Элементы разбивочных работ

Разбивочные геодезические работы сводятся к закреплению на местности точек, определяющих проектную геометрию сооружения. Для этого выполняется целый ряд геодезических построений, которые называют элементами разбивочных работ. Основными из них являются: построение проектного угла, отложение проектного расстояние, вынос в натуру проектных отметок и уклонов.

Построение проектного горизонтального угла.Для построения заданного горизонтального угла β должно быть известно положение на местности вершины угла В и одной из его сторон АВ. Задача заключается в определении направления и закрепления на местности стороны АС, расположенной под углом β к стороне АВ.

Работа ведется в следующем порядке. Теодолит устанавливают над вершиной А разбиваемого угла β (рисунок 7.1), приводят его в рабочее положение, наводят зрительную трубу на точку А и берут отсчет а по горизонтальному кругу. Открепив алидаду, устанавливают по горизонтальному кругу отсчет, равный, а + β, и по направлению визирной оси фиксируем точку с₁.

Для исключения влияния коллимационной ошибки зрительную трубу переводят через зенит, и построение повторяют при втором положении вертикального круга, отмечая на местности вторую точку с₂.

Полученный отрезок делят пополам и закрепляют среднюю точку с.Построенный таким образом угол АВС считают равным проектному.

Если проектный угол необходимо вынести с точностью, превышающей точность отсчетного устройства теодолита, поступают следующим образом. Построенный в натуре угол АВС измеряют несколькими приемами в зависимости от требуемой средней квадратической погрешности отложения угла и вычисляют его точное значение β'. Сравнивая величину β' с проектной β, находят поправку:

Δβ = β' – β.

Зная расстояние ВС = l, определяют линейную поправку сс' = Δl,

Δl = (Δβ'' ∙ l) / ρ''.

Затем величину угла исправляют линейной величиной в сторону уменьшения или увеличения.

Вынос в натуру проектного расстояния. Для построения линии проектной длины необходимо от исходной точки отложить в заданном направлении расстояние, горизонтальное проложение которого равно проектному значению (все расстояния в проекте задаются именно горизонтальным проложением). Если поверхность, на которой откладывают расстояние, горизонтальна или может быть принята (в пределах заданной точности) за горизонтальную, то при перенесении линии в натуру пользуются непосредственно взятым с проекта расстоянием (рисунок 7.2). В том случае, если поверхность наклонена, необходимо ввести поправку за наклон линии, то есть отложить расстояние, которое вычисляют по формуле

D = d_пр / cosυ,

где d_пр – горизонтальное расстояние, взятое с проекта;

υ – угол наклона линии.

Если точность отложения расстояния не выше чем 1:2000 (на 100 м ошибка 5 см), а угол наклона не более 1^о, то разницу между D и d_пр не учитывают, и на местности откладывают расстояние, взятое с проекта. Для построения расстояния с точностью более высокой, чем 1:2000, вводят поправки за наклон, за компарирование измерительного прибора и за разность

температур при выполнении компарирования и при выполнении работы. Длина откладываемой линии

D = nl + r + ΔD_k + ΔD_υ + ΔD_t,

где n – число уложений мерного прибора;

l – номинальная длина мерного прибора;

r – остаток, меньший длины мерного прибора;

ΔD_k – поправка за компарирование мерного прибора;

ΔD_υ – поправка за наклон линии;

ΔD_t – поправка за разность температур измерения и компарирования.

Пример. Вычислить длину отрезка, который следует отложить на местности, чтобы получить проектный отрезок d_пр = 50,000 м, если поправка в длину 20-метровой стальной рулетки за компарирование Δl_k = +9,0 мм, температура компарирования t = 20^о, температура воздуха при построении отрезка t = 4^о, наклон линии υ = 2^о30'.

Поправки в длину линии составят:

- поправка за компарирование ΔD_k = Δl_k d_пр/l = +9,00 ∙ 50,00 / 20,00 =

= + 0,022 м;

- поправка за наклон линии ΔD_υ = 2d_пр sin² (υ/2) = 2 ∙ 50,00 ∙ sin²(2^о30'/2) = = 0,039 м;

- поправка за разность температур измерения и компарирования

ΔD_t = a(t – t_k)d,

где a – коэффициент линейного расширения стали;

ΔD_t = 12∙10^-6(4 – 20)∙50,00 = –0, 010 м;

D = 50, 00 – 0,022 + 0,010 + 0,039 = 50,027 м.

Вынос в натуру проектной отметки.Этот вид разбивочных работ является наиболее распространенным в практике инженера-строителя. Проектные отметки выносят в натуру, как правило, способом геометрического нивелирования. Нивелир устанавливают примерно посередине между репером и местом перенесения отметки (рисунок 7.3) и приводят его в рабочее положение. Установив на репер с отметкой Н_реп (точка А) рейку, берут по ней отсчет а. Вычисляют горизонт нивелира:

ГН = Н_реп + а.

Для контроля желательно аналогичным образом определить значение горизонта нивелира (ГН) от другого исходного репера. Чтобы вынести проектную отметку, необходимо знать величину отсчета b по рейке на определяемой точке (В):

b = ГН – Н_проект.

Вычислив проектный отсчет, рейку поднимают или опускают до тех пор, пока средний штрих сетки нивелира не совпадет с отсчетом b, в этот момент пятка рейки будет совпадать с проектной отметкой. Этот уровень фиксируют в натуре и закрепляют специальным знаком (забивая колышек, проведя черту на строительной конструкции и т. д.).

Построение линии и плоскости заданного уклона.При выполнении вертикальной планировки, строительстве линейных сооружений (дороги, инженерные сети, трубопроводы и т. д.) всегда возникает задача построения линий и площадей с заданными уклонами. Для построения в натуре линии заданного уклона используют нивелиры, теодолиты или лазерные приборы. Построение заключается в закреплении на местности нескольких точек (минимум двух) линии, определяющих ее положение с заданным уклоном. Может быть, несколько случаев решения этой задачи, но в каждом из них расстояние d между точками известно или его надо измерить.

Чтобы построить линию ABCD (рисунок 7.4) с заданными проектными уклонами (i₁, i₂, i₃) нужно определить превышения между точками A,B,C,D:

h₁ = i₁d₁; h₂ = i₂d₂; h₃ = i₃d₃.

Затем визируют нивелиром на рейку, установленную в точке А, снимают отсчет а и вычисляют проектные отсчеты в точках B,C,D:

b = a – h₁; c = b – h₂; d = c – h₃.

В точках B, C, D забивают колышки до тех пор, пока на рейках, установленных на них, не получат отсчеты b, c, d.

Для строения линии заданного уклона прямолинейного отрезка, прежде всего, выносят на местности и закрепляют проектные отметки точек концов отрезка A и D. Затем нивелир устанавливается в точке А так, чтобы один из его подъемных винтов располагался по направлению AD (рисунок 7.5). Измеряют высоту инструмента i, затем наклоняют зрительную трубу нивелира подъемными винтами до тех пор, пока отсчет по рейке на точках D не станет равным высоте инструмента. При этом положении зрительной трубы рейки попеременно устанавливают на промежуточных точках между А и D таким образом, чтобы отсчеты по ним были те же, что и на А и D. Уровень, проходящий через пятки реек, обозначит на местности линию с заданным уклоном.

Аналогичные построения можно выполнить и с помощью теодолита.

При разбивке плоскости заданного уклона (такая задача возникает при вертикальной планировке площадок) поступают следующим образом. Вначале выносятся проектные отметки в точках A, B, C, D (рисунок 7.6). После этого устанавливают нивелир в одной из вершин, например А, таким образом чтобы два его подъемных винта были параллельны стороне АВ. Вращением этих винтов добиваются, чтобы отсчет по рейке, установленной в точке В, был равен высоте прибора. Затем выполняют визирование на точку D, и, вращая подъемный винт 1, наклоняют прибор до получения отсчета, равного высоте прибора.

Теперь плоскость, образованная вращением визирной оси нивелира, будет параллельна заданной плоскости A, B, C, D. Перемещая рейку в пределах площадки, устанавливают ее по высоте до получения отсчета, равного высоте прибора, получая систему точек, лежащих на проектной отметке.