные расстояния. Остальные сваи разбиваются перпендикулярными промерами в обе стороны от осей (Приложение №7). При забивке свай контролируют их вертикальность с помощью теодолита; одновременно осуществляется контроль положения сваи по высоте геометрическим нивелированием. Закончив забивку свай, вновь нивелируют их торцы, которые должны располагаться в одной горизонтальной плоскости. Окончательный вид свайного поля представлен в Приложении №8.

По окончании сваебойных работ производится исполнительная съемка свайного поля, фиксирующая все продольные и поперечные отклонения свай от проектного положения.

3.3 ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ ВОЗВЕДЕНИИ ФУНДАМЕНТОВ

Одним из самых важных и ответственных этапов возведения сооружения является устройство фундамента, от качества монтажа которого зависит устойчивость и надежность сооружения, отдельных его конструкций и технологического оборудования.

Монтаж опалубки. Для возведения монолитных фундаментов используется опалубка, т.е. специальная форма - временное сооружение из тонких деревянных или металлических щитов по внешнему и внутреннему контуру фундамента, заполняемое бетоном. При сооружении фундаментов из железобетона внутри опалубки монтируют арматурный каркас, представляющий собой металлическую сетку или отдельные гибкие стержни (Приложения №10-13). Разбивку арматурного каркаса выполняют от основных осей, которые переносят с обноски вниз и закрепляют на дне котлована обычно тоже на обноске, чаще всего створной. Поперечные размеры арматурного каркаса должны быть меньше поперечных размеров фундамента для обеспечения защитного бетонного слоя толщиной не менее 5 см.

Монтаж опалубки выполняется также от основных осей сооружения (Приложение №9). Сначала устанавливают нижние ряды щитов, а потом верхние строго вертикально с помощью отвеса Отклонение опалубки от вертикали не должно превышать 5 мм на 1 м высоты, но не более 20 мм на всю высоту конструкции. Смещение оси опалубки относительно основных осей допускается не более 20 мм. Не допускается уменьшение поперечных размеров опалубки, а увеличение должно быть не более 5 мм. Установка опалубки завершается выверкой, при необходимости небольшими перемещениями щитов в случае недопустимых отклонений ее параметров и окончательным закреплением. При установке опалубки монтируют внутри нее так называемые закладные детали (металлические пластины, анкерные болты, вентиляционные трубы, пробки для вводов коммуникаций и т.д.), необходимые для закрепления на них строительных конструкций и оборудования.

После выверки на опалубку выносят проектные отметки верхнего обреза фундамента и фиксируют их тонкой чертой или гвоздями, по которым контролируют уровень заполнения опалубки бетоном. Ошибки выноса проектных отметок не должны превышать 3-4 мм.

Для приведения верхнего обреза фундамента к проектному уровню в сырой бетон устанавливают под нивелир на проектную высоту металлические штыри или гвозди, по которым затирают бетон специальным брусом с гладкой поверхностью.

После затвердевания бетона выполняют нивелирование поверхности фундамента по осям и через 5-10 м между ними. Кроме того, определяют фактическое положение осей фундаментов, а также закладных деталей относительно проектных осей.

Монтаж фундаментов заканчивается их исполнительной съемкой.

По результатам исполнительной съемки составляют исполнительные схемы, на которых показывают:

- фактические расстояния между поперечными и продольными осями фундаментов;

фактические расстояния от продольных и поперечных осей до стенок стакана в нижнем сечении;

отклонение фактической отметки дна стакана от проектной (после нивелирования дна стакана по углам и в середине и подливки бетона до проектной отметки).

Отклонение отметки дна стакана от проектной должно быть не более ±5 мм. Смещение оси фундамента не должно превышать ±10 мм. В стаканах с недопустимыми отклонениями осей подрубают соответствующие стенки. Дно стаканов на проектную высоту выводят его подчисткой или подливкой бетона.

Ниже приведены примеры конструктивного расчета несущей способности ростверков монолитных. В Приложении №14 Представлен окончательный вид монолитных ростверков.

IV. РАЗДЕЛ ППГР

4.1 ПОСТРОЕНИЕ РАЗБИВОЧНОЙ ОСНОВЫ НА ИСХОДНОМ ГОРИЗОНТЕ

Для установки строительных конструкций в проектное положение необходима опорная разбивочная сеть на исходном горизонте: блоках фундамента, бетонной подготовке или перекрытии подвала. По мере возведения здания пункты этой сети проектируются на опорные площадки несущих конструкций, называемые монтажными горизонтами. Построение опорной разбивочной сети на исходном горизонте начинают с переноса основных осей со створных знаков на наружные и внутренние грани цоколя здания. Оси выносят с помощью теодолита в порядке, аналогично вынесению осей здания, и закрепляют на цоколе рисками и откраской. Правильность перенесения осей контролируется промерами стальной рулеткой между осевыми рисками. От ближайшего репера на цоколь здания выносится проектная отметка чистого пола первого этажа, называемая нулевой отметкой. От этой отметки в дальнейшем производится разбивка элементов конструкций и оборудования по высоте. Для передачи проектной отметки необходимо иметь нивелир и две штриховые рейки. Нивелир устанавливают посередине между репером с абсолютной высотой Rp = Н₅ = 146,87, относительной -2,830м, и разбиваемой проектной точкой с высотой Нпр = 149,70 м, с относительной высотой 0,000 (рис. 18).

рис. 18. Схема передачи отметки

Взяв отсчет а по черной стороне рейки I, установленной на репере, вычисляем высоту горизонта инструмента ГИ(отметку луча визирования):

,

В процессе нивелирования был получен отсчет а = 3232, следовательно:

Отняв от высоты горизонта прибора заданную проектную отметку, находят отсчет:

,

 мм

который должен быть на рейке II, чтобы ее пятка оказалась на уровне проектной отметки.

С рисок основных осей внутренней грани цоколя теодолитом и стальной рулеткой выполняют предварительное построение на исходном горизонте пунктов плановой разбивочной сети, называемых базовыми знаками и закрепляемых открасками (рис. 19). Положение и густота базовых знаков обусловливаются возможностью обеспечения видимости с исходного горизонта на остальные этажи и удобством их проектирования на монтажные горизонты. Координаты базовых знаков определяются путем проложения между ними полигонометрических ходов или методом трилатерации. Редуцирование знаков осуществляется с помощью редукционных листов с изображениями действительного и проектного положения каждого базового знака и направлений на два других знака сети.

Таблица №5. Точность построения разбивочной сети

Точность построения разбивочной сети на исходном горизонте Характеризуется показателями, приведенными в таблица 5. Точность первого класса предусмотрена при разбивочной сети для промышленных зданий из металлического каркаса со сложным технологическим оборудованием, а также жилых и общественных зданий высотой более 12 этажей. С точностью второго класса строится разбивочная сеть для промышленных, жилых и общественных зданий из железобетонного каркаса, сборных инженерных сооружений, крупнопанельных и крупноблочных зданий высотой до 12 этажей. С точностью третьего класса производится построение разбивочных осей при возведении монолитных, кирпичных и каменных жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений (транспортные эстакады, галереи, туннели), трасс подземных и надземных коммуникаций, фундаментов под сборные здания и сооружения. Разбивка осей внутризаводских железнородожных и автомобильных дорог на территории промышленных площадок, внутриквартальных проездов и опор линий электропередач выполняется с точностью четвертого класса.

4.2 ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ МОНТАЖЕ КОЛОНН

При строительстве каркасных зданий наиболее ответственными работами является установка колонн. Колонны устанавливают на предварительно подготовленные фундаменты с осевыми рисками: железобетонные -на фундаменты - стаканы, стальные - на фундаменты с анкерными болтами(рис. 20). Опорную поверхность фундамента под стальную колонну доводят на проектную отметку, а дно стакана фундамента под железобетонную колонну обычно не доводят до проектной отметки на 2-3 см. Разбивка планового положения колонн производиться на основании плана колонн (Приложение №15).

Рис. 20. Установка колонн.

Установке колонны предшествует ее тщательная подготовка:

внешний осмотр (подбор пригодной колонны без повреждений, трещин, прогибов, перекосов и т.п.), очистка от пыли и грязи;

разметка, которая заключается в нанесении яркой краской на гранях колонны тонких осевых рисок внизу(для установки колонны на разбивочной оси) и вверху (для установки колонны в вертикальное положение), а также горизонтальной риски на одном и том же расстоянии от основания колонны (обычно с таким расчетом, чтобы горизонтальная риска находилась на уровне пола данного этажа, т.е. имела нулевую условную отметку);

контроль геометрических параметров (определение фактических размеров), в процессе которого измеряют компарированной рулеткой длину колонны l , расстояния h₁, от горизонтальной риски до консоли и h₂от консоли до верха (оголовка) колонны, а также ширину всех граней в нижней и верхней частях колонны (элементы нижнего и верхнего поперечного сечения Р₁ и Р₂) (рис. 21). Результаты измерений заносят в специальный журнал. Эти размеры в дальнейшем позволяют вычислить высоты верхних частей колонны без подъема с инструментами на колонны, а также используются при исполнительной съемке колонн.

Установка колонны выполняется в такой последовательности:

подъем;

временное закрепление на фундаменте с помощью растяжек или специальных устройств (шаблонов, кондукторов, индикаторов и т,п.).

выверка, т.е. определение величин перемещений в плане и по высоте для окончательной установки колонны в проектное положение;

установка в проектное положение и окончательное закрепление;

исполнительная съемка колонн.

Установка железобетонных колонн

В плановое положение колонну устанавливают с помощью крана, для чего колонну поднимают вертикально над фундаментом и совмещают ее нижние риски с соответствующими рисками на стакане фундамента, дно которого предварительно доводится до проектной отметки укладкой слоя бетона, песка или цемента соответствующей толщины.

На проектную высоту колонну устанавливают по горизонтальной риске с помощью нивелира, поднимая или опуская колонну краном.

После предварительной установки колонну временно закрепляют (например, с помощью растяжек, удерживая колонну краном.

В вертикальное положение колонны высотой до 5 м устанавливают с помощью двух тяжелых отвесов, нити которых укрепляют на верхних рисках взаимно перпендикулярных граней перед подъемом колонны. Для этой цели предварительно готовят приспособление для подвеса нитей (к оголовку приваривают штыри строго на осях граней, используют специальный кронштейн и т.п.). Наклоняя колонну вращением стяжных муфт (тензоров) на растяжках, совмещают острие каждого отвеса с нижней риской. В зазоры стакана вбивают деревянные клинья и с их помощью уточняют установку колонны на разбивочной оси (в плане)

Колонны высотой более 5 м устанавливают в отвесное положение с помощью теодолита (рис. 22). Для этого теодолит устанавливают на разбивочной оси на расстоянии большем, чем высота колонны (чтобы зрительную трубу не наклонять более чем на 45°), наводят на нижнюю осевую риску колонны и проектируют ее на верх колонны вращением зрительной трубы рис.

Растяжками, перпендикулярными визирной оси, наклоняют колонну до совмещения верхней риски с визирной осью. Переводят зрительную трубу через зенит и снова проектируют нижнюю риску на верх колонны при другом положении вертикального круга. Если верхняя риска не совпала с вертикальной нитью поднятой трубы, то колонну наклоняют на половину величины этого несовпадения, которую находят по среднему отсчету горизонтально круга на нижнюю и верхнюю риски колонны. Затем теодолит переносят на перпендикулярную разбивочную ось и поступают аналогично, наклоняя колонну другой парой растяжек. После установки колонны в вертикальное положение забивают деревянные клинья в зазоры стакана так, чтобы колонна при этом не сместилась с разбивочной оси.

Ниже приведены примеры конструктивного расчета несущей способности колонн монолитных. Рассчитанные каркасы монолитных колонн показаны в Приложении №16 и Приложении №17. В Приложении №18 представлен окончательный вид монолитных колонн цокольного этажа.

4.3 ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ МОНТАЖЕ БАЛОК И ФЕРМ

Промышленное здание сверху имеет перекрытие, которое одновременно является и крышей. Такое устройство называется покрытием.

Покрытие состоит из основных несущих конструкций (балок или ферм), называемых стропильными, и ограждения в виде железобетонных плит (панелей), укладываемых по несущим конструкциям. Основные несущие конструкции устанавливают вдоль поперечных осей, и они опираются на стены здания или колонны.

Рис. 23. Железобетонные стропильные балки: а - односкатная с горизонтальными поясами; б - двускатная сплошная; в - двускатная решетчатая.

Верхняя поверхность балки или фермы, на которую укладываются панели покрытия, называется верхним поясом, а нижняя, концы которой являются опорными, - нижним поясом.

Длина несущей конструкции называется пролетом, а расстояние между ними - ее шагом.

По верхнему поясу основных конструкций размещены закладные металлические пластины для крепления плит покрытия, а на концах с нижней стороны - стальные пластины с вырезом для крепления к колоннам.

Балки и фермы чаще всего изготавливают из железобетона.

Стропильные балки бывают односкатные с параллельными поясами, двухскатные (с уклоном i = 1:12), сплошные или решетчатые

Стропильные фермы представляют собой геометрически жесткую решетчатую конструкцию, образованную вертикальными стойками и наклонными связями (раскосами) между верхним и нижним поясам. Место соединения стойки или раскоса с поясом называется узлом фермы. Решетка фермы располагается между поясами таким образом, чтобы панели покрытия (их ширина 1,5 или 3 м, а длина равна шагу ферм) опирались на фермы в узлах стоек и раскосов. По очертаниям поясов фермы бывают сегментные,

Если шаг колонн больше шага ферм или балок, и некоторые из них не попадают на колонны, то для опирания стропильных конструкций укладывают на колонны продольных рядов подстропильные балки или фермы длиной обычно 12 м.

Их устанавливают вдоль здания по верху колонн и скрепляют сваркой закладных деталей. Для опирания строительных балок и ферм по концам и в середине подстропильных конструкций имеются закладные детали с анкерными болтами. Стропильные конструкции соединяются с подстропильными анкерными болтами и сваркой.

Для монтажа балок и ферм на оголовки колонн наносят продольные и поперечные оси с помощью теодолита и закрепляют их рисками. На торцах устанавливаемых балок и ферм наносят краской риски их продольных геометрических осей.

В плановое положение балку или ферму устанавливают совмещением ее осевых рисок с рисками поперечных осей колонн. Разбивку производят, используя план балок (Приложение №19).

В вертикальное положение балки и фермы устанавливают при помощи отвесов или теодолита подкладкой на оголовки колонн стальных пластин необходимой толщины.

По окончании монтажа выполняют выверку каждой фермы. Выверка заключается в определении и горизонтальности и прямолинейности нижнего пояса фермы, а также вертикальности ее плоскости.

Горизонтальность выверяется нивелированием узловых точек нижнего пояса. Стрелка прогиба нижнего пояса, равная разности среднего отсчета по рейке на концах нижнего пояса и отсчета по рейке в его середине, не должна быть более 1:1500 длины фермы, но не более 10 мм.

Прямолинейность выверяется по натянутому между концами балки шнуру (струне).

Вертикальность плоскости фермы определяется по отклонению нижнего узла фермы в середине пролета от нити отвеса, укрепленного в той же плоскости на верхнем узле, которое измеряется миллиметровой линейкой и не должно быть более 1:250 высоты фермы.

В процессе выверки измеряют также расстояния между осями соседних ферм (балок) по верхнему поясу, на которые опираются панели покрытия. Отклонения измеренных расстояний от проектных допускаются не более 5 мм.

Если до монтажа ферм разбивочные оси не были вынесены на оголовки колонн и плановое положение ферм оказалось произвольным, то продольные и поперечные оси выносят на нижний пояс ферм с некоторым смещением (на 3-5 м). От этих осей устанавливают в проектное положение ригели, прогоны и другие.

Ниже приведены примеры конструктивного расчета несущей способности балки монолитных. Рассчитанный каркас монолитной балки показан в Приложении №19. В Приложении №20 представлен окончательный вид монолитных балок перекрытия цокольного этажа.

4.4 ПЕРЕДАЧА ОСЕЙ НА МОНТАЖНЫЙ ГОРИЗОНТ

В практике современного сборного строительства передача осей по вертикали выполняется способом наклонного проектирования с использованием теодолита. В данном случае теодолит тщательно центрируют над створным знаком (рис. 24) и наводят вертикальную нить сетки зрительной трубы на осевую риску, отмеченную на цоколе вдания. Затем трубу поднимают до уровня монтажного горизонта и, вводя в створ ее визирной оси острие карандаша, прочерчивают на перекрытии штрих а₁. Повторив эту операцию при другом положении вертикального круга, отмечают второй штрих а₂. Посередине между двумя штрихами прочерчивают риску а₀, определяющую положение одного конца разбивочной оси на монтажном горизонте. Средняя квадратическая погрешность проектирования точки а₀ вычисляется по формуле:

где h - высота монтажного горизонта;

L - расстояние от теодолита до проектируемой точки;

ф - цена деления цилиндрического уровня на алидаде горизонтального круга;

х- увеличение зрительной трубы теодолита;

m_ф - средняя квадратическая погрешность фиксации точки на перекрытии.

Как правило, при передаче осей на монтажные горизнты используют точные теодолиты, такие как теодолит Т5 и его модификации (Т5К, 2Т5, 2Т5К, 3Т5КП), изображенные на рис. 25, с параметрами равными:

ф = 30”

х = 27^х

Величина ошибки фиксации m_ф обычно не превышает 0,5 - 1,0 мм.

рис.25. Теодолиты: 2Т5К (а), 3Т5КП (б)

Так, к примеру, при передаче оси на перекрытие пятого этажа с проектной высотой 14,900 м с расстояния 30м средняя квадратическая ошибка будет равна:

.5 ПЕРЕДАЧА ОТМЕТОК НА МОНТАЖНЫЙ ГОРИЗОНТ

Аналогично передачи отметки на дно котлована используют подвешенную с небольшим натяжением рулетку (рис. 27). Нивелиром, установленным на исходном горизонте, берут отсчет "а" по рейке, стоящей на репере, и отсчет "d" по рулетке. С помощью нивелира на определяемом (монтажном) горизонте берут отсчеты "с" по рулетке и "b" по рейке, установленной в точке "В", отметку которой определяют. Тогда исходная отметка точки "В" будет:

рис. 27. Схема передачи отметки на этаж

В нашем случае за репер, принята точка 8 с абсолютной высотой 146,87м и относительной -2.830м. Абсолютная проектная второго этажа Н_пр = 152,600 м и относительной 2,900. В процессе передачи отметки были установлены нивелиры и приведены в рабочее положение, после чего были получены отсчеты по рейке и рулетке:

a = 1,315 м;

c = 6,584 м;

d = 1,051 м.

Подставляя данные в выше указанную формулу получаем:

Ниже представлены конструктивные расчеты монолитной плиты перекрытия, а так же ее рабочие чертежи в Приложениях № 21,22,23. В Приложении №24 представлен конечный результат монтажа монолитного каркаса здания.

V. РАЗДЕЛ ППГР

5.1 ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ ЗА СМЕЩЕНИЯМИ И ДЕФОРМАЦИЯМИ ЗДАНИЙ

В процессе проектирования инженерных сооружений действительные свойства строительных материалов и фактическая схема конструкций заменяются расчетными. Полученные при этом характеристики устойчивости и прочности сооружений носят приближенный характер. Невозможно также и точное определение поведения грунтов под сооружением. И хотя теоретические данные о способности сооружений выдерживать предполагаемые нагрузки проверяются на моделях путем лабораторных испытаний и исследований, действительная статическая работа сооружения и его элементов всегда отличается от расчетной. В отдельных, случаях это несоответствие бывает настолько велико, что возникает пространственное смещение сооружения, вызывающее его деформацию в виде прогибов, перекосов, образования трещин и крена. Если все эти явления не будут своевременно обнаружены и не будут приняты меры к их устранению, то может возникнуть опасность разрушения сооружения. Вот почему с момента закладки и в течение строительного и эксплуатационного периодов за сооружением проводится целый комплекс натурных наблюдений, в котором важное место отводится геодезическим измерениям.

Всякое пространственное смещение сооружения может быть разделено на два составляющих - в плане и по высоте. Смещение сооружения в горизонтальной плоскости называют сдвигом, а в вертикальной - осадки. Для их определения в тело сооружения закладываются контрольные знаки; схема их размещения обусловлена формой и конструкцией сооружения, а также геологическими и гидрогеологическими условиями местности. Наблюдения за положением контрольных знаков ведутся с пунктов специально создаваемой на строительной площадке геодезической сети. Эти пункты, называемые опорными, располагают на устойчивых грунтах, гарантирующих их неподвижность.

Измерение горизонтальных смещений сооружений

Для измерения сдвигов сооружений применяют, главным образом, створный, тригонометрический (реже полигонометрический) способы и способ отдельных направлений.

Створный способ заключается в измерении смещения l_i контрольного знака i со створа опорной линии АВ, обычно совпадающей с осью сооружения или параллельно ей (рис. 31). Величина l_i может быть измерена непосредственно с помощью подвижной марки, установленной на контрольном знаке i. Вращением наводящего винта визирная цель марки вводится в совпадающую со створом АВ коллимационную плоскость высокоточного теодолита, установленного в пункте А. Отсчет по шкале марки определит величину искомого смещения l_t. Полученный результат контролируется наблюдением марки с пункта В. Эта же задача может быть решена путем измерения малых углов Ра и Р_б, образованных створом АВ и направлениями Ai и Bi на установленную над контрольным знаком неподвижную марку Измерив с точностью 1 : 1000 расстояние L₁ и L_2> вычисляют сдвиг l_i по формуле:

В условиях плохой видимости по створу АВ вместо углов р_д и Рд измеряют угол у на контрольном знаке, тогда:

строительство грунт геодезический

Тригонометрические способы. В горной местности, когда контрольные знаки и опорные пункты располагаются на разных уровнях или при невозможности образовать створ, для наблюдений за горизонтальными смещениями сооружений пользуются способом триангуляции. Сущность способа состоит в периодическом определении координат контрольных знаков, включенных в триангуляционную сеть. По разностям координат в смежных циклах наблюдений определяют сдвиг сооружения.

На рис. 29 изображена сеть триангуляции, построенная для наблюдений за горизонтальными смещениями арочной плотины. Базисной стороной сети является наиболее удаленная от сооружения сторона I-II; с ближайших к плотине опорных пунктов V , VI и VII прямыми угловыми засечками определяют координаты контрольных знаков 1, 2, 3. Неизменность положения пунктов сети контролируется путем измерения направлений на удаленные ориентиры.

Недостатком способа триангуляции является его трудоемкость; в течение длительного периода полевых и камеральных работ положение сооружения может измениться. Поэтому все чаще триангуляционная сеть заменяется трилатерацией с использованием прецизионных светодальномеров. В этом случае повышается не только эффективность наблюдений, но и точность их результатов.

Наблюдение за осадками сооружений

Основным способом определения величин осадок сооружений является высокоточное геометрическое нивелирование и в некоторых случаях - гидростатическое.

Вокруг сооружения вне зоны возможных деформаций грунтов создается сеть из 3-4 глубинных реперов, закладываемых в коренные породы. В целях обеспечения незыблемости глубинного репера его ограждают от соприкосновения с активным слоем грунта и предохраняют от гидротермического воздействия с помощью специальных защитных устройств.

Определение величины осадок состоит в измерении превышений между опорными реперами и контрольными знаками через выбранные промежутки времени. Разности высот одного и того же знака, вычисленные в смежных циклах наблюдений, характеризуют величину осадки знака и соответствующей части сооружения. По результатам наблюдений составляют график хода осадок.

Методика нивелирования контрольных знаков имеет ряд особенностей: нивелирование производится по постоянно закрепленным связующим точкам, длина визирного луча ограничена в пределах 10-20 м, равенство плеч выдерживается с большой точностью. В горных районах для определения осадок сооружений применяют тригонометрическое нивелирование с использованием высокоточных теодолитов, обеспечивающих измерение вертикальных углов с ошибкой не более 1".

Наблюдения за креном сооружения

Креном называется отклонение сооружения от проектного положения в вертикальной плоскости; причиной его возникновения является неравномерная осадка основания сооружения. Геометрическая сущность измерения крена сводится к определению взаимного положения двух таких точек А и В сооружения, которые по техническим условиям проекта должны лежать на одной отвесной линии (рис. 30, а). Проще всего полная угловая величина крена у получается проектированием с помощью отвеса точки А на горизонталь ную плоскость. Измерив высоту а точки А и длину b ортогональной проекции прямой АВ находят:

Для этой же цели можно воспользоваться теодолитом с накладным уровнем, установив его последовательно на створных знаках 1 и 2 взаимно перпендикулярных осей сооружения (см. рис. 30, б). Точка А проектируется при двух положениях вертикального круга на миллиметровую линейку l, располагаемую поочередно в направлениях створов 2-В и 1-В. Точки А₁ и А₂ фиксируют по средним из отсчетов по шкале линейки при круге право и круге лево; длину отрезка b находят графически, продолжив направления 1-А₁ и 2 - А₂ до их пересечения в точке А₀.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения данного проекта были получены следующие навыки и умения:

. Ознакомление с технологией создания опорных геодезических сетей

. Разработка геодезических работ при создании проектной нивелирной сети.

В данной расчетно-графической работе:

·        Приведены графические приложения. Плановая разбивочная основа создавалась в виде строительной сетки и представлена 4 пунктами, стороны сетки составляют 100 м. Строительная сеть была построена методом редуцирования Вынос исходных направлений выполнен от пунктов плановой сети (полигонометрии) полярным способом с помощью теодолита Т30 и рулетки (или светодальномера);

·        Для выноса основных осей здания использовался способ прямоугольных координат. В данном курсовом проекте вынос основных осей здания производился от 2-х пунктов строительной сетки: № 5,6. Вынос точек пересечения основных осей здания осуществлялся способом прямоугольных координат с использованием теодолита типа ТЗО и светодальномера, так как они обеспечат полученной точности: точность построения прямых углов  и откладывание линейных элементов разбивки с относительной СКО не более 1/3000.

·        Высотная основа создана нивелированием площадки. Запроектирована площадка с наклоном 0‰, исходя из учета баланса земляных работ. По формулам Стрельчевского определено, что объем выемки равен -20,11 м³.

·        Рассмотрено проведение геодезических работ на нулевом цикле. Выполнена передача проектной отметки на дно котлована, определены границы нижней и верхней бровок котлована. Вычислены координаты углов границ земляных работ. Представлены методы выноса их в натуру. Выполнена разбивка свайного поля а также его дальнейшая исполнительная съемка.

·        Создана опорная разбивочная сеть на исходном горизонте. Основные оси закреплены открасками. Предусмотрен метод передачи осей и отметок на монтажные горизонты.

·        Рассмотрены конструктивные расчеты монолитных фундаментов, колонн, балок и плит перекрытия. Также выполнены их рабочие чертежи.

·        Рассмотрены основные виды смещений и деформаций зданий, а также методы наблюдения за ними.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Багратуни Г.В. Инженерная геодезия [Текст] / Г.В. Багратуни, В.Н. Ганьшин, Б.Б. Данилевич, П.С. Закатов. - М.: Недра,1984

. Федоров В.И. Инженерная геодезия [Текст] / В.И. Федоров, П.И. Шилов. М.: Недра,1982

. Левчук Г.П Прикладная геодезия [Текст] / Г.П. Левчук, В.Е. Новак, В.Г. Конусов. - М.: Недра,1981

. Интулов И.П. Инженерная геодезия в строительном производстве [Текст] / И.П. Интулов. - Воронеж, 2005.

. Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона [Текст] / М.: Стройиздат, 1978.

6. Курс лекций по инженерной и прикладной геодезии 2-3 курс

. Краткая характеристика промышленной площадки и сооружений