Способы разбивки основных осей сооружений, трасс, траншей

Геодезические работы в период подготовки строительства.

Нанесение на генплан пунктов разбивочной геодезической сети

Проект размещения отдельных зданий и сооружений воспро­изводится на генеральном плане строительной площадки. Гене­ральным планом определяются плановое и высотное положение объектов, между которыми могут указываться расстояния. По нему берут данные для геодезического выноса в натуру (геодезической разбивки) осей сооружения согласно проекту. Геодезические раз­бивки должны выполняться с определенной точностью. Показате­ли точности рассчитываются методами теории погрешностей при­менительно к геодезическим линейным и угловым расстояниям.

Способы разбивки основных осей сооружений, трасс, траншей

Главные и основные оси сооружения выносят на местность раз­личными способами - полярным, прямоугольных координат, уг­ловых, линейных и створных засечек. Способ выбирают в зависи­мости от ситуации на стройплощадке. На местности определяют фактическое плановое положение объекта, которое отличается от проектного положения. Это отличие оценивается средней квадратической погрешностью выноса проекта в натуру:

(1)

где m_р ,m_ф ,m_и — средние квадратические погрешности измере­ний при разбивках, фиксации вынесенных точек и исходных данных (координат опорных геодезических пунктов) соответственно.

Погрешности разбивок m_р зависят от точности используемых приборов и способов их применения.

Погрешности фиксирования вынесенной точки определяются способом ее переноса от визирной цели на знак закрепления оси. С помощью оптического отвеса ось визирной цели проецируется на знак с погрешностью m_ф = 1 мм, а при визировании на каран­даш, стержень, выставленные на знаке, m_ф. ≈ 1,5—2 мм.

Погрешности исходных данных m_и, т.е. погрешности коорди­нат опорных пунктов (например, знаков строительной сетки), можно определить приближенно по формуле m_и = l / Т, где l -длина стороны строительной сетки; 1/Т — относительная точность расстояний l, например

1/Т = 1/10 000; 1/Т = 1/5000.

Рис. 1. Вынос в натуру оси сооружения способами:

а — полярных координат;6 прямоугольных координат; в — угловых засечек

Способ полярных координат используется для выноса в на­туру точек и осей сооружений. Положение на местности оси СЕ (рис. 1, а) определяется точками С и Е. Полярными коорди­натами точки С относительно пунктов I та 2 строительной сетки служат горизонтальный угол β₁ и расстояние l₁, а для контроля — угол β₂, и расстояние 1₂. Для выноса точки Е необходимо знать угол β₃ и расстояние 1₃. После выноса точек С и Е между ними измеряют расстояние 1_п, которое должно быть равным проектно­му значению с погрешностью Δl_п =1-2 см, соответствующей ве­личине m, определяемой по формуле (1).

Расчет углов β_i и расстояний l_i возможен, если известны ко­ординаты х_1, у₁ пункта 1, х₂, у₂ пункта 2, а также х_с, у_с и x_Е, у_Е точек С и Е. Путем решения обратной геодезической задачи на­ходят дирекционные углы всех направлений, например α₁₂ , α_1с, α_2с..., и расстояния b, l₁, l₂, ..., l_п, а затем горизонтальные углы, например β₁=α₁₂ – α_1c; β₂ = α_2с – α₂₁.

Способ прямоугольных координат применяют в случае, если ось СЕ сооружения располо-жена вблизи одной из сторон 1—2 в квадрате 1, 5, 6, 2 строительной сетки (см. рис. 1, б). По гене­ральному плану известны координаты пунктов 1 и 2 сетки, а координаты точек С и Е могут быть заданы в проекте или же их определяют по плану графическим способом. Для выноса в нату­ру оси СЕ вычисляют длины взаимно перпендикулярных от­резков Δу_с = у_с - у₁ и Δх_с = х_с – х₁, а также Δу_Е = у_Е - у₁ и Δх_Е = х_Е – х₁. На строительной площадке теодолит ставят над пунктом 1 и его зрительной трубой задают створ 1—2, в котором откладывают отрезки Δу_с и Δу_Е. В полученных точках под пря­мым углом к стороне 1-2, который задают теодолитом, строят отрезки Δх_с и Δх_Е и закрепляют вынесенные точки С к Е. Для контроля измеряют расстояние СЕ = l_п.

Погрешность выноса в натуру точек С и Е относительно пунк­тов сетки можно оценить по формуле

(2)

где m_x, m_y, m_β, m_и,m_ц и m_ф - средние квадратические погрешно­сти построения отрезков Δх и Δу, угла, координат исходных пунк­тов, центрирования теодолита (над точкой 1 и вершиной прямого

угла), фиксирования точек (вершины угла и точки С) соответ­ственно.

Способ прямой угловой засечки используется для выноса в натуру точек, находящихся за препятствием (например, водо­емом, изрытым участком), не позволяющим применить рулетку или ленту. Для расчета проекта выноса в натуру точек С и Е (см. рис, 1, в) по известным координатам этих точек и геодезичес­ких пунктов решают обратные геодезические задачи, находят дирекционные углы α_i направлений 1-С, 2-С, 1-Е, 2-Е и вычисля­ют горизонтальные углы β₁ = α₁₂ - α_1С; β₂ = α_2С - β₂₁ и т. д.

Точку С сначала находят на пересечении сторон углов β₁ и β₂, а затем эти же углы строят с повышенной точностью и уточняют положение точки С. Аналогично выносят точку Е, результат кон­тролируют измерением отрезка .

Общая погрешность выноса точки С прямой угловой засечкой от стороны 1—2 строительной сетки (базиса b) оценивается по формуле

(3)

из которой следует, что погрешность засечки получается доста­точно малой при углах γ не меньших 30° и не больше 150°. Наи­более точно засечка определяется при γ= 109°.

Способ линейной засечки применяется на ровных участках стройплощадки при расстояниях l_i. от пунктов геодезической опо­ры до разбиваемых точек не более длины ленты или рулетки. Точку С (рис. 2, а) находят в пересечении двух дуг, радиусов l₁ и 1₂, прочерченных с помощью рулетки из точек 1 и. 2. Погреш­ность положения точки С определяется по формуле

(4)

где m_i - средняя квадратическая погрешность построения ради­усов l₁ и l₂.

Способ створной засечки используется для выноса осей со­оружения относительно пунктов и сторон строительной сетки, детальной разбивки сооружений относительно основных осей и разбивки осей под установку оборудования. Например, на осях АА₁, ВВ₁, ЕЕ₁, КК₁ расположены створные знаки 1, 2 и 3, 4, а

Рис. 2. Разбивка точек и осей:

а, б - линейной и створной засечками соответственно; в — полярным способом

определяемая точка С находится в пересечении створных плос­костей (створов) 1—2 и 3—4, заданных этими знаками (см. рис.2, б). Точку С определяют либо с помощью проволок, либо визирным лучом зрительной трубы теодолита в створах 1-2 и 3-4. Погрешность планового положения точки С рассчитывается по формуле

(5)

где m₁ и m₂ — погрешности построения створов 1-2 и 3—4. Значе­ния

(6)

В формуле (6) учитываются средние квадратические по­грешности центрирования теодолита или проволоки m_ц, центри­рования визирной цели m_р, визирования зрительной трубой m_в и колебаний проволоки m_п.

Рис. 3. Разбивка основных осей от пунктов строительной сетки: а — продольных и поперечных осей; б — точек основной оси Г—Г

Разбивка протяженной оси. Главная или основная ось крупного сооружения в натуре обозначается ее знаками 1А и 2А, которые могут выноситься относительно далеко расположенных друг от друга пунктов геодезического обоснования. Пункты 1А и 2А на рис.2, в вынесены полярным способом: построением углов β₁ и β₃ расстояний l₁ и 1₃, а для контроля измеряются углы β₂ и β₄.

Пример. На разбивочном чертеже (рис. 3, а) показаны пункты прямоугольника строительной сетки и основные оси А—А, Г—Г, 1—1, 12—12 здания. Прямоугольные координаты то­чек Г/1, А/1, А/12, Г/12 пересечения основных осей заданы генпланом. Например, для точки Г/1 координаты х_Г1 = 254,40 = А2 + 54,40; у_Г1 = 482,20 = Б4 + 82,20 м. При выносе в натуру основных осей способом прямоугольных координат на разбивоч­ном чертеже указываются привязки точек к пунктам строитель­ной сетки по направлениям, параллельным и перпендикулярным к ее сторонам. Для точки Г/1 Δу₁ = у_г1 - Б4 = 482,20 - 400 = = +82,20 м; Δх₁ = х_Г1 - А2 - (А2 + 54,40) - А2 = +54,40 м. Для точки Г/12 Δу₃ -= Б6 - (Б5 + 54,20) = 600 - 554,20 = 45,80 м (контроль: Δу₁ + Δу₂ + Δу₃ = 82,20 + 72,00 + 45,80 = 200,00 м). Аналогично вычисляются и контролируются значения Δх₁,Δх₂, Δх₃.

Для перенесения в натуру основных осей Г—Г и А—А теодо­лит ставят под пунктом 12 и визируют зрительной трубой на пункт 20. В створе 12—20 с помощью рулетки и зрительной трубы находят положение точек С₁ и С₂, на расстояниях Δх₁ и Δх₁+ Δх₂ от пункта 12. Закрепив створные точки С₁ и С₂ временными зна­ками (например, колышком с гвоздем), для контроля измеряют фактические значения отрезков Δх₁, Δх₂ и Δх₃ в створе 12-20. Аналогично действуют при выносе в натуру створных точек С₃ и С₄ между пунктами 13 и 21.

Точки С1 и С₃, С₂ и С₄ определяют положение осей Г-Г и А—А. Для закрепления, например, оси Г-Г в створе С₁- С₃ (см. рис.3, б) выбирают места осевых знаков I, II и III, IV вне зоны будущих земляных и наземных работ и не ближе (1,2—1,5)Н от стены будущего здания, где Н — его высота. На поверхность зна­ка по теодолиту вначале переносят осевую точку и закрепляют ее кернением или пересечением штрихов насечки. Затем измеря­ют расстояния между точками С створов и осевыми знаками и вычисляют расстояния от створных знаков до точек Г/1 - Г/12 и выносят эти точки в створе осевых знаков с помощью теодолита и рулетки. Измеряют отрезок l, который должен быть равен про­ектному значению. Таким же способом выносят основную ось

А—А и закрепляют ее створными знаками. Находят и закрепляют вре­менными знаками точки А/1 и А/12. С помощью теодолита и рулетки в створе точек А/1 и Г/1 осевыми знаками закрепляют ос­новную ось 1—1, а в створе точек А/12-Г/12 — основную ось 12—12.

Остальные оси сооружения разбивают относительно закреп­ленных в натуре главных или основных осей. Основные и вспо­могательные оси зданий и сооружений удобно разбивать относи­тельно строительной обноски, которую перед началом монтажа фундаментов устанавливают вокруг котлована. Сплошную обноску закрепляют горизонтальными досками на столбах (рис.4, а), створную - парами столбов (рис. 4, б), поставленными в ство­ре закрепляемых осей. Может быть использована и инвентарная

Рис. 4 Закрепление основных осей на строительной обноске: а - сплошной; б – створной

обноска, представляющая собой сборно-разборную конструкцию. Она включает набор металлических полых якорей, которые за­бивают в землю на глубину до 0,5—0,7 м. В якоря вставляют металлические стойки, на которых хомутами крепятся горизон­тальные трубчатые штанги. На штанги надеты передвижные муфты, на которых и обозначаются оси, по этой причине якоря не следует ставить на осях объекта.

Обноска, для обеспечения разбивки осей с точностью 1—2 мм, должна быть устойчивой и располагаться за пределами зоны зем­ляных работ при рытье котлована на расстоянии 3—6 м от его верхней бровки. Стороны обноски должны быть параллельны соответствующим осям сооружения при возможном отклонении до 0,1 м на длину участка обноски в 15-20 м. Поверхность об­носки должна быть горизонтальной, ее задают нивелиром с по­грешностью не более 0,02 м.

Перенесение на обноску строительных осей. Сначала на об­носку выносят главные или основные оси с помощью теодолита, который ставят над соответствующим створным знаком и ориен­тируют визирную ось в направлении парного створного знака, после чего на обноске рисками отмечают положение оси. Такой вынос делают при двух положениях вертикального круга и окон­чательную осевую риску отмечают краской и гвоздем. Относи­тельно главных или основных осей промерами рулеткой на об­носке находят положение промежуточных разбивочных осей. После выноса осей измеряют расстояния между осевыми точка­ми на обноске и сравнивают их с проектными расстояниями. Если в процессе строительных работ часть обноски оказалась убран­ной или поврежденной, то после восстановления на нее перено­сят основные оси от постоянных знаков. Необходимость в обнос­ке исчезает после завершения строительства фундаментов и цо­кольной части здания.

Перенесение строительных осей внутрь сооружения. Основ­ные и вспомогательные оси в начале строительства здания обо­значаются проволоками (см. рис. 4, а, б). Затем оси проециру­ют на монтажный горизонт с помощью теодолита (см. рис. 5). На крупных объектах и специальных сооружениях, требующих особо высокой точности монтажа конструкций и оборудования, внутри сооружения закладывают осевые знаки, на которые оси проецируют с помощью теодолита способом створов.

Рис. 5. Построение вертикальной плоскости

Расчет котлована

Расчет нижней и верхней граней котлована

3.1. Расстояние от оси здания до нижней грани котлована n(пазух) определяется как сумма половины ширины фундаментной подушки (0,90 м) плюс зазор (0,30 м) для гидроизоляции битумом.

n = 0,90 + 0,30 = 1,20 м

3.2. Размер котлована по низу будет определяться по формулам:

а₁ =2 n + а

в₁=2 n + в ,

3.3. Площадь нижнего основания:

S_н._o. = а_{1 X} в₁

Верхняя грань котлована отстоит от нижней на расстоянии ℓ при крутизне откоса 1: m = 1: 0.67 и глубине котлована h.

ℓ = h x m (m =0,67)

3.4. Размер котлована по верху будет определяться по формулам;

а₂= 2 ℓ + a₁

в₂ = 2 ℓ + b₁

3.5.площадь верхнего основания:

S_в.о.= а₂ х b₂

Продольный разрез котлована выполняется по исходным и расчет­ным параметрам в масштабе 1:500 (см. рис.6).

3.6. Объем земляных работ по котловану определяется по формуле:

V=(S_в._о +S_H.₀)/2

Все расчеты ведутся с точностью до сотых долей и результаты оформляются в табличной форме (таблица 1).

таблица 1

Пример оформления

Дано: таблица 2

Расчет граней котлована и объема грунта по котловану

таблица 3

Рис.6. Продольный разрез котлована по оси А-А

Вид фундамента и крутизна откоса котлована таблица 4.

Рис.7. Схема котлована