Тема: Геодезические работы при изысканиях, проектировании и при перенесении проектов горизонтальной и вертикальной планировки на местность. Инженерные изыскания

1. Виды инженерных изысканий

_______ Под инженерными изысканиями для строительства понимают комплексное изучение природных условий района строительства для получения необходимых данных, обеспечивающих разработку технически правильных и экономически целесообразных решений.

_______ Различают инженерно-геологические, инженерно-гидрометеорологические, инженерно-геодезические изыскания и др.

_______Инженерно-геологические изыскания должны обеспечивать комплексное изучение инженерно-геологических условий района (площадки, участка, трассы) проектируемого строительства, включая рельеф, геологическое строение, сейсмотектонические, геоморфологические и гидрогеологические условия, состав, состояние и свойства грунтов, геологические и инженерно-геологические процессы, и составление прогноза возможных изменений инженерно-геологических условий в сфере взаимодействия проектируемых объектов с геологической средой с целью получения необходимых и достаточных материалов для обоснования проектной подготовки строительства, в том числе мероприятий инженерной защиты объекта строительства и охраны окружающей среды.

_______Техническое задание на производство инженерно-геологических изысканий является неотъемлемой частью договорной документации (контракта). Программа изысканий как внутренний документ организации, выполняющей изыскательские работы, включается в состав договора (контракта) по требованию заказчика.

_______К составлению технического задания и программы на инженерно-геологические изыскания в сложных природных условиях следует привлекать (при необходимости) специализированные или научно-исследовательские организации, участвующие в составлении прогноза изменений инженерно-геологических условий на данном объекте.

_______При гидрометеорологическом обосновании проектных решений для экологически опасных сооружений и градостроительной документации инженерно-гидрометеорологические изыскания следует выполнять в комплексе с инженерно-экологическими изысканиями.

Необходимость выполнения отдельных видов гидрологических и метеорологических работ, их состав и объем следует устанавливать в программе инженерных изысканий на основе технического задания заказчика в зависимости от вида и назначения сооружений, их уровня ответственности, стадии проектирования, а также сложности гидрологических и климатических условий района (площадки, трассы) строительства и степени их изученности.

_______Технический отчет по результатам инженерно-гидрометеорологических изысканий для обоснований инвестиций в строительство должен содержать материалы, позволяющие оценить по каждому из рассматриваемых вариантов размещения объекта строительства:
• возможность воздействия на намечаемый объект строительства (трассу линейного сооружения) опасных гидрометеорологических процессов и явлений (ураганных ветров, гололеда, селевых потоков, снежных лавин и т.д.);
• возможность затопления территории (либо части ее), намечаемой для размещения объекта (трассы) строительства, с определением ориентировочных границ затапливаемого участка; подверженность территории ледовым воздействиям и формы их проявления;
• наличие и характер деформационных процессов, их направленность, интенсивность и возможность воздействия на площадку (трассу) строительства.

_______Инженерно-экологические изыскания выполняются для оценки современного состояния и прогноза возможных изменений окружающей природной среды под влиянием антропогенной нагрузки. Целью служит предотвращение, минимизация или ликвидация вредных и нежелательных экологических и связанных с ними социальных, экономических и других последствий, а также сохранение оптимальных условий жизни населения.

Инженерно-экологические изыскания и исследования выполняются в соответствии с установленным порядком проведения проектно-изыскательских работ для поэтапного экологического обоснования намечаемой хозяйственной деятельности.

_______Инженерно-геодезические изыскания выполняются в процессе всего существования любого сооружения.

Можно выделить четыре основных этапа, имеющих отношение к инженерным сооружениям:
• изыскания,
• проектирование,
• строительство,
• эксплуатация.

_______ Геодезические работы предполагают:
• инженерно-геодезические изыскания,
• инженерно-геодезическое проектирование,
• инженерно-геодезические работы по разбивке и строительству сооружений и исполнительные съемки,
• инженерно-геодезические работы по изучению деформаций сооружений в процессе эксплуатации.

_______ Инженерно-геодезические изыскания (ИГИ) включают:
• развитие геодезических сетей для обеспечения геодезических работ при строительстве;
• производство топосъемок для обеспечения строительства топографическими материалами (планами, картами).

_______ Геодезическая основа
а) в плановом отношении:
• пункты ГГС 1–4–го классов,
• геодезические сети сгущения I–II–го разрядов,
• пункты съемочного обоснования.
б) в высотном отношении:
• реперы и марки государственно нивелирной сети 1–4-го классов;
• пункты геодезических сетей сгущения;
• точки съемочного обоснования, высоты которых определены геометрическим или тригонометрическим нивелированием.

_______ Количество пунктов геодезических сетей всех видов может быть недостаточным для ведения геодезических работ во время строительства. Поэтому, как правило, в районе строительства создается специальная геодезическая сеть.

_______По собранным материалам составляют схему расположения пунктов ранее выполненных опорных геодезических сетей всех классов и разрядов в пределах территории предстоящих работ.

_______В инженерно-геодезической практике достаточно часто встречаются случаи, когда сеть создается заново, даже при наличии близкорасположенных пунктов ранее созданных сетей. Это делается для обеспечения повышенной точности определения взаимного положения пунктов.

_______Инженерно-геодезические сети обладают следующими характерными особенностями:

• часто создаются в условной системе координат с привязкой к государственной системе координат;
• форма сети определяется обслуживаемой территорией или формой объектов, группы объектов;
• имеют ограниченные размеры, часто с незначительным числом фигур или полигонов;
• длины сторон, как правило, короткие;
• условия наблюдений, как правило, неблагоприятные;
• к пунктам сети предъявляются повышенные требования по стабильности положения в сложных условиях их эксплуатации.

_______ Наиболее удобным видом такой сети является строительная сетка.
Стороны сетки располагают параллельно основным осям сооружения. Длина сторон – 50–200 м.

_______ Вершины строительной сетки закрепляются железобетонными монолитами. В верхней части бетонируется металлическая пластина с нанесенным центром. Координаты вершины обычно высчитываются в условной системе координат. Один из пунктов (обычно юго-западный) выбирают за начало координат так, чтобы координаты всех точек были положительными. Для определения отметок пунктов строительной сетки по ним прокладывают ходы нивелирования 3–4-го классов. Строительная сетка создается обычно при строительстве крупных промышленных объектов. При проектировании и строительстве объектов в городах в качестве пунктов геодезической сети могут служить точки, закрепляющие красные линии застройки.

_______ Красная линия – черта, за которую не должны выступать здания или части здания в сторону улицы или проезда.

_______ Красные линии задаются проектом, выносятся на местность относительно пунктов геодезической сети и закрепляются надежными знаками.

2. Производство топографических съемок

_______При отсутствии топографических материалов (карт, планов) на район строительства выполняют топосъемку.

_______На стадии предварительных изысканий при выборе площадки для строительства используют карты следующих масштабов: 1:5000, 1:2000, 1:500.

3. Геодезические работы при проектировании

_______ При проектировании строящихся объектов обычно составляют генеральный план.

_______ Генеральный план представляет собой документ (топографический план), на котором показаны существующие и намеченные для строительства здания и сооружения.

_______ В зависимости от назначения различают:
• генеральный план проектируемой застройки (проектный генплан),
• строительный генплан,
• исполнительный генплан.

_______ На строительном генплане дополнительно показывают временные здания и сооружения, необходимые для строительства, размещение механизмов, стройматериалов, и т.д. Размещение на генплане зданий, сооружений и объектов благоустройства называют планировкой.

_______ Размещение сооружений в плане называют горизонтальной планировкой.

Размещение сооружений по высоте, а также организацию рельефа земной поверхности называют вертикальной планировкой.

_______ Для перенесения проекта сооружения с проектного генплана на местность составляют разбивочные чертежи. На эти чертежи наносят все данные, необходимые для перенесения проекта на местность.

4. Способы подготовки проектных данных

_______ На разбивочных чертежах показываются координаты проектных точек сооружения, а также углы и линии, определяющие положение этих точек относительно пунктов геодезической сети.

_______ В качестве проектных точек выбираются точки, определяющие положение главных осей сооружения.

_______ Существует три способа подготовки проектных данных:
• графический,
• графоаналитический,
• аналитический.

_______ При графическом способе все проектные данные (координаты, углы, линии) определяются графически на генплане с помощью циркуля-измерителя, поперечного масштаба и транспортира. Точность полученных данных зависит от масштаба.

_______ К – графическая точность определения длины (принять 0,2 мм);
_______М – знаменатель масштаба.
_______Например, для масштаба 1:1000 ошибка в определении длины линии (∆d) будет равна:

_______ Ошибка измерения угла примерно 0,1^º = 6^'.

_______Способ простой, но точность его невелика.

_______ При графоаналитическом способе часть проектных данных определяется графически, а часть – аналитически. При этом внутренние габариты определяются точнее.

_______ При аналитическом способем все данные определяются аналитическим путем.

Координаты А и В определяются из результатов привязки.

_______ Необходимые данные для разбивочных работ (чертежей), определяются из решения обратных данных.

5. Элементы разбивочных работ

_______ Первые два вида работ выполняются при плановой разбивке сооружений, два других – при разбивке сооружений по высоте и при вертикальной планировке местности.

_______ При построении проектной линии проектом задается горизонтальное проложение d.

,

_______ где Δ – сумма поправок.

• Установить в рабочее положение теодолит в точке M.
• Открепить алидаду и совместить с лимбом на нулевом отсчете, закрепить алидаду.
• Открепить лимб и навести трубу на точку N, закрепить лимб.
• Открепить алидаду и отложить заданный угол, провешивать по направлению, получить точку А₁.
• Поменять круг и выполнить те же действия при другом круге, получить точку А₂.
• Расстояние между точками А₁ и А₂ поделить пополам и поставить точку А.
• Для контроля измерить отложенный угол полным приемом.

• Установить нивелир между репером и предполагаемой точкой В.
• Произвести отсчет «а» по рейке, стоящей на репере.
• Вычислить отсчет «b» по формуле

.

• В точке В забить кол так, чтобы отсчет по рейке, установленной на нем, был равен b.

Для контроля измерить превышение между репером А и вынесенной точной В, сравнить с разностью отметок этих точек. Допустимое расхождение 10 мм.

_______ Подготовительные расчеты для выноса линии заданного уклона
• Определение уклона (i): Рассчитывается по формуле:
где h — превышение между точками, а L — расстояние между ними в плане.
• Шаг разбивки: Общую длину проектной линии делят на равные отрезки (обычно по 4–5 метров) для определения мест установки колышков.

_______ Разбивка с помощью нивелира
Этот способ оптимален для небольших уклонов (например, при строительстве дорог или траншей):
1. Закрепите колышком начальную точку с известной проектной отметкой.
2. Установите нивелир между начальной и конечной точками.
3. Вынесите проектную отметку конечной точки (учитывая расстояние и заданный уклон).
4. Установите нивелир над начальной точкой так, чтобы один подъемный винт направлялся на конечную точку (вдоль линии), а два других располагались перпендикулярно выносимой линии.
5. Измерьте высоту прибора от колышка до средины окуляра, забейте предварительно колья вдоль выносимой линии.
6. Установите рейку на конечный колышек, вращая подъемный винт, направленный на конечную точку, установите отчет, равный высоте прибора, на рейке в конце линии. (уровни при этом будут не в нуль-пункте).
7. На каждую промежуточную точку устанавливайте последовательно рейку. Забивайте колышек до тех пор, пока отсчет по установленной на него рейке не станет равен высоте прибора.

_______ Разбивка с помощью теодолита
Используется при строительстве на участках со значительными уклонами:
1. Установите теодолит в начальной точке и измерьте высоту прибора.
2. Вычислите угол наклона ν, тангенс которого равен заданному уклону i.
3. Установите вычисленный угол наклона на вертикальном круге теодолита.
4. Наведите зрительную трубу в створ линии. Промежуточные точки разбивайте посредством рейки, фиксируя точки с помощью колышков на линии.

6. Подготовка геодезических данных и перенесение проектных точек сооружений на местность

_______ Проектными точками называют точки, определяющие положение главных осей.

_______ Координаты этих точек при подготовке данных должны быть известны.

_______ Существует несколько способов вынесения проектных точек на местность:

• способ прямоугольных координат,
• полярный,
• способ угловых засечек,
• способ линейных засечек,
• способ створных засечек (створов).

_______ Способ выбирается в зависимости от имеющейся на местности геодезической сети и расположения зданий (сооружений).

_______ Является наиболее удобным и простым способом. Применяется при разбивке здания от строительной сетки или от красной линии застройки.

_______ Вычисляем:
P-m = 440-400=40м;
P-n = 535-400=135м;
n-g = 65м (контроль).

_______ Вычисляем диагонали, устанавливаем и центрируем теодолит в точке Р (оптический отвес m_Ц. ≈ 1 мм ) и трубу наводим на точку q. По направлению визирного луча откладываем Рm и n. Точки m и n закрепляем колышками (если колышек деревянный, то в его центр по теодолиту забивают гвоздь).

_______ Устанавливаем теодолит в точке m и n, построив прямой угол откладываем расстояния mА и mС. Аналогичная работа выполняется в точке n. Для контроля разбивки здания промеряются расстояния AB и CD.

_______ Обязательно промеряются длины диагоналей и сравнивают их с вычисленными значениями.

_______ При разбивке проектных точек способом прямоугольных координат от красной линии застройки работы выполняется аналогично.

_______ Применяется при вынесении проектных точек от пунктов геодезической сети. Подготовка геодезических данных для вынесения проектных точек основана на решении обратных геодезических задач.

_______ Для подготовки геодезических данных для вынесения проектных точек А и В необходимо вычислить углы β₁ и β₂ и расстояния d₁ и d₂.

_______ Положение на местности проектных точек А и В находят путем построения проектных углов β₁ и β₂ и проектных расстояний d₁ и d₂ с помощью теодолита и рулетки. После вынесения точек А и В измеряют расстояние АВ и сравнивают с проектным.

_______ В точках А и В теодолитом откладывают прямые углы и, отложив ширину здания а, получают точки С и D.

_______ Для контроля промеряют сторону CD и диагонали AD и CB, которые вычисляют заранее.

_______ Применяется в тех случаях, когда линейные измерения от исходных точек до определяемых выполнить нельзя. Способ более трудоемкий.

_______ Аналогичные вычисления выполняют для точки В. Полученные углы строят в точках 1 и 2 и по направлению визирного луча ставят колышки q, m и n. Натянув между колышками шнуры, в их пересечении находят точку А. Остальное аналогично полярному способу.

_______ Способ применяется в тех случаях, когда расстояние от исходных точек до определяемых меньше длины мерного прибора.

_______ Разбивку легко выполнить двумя лентами (рулетками). Так как при этом способе расстояния допускаются короткие, разбивку обычно выполняют со вспомогательных точек.

_______ Координаты этих точек (а и в ) предварительно вычисляются.

_______ Положение точки определяется пересечением двух створов (осей), закрепленных на местности.

_______ Створы обычно задаются теодолитами или проволоками.

_______В качестве документа для производства разбивочных работ используется разбивочный чертеж. На этом чертеже показывается положение сооружения, точек геодезической сети и приводятся все геодезические данные для переноса сооружения на местность.