Геодезические работы при монтаже строительных конструкций.

Монтаж строительных конструкций – это один из основных этапов строительства, от которого зависит будущее эксплуатирующегося здания. От точности установки сборных элементов строительной конструкции в проектное положение зависит долговечность здания и нормальная работа оборудования в процессе эксплуатации сооружения. В этой связи геодезический контроль за установкой строительных конструкций приобретает особое значение. При проведении геодезических измерений по контролю за установкой конструкций в проектное положение руководствуются допусками, установленными строительными нормами и правилами вместе с техническими условиями конкретного проекта. Геодезические работы при этом должны выполняться с точностью, превышающей точность монтажного допуска. Средняя квадратическая ошибка определения местоположения элемента конструкции должна составлять 1/5 от величины допуска δ, установленного СНиПом, то есть m = 0,20 δ. Геодезические работы при монтаже строительных конструкций состоят из следующих операций: 1. Контроль геометрических параметров и разметка элементов конструкций; 2. Детальные разбивочные работы; 3 Проверки положения конструкций в плане и по высоте при их монтаже.

Контроль геометрических параметров конструкций состоит в определении фактических размеров этих конструкций перед проведением монтажных работ. Необходимость такого контроля обусловлена возможным несоответствием линейных размеров и формы фактических строительных элементов и их проектных значений. Отклонение фактических размеров от проектных значений не должно превышать установленного допуска, определенного СНиПом. Необходимые измерения проводятся металлическими рулетками с миллиметровыми делениями. При контроле параметров плоских железобетонных конструкций (стен, панелей) измеряют длину l, ширину или высоту h, толщину p, длины диагоналей d. Измерение длины, ширины и толщины необходимо выполнять в трёх разных местах, находящихся от края на расстояниях 0,1; 0,5; 0,9 от длины панели. Результаты проведенных измерений будут характеризовать параллельность граней конструкции, возможных перекосов, которые определяются разностями длин диагоналей. При контроле геометрических параметров колонн определяется их длина и параметры поперечного сечения. Вместе с этим проводят разметку колонн. Эта разметка заключается в нанесении осевых или установочных рисок. Осевые риски наносятся тонкой чертой по вертикальной оси симметрии в основании и на вершине на всех гранях колонны. В нижней части колонны дополнительно наносят горизонтальную черту и от неё измеряют расстояния h₁ и h₂, соответственно до консолей и до вершины колонны. Результаты измерений записывают в журнал.

Рис. Контроль геометрических параметров строительных конструкций: а – стеновых панелей; б - колонн

Детальные разбивочные работы при монтаже конструкций заключаются в нанесении на фундамент установочных рисок, фиксирующих проектное положение каждого элемента. Разбивку выполняют с помощью плановой разбивочной сети на каждом монтажном горизонте.

Рис. Схема разбивки осей для установки колонн

Разбивку осей колонн А-А, Б-Б, В-В, 1-1, 2-2 …, выполняют от пунктов плановой разбивочной сети с помощью теодолита и металлической рулетки. От пунктов плановой разбивочной сети I, II, III, IV откладывают длины отрезков II-l, I-k, III-l^′, IV-k^’. Полученные створы ll^’ и kk^’ провешиваются с помощью теодолита, и по направлению створов с помощью яркой краски производится разметка рисок на фундаментах колонн. Таким же способом делается разметка установочных рисок по всем другим осям колонн.

После детальных разбивочных работ производится установка строительных конструкций в проектное положение. Эти работы также необходимо обеспечивать геодезическим контролем. При монтаже металлических колонн этот контроль сводится к контролю положения фундаментных рисок и рисок, нанесенных на основание колонн.

Основания железобетонных колонн устанавливают в соответствующие монтажные углубления на фундаментах зданий. Эти углубления называют стаканами. При этом геодезический контроль также сводится к необходимости совмещения монтажных рисок на колоннах и фундаменте.

Рис. Схема установки металлических и железобетонных колонн

Способ установки колонн в вертикальное положение осуществляются с помощью отвеса, если высота колонны не превышает 5 метров. В случае установки более высоких колонн применяют способ наклонного проектирования.

Рис. Схема установки колонн в вертикальное положение способом наклонного проектирования

Этот способ предусматривает одновременное использование двух теодолитов, располагаемых в створе каждой из двух взаимно перпендикулярных разбивочных осей на расстояниях от колонны превышающих её высоту. После установки теодолита в рабочее положение производится дополнительный контроль вертикальности оси вращения его зрительной трубы. Далее вертикальную нить зрительной трубы теодолита наводят на нижнюю осевую риску колонны. После этого закрепляют алидаду и наводят вертикальную нить на вершину колонны. После этого то же самое производят с помощью второго теодолита. При несовпадении вертикальной нити зрительной трубы с верхней осевой риской колонны колонну наклоняют до тех пор, пока верхние осевые риски колонны не совпадут с вертикальными нитями зрительных труб обоих теодолитов. Далее эту работу повторяют при противоположном положении вертикального круга теодолитов. После предварительного закрепления колонн производится проверка вертикальности их установки, которая выполняется способом наклонного проектирования, но начиная с верхней установочной риски.

Геодезические работы при монтаже подкрановых путей.В промышленных зданиях часто используются так называемые мостовые краны, позволяющие перемещать тяжелые грузы внутри помещения, как в вертикальном, так и в продольном направлении. Мостовые краны перемещаются по рельсам, уложенным на подкрановые балки, установленные на консолях колонн каркаса здания. Укладка рельсов должна быть выполнена как можно точнее и в плане и по высоте. Требования, предъявляемые к установке рельсов, сводятся к их прямолинейности, горизонтальности и обеспечению одинакового проектного расстояния между рельсами.

Рис. Схема геодезических работ при монтаже подкрановых путей

Работы по определению планового положения подкрановых балок выполняются с использованием компарированной рулетки и теодолита. Высотное положение рельсов подкрановых путей определяют методом геометрического нивелирования, передавая заданные отметки соответствующим методом от ближайшего репера. По полученным отметкам на профиль укладки подкрановых путей наносится линия укладки, которая проводится через точку с наиболее высокой отметкой. На остальных точках определяется толщина металлических прокладок, с помощью которых производится выравнивание консоли подо балку будущих рельсов. При укладке рельсов проводится постоянный контроль их планового положения. После окончательной укладки рельсов методом геометрического нивелирования определяют отметки головок рельса. В каждом ряду эти отметки должны находиться в пределах 10 мм.

Геодезические работы при монтаже технологического оборудования.При монтаже оборудования точность геодезических работ может изменяться от 1 до 0,01 мм, в зависимости от технических условий и типа оборудования. Монтаж оборудования выполняется относительно монтажных осей, совпадающих с осями монтируемых агрегатов, или параллельных этим осям. Монтажные оси закрепляют специальными знаками, положение которых определяется относительно плановой геодезической основы. Эти знаки закладываются в тело фундамента.

Геодезические работы при строительстве подземных коммуникаций.Прокладывание подземных коммуникаций сопровождает строительство большинства промышленных и жилых строительных объектов. Подземные коммуникации условно подразделяются на три основные группы: 1. Трубопроводы. 2. Кабельные сети. 3 Коллекторы. К трубопроводам относятся водопровод, газопровод, теплоснабжение и канализация. При этом канализация вместе с водостоками относится к самотечным трубопроводам. Водопровод, газопровод и теплосети являются напорными трубопроводами, так как внутри них создается определенное избыточное давление. Кабельные сети включают в себя электросети, телеграфные и телефонные сети, кабели радиовещания и телеметрии, включая сети Интернет. Коллекторы используются для совместной прокладки трубопроводов различного назначения и кабелей, а также для прокладки однотипных сетей.

При проектировании трасс подземных коммуникаций используются топографические планы для выбора направления трассы, а также продольные и поперечные профили, составленные по результатам геометрического нивелирования вдоль выбранного направления. Для разбивки подземных коммуникаций на местности на основе проектного плана трассы и продольного профиля составляется разбивочный чертеж, на котором показываются оси трассы и схема привязки коммуникаций к опорной геодезической сети или к существующей застройке. Кроме того, показываются размеры трассы, координаты вершин углов поворота, координаты центров смотровых колодцев, расстояние между ними и другие данные, относящиеся к укладке подземных коммуникаций в траншеи. Геодезические работы при сооружении траншей для трубопроводов или кабельных сетей начинаются с разбивки продольной оси трассы. Для этого на местность выносятся вершины углов поворота трассы от пунктов геодезической опорной сети или от существующей застройки с относительной ошибкой не более 1:2000. При вынесении на местность проектных точек трассы может быть использован любой способ, а именно: прямоугольных или полярных координат, угловых или линейных засечек, а также створов. Прямолинейные участки трассы провешиваются с помощью теодолита и далее мерной лентой откладывают соответствующие проектные расстояния. Направление трассы закрепляется колышками через 5÷10 м. Одновременно с разбивкой оси трассы на местности закрепляют будущие грани траншеи, откладывая от оси в обе стороны расстояния, равные половине ширины траншеи. Для рытья котлованов под смотровые колодцы их центры закрепляют колышками, относительно которых разбиваются бровки котлована. Для закрепления оси трассы и центров колодцев строится обноска, состоящая из двух столбов, зарытых в землю на глубину до 1 м и на расстоянии до 1,5 м от краев траншеи. К столбам горизонтально по уровню прибивается доска на высоте до 1 м от поверхности земли.

Рис. Схемы укладки трубопроводов с помощью постоянных и ходовых визирок

На построенную обноску с помощью теодолита выносится ось траншеи, которая отмечается забитым гвоздем. Между гвоздями смежных обносок натягивается проволока, обозначающая ось трассы. Проверку глубины траншеи выполняют с помощью постоянных и ходовых визирок. Для этого к доске каждой обноски горизонтально прибивается брусок 1, называемый полочкой. Отметка верха полочки определяется методом геометрического нивелирования от ближайшего репера. Ходовые визирки изготавливают отдельно для рытья траншей – Т –образной формы и для укладки труб – дополнительно оснащенных башмаком в нижней части. Длина ходовой визирки выбирается из расчета глубины траншеи так, чтобы при установке визирки на дно траншеи она возвышалась над поверхность земли не менее, чем на 1м. На практике ходовые визирки изготавливают длиной 3, 3,5 и 4 м. Постоянные визирки 2 на полочках между двумя смежными обносками устанавливаются таким образом, чтобы плоскость, проходящая через их верхние грани, была параллельна направлению линии заданного уклона трассы. Высота установки постоянной визирки на каждой обноске определяется длиной ходовой визирки, отметки полочки и вычисляется по формуле: l_п = H_пр + l_x – H_пол, где H_пр – проектная отметка дна траншеи. Так как в большинстве случаев выемка грунта в траншее производится с помощью землеройной машины, для исключения возможности переборов выемки грунта оставляют 10-15 см земли до проектной отметки, которую в дальнейшем выбирают вручную, постоянно контролируя уровень дна траншеи с помощью ходовой визирки. Для этого перемещают визирку по дну траншеи и визируя невооруженным глазом ребра соседних постоянных визирок, следят за тем, чтобы линия визирования проходила через ребро ходовой визирки. Это положение будет соответствовать высоте пятки ходовой визирки на проектной отметке. Укладка трубопроводов и кабелей в траншеи по их положению в плане осуществляется с помощью отвеса, перемещаемого вдоль проволоки, натянутой между гвоздями обносок, отмечающих направление оси трассы. Установка трубы по высоте траншеи производится в зависимости от требований к точности размещения трубопровода по высоте. В случае установки напорных трубопроводов ошибки их установки по высоте могут достигать 2 см. Установка таких трубопроводов производится с помощью визирок на глаз. При этом башмак визирки вставляется внутрь трубы. Если труба уложена правильно, то верх ходовой визирки должен быть совмещен с уровнями двух смежных полочек постоянных визирок. При установке самотечных трубопроводов для обеспечения движения жидкости по трубам требуется более точная установка труб в высотном положении. Допустимые ошибки по высоте укладки таких трубопроводов не должны превышать 5 мм. Поэтому при укладке данных трубопроводов используется метод геометрического нивелирования с использованием маяков. Для этого на дне траншеи через определенные промежутки забивают колышки, в верхние срезы которых завинчивают шурупы. Вращая шурупы, добиваются получения нивелирного отсчета по рейке, установленной на головке шурупа, равного проектной отметке трубопровода в данной точке. Эти точки называются маяками. По головкам шурупов бетонируют дно траншеи, после чего укладывают трубы. В ряде случаев при укладке труб применяют лазерные приборы, лазерный луч которых используется как при укладке труб, так и при контроле выполненной работы. Перед засыпкой траншей производится исполнительная съемка, в результате которой определяется фактическое положение на местности положение в плане и по высоте подземных коммуникаций.

Лазерные геодезические приборы в строительстве.Для повышения качества строительно-монтажных работ в настоящее время все большее распространение получаю лазерные приборы. Главным элементом лазера является так называемая активная среда, которая служит для преобразования её внутренней энергии в энергию излучения электромагнитных колебаний. В геодезических лазерных приборах наибольшее распространение имеют газовые лазеры, использующие в качестве активной среды смесь гелия и неона. Смесь данных газов размещается между двумя зеркалами, образующими оптический резонатор.

Рис. Лазерная приставка ПЛ-1

Под действием электрического разряда в трубке резонатора возбуждаются электромагнитные колебания оптического диапазона. После многократных внутренних отражений через одно из зеркал, которое выполняется из полупрозрачного материала, выходит световой монохроматический поток в видимой области спектра. Этот световой луч образует прямолинейную световую линию, относительно которой производятся необходимые геодезические измерения. Большинство строительных лазерных приборов создается на базе теодолитов и нивелиров. Однако имеются и другие лазерные приборы, используемые, например, для геодезического контроля вертикальной планировки поверхностей земельных участков. Такие приборы имеют два блока: лазерный излучатель и фотоприёмное устройство с индикатором. Излучатель устанавливается в середине планируемого участка так, чтобы лазерный луч при вращении образовывал плоскость на заданной проектной отметке. Фотоприемное устройство размещается при этом на землеройной машине и фиксирует положение рабочего органа машины относительно проектной плоскости. Контроль за работой механизма осуществляется с помощью индикатора, установленного в кабине оператора землеройной машины. Средняя квадратическая ошибка положения рабочего органа землеройной машины относительно проектной плоскости при использовании лазерного прибора не превышает 3 см. Часть лазерных приборов представляет собой приставку для совместной работы, например, с нивелиром. Эта приставка крепится с помощью кронштейна на зрительной трубе сверху. С помощью системы зеркал луч от лазерного излучателя направляется в зрительную трубу и используется в качестве опорной линии при проведении геодезических, а также контрольных измерений. Геодезические лазерные приборы являются современными устройствами, позволяющими принципиально повысить качество строительных работ, автоматизировать процессы измерений и обработки информации.