Геодезические параметры проекта

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

На сегодняшний день в нашей молодой Республике заметно выделяется прогресс в области строительства. С появлением на рынках электронных приборов отечественно и зарубежного производства а так же программного обеспечения, значительно увеличилась точность, качество и скорость выполнения топографо-геодезических работ и инженерно геодезических изысканий.

Проектирование и строительство сооружений в первую очередь обеспечивается топографо-геодезическими изысканиями. Объем изысканий устанавливаются программой, соответствие условиям района проектирования объекта и стадией проектирования. Для современных сложных сооружений требуется разносторонние геодезические методы обеспечения строительного производства: топографо-геодезические изыскания площадок и трасс; инженерно-геодезическое проектирование сооружений; геодезические разбивочные работы; геодезическая выверка конструкций и технологического оборудования; наблюдение за деформациями сооружений и их оснований.

Тема дипломной работы: Инженерно-геодезические работы при строительстве вахтового лагеря в ЮКО поселок Таукент месторождение Моинкум участок Торткудук.

Основное назначение геодезических работ при изысканиях для проектирования объектов строительства состоит в обеспечении необходимой топографо-геодезической информации проектных подразделений для качественной разработки проекта и оценки сметной стоимости строительства.

Геодезическую разбивочную основу для строительства создают путем привязки к имеющимся в районе строительства пунктам государственной геодезической сети. Разбивочную сеть создают для выноса в натуру основных осей сооружения. Внешнюю разбивочную сеть создают для выноса в натуру и закрепления проектных параметров сооружения, производство детальных разбивочных работ и производство исполнительных съемок.

Представленный дипломный проект посвящен вопросам геодезического обеспечения при изыскании и строительстве сооружений.

В дипломном проекте приводится анализ топографо-геодезических материалов на район строительства, описано физико-географические и экономические условия участка работ. Разработан проект плановой и высотной сетей сгущения, приведен порядок проектирования и оценка проекта сетей сгущения. Кроме того, приводятся принципы и нормы точности разбивочных работ, способы разбивки и геодезической подготовки проекта.

1. Общие сведения о районе работ

1.1 Изучение физико-географических и экономических условий участка работ

геодезический сооружение топографический

Проектируемый мною объект находится в Созакском районе, пески Моинкум, Южно-Казахстанской области. Область находится на юге Республики Казахстан. Образованна 10 марта 1932 года. Территория области составляет около 117,3 тыс. кв. км. Население Южно-Казахстанской области составляет 2110,8 чел. Плотность население по области 18 человек на 1 кв. км., это третий показатель по Республике. Городская часть население составляет 514,7 тыс. Человек т.е. 38,6%, а на сельское население приходится остальные 61,4% т.е. 1289,6 тыс. человек. Южно-Казахстанская область граничит: на севере с Центрально-Казахстанской областью, на востоке с Джамбульской, на западе с Кызылординской областями, а на юге с Узбекистаном.В области имеется 11 районов, 7 городов, 13 поселков, 933 сельских округов. Административный центр г. Чимкент.

Природа наделила Южный Казахстан широким спектром природных ландшафтов: пустыней, степью, горами. Регион имеет удивительное природное разнообразие: восточная и северо-восточная части области - это Тургайская низменность, Северная и южная части области представляют пустыни Бетпакдала и Мырзашоль. Вся западная часть области занята горной цепью Тянь-Шань.

Климат в области резкоконтинентальный. Средняя температура января -10-12 єС, июля +28+34 єС. Однако в горах южно-восточной части области абсолютный минимум температуры достигает -25 єС, а абсолютный максимум в районе города Чимкент может достигать +47 єС.

В южной и северной части преобладает песчаная местность - животный и растительный мир менее богат по сравнению с другими частями области. В восточной же части области почва, в основном, темно-каштановая с солонцами и солончаками, лишь к юго-западу преобладает светло-каштановая почва (кое-где даже встречаются черноземы); растительность в этой части богатая.

Этот край исключительно богат не только своей природой, но и, главным образом, полезными ископаемыми. Здесь добывают фосфор, железные руды, каменный уголь, ванадий, цемент, вольфрам и многое другое.

Южно-Каказахстанская область является крупнейшим источником добычи и обработки природного газа в Республике. Также в этом регионе высоко развита пищевая и текстильная промышленность, животноводство и земледелие.

1.2 Сведение об объекте

Вахтовый лагерь на 400 мест проектируется на территории ТОО СП «КАТКО» месторождение Моинкум. После того как в СП «КАТКО» было завершено строительство завод по переработке урана, возникла необходимость в обеспечении благоприятных условий проживания своих работников, отвечающим всем требованиям.

Участок свободен от застройки, зеленые насаждения на участке строительства не имеются. Размещение зданий и сооружений на участке выполнено согласно акту выбора. Для застройки применен индивидуальный проект. Генплан на стадии эскиза согласован с главным архитектором области. Предусмотрено применение цветных цементов для отделки фасадов.

На участке строительства, кроме лагеря, имеются эскизы следующих проектируемых сооружений: для связи, спортивно площадка, котельная, канализационная станция, столовая и т.д. Кроме того, на объекте строительства имеются: площадка для отдыха рабочего населения, площадка для сушки белья, площадка для мусоросборников, стоянка автобусов, стоянка для служебного и личного автотранспорта и т.д.

Требования к размещению сооружений, в том числе стоянки для автомашин выполнено согласно нормам. Подъезды и дорожки имеют твердое покрытие. Предусмотрено озеленение участка и полив зеленых насаждений. Участок площадки снабжен электроосвещением. Имеется радио и телефонная связь. Предусмотрено временное ограждение участка на период строительства.

Общая площадь участка составляет 200336.30 м². Кроме того, на генеральные планы даны проектируемые сооружения строительства очереди и очереди, сносимые сооружения и граница участка жилого района, для которого даны технико-экономические показатели.

1.3 Анализ топографо-геодезических материалов на район строительства

Для составления проекта топографо-геодезических работ при строительстве Вахтового лагеря были собраны и изучены топографо-геодезические материалы, имеющиеся на участке будущего строительства.

На объекте имеются 2 пункта полигонометрии 4 класса, 2 пункта нивелирных реперов 3 класса. Эти пункты могут быть использованы как исходные для создания планового и высотного обоснования. Площадь участка 200336.30 мІ и І. При вахтовом лагере имеется план-схема масштаба 1:25 000 и топографический план участка масштаба 1:2 000. Имеются генеральные планы на все соответствующие здания в масштабах 1:500 - 1:200. Генеральный план местоположения площадок отведенных под строительства вахтового лагеря и план строительной площадки в масштабе 1:500.

По материалам архитектурно-строительного задания выявлено, что участок под строительство расположен в западной части станции. Отчет по инженерным изысканиям выполнен ТОО «Монтажпроект» и согласованно с отделом по делам строительства и архитектуры г. Чимкент, а так же с местными органами. Сведения о наличии пунктов строительной сетки не имеются.

2. Плановые инженерно-геодезические сети

2.1 Проектирование плановой сети сгущения

С точки зрения геометрии геодезическая сеть - это группа закреплённых на местности точек, для которых определены плановые координаты (X, Y или B, L) и высота точки H или пространственные прямоугольные координаты X, Y, Z.

Все геодезические сети бывшего СССР по назначению и точности построения подразделяются на три большие группы:

ГГС (государственная геодезическая сеть);

ГСС (геодезические сети сгущения;

СС - съёмочные сети

Отдельную группу составляют специальные инженерно-технические сети; к ним можно отнести:

геодезические сети для обеспечения строительства и эксплуатации уникальных объектов (ускорители элементарных частиц, радиотелескопы и т.п.);

геодезические сети для изучения движений блоков земной коры, смещений и деформаций элементов инженерного оборудования.

Геодезические сети сгущения развиваются в отдельных районах при недостаточной плотности пунктов государственной геодезической сети для обоснования съёмок масштаба 1:5000 и крупнее, с также для инженерных целей, при городском, промышленном и транспортном строительстве, при ирригационных, энергетических и других изысканиях, при геологической и геофизической разведке, в маркшейдерском деле.

Съёмочные сети служат непосредственной основой топографической съёмки контуров и рельефа местности, а также геодезических измерений в строительстве.

Общим принципом построения геодезических сетей был и остаётся принцип «от общего к частному». Согласно этому принципу сначала на всей территории страны создаётся редкая сеть пунктов высшего класса; их координаты и отметки получают с максимально возможной точностью при использовании всех достижений науки и техники; затем сеть сгущают пунктами меньшей точности, используя пункты высшего класса как исходные. Процесс сгущения геодезических сетей продолжается до тех пор, пока на данном участке будет создана сеть с нужной плотностью пунктов. При построении геодезических сетей стремятся ограничить количество ступеней построения сетей с тем, чтобы ослабить накопление ошибок измерений.

Инженерно-геодезические сети обладают рядом характерных особенностей:

- сети часто в условной системе координат с привязкой к государственной системе координат;

- форма сети определяется обслуживаемой территорией или формой объектов, группы объектов;

- сети имеют ограниченные размеры, часто с незначительным числом фигур или полигонов;

- длины сторон, как правило, короткие;

- к пунктам сети предъявляются повышенные требования по стабильности положения в сложных условиях их эксплуатации;

Выбор вида построений зависит от многих причин: типа объекта, его формы и занимаемой площади; назначение сети; физико-географических условий; требуемой точности; наличия измерительных приборов у исполнителя.

В зависимости от площадки, занимаемой будущим объектом, и технологии строительства, инженерно-геодезические сети могут строиться в несколько последовательных стадий (ступеней). При этом возможно сочетание различных видов построений. например, для съемочных и разбивочных работ триангуляция или линейно-угловые сети могут служить основой для дальнейшего сгущения полигонометрическими и теодолитными ходами. Развитие измерительных средств во многом определяет выбор метода построения опорных сетей. Широкое внедрение в производство электронных тахеометров привело к тому, что линейно-угловые сети и полигонометрия используется наиболее часто.

Требования к точности, плотности, стабильности плановых инженерно-геодезических сетей чрезвычайно разнообразны. Наиболее высокие требования к точности геодезических сетей предъявляются при производстве съемок масштабов 1:1000 и 1:500. Это обуславливается разнообразием тех задач, которые решаются при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений. Как правило, инженерно-геодезические сети проектируются с учетом возможности их последующего сгущения и развития для обеспечения основных разбивочных работ и топографической съемки в масштабе 1:500. Однако в зависимости от назначения и размеров сооружения, физико-географических условий района работ сфера использования этих геодезических сетей может существенно расширяться. При построении инженерно-геодезических сетей используются государственные опорные сети.

Развитие государственной геодезической сети ведется, как правило, по принципу перехода от общего к частному. Государственная плановая геодезическая сеть подразделяется на 1,2,3 и 4 классы, различающиеся между собой точностью измерений углов и расстояний, длинной сторон сети и порядком последовательного развития.

В отношении плотности пунктов геодезической основы, состоящей из триангуляции или полигонометрии 1, 2, 3 и 4 класса, действующими инструкциями установлены следующие нормативы:

а) на всей территории, подлежащей съемке в масштабе 1:5000, на каждые 20 - 30 км² в среднем должен приходиться один пункт триангуляции и на каждые 10 -15 км² - один пункт (репер) высотного обоснования;

б) на территории, подлежащей съемке в масштабе 1:2 000 и крупнее, на каждые 5 - 15 км² должен приходиться один пункт триангуляции и на каждые 5 - 7 км² - один пункт высотного обоснования.

Точность плановой государственной сети рассчитана на обеспечение в единой системе координат съемочных работ в крупных масштабах.

Исходными для расчета точности плановых геодезических сетей, предназначенных для обоснования топографических съемок, является требование к точности съемочных сетей: предельные ошибки положения пунктов уравненного съемочного обоснования относительно пунктов государственной геодезической сети и геодезических сетей сгущения не должны превышать на открытой местности и застроенных территориях 0,2 мм в масштабе плана.

Опорные геодезические сети, создаваемые на территориях городов, крупных промышленных, энергетических и других объектов, используются также для производства разбивочных работ и обеспечения нормальной эксплуатации сооружений.

В соответствии с современными требованиями нормативных документов на территориях городов специальные сети не создаются, а главной геодезической основой являются государственные геодезические сети, построенные по единому перспективному плану. При развитии плановых сетей на территориях городов длины сторон триангуляции уменьшаются в полтора - два раза, чтобы один пункт приходился на 5 - 15 км^2.

Опорные геодезические сети на застроенных и незастроенных территориях городов, поселков и промышленных предприятий проектируется с учетом возможности их последующего сгущения и развития для обоснования топографической съемки в масштабе 1:500 и инженерно-геодезических работ.

Наиболее перспективными на территориях городов является создание линейно-угловых сетей, обладающих большими резервами точности определения координат и дирекционных углов, чем сети триангуляции и трилатерации. Кроме того, линейно-угловые сети можно строить с большим отступлением от типовых фигур, сохраняя при этом необходимую точность.

На промышленных площадках опорные геодезические сети в районе строительства создаются во время инженерно-геодезических изысканий и служат основой для крупномасштабных топографических съемок и построения разбивочных сетей. Площадь крупных территориально-производственных комплексов достигает 30 - 50 км² и более. Главной геодезической основой в таких случаях служат государственные геодезические сети.

Дальнейшее увеличение плотности пунктов плановой геодезической основы крупномасштабных съемок достигается развитием геодезических сетей сгущения в виде триангуляции, трилатерации или полигонометрии 1 и 2 разрядов и съемочного обоснования в виде сетей теодолитных ходов или триангуляционных построений, а также фотограмметрических методов сгущения.

Чаще всего съемочное обоснование создается путем построение сетей теодолитных ходов или аналитических сетей (микротриангуляции).

Сети теодолитных ходов, прокладываемые для получения пунктов съемочного обоснования, подразделяются на два разряда. В первом разряде величину абсолютной невязки не допускают больше чем 1: 2 000 от величины хода, а во втором - 1: 1 000.

Предельные длины ходов, проложенных между двумя исходными пунктами, общеобязательной инструкцией установлены из расчета, чтобы предельные ошибки определения положения пунктов уравненного теодолитного хода относительно пунктов государственной геодезической сети или пунктов сетей

сгущения на открытой местности и в застроенной территории не превышали 0,2 мм на плане, а для территорий, закрытых лесом или кустарниковой растительностью - 0,3 мм.

Теодолитные ходы должны прокладываться на местности, удобной для линейных измерений.

Поворотные точки выбираются так, чтобы обеспечивались удобство постановки прибора и хороший обзор для ведения съемки. Теодолитные ходы не должны пересекать линии полигонометрии.

Установленные предельные длины одиночных ходов, проложенных между двумя исходными пунктами, приведены в таблице.

Предельные линии одиночных ходов

Масштаб съемки	mS = 0,2 мм	mS = 0,3 мм
1: 500	0,6 км	0,3 км	-	-
1: 1 000	1,2	0,5	1,5	1,0
1: 2 000	2,0	1,0	3,0	1,5
1: 5 000	4,0	2,0	6,0	3,0

Учитывая техническую целесообразность уменьшения количества стадий развития обоснования, при составлении проектов геодезических работ следует стремиться ограничиться только одним разрядом сетей теодолитных ходов.

В сетях теодолитных ходов установлены предельные расстояния от узловых точек до исходных пунктов и между узловыми точками уменьшаются на 30%.

Инструкция допускает на плотно застроенных и закрытых территориях при построении сетей съемочного обоснования прокладывать ходы, опирающиеся на исходные пункты только с одного конца (висячие или свободные ходы). При этом инструкцией предусмотрены допуски как на длину хода в зависимости от масштаба съемки, так и на количество линий.

Допустимые угловые невязки в теодолитных ходах или в замкнутых полигонах не должны превышать

f = 1,

где n - количество углов в ходе или полигоне.

Допустимые длины линий в теодолитных ходах

Масштаб съемки	Длины свободных теодолитных ходов	Количество линий
	на застроенных территориях	на незастроенных территориях	на застроенных территориях	на незастроенных территориях
1: 500	100 м	150 м	4	3
1: 1 000	150	200	4	3
1: 2 000	200	300	4	3
1: 5 000	350	500	4	3

В открытой местности съемочное обоснование развивается методом триангуляции путем построение несложных сплошных сетей треугольников, цепе й треугольников или вставок, определяемых засечками.

В качестве исходных могут служить стороны сетей сгущения или специальные базисы, измеренные с точностью, характеризуемой предельной относительной ошибкой 1: 5 000.

Предельное количество треугольников в цепях, проложенных между двумя исходными сторонами или пунктами, установленное инструкцией.

Многоступенчатое построение геодезического обоснования вызывает заметные искажения в последней стадии построения за счет накопления ошибок исходных данных. Поэтому для уменьшения возможных искажений планового материала, предназначенного для проектирования инженерного строительства, полезно уменьшать количество стадий развития геодезического обоснования.

Полигонометрия - этот метод проложения угловых ходов с измерением сторон. Наряду с триангуляцией полигонометрия является основным методом построения опорной геодезической сети.

В настоящее время полигонометрия является наиболее распространенным видом инженерно-геодезических опорных сетей. Применяется она на всех видах инженерно-геодезических работ. В зависимости от площади, его формы, обеспеченности исходными пунктами, полигонометрию проектируют в виде одиночных ходов, опирающихся на исходные пункты высшего класса (разряда), систем ходов с узловыми точками или систем замкнутых полигонов.

Наиболее широко применяемые в практике инженерно-геодезических работ полигонометрические сети состоят из ходов 4 класса, 1 и 2 разрядов. При этом полигонометрия 4 класса существенно отличается от той же полигонометрии, создаваемой для построения государственной геодезической сети, допустимыми длинами ходов и ошибками измерений углов.

Допустимое количество треугольников

Масштаб съемки	Допустимое количество треугольников между исходными сторонами или пунктами
1: 500	10
1: 1 000	15
1: 2 000	17
1: 5 000	20

По предусмотренной схеме развития планового геодезического обоснования имеем следующие относительные ошибки:

Относительные ошибки планового геодезического обоснования

Класс, разряд	Средняя относительная ошибка	Допустимая относительная ошибка	К
Триангуляция 3 класса	1: 150 000	1: 75 000
Полигонометрия 4 класса	1: 50 000	1: 25 000	3,0
Полигонометрия 1 разряда	1: 20 000	1: 10 000	2,5
Полигонометрия 2 разряда	1: 10 000	1: 5 000	2,0
Теодолитные ходы 1 разряда	1: 4 000	1: 2 000	2,5

В настоящее время разрешены некоторые отклонения от требований указанных выше. При измерении сторон светодальномерами в отдельных случаях разрешается увеличивать длины привязочных сторон до 30%. В порядке исключения допускается абсолютная невязка 10 см в коротких ходах полигонометрии 1 разряда длиной до 1 км и 2 разряда - до 0,5 км. Если в ходах полигонометрии 1 и 2 разрядов не реже чем через 15 сторон или 3 км хода дополнительно определены дирекционные углы с ошибкой не менее 7», то длины этих ходов могут быть увеличены до 30%.

Основные характеристики полигонометрии

Показатели	4 класс	1 разряд	2 разряд
Предельная длина хода, км
отдельного	15	5	3
между исходной и узловой точкой	10	3	2
между узловыми точками	7	2	1,5
Предельный периметр полигона, км	30	15	9
Длина стороны хода, км
наибольшая	2	0,8	0,35
наименьшая	0,25	0,12	0,08
средняя расчетная	0,5	0,3	0,2
Число сторон в ходе, не более	15	15	15
Относительная ошибка хода, не более	1:25 000	1:10 000	1:5 000
СКП измерения угла (по невязкам в ходах и полигонов), не более	3	5	10
Угловая невязка хода или полигона (n - число углов в ходе), не более	5	10	20

При проектировании полигонометрических сетей стремятся не допускать близкого расположения пунктов, принадлежащих категориям, так как в этом случае ошибка их взаимного положения может значительно превосходить ошибки соединяющего их хода, что затруднит их использование в качестве исходных данных для сетей более низкого класса точности. Лишь при построении городской полигонометрии возможно параллельное прокладывание ходов одного класса или разряда на расстоянии 2,5 км друг от друга для 4 класса и 1,5 км для 1 разряда.

При создании полигонометрии наиболее трудоемким считается процесс линейных измерений. Различают два основных метода: непосредственные и косвенные измерения. В методе непосредственных измерений длин сторон измеряют светодальномерами или подвесными мерными приборами, а в методе косвенных определений длин сторон вычисляют по измеренным вспомогательным величинам. В связи с этим по методу линейных измерений полигонометрию подразделяют на светодальномерную, короткобазисную, створно-короткобазисную, параллактическую и траверсную (линии измеряются подвесными мерными приборами). В современных условиях наибольшее распространение получила светодальномерная полигонометрия. Поскольку значительную долю инженерно-геодезических работ приходится выполнять на застроенных территориях, то при производстве угловых измерений в ходах полигонометрии возникает ряд особенностей организационного и точностного порядка, связанных с влиянием внешних условий. Из-за застройки приходится проектировать ходы со сравнительно короткими длинами сторон, что приводит к необходимости более тщательного центрирования тахеометра (теодолита) и визирных целей. Сочетание каменной застройки, асфальтированных поверхностей с зелеными насаждениями создает на застроенных территориях устойчивые температурные поля; в результате измеряемые углы искажаются влиянием боковой рефракции. кроме того, на нагретом асфальте штативы становятся неустойчивыми. Все это приводит к необходимости выбирать наиболее благоприятное время для измерений.

2.2 Проектирование высотной сети сгущения

Государственная нивелирная сеть предназначена для распространения единой системы высот на территорию всей страны, является высотной основой всех топографических съемок и инженерно-геодезических работ, выполняемых для удовлетворения потребностей народного хозяйства, науки и обороны страны.

Сети нивелирования всех классов, прокладываемые на городских и поселковых территориях, зависят от их площади и строятся в соответствии с требованиями.

Нивелирование II, III и IV классов в городах и поселках должно обеспечить эти территории высотными опорными пунктами, необходимыми не только для производства топографических и съемочных работ различных масштабов, но и используемых для проектирования, перенесения в натуру и строительства различного рода инженерных сооружений, городских подземных сетей, дорог, мостов и др., а также для жилищного и гражданского строительства.

Нивелирные сети, как правило, привязывают к двум маркам или реперам государственных нивелировок; они должны располагаться равномерно по всей территории города.

Знаками нивелирования служат нивелирные марки, скальные и грунтовые реперы. Заложенные нивелирные знаки зарисовывают в абрисе или фотографируют.

Для грунтовых реперов, кроме зарисовки их местоположения, следует определять их координаты либо по имеющимся картам крупного масштаба, либо путем включения их в сеть полигонометрических или теодолитных ходов.

При расширении или реконструкции территорий городов и поселков нередко бывает необходимо прокладывать дополнительно ходы нивелирования. Если на той или иной территории требуется дополнить или восстановить сети II, III или IV класса, то в этих случаях вместо утраченных следует применять вставки отдельных ходов между пунктами соответствующего класса.

Вновь проложенные ходы уравнивают между опорными пунктами, не изменяя высотных отметок этих пунктов.

Нивелирование выполняют с наивысшей точностью, которую можно получить, применяя современные приборы и методы наблюдений, позволяющие наиболее полно исключать систематические ошибки нивелирования. Предельные значения случайных и систематических средних квадратических ошибок нивелирования и допустимые невязки в полигонах приведены в таблице.

Допустимые невязки в полигонах

Класс нивелировки	Длины ходов L (км)	Средняя квадратическая ошибка среднего превышения на 1 км хода (мм)	Длина визирного луча (м)	Допустимая невязка при количестве станций на километр
	между исходными пунктами	между узловыми точками			менее 15	более 15
					fh = [h]пр+[h]обр (мм)	fh = [h]пр+[h]обр (мм)
II	40	10	0,84	65	5vL	6v L
III	15	5	1,68	75	10vL	2,6vn
IV	-	-	6,68	100	20v L	5,0vn

При выполнении инженерно-геодезических и разбивочных работ по высоте помимо классов применяется техническое нивелирование. Допустимую невязку суммы превышений в полигоне или ходе между исходными реперами подсчитывают по формуле

f_[h]доп = 50

В зависимости от сечения рельефа, принятого для съемки, установленные инструкцией предельные длины ходов технического нивелирования.

Предельные длины ходов технического нивелирования

№ п/п	Точки, на которые опираются концы хода технического нивелирования	Предельная длина хода при сечении рельефа (км)
		0,25 м	0,50 м	1 м и более
1	Исходные пункты более высокого класса точности	4,0	8,0	16
2	С одной стороны исходный пункт, с другой - узловая точка	3,0	6,0	12
3	Узловые определяемые точки	2,0	4,0	8
4	Висячий ход	1,0	2,0	4

Для сгущения опорной высотной сети при топографической съемке применяется тригонометрическое нивелирование. Допустимая невязка f_[h] суммы превышений в ходах или полигонах подсчитывают по формуле

f_[h]доп = 0,04S_ср

где S_ср = - средняя длина линии, выраженная в сотнях метров; n - число линий в ходе или полигоне.

Периметры полигонов нивелирования в зависимости от районов работ и других условий указаны в таблице 9.

Точность и плотность высотных сетей, создаваемых на территории городов, промышленных и энергетических комплексов, зависит от точности разбивочных и съемочных работ, а также от размеров обслуживаемой территории.

Инженерно-геодезические работы базируются на государственной нивелирной сети I-IV классов, развитой в большинстве районной страны в виде сплошного обоснования. нивелирные сети I и II классов составляют главную высотную основу, посредством которой установливается единая система высот на территории страны.

Сети нивелирования, прокладываемые на территориях городов и промышленных площадок, характеризуются следующими техническими характеристиками, указанными в таблице.



Периметры нивелирных полигонов

Класс нивелирования	Периметры нивелирных полигонов, км
	Обжитые районы	Малообжитые районы	Локальные и площадные геодинамические полигоны	Города
				Застроенная территория	Незастроенная территория
I	1200	2000	40	-*	-*
II	400	1000	20	50	80
III**	60 - 150	100 - 300	-	25	40
IV**	20 - 60	25 - 80	-	8	12

*Периметры нивелирных полигонов I класса в городах устанавливают в зависимости от очертаний городской территории.

**Периметры полигонов III и IV классов зависят от назначения нивелирных работ.

Длины линий в полигонах должны быть по возможности одинаковыми.

Сети нивелирования I класса прокладываются на территориях крупных городов страны площадью, превышающей 500 км². Сети нивелирования II-IV классов создаются в зависимости от размеров территории.

Нивелирование IV класса производится в одном направлении способом «средней нити» по стенным и грунтовым реперам и центрам опорных геодезических сетей.

С соблюдением следующих параметров:

- нормальная длина визирного луча - 100 (150) м;

- неравенство плеч - до 5 м;

- накопление разности плеч по секции - до 10 м;

- высота луча визирования над подстилающей поверхностью 0,2 м

Высоты знаков по пунктам полигонометрического хода на объекте будут определяться методом геометрического нивелирования по точности IV класса.

Нивелирование IV класса в основном производится по центрам полигонометрических и триангуляционных знаков, используемых в дальнейшем для съемочных целей, а также по стенным реперам отдельными ходами и системами ходов между реперами и марками, высоты которых определены нивелированием II и III классов.

Технические характеристики сетей нивелирования

Показатели	Классы нивелирования
	II	III	IV
Максимальная длина хода, км:
между исходными пунктами	40	15	4
между узловыми точками	10	5	2
Максимальное расстояние между постоянными знаками:
на застроенных территориях	2	0,2	0,2 - 0,5
на незастроенных территориях	5	0,8	0,5 - 2
Допустимые невязки в полигонах и по длинам линиям нивелирования в мм, где L в км	5	10	20

Длина ходов между узловыми точками не должна превышать 3 км, а между пунктами нивелирования высших классов - 5 км.

Стенные и грунтовые репера устанавливают через 200 м в застроенной территории и через 500 м - 2 км - на незастроенных территориях.

Нивелирная сеть IV класса может быть самостоятельной высотной опорной сетью в городах и поселках площадью от 250 до 2 500 га. В этом случае сеть строят в виде полигонов.

Нивелирные сети III и IV классов уравновешивают по методу полигонов и узловых точек, принимая вес хода обратно пропорциональным либо числу станций, либо периметру хода.

Расхождения в превышениях, полученных по черным и красным сторонам реек, не должны превышать (для каждой станции) ± 5 мм.

Вычисления ведут в «две руки». уравновешивание нивелирной сети аналогичны уравновешиванию угловых измерений в теодолитных ходах.

Работы по нивелированию IV класса выполняются в соответствии с инструкцией.

Все работы на строительных площадках производятся в единой системе высот, принятой в период изысканий для проектирования сооружений.

Постоянные знаки закрепляют подземными знаками - центрами. Конструкции центров обеспечивают их сохранность и неизменность положения в течение длительного периода времени. Как правило, подземный центр представляет собой бетонный монолит, закладываемый ниже глубины промерзания и не в насыпной массив. У поверхности устанавливают чугунную марку, на которой наносят центр в виде креста или точки. Положение этого центра соответствуют координаты Х и У и во многих случаях отметки Н.

Нивелир, как прибор для определения превышений, должен удовлетворять ряду механико-технологических и геометрических условий.

Главными механико-технологическими условиями, которым должны удовлетворять точные нивелиры, являются свободное, плавное и правильное перемещение всех подвижных частей прибора; жесткость и прочность конструкции, обеспечивающих постоянство взаимного расположения его рабочих частей; надежность и устойчивость прибора при полевой эксплуатации, высококачественное изготовление уровней, точное и четкое нанесение сеток нитей; обеспечение заданных параметров зрительной трубы и оптического компенсатора; герметичность конструкции.

Технические характеристики нивелиров

Нивелиры	Ср. Кв. погрешность на 1 км двойного хода	Увеличение	Особенности
ЗН2КЛ УОМЗ (Россия)	2 мм	30Ч	Автоматический, точный, с компенсатором и лимбом
ЗН3КЛ УОМЗ (Россия)	3 мм	22Ч	Автоматический, точный, с компенсатором и лимбом
ЗН5КЛ УОМЗ (Россия)	5 мм	20Ч	Технической точности, с уровнем на трубе и лимбом
2НЗЛ 13ЮМ (Россия)	2,5 мм	32Ч	Точный, с лимбом
2Н10 КЛ	10 мм	32Ч	Технический, с компенсаторами и лимбом
С 330 80КК1А(Япония)	2 мм	22Ч	Точный, с компенсатором и лимбом
N1005 TRIMBLE	3 мм	20Ч	С компенсатором
ЛИМКА-ГОРИЗОНТ-КЛ			Лазерный, с компенсатором и лимбом

2.3 Оценка проектов сетей сгущения

Для выполнения геодезических работ на нашем объекте исходной основой будет служить проложенные ходы полигонометрии 1 разряда и как сгущение - проложение полигонометрических ходов 2 разряда. Высоты пунктов будут определяться методом геометрического нивелирования по точности - IV класса для полигонометрических ходов.

При проектировании одиночного полигонометрического хода, опирающегося концами на исходные пункты и исходные дирекционные углы, необходимо определить ошибку в положении пункта и ошибку в средней части хода после уравнивания его за все условия.

Общеизвестные формулы расчета точности основаны на предположении, что в ходах произвольной формы ошибка положения пункта в наиболее слабом месте:

,

где М - ошибка в положении конечного пункта относительно начального (и начальной линии ориентирования) после уравнивания хода только за условие дирекционных углов, определяемая по формуле:



здесь - средняя квадратическая ошибка измерения стороны;

- средняя квадратическая погрешность измерения угла;

- расстояние от каждой вершины до центра тяжести хода.

Критерии степени изогнутости определяется по формуле:

,

где [S] - сумма длин линий в ходе; L - длина замыкающей (в м); K - коэффициент изогнутости хода. Если К ? 1,3 то ход вытянутый; если К ? 1,3 то ход изогнутый.

ход - изогнутый

Вычислим среднюю квадратическую ошибку М в положении конечной точки для изогнутого полигонометрического хода 1 разряда, при предварительно уравненных углах по следующей формуле:

мм

мм



мм

Данные для хода

№ точек	длина линий S(м)	ms (мм)	m(мм)2
П.п 51
	200.30	6,1	12.1
Т.1
	194.75	5.3	10.6
Т.2
	160.65	4.2	8.4
Т.3
	210.41	6.5	13
П.п 49

Для создания высотного обоснования на строительной площадке были запроектированы одиночные нивелирные ходы между двумя реперами нивелированием IV класса.

Для оценки точности произведенных измерений в одиночном нивелирном ходе могут служить разности между превышениями, измеряемые в прямом и обратном направлениях.

Нивелирование IV класса было проложено по пунктам полигонометрии 2 разряда и закреплены на местности. Согласно схеме проектируемой нивелирной сети подсчитывают допустимые средние квадратические ошибки между реперами по формуле:

Предельные значения случайных и систематических средних квадратических ошибок нивелирования допустимые невязки в полигонах приведены в таблице.

Допустимые невязки в полигонах

Класс нивелирования	Предельная средняя квадратическая ошибка	Допустимые невязки в полигонах и по линиям. мм
	Случайная , мм/км	Систематическая , мм/км
I	0,8	0,08	3 мм *
II	2,0	0,2	5 мм
III	5,0	-	10 мм
IV	10,0**	-	20 мм

*L - периметр полигона или длина линии км.

** Ошибку вычисляют по невязкам линий или полигонов.

Средние квадратические ошибки нивелирования IV класса вычисляют по формулам:

Для хода мм

Полигонометрический ход

Точки №	х	у
п.п. 49	1110.227	1868.162
п.п. 51	1102.711	1452.385
т. 1	904.281	1479.719
т. 2	882.652	1673.273
т. 3	902.836	1832.651

2.4 Закрепление геодезических пунктов на территории строительных объектов

Пункты инженерно-геодезических сетей на территориях городов, промышленных, энергетических, строительных объектов закрепляются геодезическими знаками, имеющими ряд особенностей в конструкциях, местах расположения и способах использования.

Эти особенности обуславливаются:

а) ритмом производственной и хозяйственной деятельности на промышленных и строительных площадках, в результате которой естественный рельеф местности преобразуется посредством мощных механизмов, происходит снос сооружений и возведение новых, изменяется назначение геодезической сети, требование к ее конструкции и точности;

б) использование геодезических знаков для закрепление осей отвесных дорогостоящих сооружений, повседневным использованием знаков для разбивочных работ и контроля за соблюдением геометрических форм строящихся сооружений;

в) наличием препятствий для прохождения визирного луча в виде зданий, сооружений, вибраций сигналов из-за работы двигателей;

г) возможностями заводского изготовления сигналов и центров;

д) требованиями различных служб городского хозяйства, направленных на соблюдение архитектурных, эстетических норм и правил техники безопасности.

Над пунктами инженерно-геодезических сетей в городах, поселках и на промышленных территориях сооружаются металлические или железобетонные постоянные знаки следующих типов:

а) простые и сложные сигналы, пирамиды, разборочные мачты, устанавливаемые непосредственно на поверхности Земли;

б) надстройки возведенные на зданиях и сооружениях;

в) настенные геодезические знаки.

Металлические знаки в виде пирамид строятся высотой 6 и 9 м, простых сигналов - 5 и 12 м, сложных сигналов - 16, 20, 25 и 30 м.

Металлические знаки должны иметь четырехгранную форму; трехгранные пирамиды допускаются только для сетей 1 и 2 разрядов.

Надстройки на зданиях и сооружениях по конструкции разделяются на два типа.

Настройки 1-го типа устанавливаются на капитальной стене, возвышающейся над крышей здания, и представляют собой кирпичный или бетонный столб или металлическую форму, которые используются для установки прибора и крепления с помощью болтов металлического визирного цилиндра. Во время наблюдения визирный цилиндр снимается. Высота надстройки над крышей не превышает 2 м. Центром знака служат марки, одна из которых закладывается под нижнее основание столба, а другая крепиться за подлицо в верхней площадке столика для наблюдателя.

Надстройки 2-го типа представляют собой металлический сигнал,

опирающейся на капитальные стены, выходящие на чердак или

возвышающиеся над крышей. Столиком для прибора служит металлическая пирамида, кирпичный или бетонный столб. Центры закрепляются так же, как и у надстроек 1-го типа.

Места для постройки геодезических знаков должны быть согласованны с главным архитектором города. Надстройки на зданиях должны быть архитектурно оформлены и окрашены в цвет, гармонирующий со зданием.

Пункты плановой геодезической сети закрепляются на местности знаками, обеспечивающими долговременную сохранность пунктов, и временными знаками, с расчетом на сохранность точек на время съемочных работ. В качестве знаков долговременного типа применяются: бетонный пилон размерами 12х12х90 см, в верхний конец которого заделывается кованый гвоздь, а в нижнюю часть для лучшего скрепления с грунтом цементируются два металлических штыря; бетонный монолит в виде усеченной четырехгранной пирамиды с нижним основанием 15х15 см, верхним 10х10 см и высотой 90 см, с заделанным в него кованым гвоздем; железная труба диаметром 35-60 мм, отрезки рельса или уголкового железа 50х50х5 мм, 35х35х4 мм длиной 100 см с бетонным якорем в виде усеченной четырехгранной пирамиды с нижним основанием 20х20 см, верхним 15х15 и высотой 20 см. К верхней части трубы (рельса, уголка) приваривается металлическая пластинка для надписи, внизу металлические стержни (крестовина); деревянный столб диаметром не менее 15 см с крестовиной, установленный на бетонный монолит в виде усеченной четырехгранной пирамиды с нижним основанием 20х20 см, верхним 15х15 см и высотой 20 см; на верхней грани монолита делается крестообразная насечка или заделывается гвоздь. Верхнюю часть столба затесывают на конус, ниже затеса делают вырез для надписи; пень свежесрубленного хвойного дерева диаметром в верхней части не менее 25 см, обработанный в виде столба с вырезом для надписи, полочкой и забитым кованым гвоздем; марка, штырь, болт, закрепленные цементным раствором в бетонные основания различных сооружений, участки земли с твердым покрытием или скалы. Бетонные пилоны и монолиты закладываются на глубину 80 см.

Знаки долговременного типа окапываются канавами в виде квадрата со сторонами 1,5 м, глубиной 0,3 м, шириной в нижней части 0,2 м, в верхней 0,5 м. Над центром насыпается курган высотой 0,10 м. В районах болот, залесенной местности и многолетней мерзлоты курган заменяется срубом (1,0х1,0х0,3 м). Сруб заполняется землей, знак не окапывается.

Знаки долговременного типа в теодолитных ходах устанавливаются по 2-3 рядом с таким расчетом, чтобы они закрепляли одну или две смежные линии хода через 500-800 м. Допускается место 2-3 соседних точек хода закреплять только одну точку при условии определения дирекционного угла (азимута) с закрепленной точки на характерные, легко опознаваемые и устойчивые местные предметы-ориентиры: флагштоки, флюгера, радио- и телевизионные мачты, антенны, заводские трубы и т.п. Во всех случаях знаки долговременного типа устанавливаются в местах, обеспечивающих их сохранность, технику безопасности и удобство использования при топографической съемке, изысканиях и строительстве, а также последующей эксплуатации. Не разрешается производить закладку долговременных знаков на пахотных землях и болотах, проезжей части дорог, вблизи размываемых бровок русел рек и берегов водохранилищ. Геодезические знаки после постройки сдаются по акту на наблюдение за сохранностью.

Центр типа 6 г.р. представляет собой бетонный монолит в виде усеченной четырехгранной пирамиды с нижним основанием 4040 см, верхним основанием 1515 см и высотой 20 см с заделанной в него металлической (асбоцементной) трубой диаметром 60 (60-100) мм и толщиной стенок не менее 3 мм; к верхнему концу приваривается марка, а в нижнюю часть трубы вставляются в просверленные отверстия два металлических стержня. Металлическая труба заливается бетоном. Над центром устанавливается чугунный колпак с крышкой и опорными бетонными кольцами или кирпичной кладкой, заменяющей их.

Если центры закладываются на территории, где нет движения транспорта (парки, скверы, сады, лесополосы и т.д.), а также на пунктах с металлическими пирамидами, в качестве предохранительного колпака можно использовать металлические, бетонные, асбоцементные трубы с внутренним диаметром 20-25 см с металлическими или железобетонными крышками.

На пунктах П1, П2, П3 и на точках полигонометрического хода закладываются центры марки 6 г.р., для последующего наблюдения за опорами канатной дороги.

Типы знаков долговременного закрепления пунктов съемочных сетей

Типы знаков долговременного закрепления пунктов съемочных сетей в заселенных районах

Центр пункта триангуляции или полигонометрии 4 кл., 1 и 2 разрядов для районов с сезонным промерзанием грунта. Тип 6 г.р. 1-Чугунный. колпак с крышкой; 2-Асфальт или поверхность земли, очищенная от дёрна; 3-Противокорозийный слой; 4-Скрепление на цементном растворе; 5-Заливка бетонным раствором; 6-Бетонные кольца или кирпичная кладка; 7-Бетонный и монолит в виде усечённой четырёхгранной пирамиды; 8-Металлическая труб.

3. Геодезические разбивочные работы

3.1 Принципы разбивочных работ

Разбивкой сооружения, или вынесением проекта в натуру называют геодезические работы, выполняемые на местности для определения планового и высотного положения характерных точек и плоскостей строящегося сооружения согласно рабочим чертежам проекта. При разбивке по проектным планам и профилям находят на местности положение осей и точек сооружения для его строительства с точностью, предусмотренной нормативными документами.

Геометрической основой проекта для вынесения его в натуру являются продольные и поперечные оси сооружения, относительно которых в рабочих чертежах даются все проектные размеры. Главные разбивочные оси привязывают к пунктам геодезической основы.

Разбивку сооружений выполняют в три этапа:

1. Основные разбивочные работы.

2. Детальная разбивка сооружения.

3. Разбивка технологических осей.

1. От пунктов геодезической основы согласно данным привязки находят на местности положение главных разбивочных осей и закрепляют их знаками. Опираясь на главные оси, производят разбивку и закрепление, и закрепление основных осей сооружения.

2. От закрепленных точек главных и основных осей разбивают продольные и поперечные оси отдельных строительных блоков и частей сооружения с одновременной установкой точек и плоскостей на уровень проектных высот (отметок).

3. По завершению строительства фундаментов разбивают и закрепляют технологические оси для установки в проектное положение конструкции и технологического оборудования

При разбивке инженерных сооружений используют генеральный план, который для сложных сооружений дополняют разбивочным чертежом, а в городах - планом красных линий застройки; рабочие чертежи (планы, разрезы) фундаментов отдельных цехов, установок, агрегатов; планы и профили дорог и подземных коммуникаций; проект вертикальной планировки территории; монтажные чертежи и др.

Геометрической основой проекта для перенесения его в натуру являются разбивочные оси, относительно которых в рабочих чертежах даются размеры всех деталей сооружения. Главные оси привязывают к пунктам геодезической основы. Отметки точек сооружения даются в проектах от условной плоскости - уровня чистого пола первого этажа и обозначаются: вверх со знаком плюс, вниз со знаком минус. Для каждого сооружения уровень чистого пола соответствует определенной абсолютной отметке, заданной в проекте.

Для вынесения в натуру отметки от уровня чистого пола перевычисляют в абсолютную систему высот. Разбивка сооружений выполняется в три этапа. На первом этапе производят основные разбивочные работы. От пунктов геодезической основы, согласно данным привязки, находят на местности положение главных разбивочных осей и закрепляют их знаками.

Опираясь на главные оси, производят разбивку и закрепление основных осей сооружения, причем для крупных сооружений для этой цели может возникнуть необходимость построения локальных разбивочных сетей.

Этот этап оформляют соответствующим актом.

На втором этапе проводят детальную разбивку сооружения. От закрепленных точек главных осей разбивают продольные и поперечные оси отдельных строительных блоков и частей сооружения с одновременной установкой точек и плоскостей на уровень проектных отметок. Детальная разбивка, определяющая взаимное расположение элементов сооружения, производится значительно точнее, чем разбивка главных осей, задающая лишь общее положение и ориентировку сооружения в целом.

Если в общем случае главные оси могут быть определены на местности с ошибкой 3-5 см, а иногда и грубее, то детальные оси разбивают с точностью 2-3 мм, а то и точнее.

Третий этап заключается в геодезическом обеспечении монтажных работ. По завершении строительства фундаментов разбивают и закрепляют монтажные (технологические) оси и устанавливают в проектное положение технологическое оборудование. Этот этап требует наиболее высокой точности геодезических измерений (1 - 0,1 мм и точнее).

Таким образом, при разбивке сооружений соблюдается общий принцип производства геодезических работ: от общего к частному. Однако точность этих работ повышается от первого этапа к третьему. Для разбивки сооружений развивают на местности геодезическую основу соответствующей точности в виде сетей специальной триангуляции, точной микротрилатерации, строительной сетки или полигонометрии, а также производят геодезическую подготовку проекта, которая включает в себя:

а) аналитический расчет проекта;

б) геодезическую привязку проекта, составление разбивочных чертежей;

в) разработку проекта производства геодезических работ (ППГР).
При аналитическом расчете по проектным значениям расстояний и углов вычисляют в принятой системе координат абсциссы и ординаты угловых точек строений, осей проездов и коммуникаций, красных линий застройки. Для трасс определяют элементы прямых и кривых; для опорных зданий и существующих сооружений проверяют соответствие вычисленных и фактических координат.

Типовыми геодезическими задачами при аналитическом расчете
проекта являются прямая и обратная задача; определение точек пересечений прямых, прямых и кривых; вычисление координат точек линий, параллельных и перпендикулярных к заданным, координат центров круговых сооружений и др. Для контроля проектные координаты вычисляют по замкнутым полигонам и по ходам между геодезическими пунктами.

При геодезической привязке проекта рассчитывают полярные координаты ряда точек сооружения относительно ближайших пунктов разбивочной основы или их прямоугольные координаты от сторон строительной сетки. На основании этих данных и аналитического расчета проекта составляют разбивочный чертеж сооружения с нанесением главных осей и указанием их координат.

Проект производства геодезических работ разрабатывается на основе изучения генерального плана и технических условий на возведение отдельных сооружений и предназначается для своевременного обеспечения геодезическими данными с заданными точностями всего комплекса строительных работ и монтажа технологического оборудования. В проекте решаются следующие основные вопросы:

1. Развитие на площадке разбивочной основы. Схемы сетей. Точность и методы измерений. Уравнивание. Типы центров и знаков.

2. Контрольная проверка устойчивости плановой и высотной основы
в процессе строительства. Периодичность. Сгущение основы.

3. Перенесение в натуру главных осей сооружений. Точность. Методы. Контрольные измерения. Закрепление.

4. Детальная разбивка сооружений. Точность. Способы. Знаки крепления.

5. Геодезическое обслуживание монтажных работ. Методы и точность плановой и высотной выверки.

6. Исполнительные съемки. Способы съемок. Введение исполнительного генерального плана.

7. Наблюдения за деформациями сооружений. Обоснование точности. Методы. Геодезическая основа. Цикличность работ.

Сроки выполнения отдельных этапов проекта геодезических работ увязывают с календарным планом строительства.