Геодезический контроль в строительстве».

Еналдиева М.А.
ГЕОДЕЗИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Курс лекций для студентов
направления подготовки 270800 «Строительство»,
профиль «Промышленное и гражданское строительство».
Квалификация выпускника – бакалавр
Владикавказ 2014
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального
образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт
(государственный технологический университет)
Курс лекций
Дисциплина «Геодезический контроль в строительстве»
для направления подготовки 270800 «Строительство»
профиль «Промышленное и гражданское строительство».
квалификация выпускника – бакалавр
Разработчик курса «Геодезический контроль в строительстве»:
ст. преп. Еналдиева М. А.
Курс обсужден на заседании кафедры «Региональной геологии и геодезии»
Заведующий кафедрой Р Г и Г, профессор, д.т.н. Келоев Т. А.
Владикавказ 2014
Содержание
Раздел 1. Предмет и задачи дисциплины «Геодезический контроль в строительстве».
Лекция№1 Тема: Геодезические работы
Предмет и задачи дисциплины «Геодезический контроль в строительстве».
Состав геодезических работ. Проектная документация для строительства.
Проект производства геодезических работ.
Раздел 2. Инженерно-геодезические опорные сети.
Лекция№2.Тема: Плановые сети
Назначение и виды плановых сетей. Принципы проектирования
и расчета точности плановых сетей. Системы координат
инженерно-геодезических работ. Триангуляционные сети.
Полигонометрия. Высотные инженерно-геодезические сети.
Сеть, создаваемая глобальным позиционным построением.
Строительные сетки.
Раздел 3. Характеристика крупномасштабной инженерной геодезической съемки.
Лекция№3.Тема: Геодезические съемки
Характеристика крупномасштабной инженерной геодезической съемки
Характеристика планов. Обоснование съемок. Топографическая и аэрофотосъемка.
Съемка подземных коммуникаций
Раздел 4. Геодезические разбивочные работы
Лекция №4. Тема: Разбивочные работы.
Геодезические разбивочные работы. Общие положения. Способы разбивочных работ.
Технология разбивки сооружений. Детальная разбивка строительных осей.
Геодезическое обеспечение размеров элементов сооружений
Раздел 5. Исполнительные съёмки
Лекция№5. Тема: Исполнительные съёмки.
Исполнительные съёмки. Назначение исполнительных съёмок.
Исполнительные съемки инженерных коммуникаций. Состав исполнительной схемы.Наблюдение
за деформацией зданий. Причины и классификация деформаций. Организация
наблюдений. Размещение реперов и осадочных марок.
Определение горизонтальных смещений
Раздел 6. Инвентаризация зданий и сооружений.
Лекция №6. Тема: Геодезические работы при инвентаризации
зданий и сооружений
Геодезические работы при инвентаризации зданий и сооружений.
Общие сведения об инвентаризации
Техническое обследование зданий и сооружений. Планово-высотная съемка элементов здания
Определение вертикального размера фасада. Определение параметров сооружений
имеющих форму вращения. Геодезические работы при
инвентаризации
линейных сооружений.
Раздел 7. Задачи решаемые с помощью геодезических приборов.
Лекция№7 Тема: Задачи решаемые с помощью геодезических приборов.
Перенесение в натуру осей здания, сооружения. Обноска. Привязка здания к красной линии или
к существующим капитальным строениям. Допускаемые величины отклонений вынесенных
осей по отношению к красным линиям. Инструкция СН 212-62 РГР «Вынос проекта
сооружения в натуру». Расчет основных данных для переноса здания с проекта на местность
полярным
способом (горизонтальные углы).Составление разбивочного чертежа.
Геодезические работы при постройке фундаментов зданий. Разбивка для рытья котлована.
Допускаемые величины отклонений вынесенных осей. Определение планово-высотного
контура котлована и его глубины. Передача отметки на дно котлована. Разбивка при
строительстве подкрановых путей. Требования к соблюдению проектных габаритов и к
точности положения в плане и по высоте рельсовых подкрановых путей. Систематический
контроль проверки состояния рельсовых путей в период эксплуатации. Выверка подкрановых
путей. Исполнительная съемка подкранового пути. Разбивка при кладке фундамента. Разбивка
при возведении стен – надземной части здания. Перенесение осей фундамента на дно котлована
при помощи отвесов. Проверка отметки верхнего обреза фундамента. Возведение стен подвала
до проектной отметки. Контроль прямолинейности и горизонтальности кладки стен. Укладка
труб в траншеи. Закрепление проволоки по направлению оси траншеи. Использование визирок,
маяков, уровней. Расчет по заданному проектному уклону.
Раздел 8.Геодезические приборы.
Лекция№8тТема: Теодолит2Т30.Устройство и работа.
Общее устройство, приведение в рабочее положение.
Работа с прибором. Основные поверки и юстировки
теодолита 2Т30.Геометрические оси теодолитов.
Методику и точность измерения углов. Измерение азимутов.
Измерение и вычисление горизонтальных и вертикальных углы.
Журнал измерения углов и длин линий.
Измерение и построение углов.
Раздел 9. Геодезические приборы.
Лекция№9 Тема: Нивелир Н3.Устройство и работа.
Общее устройство, приведение в рабочее положение.
Основные поверки и юстировки нивелира Н-3. Геометрические оси
нивелиров. Высоты. Способы геометрического нивелирования и
вычисления высот точек: через горизонт прибора, через превышение.
Внешний осмотр нивелира и реек. Техника безопасности в работе с приборами.
Раздел 1. Предмет и задачи дисциплины «Геодезический контроль в строительстве».
Лекция№1 Тема: Геодезические работы.
1. Предмет и задачи дисциплины «Геодезический контроль в строительстве»(предусмотрены
лабораторные работы – «Теодолит. Устройство и работа»-4ч, «Нивелир. Устройство и
работа»-4ч).
2. Состав геодезических работ
3. Проектная документация для строительства
4. Проект производства геодезических работ
1. Предмет «Геодезический контроль в строительстве»
является методом производства топографо-геодезических работ для решения инженерных
задач в различных отраслях экономики. Основными задачами «Геодезического контроля в
строительстве»
являются:
1) разработка основных программ инженерного обеспечения строительства, эксплуатации и
кадастра всех типов сооружений (например: схема геодезического обеспечения многоэтажных
зданий отлична от схемы геодезического обеспечения зданий коттеджной застройки);
2) создание приборной базы геодезического обеспечения (наример: при переносе
вертикальных осей с этажа на этаж - на верхние этажи необходимы оптические приборы и
оптические отвесы, т. к. нитяные коротки и неудобны, а поскольку вертикальные оси должны
быть ещё и видимы, то приборы задающие луч должны быть еще и лазерами)
2. Основными частями геодезических работ и курса являются:
1) топографо-геодезические изыскания строительных площадок
2) инженерное геодезическое проектирование сооружений;
3) разбивочные работы;
4) геодезическая выверка конструкций и технического оборудования;
5) наблюдение за деформацией сооружений.
Топографо-геодезические изыскания строительных площадок - съёмки. Инженерное
геодезическое проектирование сооружений - проектирование сооружений осуществляется на
основе топографических планов. На основе оптимального варианта проекта готовят проект
выноса в натуру основных осей будущего сооружения. Проект сводится к подготовке разбивочного
чертежа, как в плане, так и по высоте. Разбивочные работы - вынос в натуру.
3. Проектная документация делится на несколько частей в зависимости от стадий
проектирования. Основные стадии: 1) технико-экономическое обоснование строительства, 2)
рабочие чертежи. На 1ой стадии применяются карты и планы масштабов от 1:5000 до 1:25000. На
2ой стадии, где даны проекты составных частей сооружений, необходимы планы масштабов
1:2000 и крупнее до 1:500.
4. Проект производства геодезических работ при строительстве соответствует проекту
производства работ по самому строительству. Например, проект производства геодезических
работ состоит из 1) сооружения фундамента; 2) сооружения колон; 3) стен; 4) перекрытия; 5)
крыша. На каждый этап и составляется проект производства геодезических работ. Проект
производства геодезических работ составляется отделом главного маркшейдера.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Раздел 2. Инженерно-геодезические опорные сети.
Лекция№2.Тема: Плановые сети
Назначение и виды плановых сетей
Принципы проектирования и расчета точности плановых сетей
Системы координат инженерно-геодезических работ
Триангуляционные сети
Полигонометрия
Высотные инженерно-геодезические сети
Сеть, создаваемая глобальным позиционным построением
8. Строительные сетки
1. Назначение: эти сети являются основой для выполнения комплекса проектноизыскательных и строительных работ. Они могут выполняться как в системе координат ГГС, так и
в местной системе координат. Методами построения плановых геодезических сетей являются:
триангуляция, полигонометрия, сети глобальных позиционных систем, строительные сетки.
Особенность построения этих сетей является: 1) высокая точность определения положения
опорных пунктов, 2) короткие длины сторон, 3) высокая требовательность к центрированию
приборов, 4) влияние сооружений на точность производства работ. Данные по точности: для
крупных городов СКО положения опорного пункта должна быть меньше 5 см, базовый масштаб
съемки 1:500; райцентры - 10 см, 1:1000; др. населенные пункты - 15 см, 1:2000.
2. Главный принцип проектирования и построения плановых сетей - от общего к частному.
Этот принцип соответствует принципу проектирования строительства, так на стадии ТЭО
проектирование делается в общем и точность к расположению главных осей сооружений может
быть не высокой. На общей стадии соответствующей ТЭО точность выноса в натуру может быть
низкой, однако точность выноса в натуру на стадии рабочих чертежей должна быть высокой и
обеспечивать технологическую эксплуатацию сооружений. Именно этой высокой точности
определяется точность опорной геодезической сети.
3. Система координат принимается в зависимости от вида инженерных сооружений. Выбирают
такую систему, чтобы можно было не вводить поправки за переход в картографическую проекцию.
Если взять проекцию Гаусса-Крюгера, то рекомендуется выбирать ширину зоны порядка 20 км
влево и вправо от осевого меридиана условной местной системы координат. Иногда подбирают
такую систему координат, чтобы суммарная поправка за переход на эллипсоид и в
картографическую проекцию была равна 0.
При переходе с земной поверхности S на эллипсоид длина S укорачивается не величину ΔS.
При переходе в картографическую проекцию (ГК) длина линии увеличивается
H=200 м, R=6371000 м.
4. Из функции
непосредственно вычисляем СКО измерений направлений в
триангуляции.
5. Оценку проекта покажем на примере. Пусть создан
полигонометрической сети. A, B, C, D - исходные. I, II - определяемые.
проект
следующей
Необходимо рассчитать точности определения положения проектных пунктов I, II, сравнить
эту точность с заданной по инструкции или по проекту. Если эта точность недостаточна, то
увеличивается, то увеличивается точность угловых и линейных измерений до получения
необходимой точности определения пунктов.
Порядок работы следующий: по каждому звену A-I, B-I, D-II, C-II, I-II рассчитать СКО
- число сторон в звене
-расстояние от центра тяжести звена к пунктам
- СКО измерения углов
- СКО i-ой стороны
Если принять
Порядок расчета:
Первое приближение. Вычисление СКО положения точки I по звеньям
mz1 → A-I
mz2 → B-I
mz2 → II-I
при заданных
Вычисляют веса
и
.
.
С - произвольная величина, соразмерная со среднем значением mz,
принимаемая для удобства вычислений.
PI = Pz1 + Pz2 + Pz3
В этом же приближении вычисляют СКО по звеньям относительно точки II
mz4 → С-II
mz5 → D-II
mz6 → I-II
PII = Pz4 + Pz5 + Pz6
Второе приближение. Снова вычисляют
PI = Pz1 + Pz2 + Pz3
PII = Pz4 + Pz5 + Pz6
Приближение выполняют до тех пор, пока в двух последних приближениях погрешности не
станут равными
Значения
Если
и
сравниваются с заданным значением
, то проект сети удоавлетворяет заданной точности. Если
нужно дать предложения в проекте по повышению точности измерений.
, то
6. При построении высотных сетей решается два вопроса:
1) выбор системы высот,
2) расчет точности проектов нивелирных сетей. На основе этих назначается методика
нивелирования. Поскольку инженерные объекты по размерам относительно не большие, то
применяется метрическая система высот. Из курса теоретической фигуры Земли известно, что
существуют следующие системы высот: ортометрическая, нормальная, динамическая.
Относительно больших инженерных сооружений, связанных гидротехническим строительством
применяется динамическая система высот.
Если принять
- исходный уровень (уровень исходного потенциала), то высота точки А в
динамической систем высот
- значение нормальной силы тяжести на
- превышение на станции при нивелировании
- значение силы тяжести на станции
При таком подходе высоты водной поверхности водохранилища будут иметь одинаковое
значение. Если Н=Σh, то высоты водной поверхности будут различны. По экспериментальным
данным отклонение высоты составляет 0,2 м на расстояние 300 км.
Расчет точности проекта нивелирных сетей выполняется точно также, как и
полигонометрических, но
- СКО суммы превышений на 1 км хода, L - длина хода.
Если
, то нужно повысить точность нивелирования или укорачивать длины ходов.
7. GPS построения напоминают полигонометрические, нивелирные. Если в нивелирных
измеряют превышения, то в GPS приращения ∆Х, ∆Y, ∆Z. Для приближенного расчета проектов
можно применять методику, выведенную нами для полигонометрии только для различных осей
∆х, ∆у, ∆z. Если приращения координат осуществляются в местной системе координат
.
сравнивают с
. Если больше, то необходимо повышение точности, но методы оценки
проекта способом приближений являются приближенные, не строгие. Самым строгим и общим
является
метод,
базирующийся
на
параметрическом
способе
уравнивания
по одному из критериев: 1) СКО положения пункта относительно исходного, 2) СКО
взаимного положения пунктов.
8. Строительная сетка - система координат, закрепленная на местности. Стороны
строительной сетки направляются вдоль оси X и Y, т.е. вдоль поперечных и продольных осей
основных сооружений.
Строительная сетка строится в следующем порядке:
1) приблизительно разбивается базовый прямоугольник 2х3 км. Левый угол принимается за
начало координат. Стороны прямоугольника разбиваются с точностью 10 см на отрезки равной
длины 200 м.
2) угловые точки закрепляются фундамент центрами и на их основе строится высокоточная
триангуляционная сеть в виде четырехугольника. Сеть свободная. Условная исходная точка 8.
Измеряется базис 8-9 и задается исходный дирекционный угол стороны 8-9. В результате
уравнивания сети триангуляции получают координаты точек 0, 7, 8, 9 - первая ступень создания
строительной сетки.
3) создают вторую ступень строительной сетки. Все промежуточные точки закрепляются
железобетонными центрами и прокладываются полигонометрические хода. Измеряются β1, β2,
β3,…, S1, S2, S3,… и т.д. Сеть полигонометрии является второй ступенью, опирающаяся на первую.
Сеть полигонометрии уравнивается, и вычисляются координаты всех точек.
4)выполняется редуцирование точек. Редуцирование делается с целью создания правильных
прямоугольников или квадратов внутри сетки. Редуцирование делается в следующем порядке.
Пусть дирекционный угол линии 8-0 на первой ступени был задан
α8-0 - заданное
α8-0 = 0º00’00’’
Тогда координаты
x15=200,00 м
y15 = 0,00 м
Однако в результате уравнивания
x15=201,16 м
y15 = 0,57 м
Тогда на местности находится точка 15`. Необходимо 15`передвинуть в положение 15. Для
этого вычисляется дирекционный угол α и расстояние S.
В точке 15` теодолитам откладывается угол α, а вдоль полученного направления сторону S.
Фиксируется точка 15.
Контроль редуцирования: все углы 90º с точным выполнением измерений, а стороны должны
быть равны номинальным длинам с точностью ±10 мм. Проектирование инженерных сооружений
делается на основе строительной сетки, продольные и поперечные оси сооружений располагаются
вдоль линий сетки.
Требования к точности расположения пунктов строительной сетки. Поскольку оси выносятся
относительно точек сетки, то покажем зависимость точности положения оси.
Для выноса точки В отложим расстояние а, угол 90º, расстояние b. Для выноса точки А расстояние с, угол 90º, расстояние d. Контролем выноса оси АВ является соответствие длины АВ её
проектному значению. Отличие в зависимости от строительных норм и правил может составлять
от ±1 см до ±3 см.
Исходя из функции, задав
измерений
и угловых измерений
, можно рассчитать
.
при заданной точности линейных
1.
2.
3.
4.
Раздел 3. Характеристика крупномасштабной инженерной геодезической съемки.
Лекция№3.Тема: Геодезические съемки
Характеристика планов
Обоснование съемок
Топографическая и аэрофотосъемка
Съемка подземных коммуникаций
1. Характеристики: точность, детальность, полнота.
Точность плана характеризируется СКО положения точки контура
,
- СКО по осям координат.
Согласно инструкции СКО положения точки съемочного обоснования не должны превышать
0,5 мм, а для горных, лесных районов 0,7 мм плана. На застроенных территориях СКО взаимного
положения капитальных зданий не должно превышать 0,2 мм плана.
Детальность
характеризуется
степенью
обобщенности
объектов.детальность
характеризуется показателями: архитектурные детали меньше 0,3 мм плана не снимаются, для
остальных объектов допускается 0,5 мм.
Полнота связана с деятельностью и отражает количество объектов различимых на плане.
Пример, пусть расстояние между объектами на местности 500 мм, требуется, чтобы такие объекты
на плане распознавались на расстоянии хотя бы через 0,3 мм. Тогда исходя из M=Sп/Sм, найдём
М=500/0,3=1700≈2000.
Кроме ситуации на плане изображается рельеф. На основании экспериментальных данных
установлено,
что
СКО
высоты
крупномасштабной съемки принимают
(высоты
сечения).
м, h=5
Для
наибольшей
точности
, h=0,5 м. Для инженерных целей
достаточно 0,5 м.
2. Обоснование крупномасштабных съемок регламентируется инструкцией по
топографическим съемкам масштаба 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500. В этих инструкциях плановая
геодезическая опора определяется следующими ступенями
4 класса, 1 разряд, 2 разряд, съемочное обоснование.
Высотное обоснование определяется геометрическим нивелированием с допустимой
невязкой
- для 1ой ступени
- для 2ой ступени
3. Топографическая: теодолитная, тахеометрическая, мензульная, фототеодолитная.
Технология АФС. Порядок изготовления плана следующий:
1) планово-высотная привязка,
2) дешифрирование снимков,
3) фотограмметрическое сгущение (4 оп на снимок),
4) составление цифровой модели местности,
5) построение ортофотопланов,
6) создание цифровых планов.
4. К подземным коммуникациям относят водопроводы, теплотрассы, канализации, кабели.
При съемке соблюдается следующий порядок:
1) определение положения колодцев - нивелируется
дно колодца и верх люка, а также низ трубы входа в
коммуникацию,
2) определение направления коммуникации между
люками и между колодцами.
Раздел 4. Геодезические разбивочные работы
Лекция №4. Тема: Разбивочные работы.
1. Общие положения
2. Способы разбивочных работ
3. Технология разбивки сооружений(предусмотрены 2 лабораторные работы-«Вынос проекта
сооружения в натуру»-4ч, «Разбивка контура котлована»-4ч)
4. Детальная разбивка строительных осей(предусмотрены 2 лабораторные работы-«Разбивка
основных осей здания от существующей застройки»-2ч, «Разбивка основных осей здания с
точек планового обоснования»-2ч)
5. Геодезическое обеспечение размеров элементов сооружений.
1. Инженерные сооружения представляются следующими осями: главные, основные,
вспомогательные. В соответствии с осями осуществляются геодезические работы по их выносу в
натуру - эти работы называются разбивочными. Они подразделяются так:
1) основные разбивочные работы, в результате которых выносятся в натуру главные оси.
Например, ось створа платины. Точность выноса 2-3 см;
2) детальные разбивочные работы - вынос в натуру основных осей относительно главной.
Точность выноса 3 мм;
3) вынос в натуру технологических линий и конвейеров. Точность работ 1 мм. Например, по
подкрановым путям мостовых кранов.
2.1. Прямая угловая засечка.
Две опорные точки А и В, заданы углы β1 и β2. Р - ? в
натуре. Порядок работ: в точке А строится угол β1
закрепляется точка 1, как направление на точку Р; в точке В
строится угол β2 закрепляется точка 2, как направление на
точку Р, а также точка 3. Точка 3 передвигается в створе линии
2-В, пока не выставится в створе 1-А.
2.2. Обратная засечка.
Используется
в
методе
редуцирования.
Определяют положения P’ (x’; y’). P (x; y) – заданы по
проекту. Для того чтобы восстановить Р необходимо знать θ и отрезок l.
Θ = αP’A-αP’P
αP’P = arctg
В методе редуцирования можно применить и линейную засечку (β1 и β2). Точка выноса
прямая угловая засечка.
M – задано.
2.3. Линейная засечка.
С точки А откладывается дуга l1 радиуса S1, с точки В - дуга
l2 радиуса S2. Дуги прочерчиваются на местности. В их
пересечении фиксируется точка Р. Контроль делается с точки С.
Несовпадение стороны S3 с точкой должно быть не больше
строительных допусков. СКО положения точки
Где
– СКО отображения сторон.
Если
M – задается по проекту.
Отклонение контрольной стороны от точки
2.4. Способ полярных координат.
В этом способе откладывается β и S.
M – задано.
СКО отражения угла и сторон
Принцип равных влияний.
Контроль с точек А и С (β2 и S2)
2.5. Способ прямоугольных координат (частный случай полярных).
Пусть по способу прямоугольных координат необходимо
вынести колодец коммуникаций. Известны х, у: в точке О должен
быть угол 90˚. В створе оси АВ здания и CD откладывается
значение у. Фиксируются точки Р’ и Р’’. В створе Р’Р’’
откладывается расстояние х и фиксируется точка Р. Для контроля
от Р’ откладывается l-x, где l – расстояние по осям зданий DB.
2.6. Створный метод.
Известно, что точка Р должна находиться в створе АВ и CD.
Текущая точка 1 передвигается в створе AB до тех пор, пока не
станет в створе CD.
2.7. Способ бокового нивелирования.
Применяется при монтаже рельсовых путей. Вынос
проектного положения рельсового пути. Вдоль этого
проектного положения располагается теодолитная ось любого
геодезического прибора. Нивелирная рейка прикладывается к
точке 1. Снимается отсчет по рейке А, указывающий величину
рихтовки пути в данной точке. Специалист по монтажу
осуществляет передвижение точки 1 к проектной оси на
величину а.
3. Исходным документом для подготовки проекта производства геодезических работ по
разбивке является генеральный план, рабочие чертежи, проект вертикальной планировки,
профили сооружений схемы геодезического обоснования, проект организации строительных
работ, календарный план строительства. Геодезическая подготовка по разбивке включает: 1)
аналитические расчеты проекта разбивки сооружений, 2) составление разбивочных чертежей, 3)
разработка проекта производства геодезических работ.
Аналитические расчеты проекта:
а) составляет проект выноса проектной точки в натуру – для этого на исходном документе
проекта отмечают опорные геодезические пункты и проектную точку Р. Намечают разбивочные
элементы β1, β2, β3, β4, β5, β6, S1, S2, S3. β и S – геодезические данные для выноса проекта в натуру.
б) решают обратные геодезические задачи для подготовки геодезических данных, в
результате их решения находятся дирекционные углы сторон и сами стороны Si
Решаем обратные геодезические задачи по следующей форме
Формулы
Пункты
r
Четверть
α
Контроль:
в) по дирекционным углам вычисляют разбивочные углы βi.
Пример, αпр=αВР αЛ=αВА
Правила вычисления угла β от αпр : отнимает
дирекционный угол αЛ
β2 = αпр -αЛ
Если разница меньше 0 к ней добавляется 360˚.
Контроль: вычисленный угол β делится по фигурам.
Например, в треугольнике их сумма 180˚.
Разбивочный чертеж. Составляется проект разбивки,
но на нем выписываются натуральные значения углов, длин.
Проект производства геодезических работ включает: 1) организацию геодезических работ, 2)
основные инженерно-геодезические работы, 4) геодезическую выверку конструкций, 5)
наблюдение за деформацией сооружений.
4. Относительно главных осей осуществляется вынос в натуру осей составных осей
сооружений. При этом применяется в основном створный метод. Важным при строительстве
является перенос осей в котлован. Для этого вокруг будущего сооружения строится обноска.
Методом створов проектные сои переносятся на обноску. При строительстве котлована точки A, B,
C, D уничтожаются, но последующим выносом створов 1, 2, 3, 4 они восстанавливаются на дне
котлована. При строительстве фундамента они снова уничтожаются, но с обноски они снова
переносятся на поверхность фундамента. На фундаменте в створе A, B, C, D делается уже детальная
разбивка.
5. Этот вопрос типичен для архитектурно насыщенных зданий, а также многоэтажных.
Архитектурные детали выносятся в натуру относительно главных осей, чем и обеспечивается
геометрическая форма и размеры сооружений. При этом важно передать вертикальные оси по
этажам. Особое значение имеет вынос проекта по высоте. В первую очередь необходимо передать
проектную отметку на дно котлована.
Вынос в натуру проектной отметки.
Даны Нрепер, Нпроект. Необходимо найти: bпр
отсчет по рейке, соответствующий проектной
отметки и зафиксировать проектный уровень.
1) вычисление ГП: ГП=Нрепер+а
2) bпр=ГП -Нпроект
Двигая рейкой по высоте добиваются отсчета по ней равного bпр, а на уровне пятки рейки
фиксируется точка соответствующая проектному уровню.
К соблюдению форм относится и соблюдение уклонов линий и плоскостей.
Вынос в натуру проектных уклонов. Проектный уклон выносится двумя способами: способ
горизонтального луча, способ наклонного луча.
Способ горизонтального луча. Пусть где-то стоит нивелир. Пусть вынесена в натуру точка 1,
относительно неё необходимо задать линию проектного уклона i и закрепить её через равное
расстояние d соответствующими знаками. Наводим на точку 1 и снимаем отсчет а1, на 2 – а2, на 3 –
а3, на 4 – а4.
а2=а1+Δ
Δ=i·d
a2=a1+i·d
a3=a1+2Δ=a1+2·i·d
a4=a1+3·i·d
an=a1+(n-1)·i·d
В каждой из точек, двигая рейку по вертикали, добиваются отсчета а и на уровне фиксируют.
Способ наклонного луча. В данном способе нивелир устанавливают строго в створе
проектной линии. Для его наклона на проектный уклон i вычисляют Δi из соответствия Δi/L=i,
Δi=iL и визируются на отчет Сi =C - Δi. Во всех точках проектной линии отсчет должен быть
одинаков и равен а0, где а0 – отсчет по рейке на точку 1, которая была уже вынесена в натуру. В
каждой из точек, двигая рейку по вертикали, добиваются этого отсчета, а на уровне пятки рейки
фиксируется точка соответствующая проектному уклону.
Раздел 5. Исполнительные съёмки
Лекция№5. Тема: Исполнительные съёмки.
1. Назначение исполнительных съёмок(предусмотрена лабораторная работа «Исполнительная
съемка колонн»-2ч)
2. Исполнительные съемки инженерных коммуникаций
3. Состав исполнительной схемы
4. Наблюдение за деформацией зданий. Причины и классификация деформаций
5. Организация наблюдений
6. Размещение реперов и осадочных марок
7. Определение горизонтальных смещений
1.
Исполнительная съемка предназначена для выявления отклонений построенного
сооружения от проекта, а также для определения фактического положения построенного
сооружения. Ведётся исполнительная съемка во время строительства.
Геодезической основой исполнительной съемки за пределами строительной площадки
являются пункты геодезического обоснования, в пределах строительной площадки –
геодезические пункты, относительно которых велась разбивка, в пределах зданий – основание
фундаментов.
Исполнительная съемка ведётся как в плане, так и по высоте. В плане определяются
положение: основания сооружения, конструктивных элементов начиная с фундаментов,
технологического оборудования.
Исполнительная съемка вертикальной планировки осуществляется нивелированием
поверхности по квадратам.
2. При съёмке коммуникаций определяют положение: углов поворота, центров колодцев,
точек пересечения с другими коммуникациями, диаметры труб и расстояния между колодцами,
входы коммуникаций в сооружения, отметки лотков и крыши колодцев, верха труб.
На дорожных линиях проверяют: элементы кривых, привязку к геодезическому основанию
вершин углов поворота, точки пересечения и примыкания, центры стрелочных переводов
железных дорог, отметки рельсов и дорожного полотна, проверяется габарит приближения
строения (т. е. соблюдения минимального расстояния, обеспечивающего движение подвижного
состава, направление: расстояния от крайнего рельса до ближайшего выступа здания должно быть
меньше 3 м.).
3. Исполнительная схема является фактическим планом исполнительной съёмки. Масштаб
плана соответствует масштабу проекта, по которому строилось инженерное сооружение. Если на
проекте показаны были оси сооружения, то на исполнительном плане показываются
действительное расположение сооружения.
Планы бывают: текущими и дежурными. Текущий план ведётся с начала строительства, на
его основе строится дежурный. После завершения строительства составляется окончательный
исполнительный план.
Содержание плана включает:
1) всю сохранившуюся геодезическую опору
2) спланированный рельеф
3) все построенные по проекту здания и сооружения
4) зелёную зону, скверы, ограды границ.
Специализированные исполнительные планы бывают: гор.и вертикальной планировки,
канализации, водопроводных сетей, продуктопроводов.
К исполнительному плану прилагается: схема геодезической опоры, вся полевая
геодезическая документация (журналы, схемы), пояснительная записка.
4. Деформации все пространственные, но их можно разделить на вертикальные и
горизонтальные. К вертикальным относятся: осадки, оседание, набухание и усадки. Вертикальные
деформации бывают равномерными и неравномерными. Самые опасные – неравномерные осадки,
в результате которых происходит разрыв здания и его горизонтальная деформация.
Вертикальная, с накладкой горизонтальной, называется совместнойдеформацией. Она
характеризуется следующими параметрами:
1) полной осадкой
2) средней осадкой
3) разностной осадкой
4) относительной неравномерностью
5) наклоном фундамента
6) прогибом конструкции
7) углом кручения сооружения
8) горизонтальным смещением
Причины деформации: природные, техногенные.
5. В первую очередь осуществляется геометрическое нивелирование с целью определения
осадок. Точность нивелирования характеризуется точностью определения осадок и составляет 1
мм для зданий и сооружений на скальных основаниях, 2 мм - на песчанистых и глинистых грунтах,
5 мм - на просадочных грунтах. Периодичность наблюдения определяется характером осадки. Для
этого осуществляется прогноз осадки и выяснение её причины. Первый цикл наблюдения возведение фундамента, второй - построение несущих стен, третий - перекрытия и крыша. Если
здания построено на мягких грунтах, то последующие циклы проводятся через каждые 30 дн.
После стабилизации осадки циклы прекращаются.
6. Репера располагаются вне зоны осадки. Должно быть не менее 3 реперов. Между ними
определяют взаимное превышение, по эти превышения судят об устойчивости самих реперов.
Марки осадки располагают в стенах или фундаментах сооружений. Минимум одна марка на
главной оси, на 4ех углах - 4 марки. Нивелирование 2-ого класса.
7. Горизонтальные смещения можно классифицировать как: смещение в заданном
направлении, смещение в плане, крены сооружений, оползни. Методы наблюдений за смещениями
в плане: в створе, построение линейных угловых сетей. Строятся высокоточные плановые
геодезические сети, в которых определяемыми пунктами являются марки. Такая геодезическая
сеть наблюдается периодически. При длинах сторон 100 м точность угловых измерений должна
составлять 1,5’, а длин линий 1,5 мм. Тогда смещения будут
определяться с точность 2 мм.
Для наблюдения за плановым положением фундаментов
используют отвесы. В начале фиксируется положение a0 и
периодически снимают отсчеты в основании отвеса.
Для наблюдения за кренами сооружений определяют планововысотное положение вверху и внизу сооружений 1 и 2.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Раздел 6. Инвентаризация зданий и сооружений.
Лекция №6. Тема: Геодезические работы при инвентаризации зданий и сооружений
Общие сведения об инвентаризации
Техническое обследование зданий и сооружений
Планово-высотная съемка элементов здания
Определение вертикального размера фасада
Определение параметров сооружений имеющих форму вращения
Геодезические работы при инвентаризации линейных сооружений
1. Для изготовления технических паспортов необходимо проводить инвентаризацию
инженерных сооружений. При этом 1) определяют плановое положение зданий; 2) строятся
поэтапные планы; 3) ведется учет конструктивных элементов от фундамента до крыши; 4)
определяют стоимость единицы каждого конструктивного элемента.
2. Выполняются по всему объему здания и его составным частям, при этом определяется
состояние конструктивных элементов с целью определения их износа. Осуществляется обмер
здания с точностью 1 см. вертикальность стен при необходимости определяет вертикальный
уровень.
3. Планово-высотная съемка осуществляется в случае поэтажных различий. При этом делается
нивелирование с этажа на этаж (0 - первый этаж (пол)), определяются отметки пола каждого
этажа. Выполняется съемка каждого этажа.
4. Высота зданий. Непосредственный промер. Высокоточное нивелирование.
5. Минимум 4 точки.
6. В основании инвентаризация домов, при этом выполняется съемка придорожной полосы 50 м в
каждую сторону. Составляется лан придорожной полосы и на этом плане наносится ось дороги и
сама дорога как физический объект. На оси дороги фиксируются углы поворота, трасса дороги,
начало кривой, конец кривой, снимается поперечный профиль, определяется состоянии насыпи,
дорожного полотна, одежды.
Раздел 7. Задачи, решаемые с помощь. Геодезических приборов.
Лекция №7. Тема: Задачи, решаемые с помощь. Геодезических приборов.
Перенесение в натуру осей здания, сооружения.
Обноска. Привязка здания к красной линии или к существующим капитальным строениям. Допускаемые
величины отклонений вынесенных осей по отношению к красным линиям. Инструкция СН 212-62 РГР
«Вынос проекта сооружения в натуру».
Расчет основных данных для переноса здания с проекта на местность полярным
способом
(горизонтальные углы).Составление разбивочного чертежа.
Геодезические работы при постройке фундаментов зданий.
Разбивка для рытья котлована.
Допускаемые величины отклонений вынесенных осей.
Определение планово-высотного контура котлована и его глубины.
Передача отметки на дно котлована.
Разбивка при строительстве подкрановых путей. Требования к соблюдению проектных габаритов и к
точности положения в плане и по высоте рельсовых подкрановых путей. Систематический контроль
проверки состояния рельсовых путей в период эксплуатации. Выверка подкрановых путей.
Исполнительная съемка подкранового пути.
Разбивка при кладке фундамента.
Разбивка при возведении стен – надземной части здания.
Перенесение осей фундамента на дно котлована при помощи отвесов.
Проверка отметки верхнего обреза фундамента.
Возведение стен подвала до проектной отметки. Контроль прямолинейности и горизонтальности кладки
стен.
Укладка труб в траншеи. Закрепление проволоки по направлению оси траншеи. Использование визирок,
маяков, уровней. Расчет по заданному проектному уклону.
Перенесение в натуру осей сооружений. Обноска.
Оси промышленных и гражданских сооружений переносят в натуру обычно от пунктов и сторон
строительной сетки. Положение осевых точек определяют створной засечкой. Детальную разбивку
сооружения сводят к откладыванию тех или иных элементов сооружения вдоль его осей.
Основные оси сооружения закрепляют в натуре 2—4 осевыми точками, представляющими собой хорошо
заделанные в землю бетонные столбики с заложенными в них металлическими стержнями диаметром 25
мм, на которых накерновано углубление.
Для производства монтажных работ, кроме закрепления основных разбивочных осей сооружения,
закрепляют на местности вспомогательные оси, расположенные параллельно основным на расстоянии от
монтируемого объекта, обеспечивающем возможность беспрепятственного наблюдения за установкой
строительных конструкций в проектное положение. Обозначают вспомогательные оси на местности
такими же знаками, как и основные оси сооружения.
Осевые точки одновременно выполняют роль строительных (рабочих) реперов, обеспечивающих
высотную разбивку сооружения. Поэтому их располагают в таких местах, которые не будут подвержены
деформации при вскрытии котлована.
Для выполнения детальных разбивок сооружения устраивают строительную обноску в виде
горизонтально расположенных досок, укрепленных на столбах. Расстояние от бровки котлована до
обноски зависит от глубины котлована, но должно быть не менее З м. Устройству обноски обычно
предшествует расчистка площадки и планировка на ней проездов для подвозки строительных
материалов. Размещается обноска так, чтобы не создавать препятствий для движения кранов в период
монтажа строительных конструкций.
Рис. Строительная обноска
Обноска может быть сплошной или в виде отдельных скамеек . Устраивается обноска на столбах
диаметром 15—20 см, располагаемых через каждые 3—4 м. Высота обноски не менее 2,5 м. Столбы
погружают в землю примерно на 1 м и расставляют их так, чтобы они не попадали на оси здания.
Рис. Строительная обноска в виде отдельных скамеек.
К столбам с внешней стороны прибивают обрезные доски толщиной 40— 50 мм. Верхняя кромка
досок должна быть в одной горизонтальной плоскости. Такая установка досок осуществляется при
помощи нивелира. Обноска в плане может иметь довольно сложное очертание.
Обноска должна обеспечить незыблемость закрепленных на ней точек. Поэтому ее устраивают в
виде жесткой системы.
В створе столбов обноски располагают раскосы, а в перпендикулярном направлении — подкосы и
оттяжки. Раскосы устраивают на углах обноски и по периметру через 10—20 м.
Деформация обноски в направлении, перпендикулярном к створу столбов, происходит от сильного
натяжения проволок, обозначающих оси сооружений. В этих местах и рекомендуют устройство
проволочных оттяжек или подкосов из стоек. Для въезда на строительный объект один пролет обноски
устраивают съемным. Проезд устраивают в том пролете, где отсутствуют разбивочные точки.
Для сооружений протяжением более 100 м устраивают и поперечные обноски. Поперечные обноски
создают дополнительную жесткость конструкции продольных обносок. Кроме того, расчленяя
продольную обноску на части, они уменьшают длину натянутых осевых проволок, а следовательно, и
их чрезмерное провисание.
Высота и конструкция поперечных обносок одинакова с контурной.
Створные точки осёй сооружения на не очень высокой обноске разбивают при помощи стремянки, а
на высоких обносках — по- моста в виде балкона, устраиваемого по всему периметру обносок. Помост
в виде досок укладывают на горизонтальных планках кронштейнов, прочно прибитых к столбам
обноски. Помост для наблюдателя устраивают ниже кромки доски обноски на
1,0—1,2 м. Прогиб средней части пролета доски помоста уменьшают путем устройства подкосов или
путем крепления к помосту и к доске обноски широкой рейки (доски). Один из способов уменьшения прогиба средней части
пролета доски помоста показан на рис. . Для невысоких обносок вместо помоста иногда прибивают к столбам обноски
нижний ярус досок,
наподобие верхнего яруса.
Рис. Строительная обноска с помостом для наблюдателя.
В этом случае нижний ярус обноски служит одновременно и помостом для наблюдателя . Для
создания равновесия и большей устойчивости наблюдателя при выполнении разбивки точек, а также
для обеспечения видимости на створные
точки доски нижнего яруса обноски прибивают
с внутренней стороны. Столбы обноски, закрывающие створ
осей сооружения, срезают на уровне верхнего яруса обноски с уклоном внутрь его расположения.
При таком срезе натянутая по
створу проволока будет касаться верхней торцевой части обноски. Иногда строят ступенчатую
обноску. Обноски разбивают после перенесения в натуру общего габарита здания.
Рис. Постоянная визирка на столбе строительной обноски.
Разбивочные оси сооружения при помощи теодолита, устанавливаемого в осевых точках, переносят
на строительную
обноску при двух положениях вертикального круга. Положение осевых точек на обноске закрепляют
гвоздями, между которыми с возможно меньшим провисанием натягивают проволоку. Нанесение осей
на обноску контролируют промером стальной
рулеткой по верхнему обрезу досок между осевыми гвоздями. В результаты промера вводят поправки
на компарирование рулетки и ее температуру.
Сперва на обноску выносят основные, а затем вспомогательные оси сооружения. При выполнении
контрольных измерений основные оси считаются опорными, поэтому линейные промеры увязывают
между ними. По окончании выноса всех осей сооружения против каждого осевого гвоздя на обноске
прочерчивают краской вертикальную линию, справа от которой подписывают наименование оси. В
местах пересечения проволок подвешивают отвесы, обозначающие ту или другую точку пересечения
разбивочных осей. При детальной разбивке частей зданий (оконных и дверных проемов, выступов
печей и др.) отвесы передвигают вдоль проволоки. При этом лучше всего применять двойные
(тяжелые) отвесы. При разбивке сложных конструкций фундаментов, располагаемых в глубоких
котлованах, теодолит устанавливают на осевых точках, закрепленных на обноске. На столбы обноски,
расположенные вблизи осей сооружения, выносят постоянные визирки, представляющие собой планки
с верхним горизонтальным обрезом.
Их устанавливают при помощи нивелира так, чтобы они имели одну и ту же абсолютную отметку.
Обычно отметка визирок соответствует с т р о и т е л ь н о м у нулю или отличается от него на 0,5 или
1,0 м. Абсолютные или условные отметки подписывают краской на затеске столба. Пользуясь этими
постоянными визирками, а также переносной визиркой, наблюдают за вскрытием котлована. При
вскрытии котлованов, а также при наблюдениях за другими видами земляных работ удобно
пользоваться раздвижными (переносными) ходовыми визирками.
После выноса осей сооружения на строительную обноску составляют схему планово-высотной
привязки сооружения (рис. ) и исполнительную схему детальной разбивки и закрепления осей его.
Основные разбивочные работы принимает техническая инспекция строительства. При этом
проверяются соответствие:
1-перенесенных в натуру осей проекту сооружения,
2- точность произведенных разбивочных работ,
3-правильность высотной привязки рабочих реперов и тщательность закрепления в натуре осей
сооружения.
К акту приемки прилагают схему контрольных геодезических измерений.
Разбивка при кладке фундамента. Геодезические работы при постройке фундаментов зданий
Геодезические измерения предшествуют и сопутствуют всему процессу постройки любого более
или менее крупного здания. Своеобразный характер они имеют при возведении подземной части
здания — при устройстве котлованов, создании свайных оснований, установке опалубки,
бетонировании фундаментов и монтаже борных железобетонных фундаментов.
Грани котлована разбивают на местности от перенесенных в натуру основных и вспомогательных
осей сооружения. Закрепляют их кольями, между которыми протягивают шнуры. После сооружения
обноски все наблюдения за геометрическими размерами котлована ведут от осей сооружения,
нанесенных на обноску.
При строительстве многоэтажных зданий котлованы под фундаменты закладывают весьма
глубокие (до 20 м). Обычно они имеют ступенчатый вид. В плане ведут разбивку нижнего контура
котлована, его верхней бровки и отдельных контуров. Эти разбивочные работы чаще всего выполняют
от строительной сетки по способу створов или от продольной оси здания по способу прямоугольных
координат.
Разбивка контура котлована от продольной оси здания приведена на рис.
Углы переносят в натуру тридцатисекундным теодолитом. Длины линий выносят в натуру 10- или 20метровой рулеткой.
Разбивку котлована по высоте выполняют приемами технического нивелирования.
По мере приближения отметки дна котлована к проектной контрольные нивелирные наблюдения
учащают, чтобы обеспечить недобор грунта экскаваторами по высоте на 10—20 см. Для правильной
зачистки дна котлована вручную или бульдозером его нивелируют
Рис. Разбивка контура котлована от продольной оси здания
Рис. Шаблон для зачистки откосов котлована
по квадратам (сторона квадрата 5-10 м). Вершины квадратов закрепляют кольями, верхний срез
которых располагают на заданной проектной отметке. Зачистку дна котлована под бетонную
подготовку ведут по торцам этих кольев. В промежутках между кольями используют визирки.
Для зачистки откосов котлована применяют шаблоны или направляющие. Шаблоны снабжают
уровнем или отвесом, изготовляя их в соответствии с заданной крутизной откоса (рис. ). Применение
направляющей в виде строганой доски длиной до 4 м показано на рис.
После выемки грунта до проектной отметки на дне котлована разбивают контур основания
фундамента. При ступенчатом профиле отдельных фундаментов контуры ступеней закрепляют на
обноске, располагаемой за внешним контуром котлована. Угловые точки внутренних котлованов
проектируют отвесами с натянутых между точками обноски проволок. Ступенчатые котлованы
больших размеров разбивают по отдельным горизонтам.
Для подсчета фактически выполненных земляных работ производят
специальные геодезические измерения.
Рис. Направляющая для зачистки откосов котлована
Ежедневные замеры ведут обычно по приборам перемещения грунта (вагонеткам, платформам, ковшам
экскаватора и т. д.).
Объем земляных работ определяют с учетом коэффициента разрыхления грунта.
Ошибка определения объемов земляных работ по приборам перемещения грунта достигает 10—20%.
Объем ежедневно выбираемого грунта следует измерять при помощи рулетки и рейки. При этом всю
выработку разбивают на отдельные более или менее правильные геометрические тела. Длину и ширину
геометрических тел измеряют рулеткой, а высоту -рейкой. Затем объем вычисляют по данным
измерений, записанным на составляемых чертежах — эскизах выработки. Ошибка определения объемов
земляных работ этим способом достигает 5—7%.
Для удобства разбивочных работ и замера вынутого грунта строительную сетку сгущают, доводя
стороны квадратов до 5—10 м.
Такое сгущение строительной сетки и ее нивелирование выполняют до начала земляных работ. Объем
земляных работ подсчитывают по квадратам сетки или профилям, для чего вершины сетки нивелируют.
После зачистки дна котлована и его откосов производят исполнительную съемку котлована.
Составляемая в результате этой съемки исполнительная схема пользуется при выполнении так
называемых скрытых работ.
В результате контрольных измерений составляют исполнительную схему котлована (рис. ). На этой
схеме также показывают
результаты нивелирования поверхности до вскрытия котлована. Схему сопровождают ведомостью
отметок котлована.
Сваи.
От обноски выполняют детальную разбивку свайных работ и размечают оси свайных рядов и линии,
касательные к сваям. Местоположение каждой сваи определяют по натянутым причалкам.
При забивке свай ведут наблюдения за погружением их. Для этого на стреле копра укрепляют линейкууказатель. Периодически производят нивелирные работы. Результаты наблюдений за погружением свай
записывают в журнал свайной бойки.
Рис. Исполнительная схема дна котлована
Для определения подъема дна котлована после снятия бытового давления закладывают глубинные марки.
Отметим, что глубинные марки закладывают до рытья котлована в специально пробуренных скважинах
(диаметр 168—2 19 мм) на глубину 0,5 м от проектной отметки нижней плоскости бетонной подготовки.
Нивелирование глубинных марок выполняют после их закладки и после выемки котлована до проектной
отметки. Отметки марок определяют от глубинных реперов. Полученная разность высот глубинных
марок будет характеризовать подъем основания после освобождения от бытового давления.
Глубинные марки закладывают равномерно по всей площади основания и несколько гуще под наиболее
высокой частью здания. Размещают марки чаще всего на пересечениях продольных и поперечных осей
здания. Для закладки марок используют разведочные скважины, пробуренные во время инженерногеологических изысканий.
При сооружении фундамента разбивочные работы ведут от закрепленных на обноске осей здания. От
осей здания переносят в натуру контур фундамента. Вершины этого контура закрепляют на дне
котлована деревянными кольями с вбитыми в них гвоздями. По отмеченному в натуре контуру
устраивают опалубку.
Опалубка представляет собой временное сооружение, предназначенное для придания бетонным и
железобетонным элементам сооружения той или иной формы. Для того чтобы элементы возводимого
бетонного или железобетонного сооружения имели форму, предусмотренную проектом, существенное
значение имеет точность установки опалубки и неизменяемость ее во время наполнения бетоном.
Необходимая точность установки опалубки и контроль за неизменностью ее во время заполнения
бетоном достигается путем выполнения геодезических наблюдений. Часто опалубку используют как
внутреннюю обноску. На нее выносят строительные оси, закрепляемые гвоздями и краской.
При разбивке опалубки в плане смещение осей фундаментов не должно превышать 15—20 мм.
Смещение осей стен, колонн, балок и прогонов допускается до 10 мм. Поперечные размеры опалубки
не должны быть уменьшены против проектных. Увеличение этих размеров допускают не более чем на 5
мм. Разбивают опалубку в плане при помощи стальной рулетки. Вертикальное положение опалубки
проверяют отвесом. Отклонение опалубки от отвесной линии не должно превышать 2 мм на 1 м высоты
опалубки.
На стены опалубки наносят отметки, указывающие верхний обрез фундамента. Передача отметок
ведется нивелиром от строительных (рабочих) реперов. Отметка верха кладки бетона обозначается
гвоздем, чертой или зарубкой на стойках опалубки. В ряде случаев составляется исполнительная схема
установки опалубки. Чаще этот чертеж совмещается со схемой бетонирования фундаментов. Для
придания верхней части фундамента горизонтального положения устанавливают в сырой бетон
металлические штыри. Установка штырей производится по высоте с помощью нивелира. По головкам
штырей затирают поверхность бетона хорошо выстроганными деревянными брусками. Бетонирование
фундамента контролируют путем нивелирования его поверхности. Результаты нивелирования
показывают на исполнительной схеме бетонирования фундамента. В случае установки в здании
оборудования и необходимости постройки отдельных фундаментов под это оборудование разбивочные
оси переносят на внутреннюю сторону фундамента и закрепляют засечками на металлических скобах.
Геодезические наблюдения, выполняемые при монтаже сборных железобетонных фундаментов, имеют
некоторые особенности.
Блоки сборных железобетонных фундаментов надо укладывать
строго на заданных проектом отметках и на тщательно подготовленном основании. При разработке
грунта котлована горизонт экскавации задается на 10—20 см выше отметки основания. После экскавации
грунта котлована дно котлована нивелируют и вновь определяют рабочие отметки основания, пользуясь
которыми зачищают основания бульдозером или вручную. Зачистку основания контролируют при
помощи нивелира.
Если под ленты сборных фундаментов делают неглубокие траншеи, то на дне котлована
предварительно разбивают оси фундаментных лент, а затем бровок траншей. Вдоль этих траншей
выполняют продольное и поперечное нивелирование и находят глубины выемки грунта до отметки
основания. Разработку траншей контролируют при помощи нивелира. Для контроля и зачистки грунта,
нарушенного гусеницами бульдозера, пользуются более простыми приборами (ватерпасами и др.). Эти
же простые приборы применяемые в процессе выравнивания основания путем втрамбовывания песка или
щебня. После укладки фундаментных лент верхние плоскости этих лент нивелируют.
Первый ряд стержней горизонтальной арматуры нижней плиты фундамента укладывают на проектную
отметку при помощи нивелира. Нивелиром контролируют установку верхних стержней. На эти верхние
стержни горизонтальной сетки арматуры выносят строительные оси здания. Закрепляют их насечками
или краской. От строительных осей выполняют разбивку деревянных коробов или трубок для.
коммуникационных линий, располагаемых в стенах фундамента. До бетонирования производят
исполнительную съемку всех закладных частей; результаты съемки показывают на чертежах,
представляющих собой развертку стен. После бетонирования стен до уровня нижней плоскости верхней
плиты фундамента ведется разбивка верхней плиты фундамента. Продольные и поперечные оси здания
фиксируют на металлических стержнях, приваренных к вертикальным выпускам арматуры стен. На
вертикальные выпуски выносят отростки верхней плиты фундамента. Пользуясь результатами этих
разбивочных работ, устанавливают каркас верхней плиты, состоящий из горизонтально укладываемой
арматуры и располагаемых вертикально анкерных болтов, на которых после бетонирования верхней
плиты монтируют опорные плиты колонн каркаса здания.
Продольные и поперечные оси анкерных болтов закрепляют на верхних стержнях горизонтально
уложенной арматуры. От строительных осей ведется разбивка опалубки.
Проектные отметки верхней плиты выносят на вертикальные плоскости опалубки. После
бетонирования верхней плиты проводят исполнительную съемку фундамента.
Для выполнения дальнейших разбивочных работ строительные оси здания выносят на верхнюю плиту
фундамента. Основные оси (продольная и поперечная) переносят на фундамент при помощи теодолита,
последовательно устанавливаемого на наружных осевых знаках. Обозначают основные оси рисками на
металлических марках, имеющих вид пластинок размером 100 Х 100 мм с приваренным якорем. Марки
закладывают на концах осей и на пересечении их. Условие перпендикулярности вынесенных основных
осей соблюдается с погрешностью, не превышающей 2—З”. Для разбивки всех остальных строительных
и монтажных осей на плите фундамента создают точную геодезическую основу, включающую в себя
пять ранее отмеченных осевых точек (рис. ). Геодезическая основа прямоугольного фундамента состоит
из системы четырех прямоугольников (девять опорных пунктов). Взаимное положение опорных пунктов
должно быть найдено со сравнительно высокой точностью. Технические условия на многоэтажное
строительство предусматривают, чтобы положение крайних осей в пределах контура здания было
определено с точностью ±10мм.
На верхней плоскости фундамента разбивают места укладки угловых блоков. Эта разбивка должна быть
весьма тщательной, так как угловые блоки служат в дальнейшем как бы маяками при кладке стен подвала
здания. При кладке стен из крупных, блоков соблюдается строгая горизонтальность швов, одинаковая
высота кладки и вертикальность стен. Для выполнения этих геометрических условий пользуются
простейшим разбивочным оборудованием (порядовками, причалками, рейками, уровнями и отвесами).
После возведения стен подвала до начала монтажа сборного железобетонного перекрытия
нивелированием контролируют горизонтальность верхней поверхности стен подвала и в случае
необходимости поверхность выравнивают. Укладку панелей перекрытий поверяют также при помощи
нивелира. Приведем некоторые сведения о геодезических работах при
устройстве фундаментов многоэтажных зданий. При строительстве многоэтажных зданий создают
бетонную подготовку, на которую выносят все строительные оси здания, Закрепляют эти оси крестиками
или точкой — керном на металлических пластинках, заделанных в поверхность бетонной подготовки.
Пользуясь отмеченными в натуре строительными осями здания, ведут разбивку фундамента здания. В
случае наиболее распространенного в многоэтажном строительстве коробчатого фундамента, состоящего
из нижней железобетонной плиты, стен и верхней плиты, строительные оси используют для укладки
арматуры, установки опалубки и разбивки в стенах фундамента.
При расстоянии между этими осями порядка 250 м предельная относительная ошибка составит 1 : 25 000.
Положение опорных пунктов определяют способами полигонометрии, триангуляции или линейной
триангуляции. Способ полигонометрии применяется тогда, когда габариты фундамента обеспечивают
прокладку ходов с достаточно длинными сторонами. В случае коротких сторон погрешности редукции и
центрировки не дают возможность получить положение осей с указанной точностью. Применяя
способ триангуляции или линейной триангуляции, в каждом прямоугольнике опорной сети строят
диагонали и, следовательно, создаю систему геодезических четырехугольников.
Рис. Геодезическая основа на фундаменте
В полученной триангуляционной сети измеряют
все углы и одну или две стороны.
При использовании метода линейно триангуляции ограничиваются измерением длин всех сторон сети.
Измерение длин линий выполняют 24-метровыми инварными проволоками или лентами.
Некоторые особенности имеют разбивки при устройстве фундаментов и оснований в зимний период и в
районах вечной мерзлоты. В этих случаях при разбивочных работах учитывают необходимость
возведения тепляков или иных теплозащитных сооружений, делая уширение габаритов котлованов с
целью их утепления. При этом или устанавливают обноску вокруг котлована выше обычной, или
предусматривают отверстия во всех встречающихся на оси здания тепляках и укрытиях.
Для визирования сквозь стены тепляка у пробитых отверстий выставляют сильные источники света.
Если по оси сооружения расстояния промерять затруднительно, то осевые точки разбивают по способу
засечек на крыше тепляка. На пересечении лучей засечек просверливают отверстие и сквозь него
опускают тяжелый отвес, указывающий положение осевой точки на местности. Так как тепляк
представляет собой малоустойчивое сооружение, то вынесенную таким способом осевую точку следует
сразу же прочно закрепить на местности.
Передача отметок при производстве земляных работ в условиях вечной мерзлоты производится от
специальных мерзлотных реперов.
Разбивка при возведении стен (постройке надземной части зданий).
Разбивочные работы при кирпичной кладке стен сравнительно простые. Задача их — обеспечить
проектные размеры стен и простенков, наметить на заданной высоте проемы. в соответствии с
проектом разместить дымоходы, пилястры, колонны, перемычки, пояски, карнизы и т. д.
Для проверки прямолинейности кладки стен пользуются причалкой, представляющей собой крученый
шнур диаметром 2—З мм. Вертикальность стен проверяют отвесом. Для проверки толщины стен
пользуются шаблоном в виде деревянной рейки с подрезами (рис. ). Горизонтальность слоев
кирпичной кладки проверяют причалкой и рейкой с уровнем. Правильное расположение слоев кладки
по высоте достигается применением порядовок (рис. ), прикрепляемых к возводимым стенам гвоздями
и расшивками. На порядовке наносят разметку слоев кладки
(толщина кирпича 65 мм, ширина шва 10 мм) и отмечают уровни закладки балок
подоконников, перемычек и других элементов здания. Порядовки устанавливают на углах здания и
через каждые 10—12 м на прямых участках его.
Приведенное простое оборудование используется также при бутобетонной и тесовой кладке,
облицовке здания керамическими плитами или железобетонными офактуренными плитами и в
процессе архитектурной обработки фасадов (установке плит с поясами и наличниками, установке
элементов, венчающих карниз, и т. п.).
При создании опалубки для арок и сводов, имеющих криволинейные очертания, применяются
кружала. При вычерчивании внутренней направляющей кривой арки или свода для получения
очертания кружал учитывают осадку каменного свода. Эта осадка циркульных сводов составляет в
замке свода 1 : 144 пролета. Строительный подъем кружалам придают постепенно.
Рис. . Шаблон для проверки толщины стен
Рис. Порядовка
Полупролет делят на несколько равных частей, обычно на 10, строят в полученных точках
ординаты и разгоняют осадку по всем этим ординатам.
Кладка стен из мелких блоков сопровождается такими же разбивочными работами, как и
кирпичная кладка. Предварительно маяки устанавливают при кладке из офактуренных мелких
блоков.
Более точно ведутся геодезические разбивочные работы при монтаже сборных железобетонных
конструкций наземной части здания. Сборный железобетон получил весьма большое
распространение. Из сборных железобетонных конструкций выполняются каркасы, перекрытия,
стены, лестничные клетки и другие части жилых, гражданских и промышленных зданий. По мере
развития железобетонного домостроения отдельные сборные элементы зданий укрупняют. При
монтаже железобетонных крупнопанельных конструкций требуются особые методы разбивочных
работ.
Монтажу предшествует контроль железобетонных элементов изготовленных строительномонтажными организациями, при этом проверяют: размеры и форму элементов, размеры
монтажных отверстий и места их расположения, размеры и расположения борозд и ниш. Обмеры
элементов производят стальными рулетками и линейками.
До начала монтажа надземной части здания геодезическими методами проверяют опорные
поверхности фундаментов и перекрытий подвалов. При установке колонн и несущих панелей
опорная поверхность должна быть плоской и находиться на проектной отметке; погрешность
установки не должна превышать ±3мм. Фактические расстояния между осями фундаментов не
должны отличаться от проектных более чем на ±5мм.
Геодезические работы при монтаже надземной части здания заключаются, главным образом, в
выверке установленных конструкций до окончательного их закрепления. Путем геодезических
измерений определяют фактическое положение установленных элементов. Допустимые ошибки
при монтаже сборных железобетонных конструкций, установленные в строительных нормах и
правила приведены в табл.
Допустимые ошибки при монтаже сборных железобетонных конструкций, установленные СНиП
3.01.03-84
№
1
2
3
4
5
6
Наименование допуска
Смещение осей колонн в нижнем сечении
относительно разбивочных осей
Отклонения отметок опорных поверхностей
фундаментов колонн от проектных
Отклонения осей колонн от вертикали в верхнем
сечении:
при высоте колонн до 5м
при высоте колонн более 5м
Смещение осей панелей стен и перегородок в
нижнем сечении относительно разбивочных
осей
Смещение осей панелей стен и балок
относительно разбивочных осей
Разница в отметках нижней поверхности двух
смежных панелей перекрытий, если стык
приходится не над перегородкой
Величина допуска в мм
5
3
5
8
3
5
2
Геодезическая проверка фактического положения установленных конструкций выполняется от
разбивочных осей или от монтажной сетки, сгущающей ранее построенную строительную сетку. Линии
сетки располагают на таком расстоянии от наружных стен, при котором была бы обеспечена
возможность беспрепятственного построения теодолитом вертикальных плоскостей, параллельных
стенам. Однако это расстояние не должно превышать установленного разрыва между зданием и зоной
складирования сборных конструкций (1,8—2,0 м). Точки монтажной сетки закрепляют также, как осевые
точки – бетонными столбиками с закладным металлическим стержнем.
Если при помощи теодолита , установленного за наружными стенами на точках монтажной сетки,
невозможно визирование на всю высоту здания , то точки монтажной сетки переносят в верхние этажи
здания, где они закрепляются на специальных выносных консольных площадках.
Разбивка траншей и смотровых колодцев подземных инженерных сетей
Инженерные сети (водопровод, канализация, теплосети и др.) выносят в натуру от опорных
геодезических пунктов. В плане инженерные сети разбивают с относительной погрешностью в среднем
1: 2000. По высоте более точно разбивают самотечные трубопроводы. Уклоны напорных
трубопроводов разбивают с меньшей точностью (отметки определяют с погрешностью около± 1 см).
Сущность разбивки заключается в том, что по данным проектного продольного профиля и
разбивочного чертежа в натуру выносят характерные точки трассы, привязывая их к опорным
геодезическим пунктам. Для рытья котлованов под колодцы в натуре размечают их контуры и
закрепляют центры колодцев кольями, в торцы которых забивают гвозди. Бровки котлована колодца
разбивают от его центра, откладывая в обе стороны от оси траншеи половину проектной ширины
колодца с учетом откоса. Однако, учитывая, что колья при рытье котлована будут уничтожены,
положение оси трубопровода и колодцев закрепляют с помощью обносок.
Обноска (рис) состоит из двух деревянных столбов, устанавливаемых на краю траншеи на высоте 0,5—
0,7 м от поверхности земли. К столбам прибивают
Рис. Разбивка траншей подземных сетей
а — обноска: б — ходовая визирка, в — схема постоянных визирок: 1-постоянная визирка; 2—
полочка .
горизонтально доку. Положение оси траншеи в колодце отмечают на обноске полочкой 2, на которую
прибивают в виде буквы Т постоянную визирку .1 (см. рис. 109,а); Направление оси трубопровода
между колодцами определяют с помощью отвеса, который передвигается на проволоке-причалке,
натянуто между гвоздями смежных обносок. На обноске краской надписывают номер колодца и
диаметр прокладываемых труб. Если на данном колодце меняется диаметр трубопровода, то пишут два
диаметра в виде дроби; в числителе указывают меньший диаметр, в знаменателе — больший диаметр.
Для лучшей видимости стороны постоянной визирки делят пополам и окрашивают одну половину в
красный, а другую — в белый цвета.. Постоянные визирки над двумя смежными колодцами
устанавливают на такой высоте, чтобы плоскость, проведенная через верхние грани их , была
параллельна дну запроектированной траншеи с соблюдением проектного уклона.
Глубина разрабатываемой траншеи выверяется с помощью ходовой визирки, изготавливаемой двух
видов:
одна для рытья траншеи, другая, снабженная в нижней части башмаком (рис. б),— для укладки труб.
Верхеняя грань ходовой визирки должна располагаться на одной плоскости с верхними гранями двух
смежных постоянных визирок, что легко проверить визуально. Длина ходовой визирка должна быть
такой, чтобы при установке ее на две траншеи визирка возвышалась над поверхностью земли не менее
чем на 1 м. В практике ходовые визирки изготавливают длиной 2,5;3 и 4 м.
Визирки широко используют при рытье траншей, не допуская перебора грунта при больших уклонах
самотечных и напорных трубопроводов Вместе с тем зачистку дна траншеи следует контролировать ,с
помощью геометрического. нивелирования.
Трассы самотечных трубопроводов с малыми уклонами должны быть обеспечены постоянными и
временными реперами. для этого вблизи трассы трубопровода прокладывают ход нивелированием 4го класса, а при необходимости, подтвержденной расчетом, — ход нивелированием III класса.
Временные реперы должны быть установлены по трассе не реже чем через 200 м .
Геодезическое обслуживание укладки самотечных трубопроводов больших диаметров имеет
некоторую особенность.
Например, если при укладке напорных трубопроводов нивелируют обычно верх труб, то при укладке
самотечных трубопроводов большого диаметра нивелируют дно лотков для труб. Это вызвано тем, что
толщина стенок труб может быть неодинаковой. Поэтому механический учет толщины стенок труб
повлиял бы на точность укладки трубопровода.
Трубы больших диаметров обычно укладывают на бетонную подготовку с учетом проектного уклона,
для чего под каждое звено или под два смежных звена труб забивают по нивелиру металлические
штыри-маяки, служащие основанием для бетонирования подготовки. При повышенных требованиях к
точности укладки труб самотечных трубопроводов в дно траншеи забивают деревянные колья, в торцы
которых ввинчивают шурупы. После неоднократной постановки рейки на головку шурупа
ввинчиванием или вывинчиванием его добиваются проектной отметки лотка трубы.
Перед засыпкой траншеи проверяют правильность укладки трубопровода большого диаметра с малым
уклоном, нивелированием дна лотков уложенных труб, а также и дна колодцев. Разность отметок дна
лотков между узловыми колодцами или между точками, отстоящими на расстоянии 100 м не должна
отличаться от проектной более чем на 20 мм. Прямолинейность трассы между смежными колодцами
проверяют с помощью зеркал.
При геодезическом обслуживании рытья траншей трубопроводов с помощью визирок необходимо
заранее рассчитать отметки, на которые следует установить постоянные визирки на обносках. Расчет
длин визирок рассмотрим на следующем примере.
Пример. Допустим, имеются два колодца канализации М и N, расстояние между ними 50 м, а уклон 0,01
(рис. ,в). Проектная отметка лотка трубы в колодце М равна 125,245 м, а в колодце Н — 125,745 м.
Полочки Р и S установлены на обноске произвольно, и отметки их верхних граней соответственно
равны 127,645 и 128,245 м. На какие отметки следует установить постоянные визирки, если считать, что
ходовая визирка имеет длину 3,5 м? Или какие отрезки нужно отложить от полочек Р и 5, чтобы
постоянные визирки были установлены на соответствующих отметках?
Решение. Отметка точки Q постоянной визирки при колодце М будет Нq= 125,245+3,5 =128,745 м, а при
колодце N: Нк = 125,745+3,5=129,246 м. Следовательно, искомые отрезки получим как разности:
РQ==128,745—127,645=1,1 м;
SК= 129,245—128,245=1 м.
Исполнительная съемка трубопроводов выполняется
Перед засыпкой траншей и состоит в составлении исполнительных чертежей, имеющих исключительно
важное значение для эксплуатации подземных сооружений в любой отрасли народного хозяйства.
Поэтому полнота и правильность составления и оформления исполнительной технической
документации должны быть подтверждены представителем эксплуатационной организации.
Исполнительные чертежи составляют при участии специалистов (электриков, сантехников,
теплотехников и др.). Все точки, определяющие положение осей подземных сооружений (углы
поворота, центры колодцев и др.), обязательно координируют.
На основании отдельных исполнительных чертежей составляют общую исполнительную схему, которая
содержит: смотровые колодцы, люки и другие детали по каждому виду подземных сооружений с
указанием типов деталей; углы поворота бесколодезных прокладок; расстояния между углами
поворота, колодцами н другими деталями или пикетаж; материал и диаметры труб или поперечные
сечения лотков, галерей; марки кабелей; глубину заложения труб напорных сооружений и кабелей;
отметки дна лотка и направление течения для самотечных трубопроводов; координаты углов поворота
или линейные угловые измерения по привязке к постоянным предметам местности; номера
исполнительных и типовых чертежей и эскизов; высотное положение подземных сетей.
Разбивка фундаментов
Сооружение фундаментов - одна из ответственных операций, от которой зависит качество
последующиих строительных и монтажных работ. Погрешности в закладке фундамента неизбежно
нарушат устойчивость всего здания. Поэтому необходимо соблюдать установленную точность разбивки в
плане и по высоте. Рассмотрим методику разбивки наиболее растространенных типов фундаментов.
Разбивка для монтажа сборных ленточных фундаментов.
По конструкции ленточные фундаменты разделяют на два основныхых вида: фундаменты (ленты) для
опирания сплошных несущих стен в фундаменты для опирания ряда колонн, несущих значительную
нагрузку. Наиболее распространенным видом ленточных фундаментов под несущие стены являются
сборные фундаменты, состоящие из блоков наружной стены 1 (рис ), блоков внутренней стены 2 и
блоков –подушек 3.
Для укладки железобенных блоков применяют преимущественно башенные краны. Кран передвигается
по рельсовому пути уложенному на деревянные шпалы, расстояние между осями которых, 0,5 м.
На местности разбивают ось движения крана, от которой промерами определяют плановое положение
рельсовых путей. До укладки шпал местность выравнивают, чтобы кран двигался по ровной площадке,
без уклонов. Это достигают с помощью нивелирования. Отклонение ширины колеи от проектной и
головок рельсов от горизонтальной плоскости не должно быть более ±2 мм.
Рис. Блоки ленточного фундамента :1,2- блоки соответственно наружной и внутренней стен; 3 подушка
Монтаж сборных блоков ленточного фундамента (рис. ) выполняют в следующем порядке.
После окончательной зачистки дна котлована или траншеи под блоки-подушки засыпают слой песка,
который выравнивают с помощью визирок и утрамбовывают. Для обозначения направления осей на
обноске натягивают проволоку. Монтаж начинают с укладки блоков на углах здания одного ряда, а затем
между ними на расстоянии 15—20 м укладывают маячные блоки. Между угловыми и маячными блоками
по линии фундамента на расстоянии 5 мм от его грани натягивают проволоку-причалку, по которой
размещают все промежуточные блоки.
Одновременно с установкой маячных блоков в плане нивелируют их поверхность, устанавливая
нивелирную
рейку на каждом блоке по осевой линии. После установки блоков швы между рядами заделывают
цементным раствором и укладывают гидроизоляцию.
В состав разбивочных работ ленточных фундаментов входит и разбивка вводов в здание подземных
сетей, их положение отмечают от продольных и поперечных строительных осей. Высотное положение
вводов сетей определяют от рабочих реперов, а при готовом фундаменте — от верхнего обреза
фундамента.
Если в здании предусмотрено подвальное помещение, то после укладки гидроизоляции и проверки
фундамента по высоте разбивают место установки угловых и маячных блоков стен подвала. Затем
натягивают проволоку -причалку и по ней укладывают остальные блоки на растворе расстилаемом по
всей ширине стены. Вертикальные швы между рядами заполняют раствором.
При выверке сборного фундамента из крупных блоков (рис. ) отклонения от проектного положения не
должны превышать допусков, установленных СНиП ІІІ-В. 4-72.
После закладки ленточного фундамента из сборных элементов составляют исполнительную схему, в
которой показывают проектные и действительные размеры между строительными осями, проектные и
фактические отметки обрезов фундамента и т.п.
Рис. Схема разбивки под монтаж сборного ленточного фундамента: 1 – инвентарная обноска, 2,3 –
проволоки по осям торцовой и продольной стен; 4 – ось фундамента; 5 – причалка.
Рис. схема выверки фундамента из крупных блоков с принятыми допусками:1 –толщина (20мм) швов
кладки;2 – смещение(10мм) осей фундамента;3 – отклонение(15мм) по отметкам обрезов фундаментов; 4
– отклонение (10мм)поверхностей фундамента от вертикальной плоскости;5 – выверка нижнего ряда
фундамента нивелиром; 6-схема выравнивания блоков подвалов по внутренней стороне; 7 – отклонение
(20мм) рядов кладки от горизонтальной плоскости на 10м длины.
Разбивка ленточных фундаментов из монолитного железобетона.
Такой вид фундамента строится с помощью опалубки, устанавливаемой в проектное положение от
строительных осей, закрепленных на обноске. Сначала ставят нижние щиты опалубки, а затем после их
выверки и закрепления – остальные.
Перед укладкой бетонной смеси в опалубку контролируют плановое и высотное положение ее. Верхний
обрез фундамента отмечают на опалубке гвоздями, а положение в плане проверяют от разбивочных осей.
Перенос отметок на опалубку должен быть выполнен от двух рабочих реперов. На участках между
вынесенными проектными отметками можно пользоваться для укладки бетонной смеси шнуром,
натягиваемым между гвоздями.
Для придания фундаменту гладкой горизонтальной поверхности устанавливают по нивелиру
металлические обрезки арматуры, погружая их на проектную отметку в не затвердевшую бетонную
смесь. Затем по верхним торцам обрезков затирают бетонную смесь.
После бетонирования фундамента выполняют контрольные измерения расстояний между осями и
нивелирование поверхности фундамента. В результате измерений составляют исполнительную схему, в
которой показы0вают отклонения от проектных данных. Согласно СНиП ІІІ-В.1-70, отклонение при
установке опалубки не должно превышать следующих допусков: смещение осей опалубки от проектного
положения: фундаментов— 15 мм; стен и колонн — 8 мм, 6алок, прогонов и арок— 10 мм.
Отклонение от вертикали или от проектного наклона плоскости опалубки не должно превышать 5 мм на
1м высоты опалубки, но не более 20 мм на всю высоту конструкции.
При закладке фундамента для кирпичных стен отклонения от проектных отметок поверхности
фундамента могут быть выправлены за счет некоторого увеличения или уменьшения толщины швов
кирпичной кладки.
Рис.
Схема и разбивка опалубки ленточного фундамента.
Рис. Опалубка для установки колонн: 1 – проволока, 2 – рейка.
Раздел 8. Геодезические приборы.
Лекция №8. Тема: Теодолит 2Т30.Устройство и работа.
Теоретические положения
Описание оборудования. Устройство теодолита
Комментарии: цилиндрический уровень, круглый уровень
Подготовка зрительной трубы для наблюдений
Установка зрительной трубы "по глазу"
Установка зрительной трубы по предмету (визирной цели)
Поле зрения
Горизонтальный круг
Алидада
Вертикальный круг
Подъемные винты
Основные геометрические оси теодолита
Геометрические требования, предъявляемые к осям
Ориентир-буссоль
Хранение и переноска прибора в процессе эксплуатации
ПОВЕРКИ И ЮСТИРОВКА ТЕОДОЛИТА
Приведение теодолита в рабочее положение :центрирование, горизонтирование
Первая поверка: ось цилиндрического уровня u-u1 горизонтального круга должна быть перпендикулярна
к вертикальной оси I-I1 прибора
Вторая поверка: визирная ось зрительной трубы V-V1 должна быть перпендикулярна к оси вращения
трубы H-H1
Третья поверка: ось вращения зрительной трубы H-H1 должна быть перпендикулярна к вертикальной оси
I-I1 теодолита
Четвертая поверка: вертикальный штрих сетки нитей должен быть параллелен вертикальной оси I-I1
теодолита
Пятая поверка: ось оптического центрира должна быть параллельна вертикальной оси теодолита
Теоретические положения.
Угловые измерения необходимы для определения взаимного положения точек в пространстве и
используются при развитии триангуляционных сетей, проложений полигонометрических и теодолитных
ходов, выполнении топографических съемок, решении многих геодезических задач при строительстве
различных объектов. Необходимая точность измерений и построений горизонтальных и вертикальных
углов на местности составляет от десятых долей секунды до одной минуты.
Основным угломерным прибором на местности является теодолит - оптико-механический
прибор, с помощью которого измеряют горизонтальные и вертикальные углы, расстояния и
магнитные азимуты.
По точности теодолиты различают трех типов: высокоточные - ТО5,Т1; точные -Т2, Т5 и
технические - Т15, Т30, 2Т30. В перечисленных типах теодолитов цифры соответствуют точности
(средней квадратической погрешности) измерения горизонтального угла одним приемом в секундах.
Основные узлы и принадлежности технического теодолита 2Т30(рис.1):
Описание оборудования.
Устройство теодолита.
Рис.1 Общая схема основных частей и осей теодолита
1. Кремальера. 2. Диоптрийное кольцо. 3. Колпачок, под которым расположены исправительные винты
сетки нитей. 4. Оптический визир. 5. Вертикальный круг. 6. Подставка зрительной трубы. 7.
Закрепительный винт лимба. 8. Основание футляра. 9. Становой винт. 10. Исправительный винт
уровня. 11. Закрепительный винт алидады. 12. Цилиндрический уровень. 13. Закрепительный винт
зрительной трубы. 14. Зрительная труба. 15. Наводящий винт зрительной трубы. 16. Наводящий винт
алидады. 17. Подставка. 18. Подъемный винт. 19. Наводящий винт лимба. 20. Окуляр шкалового
микроскопа. 21. Зеркало.
Комментарии:

Цилиндрический уровень - предназначен для приведения плоскости лимба горизонтального
круга в положение перпендикулярное относительно отвесной линии (горизонтальное положение).
Цилиндрический уровень — стеклянная трубка (ампула), внутренняя поверхность которой в
вертикальном продольном разрезе имеет вид дуги круга радиуса от 3,5 до 200 м. При
изготовлении уровня ампулу заполняют легкоподвижной жидкостью (серным эфиром или
спиртом), нагревают и запаивают. После охлаждения внутри ампулы образуется небольшое
пространство, заполненное парами жидкости, которое называют пузырьком уровня. Нуль-пункт
уровня – точка в середине шкалы ампулы.







В геодезических приборах используются цилиндрические и круглые уровни, различающиеся
между собой ценой деления, чувствительностью и конструктивными особенностями.
Цилиндрический уровень представляет стеклянную трубку, верхняя внутренняя поверхность
которой отшлифована по дуге определенного радиуса (от 3,5 до 80 м). Трубка помещается в
металлическую оправу. Для регулировки уровень снабжен исправительным винтом. На
наружной поверхности трубки нанесены штрихи. Расстояние между штрихами должно быть 2 мм.
Точка в средней части ампулы называется нуль-пунктом уровня.
Линия касательная к внутренней поверхности уровня в его нуль-пункте называется осью уровня.
Круглый уровень представляет собой стеклянную ампулу, отшлифованную по внутренней
сферической поверхности определенного радиуса. За нуль-пункт круглого уровня принимается
центр окружности. Осью кругового уровня является нормаль проходящая через нуль-пункт,
перпендикулярно к плоскости, касательной к внутренней поверхности уровня в его центре.
Для более точного приведения пузырька в нуль-пункт применяются контактные уровни. В них
над цилиндрическим уровнем устанавливается призменное оптическое устройство, которое
передает изображение концов пузырька в поле зрения трубы. Пузырек находиться в нуль-пункте,
если его концы видны совмещенными.
Ценой деления уровня  называется угол, на который наклонится ось уровня, если пузырек
сместиться на одно деление ампулы, т.е.  = l / R или "=(l/R) ", где "=206265".
В геодезических приборах применяют цилиндрические уровни
с
ценой деления от
5до60",круглые - от 5до20'.
Под чувствительностью уровня понимают минимальное линейное перемещение пузырька,
которое можно заметить невооруженным глазом, обычно принимаемое в 0.1 деления, т.е. 0.2 мм.
Зрительная труба - предназначена для высокоточного наведения на удаленные предметы и
точки (визирные цели) при работе с теодолитом. Состоит из следующих основных частей:
объектива, окуляра, фокусирующей линзы, сетки нитей, кремальеры (винта, перемещающего
фокусирующую линзу внутри трубы). В зрительной трубе различают две оси: визирную и
оптическую. Прямая соединяющая оптический центр объектива с центром сетки нитей называется

визирной осью. Прямая соединяющая оптический центр объектива и окуляр - оптической осью
трубы.
Кремальера - винт, перемещающий фокусирующую линзу внутри трубы.
Подготовка зрительной трубы для наблюдений.

Установка зрительной трубы "по глазу" - вращением окуляра (от –5 до +5 диоптрий) до
получения четкого изображения сетки нитей.

Установка зрительной трубы по предмету (визирной цели) - вращением кремальеры до
четкого изображения визирной цели. Точное наведение зрительной трубы на предмет в
горизонтальной плоскости осуществляется наводящим винтом 14 после закрепления алидады
винтом 9, в вертикальной плоскости – наводящим винтом 15 после закрепления винтом 2.
Полем зрения называется пространство, видимое в трубу при неподвижном ее положении.
Изображение штрихов и цифр обоих кругов передаются в поле зрения микроскопа, который
устанавливают вращением диоптрийного кольца по глазу до появления четкого изображения шкал
окуляра 3. Отсчеты производят по соответствующим шкалам микроскопа (рис. 3).
Поворотом и наклоном зеркала 5 достигают оптимального освещения поля зрения.
Горизонтальный круг, состоящий из лимба - оцифрованной по ходу часовой стрелки круговой
полосы с градусными делениям. Горизонтальный и вертикальный круги проградуированы через
1°. Горизонтальный круг имеет круговую оцифровку от 0 до 359°, а вертикальный – секторную от
0 до 75° и от –0 до –75°(рис.2)
Алидада - часть, расположенная соосно с лимбом и несущая элементы отсчетного устройства.
Вертикальный круг - устроен аналогично горизонтальному и предназначен для измерения углов
наклона.
Подъемные винты - служат для приведения пузырька цилиндрического уровня на середину;









Основные геометрические оси теодолита:
ОО1 - ось вращения прибора (вертикальная ось теодолита);
UU1 - ось цилиндрического уровня (касательная к внутренней поверхности ампулы в
нульпункте);
WW1– визирная ось зрительной трубы(прямая, соединяющая оптический центр объектива и
крест сетки нитей),
VV1 - ось вращения зрительной трубы.
Геометрические требования, предъявляемые к осям:
UU1  OO1
WW1  VV1
VV1 ОО1
Рис. 2.Схематический чертеж осей теодолита.
Рис. 3. Поле зрения отсчетного микроскопа:



показание лимба горизонтального круга 125° 05,5';
показания лимбы вертикального круга –0° 26'
Индексом для отсчитывания служат штрих лимба, отсчет берут с точностью до 0,5'. Если в
пределах шкалы вертикального круга находится штрих лимба со знаком "–", отсчет берут по
нижнему ряду цифр шкалы со знаками "–" (–6…–0, справа – налево).

Ориентир-буссоль служит для измерения магнитных азимутов и устанавливается в паз,
расположенный на боковой крышке вертикального круга теодолита (рис. 4). Ориентир –буссоль
служит для измерения магнитных азимутов и устанавливается в паз, расположенный на боковой
крышке вертикального круга. Винт арретира - (винт смещения шкалы для установки на нуль...).
Рис. 4. Ориентир-буссоль:
1 – закрепительный винт; 2 – винт арретира

Положение магнитной стрелки наблюдают в зеркале, которому придают нужный наклон.
Магнитную стрелку в нерабочем состоянии ориентируют вращением винта, расположенного в
нижней части корпуса буссоли.
Хранение и переноска прибора в процессе эксплуатации.

Для хранения и переноски прибора в процессе эксплуатации теодолит и принадлежности
укладывают в футляр в соответствующие гнезда (рис. 5).

При упаковке наводящие винты устанавливают в среднее положение, зрительную трубу – в
горизонтальное; закрепляют все вращающиеся части, завинчивают до ограничения подъемные
винты, окуляры зрительной трубы и отсчетного устройства.
Рис. 5. Теодолит в футляре

Штатив и оптический центрир - служат для установки теодолита над точкой, закрепленной на
местности (вершиной угла). Раздвижные ножки штатива шарнирно соединены с оголовком, на

который крепится теодолит становым винтом. На одной из ножек имеется пенал для нитяного
отвеса.Оптический центрир встроен в подставку теодолита. При центрировании подставку
передвигают по оголовку штатива, добиваясь совмещения центра сетки центрира с точкой на
местности. Если теодолит не оборудован оптическим центриром, то центрирование выполняется с
помощью нитяного отвеса.
Становой (закрепительный) винт - закрепляет теодолит на штативе и позволяет подвесить
нитяной отвес.
Рис. 6. Штатив
ПОВЕРКИ И ЮСТИРОВКА ТЕОДОЛИТА
Основные оси теодолита:
Рис. 7. Схема основных осей теодолита:
Основные условия, которые должны быть соблюдены в теодолите при измерении углов: вертикальная
ось прибора должна быть отвесна, а визирная плоскость вертикальна. Соблюдение этих условий имеет
существенное значение для точности угловых измерений. В процессе работы и транспортировки
теодолита правильное расположение основных осей может быть нарушено, что вызывает необходимость
производства регулярных поверок и при необходимости юстировок (регулировок) теодолита,
выполняемых в определенной последовательности.
Приведение теодолита в рабочее положение :
Приведение теодолита в рабочее положение предусматривает:
1)
центрирование - установка центра горизонтального круга над вершиной измеряемого угла.
Выполняется с помощью нитяного отвеса или оптического центрира, перемещением ножек
штатива и с последующим передвижением прибора на головке штатива. Погрешность
центрирования зависит от требуемой точности выполняемых работ и не должна превышать 3 мм
при измерении горизонтальных углов для решения большинства инженерных задач;
2)
горизонтирование - приведение плоскости лимба горизонтального круга в горизонтальное
положение, т.е. установка вертикальной оси вращения теодолита в отвесное положение. Для
этого устанавливают цилиндрический уровень параллельно двум подъемным винтам и вращая
их одновременно в противоположные стороны выводят пузырек уровня на середину ампулы.
Затем поворачивают цилиндрический уровень на 90 по направлению третьего подъемного винта
и, вращая его, опять выводят пузырек в нульпункт. Эти действия повторяют до тех пор пока
пузырек не будет отклоняться от центра ампулы более чем на одно деление. При измерении
вертикальных углов отклонение пузырька от середины не должно превышать полделения;
3) подготовку зрительной трубы для наблюдений по глазу – вращением окуляра (от -5 до +5
диоптрий) до получения четкого изображения сетки нитей на светлом фоне - и по предмету вращением кремальеры до четкого изображения визирной цели. Если изображение предмета не
совпадает с плоскостью сетки нитей, то при перемещении глаза относительно окуляра очка
пересечения нитей будет проецироваться на различные точки наблюдаемого предмета. Возникает
параллакс, который устраняется небольшим поворотом кремальеры.
Первая поверка:

Ось цилиндрического уровня u-u1 горизонтального круга должна быть перпендикулярна к
вертикальной оси I-I1 прибора.
Располагают алидаду таким образом, чтобы ось поверяемого уровня была параллельна двум
подъемным винтам, и приводят этими винтами пузырек уровня в нуль-пункт. Вращают алидаду (при
закрепленном лимбе),а вместе с ней и поверяемый уровень на 180°. Схема поверки приведена на рис. 8,
а.
Если пузырек уровня остался в нуль-пункте или отклонился от него не более, чем на одно деление
– условие выполнено. В противном случае исправительными винтами уровня перемещают пузырек на
половину величины отклонения, вторую половину отклонения устраняют подъемными винтами. Эти
действия повторяют до тех пор, пока не будет выполнено поверяемое условие.
Рис. 8. Схема поверок:
а – уровня; б – визирной оси; в – горизонтальной оси
В отвесное положение вертикальную ось теодолита приводят следующим образом.
Устанавливают уровень по направлению двух подъемных винтов и пузырек уровня приводят в
нуль-пункт. Алидаду поворачивают на 90°, и пузырек снова приводят на середину третьим подъемным
винтом. Такие действия повторяют до тех пор, пока пузырек не будет уходить от середины более чем на
одно деление.
Вторая поверка:

Визирная ось зрительной трубы V-V1 должна быть перпендикулярна к оси вращения трубы
H-H1.
Угол отклонения визирной оси трубы от перпендикуляра к горизонтальной оси H-H1 теодолита
называется коллимационной погрешностью с.
Для проверки данного условия выбирают удаленную, ясно видимую точку М, находящуюся
примерно на одном уровне с осью вращения трубы. Визируют на точку М; после взятия отсчета (R) по
лимбу горизонтального круга зрительную трубу переводят через зенит, наводят ее на ту же точку и вновь
берут отсчет (L). При отсутствии коллимационной погрешности
L – R ± 180° = 0, где L и R – отсчеты при положениях вертикального круга слева (КЛ) и справа от
наблюдателя (КП).
Если коллимационная погрешность имеет место, то при первом наведении визирная ось займет
положение V-V ', а при втором – V1-V1' (рис. 7. б).
В этом случае
L – R ± 180° = 2с,
отсюда
с = (L – R ± 180°) / 2.
Коллимационная погрешность не должна превышать двойной точности отсчетного устройства теодолита
(1′).
Для устранения недопустимой коллимационной погрешности алидаду устанавливают на один из
отсчетов, вычисленных по формулам:
NR = R + c (при КП);
или
NL= L – с (при КЛ).
После такой установки центр сетки нитей сместится с наблюдаемой точки на угол с. Для исправления
погрешности, действуя исправительными винтами сетки, совмещают ее центр с изображением точки М.
Для контроля поверку повторяют при других отсчетах по лимбу.
Третья поверка:

Ось вращения зрительной трубы H-H1 должна быть перпендикулярна к вертикальной оси II1 теодолита.
Устанавливают теодолит в 20…30 м от стены какого-либо здания и, приведя вертикальную ось в
отвесное положение, наводят центр сетки нитей на некоторую высоко расположенную точку А стены
(рис. 6, в). При закрепленной алидаде наклоняют зрительную трубу примерно до горизонтального
положения ее визирной оси и отмечают карандашом на стене точку а1, в которую проектируется центр
сетки. Переведя трубу через зенит, вновь визируют на ту же точку А и аналогично отмечают точку а2.
Если обе точки а1 и а2 совпадают или находятся в пределах биссектора сетки нитей – условие
выполнено. Исправление недопустимой погрешности возможно только в специальной мастерской.
Четвертая поверка:

Вертикальный штрих сетки нитей должен быть параллелен вертикальной оси I-I1
теодолита.
Приводят вертикальную ось теодолита в отвесное положение и наводят центр сетки на нить отвеса,
закрепленного в 5…10 м от прибора. Если при вращении зрительной трубы вертикальный штрих сетки
совпадает с нитью отвеса – условие выполнено. В противном случае производят исправление положения
сетки нитей путем ее поворота, предварительно ослабив исправительные винты. После выполнения
юстировки необходимо повторить проверку перпендикулярности визирной оси к оси вращения
зрительной трубы.
Пятая поверка:

Ось оптического центрира должна быть параллельна вертикальной оси теодолита.
Установив теодолит на штативе в рабочее положение, отмечают проекцию центра сетки
оптического центрира на листе бумаги, положенном под штатив. Отпустив закрепительный винт
алидады, вращают теодолит.
Если смещение центра сетки центрира относительно отмеченной точки превышает допустимое
значение (0,5мм), юстировочными винтами сетки исправляют половину смещения и повторяют поверку.
Выводы:
Необходимо, чтобы у теодолита в рабочем положении выполнялись следующие условия:

вертикальная ось прибора должна быть отвесна;

плоскость лимба должна быть горизонтальна;

визирная (коллимационная) плоскость должна быть вертикальна.
Способы измерения горизонтальных углов.
Для измерения горизонтальных углов в геодезии применяют:

способы приемов

способы круговых приемов

способы повторений.

Способ приемов. Над вершиной В измеряемого угла =АВС центрируют и горизонтируют
теодолит, а на точках А и С устанавливают визирные цели. Один и тот же угол измеряется дважды,
при двух положениях вертикального круга относительно зрительной трубы: при круге слева (КЛ) и
при круге справа (КП).
Журнал измерения углов и длин линий
№ стан
Круг
№ точки набл
Отсчет по
ГК
Горизонтальный круг
Измерения
А
КП
Среднее значение
4705 
4706
С
4705,5
17710
В
А
КЛ
22415
4705
С
17710
Лимб оцифрован по ходу часовой стрелки. Поэтому наведение зрительной трубы принято выполнять
сначала на правую точку, а затем на левую точку.

Cпособ круговых приемов применяется при измерении нескольких горизонтальных углов с
общей вершиной М и выполняется двумя полуприемами, при двух положениях вертикального
круга КЛ и КП. При визировании на начальную точку 1 отсчет по горизонтальному кругу при КЛ
устанавливают чуть больше нуля, в нашем примере 0 01.5'. Затем наводят трубу последовательно
по ходу часовой стрелки на точки 2, 3, 4, 1 и берут отсчеты. Разность начального и конечного
отсчетов на точку 1 не должна превышать двойную точность отсчетного устройства. Второй
полуприем наблюдений при КП выполняют против хода
часовой стрелки при первоначальной
установке горизонтального круга в последовательности 1, 4, 3, 2, 1. Убедившись в допустимости
начального и конечного отсчетов, вычисляют: значения двойной коллимационной погрешности
2с = КЛ-КП+180 , средние
отсчеты
по
направлениям а = (КЛi+КПi)/2-180, среднее
направление на начальную точку 1 из четырех отсчетов, приведенные направления. Для
повышения точности измерений делают несколько круговых приемов, а перед каждым приемом
горизонтальный круг переставляют.

Способ
повторений
позволяет
несколько
повысить
точность
измерений
отдельного
горизонтального угла за счет уменьшения погрешностей отсчетов на результат измерений.
Сущность способа заключается в
многократном (n) откладывании на лимбе величины
измеряемого угла. Отсчеты берут только в начале (a) и в конце (b) наблюдений, а значение угла 
вычисляют по формуле:  = (b-a)/n .
Измерение вертикальных углов.
Измерение углов
наклона
 производится при помощи вертикального круга после приведения
теодолита в рабочее положение. Наведение на визирную цель выполняют средним горизонтальным
штрихом сетки зрительной трубы, при этом следят, чтобы пузырек цилиндрического уровня находился в
нульпункте.
Чтобы получить , необходимо определить место нуля (МО) вертикального круга (ВК) - отсчет по ВК,
когда визирная ось зрительной трубы горизонтальна, а пузырек цилиндрического уровня находится на
середине - необходимо навести среднюю нить на четко видимую точку и снять отсчеты КП и КЛ по
вертикальному кругу соответственно при КП и КЛ

горизонт прибора
МО
А
Рис. 9. Измерение вертикального угла
МО и  применительно к различным теодолитам вычисляются по следующим формулам:
МО= (КЛ+КП) / 2 – для 2Т30
 = КЛ –МО,  = МО –КП
При измерениях вертикальных углов величина МО не должна превышать двойной точности
отсчетного устройства. На заводе при сборке теодолитов величину МО устанавливают близкой 0 00'
при этом стремятся чтобы визирная ось совпадала с оптической. Поэтому изменять величину МО
больше чем на 2' не рекомендуется, так как отклонение визирной оси от оптической будет значительным
при перефокусировке трубы.
Раздел 9. Геодезические приборы.
Лекция №9. Тема: Нивелир Н-3.Устройство и работа.
Теоретические положения
Описание оборудования. Устройство нивелира
Комментарии: круглый уровень, цилиндрический уровень, нульпунктом, осью цилиндрического уровня,
осью круглого уровня, наблюдатель
ПОВЕРКИ И ЮСТИРОВКА НИВЕЛИРА
Первая поверка: ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира
Вторая поверка: горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна оси вращения нивелира,
а вертикальная ей параллельна.
Третья поверка: визирная ось зрительной трубы должна быть параллельна оси цилиндрического уровня
(главное условие нивелира)
Поверки и исследования нивелирных реек РН-3 и РН-10
Первая поверка: ось круглого уровня должна быть параллельна геометрической оси рейки
Вторая поверка: определение средней длины метра комплекта реек
Третья поверка: поверка правильности нанесения дециметровых делений шкал рейки.
Определение разности высот нулей красной и черной сторон реек
Оформление отчета по лабораторной работе «Нивелир. Устройство и работа»
Нивелирование, высота точки, превышение, визирование, визирный луч
Способы геометрического нивелирования и вычисления высот точек
Порядок снятия отсчётов
Теоретические положения.
Нивелир – геодезический прибор, предназначенный для определения разности высот двух точек
местности (превышений) посредством горизонтального визирного луча.
По точности (согласно ГОСТ 10528-76 «Нивелиры. Общие технические условия») оптические нивелиры
делятся на три группы: высокоточные – Н-0,5, точные – Н-3 и технические – Н-10.
По способу приведения визирного луча горизонтальное положение различают нивелиры с уровнем и с
компенсатором.
По конструктивным особенностям нивелиры выпускают с лимбом для измерения горизонтальных углов
и без него.
Шифр, обозначающий тип прибора, состоит из буквы Н- нивелир и стоящих перед ней и после нее цифр
и букв. Цифра перед буквой Н обозначает номер модели, цифры после нее обозначают среднюю
квадратическую ошибку измерения превышения на 1 км двойного нивелирного хода в миллиметрах, а
буквы, стоящие после цифр указывают на наличие компенсатора и лимба; у лазерных нивелиров ставятся
буквы НЛ. Например, шифр нивелира 3Н2КЛ означает – третья модель нивелира точности 2 мм на 1 км
двойного хода с компенсатором и лимбом; шифр Н-0,5 означает нивелир с уровнем точности 0,5 мм на 1
км хода.
Описание оборудования.
Устройство нивелира.
Рис.10 Нивелир Н3: а-общий вид; б-поле зрения трубы
пружинящая пластина 1, три подъемных винта 2, подставки 3, цилиндрический уровень 4, объектив 5,
мушка 6 ,корпус зрительной трубы 7, окуляр 8, круглый уровень 9, элевационный винт 10, сетка нитей
имеет четыре исправительных винта, закрытые навинчиваемой на окулярную часть крышкой 12,
кремальера 13, закрепительные винты 15 ,16, исправительные винты 17.
Комментарии:
 Круглый уровень служит для приближенной установки оси вращения прибора в отвесное
положение подъемными винтами;
 Цилиндрический уровень нивелира Н-3 контактный, положению пузырька уровня в нульпункте
соответствует оптический контакт изображений концов его половинок;
 Нульпунктом называют среднюю точку шкалы цилиндрического уровня. При наклоне нивелира
изображения концов пузырька расходятся. После приведения пузырька круглого уровня в
нульпункте – центр концентрических колец – в поле зрения трубы появляется изображение концов
половинок пузырька цилиндрического уровня, совмещение которых достигается вращением
элевационного винта. Благодаря тому, что шаг элевационного винта мал, выведение им пузырька
уровня в нульпункт происходит плавно и точно. Если визирная
ось параллельно оси
цилиндрического уровня, то после совмещения концов пузырька уровня визирная ось
устанавливается в горизонтальное положение. Это выполняется непосредственно перед взятием
отсчета по рейке;
 Осью цилиндрического уровня называют мнимую линию, касательную к дуге продольного
сечения внутренней сферической поверхности ампулы уровня в нульпункте;
 Осью круглого уровня называют нормаль к внутренней сферической поверхности ампулы в
нульпункте. Когда пузырек круглого уровня находится в нульпункте, ось его занимает отвесное
положение;
 Наблюдателем называют специалиста, выполняющего измерения с помощью зрительной трубы
прибора.
ПОВЕРКИ И ЮСТИРОВКА НИВЕЛИРА.
1. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира.
Вращая подъемные винты, приводят пузырек круглого уровня в нульпункт, а затем
поворачивают верхнюю часть нивелира на 180°. Условие считается выполненным, если пузырек
уровня остался в нульпункте. В противном случае выполняют юстировку следующим образом:
исправительными винтами уровня перемещают пузырек на половину отклонения и подъемными
винтами окончательно приводят его в нульпункт. Для контроля поверку повторяют. Эту поверку
выполняют ежедневно перед началом работ.
2. Горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна оси вращения нивелира, а
вертикальная – ей параллельна.
Взаимная перпендикулярность нитей сетки обеспечивается заводом – изготовителем. Поверку
выполняют после исправления круглого уровня и приведения прибора в рабочее положение,
которое заключается в приведении оси вращения в отвесное положение с помощью круглого
уровня и установки сетки нитей на резкость «по глазу» вращением окулярного (диоптрийного)
кольца. На расстоянии 20-25 м от нивелира подвешивают отвес, наводят на него трубу и
фокусируют его изображение вращением фокусирующего винта – кремальеры, добиваясь четкого
изображения наблюдаемого предмета (отвеса). Совмещают один из концов вертикальной нити
сетки с нитью отвесом наводящим винтом. Если другой конец нити сетки отклоняется от нити
отвеса меньше, чем на двойную толщину нити, то условие выполнено. Либо наводят зрительную
трубу на рейку и берут отсчет по краю горизонтальной нити сетки, затем, вращая наводящий
винт, перемещают трубу в горизонтальной плоскости и берут отсчет по другому краю
горизонтальной нити сетки. Если отсчет изменился меньше чем на 1 мм, условие считается
выполненным. В случае несоблюдения условия выполняют юстировку. Ослабив крепежные
винты, пластинку с сеткой поворачивают до совпадения вертикальной нити сетки с нитью отвеса.
После юстировки крепежные винты закрепляют.
3. Визирная ось зрительной трубы должна быть параллельна оси цилиндрического уровня
(главное условие нивелира).
Поверку можно производить разными методами. Наиболее часто поверку выполняют двойным
нивелированием «вперед» следующим образом. На местности с небольшим уклоном закрепляют
колышками две точки на расстоянии 50-70 м одна от другой.
Устанавливают нивелир так, чтобы окуляр находился на расстоянии 1-2 см от вертикали точки А,
и измеряют высоту прибора i1 от верха колышка до центра окуляра рулеткой или рейкой. На точке
В устанавливают рейку, наводят на нее трубу, совмещают элевационным винтом концы пузырька
уровня в поле зрения трубы и берут отсчет b1 по рейке. При не параллельности оси отсчет по
рейке будет содержать ошибку х. Далее меняют местами нивелир и рейку, измеряют высоту
прибора i2 и берут отсчет b2. Превышение между точками получится из следующих выражений:
h= i1-x-b1
h= b2+x- i2
Так как правые части этих равенств выражают одно и то же превышение, то приравняв их, находят
величину не параллельности визирной оси и оси цилиндрического уровня по формуле
X=
Если величина х не превышает + 4 мм, то считают, что условие выполнено.
При большем значении делают юстировку. Для этого вычисляют правильный отсчет по рейке,
соответствующий горизонтальному положению нить сетки на этот отсчет. Изображения концов
пузырька уровня разойдутся. Вертикальными исправительными винтами цилиндрического уровня
точно совмещают изображения концов пузырька уровня, следя за тем, чтобы отсчет по рейке не
изменился. После юстировки поверку повторяют.
Поверки и исследования нивелирных реек РН-3 и РН-10.
Ось круглого уровня должна быть параллельна геометрической оси рейки.
Поверку выполняют с помощью отвеса, кронштейна (крючка) и штифта с острием,
укрепленных на боковой стороне рейки. На кронштейн подвешивают отвес, о которому
устанавливают рейку вертикально. Если пузырек круглого уровня в нульпункте, то условие
выполнено. В противном случае исправительными винтами круглого уровня пузырек его приводят
в нульпункт.
2)
Определение средней длины метра комплекта реек.
Рейки исследуют в помещении с помощью контрольной линейки, которая имеет длину 1050 мм.
На одном конце ее имеется шкала с делениями по 1 мм, а 0,02 мм. Линейка снабжена
1)
термометром. Перед началом исследования края шашечных делений, по которым предстоит
отсчитывать, то есть начала шашечных делений 01, 10, 20 и 29 черной стороны и 48, 57, 67 и 76
красной стороны, отмечают тонкими штрихами остро заточенным карандашом по металлической
линейке. На рейку, уложенную горизонтально, укладывают контрольную линейку на метровые
интервалы 1-10, 10-20 и 20-30 дм и берут отсчеты по концевым шкалам ее. Длины интервалов
получают как разности отсчетов по правому и левому концам контрольной линейки. Измерения
выполняют в прямом и обратном направлениях. Допустимая разность между средней длиной
метра пары реек комплекта установлена ГОСТ 11158-83 для реек РН-3 и РН-10 соответственно 0,8
мм и 1,5 мм. Поверку выполняют раз в год перед началом работ.
3)Поверка правильности нанесения дециметровых делений шкал рейки.
Поверку выполняют с помощью контрольной линейки. Сначала отмечают края дециметровых
шашек, кА указано выше. Затем укладывают рейку горизонтально, на нее кладут контрольную
линейку, нуль которой совмещают с нулевым делением рейки и отсчитывают напротив
дециметровых делений в пределах каждого метра рейки. Измерения каждого метрового интервала
выполняют дважды, немного сдвигая контрольную линейку перед вторым измерением. Проверяют
сначала черную, затем красную стороны рейки. Перед началом и в конце исследований
записывают температуру контрольной линейки. Ошибки дециметровых делений рейки,
предназначенной для нивелирования III класса, не должны превышать 0,4 мм, для IV класса – 0,6
мм и для технического – 1,0 мм.
Определение разности высот нулей красной и черной сторон реек.
Нивелир приводят в рабочее положение, на расстоянии 15-20 м от него на костыль или гвоздь
со сферической головкой устанавливают отвесно рейку и отсчитывают по черной и красной
сторонам ее. Разность отсчетов по красной и черной сторонам дает разность высот нулей рейки.
Таких определений делают четыре и за окончательный результат принимают среднее значение.
Затем исследуют другую рейку комплекта.
Нивелированием называются измерения, в результате которых определяются превышения между
точками местности и их отметки.
Нивелирование производят для изучения форм рельефа, определения высот точек при
проектировании, строительстве и эксплуатации различных инженерных сооружений.
Расстояние по отвесной линии от уровенной поверхности точки до уровенной поверхности,
принятой за начальную, называется высотой точки, обозначается Н. Числовое значение высоты
называется отметкой.
Высоты различают абсолютные, условные, и относительные(или превышения).Счет абсолютных
высот Н ведется от среднего уровня океана или моря, а условных Н´ - от произвольной уровенной
поверхности. В нашей стране абсолютные высоты отсчитываются от среднего уровня Балтийского моря,
определенного из многолетних наблюдений на водомерном посту в г. Кронштадте. Расстояние между
уровенными поверхностями двух точек называется относительной высотой или превышением,
обозначающим h(рис1).
Превышение равно разности абсолютных или условных отметок двух точек. Зная отметку одной и
превышение между ними, можно вычислить отметку другой точки.
hАВ=Нв – НА;
НВ= НА- hАВ
(1)
В зависимости от принципа, положенного в основу метода определения превышений, и используемых
приборов различают следующие методы нивелирования:







геометрическое
тригонометрическое
барометрическое
гидростатическое
механическое(автоматическое)
стереофотограмметрическое
аэронивелирование.
Наиболее простым и самым распространенным является геометрическое нивелирование. Оно
является основным методом при изысканиях и строительстве транспортных и гидротехнических
сооружений.
Принцип геометрического нивелирования заключается в установлении над земной поверхностью
горизонтальной линии и измерению расстояний а и d по отвесным направлениям от нее до точек земной
поверхности. Разность этих расстояний и будет превышением h одной точки над другой:
h=Нв – НА = а – d
(2)
Так как расстояние между нивелируемыми точками невелико, обычно не превышает 100-150 м, то
кривизну Земли можно не учитывать и уровенные поверхности заменить горизонтальными плоскостями.
Этот принцип воплощен в геодезических приборах – нивелирах, в которых горизонтальную линию
образуется ось зрительной трубы (мнимая линия, соединяющая оптический центр объектива и
перекрестие сетки нитей) либо лазерный луч, а вертикальные расстояния измеряют с помощью
нивелирных рек.
Процесс наведения зрительной трубы на наблюдаемую точку называют визированием, а линию,
соединяющую глаз наблюдателя и наблюдаемую точку – визирным лучом (линией визирования, либо
визирной линией).
Рис.11. Принцип геометрического нивелирования
НА и НВ – абсолютные высоты точек А и В местности
Способы геометрического нивелирования и вычисления высот точек.
Геометрическое нивелирование сводится к установке визирной оси прибора в горизонтальное положение
и взятию отсчетов по рейкам, стоящим вертикально на точках, между которыми определяется
превышение. Взять отсчет по рейке – значит определить расстояние от нуля рейки (пятки) до проекции
визирной оси на рейку. Отсчеты берут по средней горизонтальной нити сетки нитей зрительной трубы с
точностью до 0,1 деление рейки. Превышением этим методом измеряют непосредственно. Различают два
способа геометрического нивелирования:


«из середины»
«вперед»
Нивелирование «из середины»
Для определения превышение между точками А и В геометрическим нивелированием способом из
середины на них устанавливают в отвесном положение рейки, а между ними, по возможности на
одинаковом расстоянии от реек, - нивелир и приводят его в рабочее положение, при котором визирная
ось зрительной трубы займет горизонтальное положение. Зрительную трубу нивелира наводят
последовательно на рейки R1 и R2 и берут по ним отсчеты а и b, затем вычисляют величину превышения
(рис12)
Точка В, превышение которой определяют, называется передней, а точка А, относительно которой
определяют превышение, называется задней. Такие же названия имеют и устанавливаемые на них рейки.
Исходя из этого, можно сказать, что превышение равно разности отсчетов по задней и передней рейками,
т.е.
h= З-П
(3)
Превышение будет положительным при a>b и отрицательным при a<b, в зависимости от того передняя
точка выше или задней.
Место постановки нивелира называется станцией. Она выбирается не обязательно в створе линии, так как
превышение, между точками не зависит от высоты нивелира над землей.
Рис.12 Способы геометрического нивелирования: а) из середины; б) вперед.
Нивелирование «вперед».
При определении превышений геометрическим нивелированием вперед нивелир устанавливают так,
чтобы окуляр зрительной трубы находился над задней точкой А, а в передней точке В устанавливают
рейку R. После приведения визирной оси в горизонтальное положение берут отсчет b по рейке и
измеряют рулеткой или с помощью рейки вертикальное расстояние i от центра окуляра до точки А,
называемое высотой прибора. Из рис.17 следует, что
hAB= i –b,
(4)
т.е. превышение равно разности высоты прибора и отсчета по передней рейке.
Способы вычисления высот точек
Существует два способа вычисления высот точек через:


превышение
горизонт прибора
1. Из выражения (1) видно, что для вычисления высоты нивелируемой точки В необходимо знать
высоту точки А и превышение между этими точками
Нв=Нреп + hAB,
(5)
т.е. отметка последующей точки равна отметке предыдущей точки плюс превышение между ними.
в точке В … b=2878 мм
Нреп=129,129 м
b=2878
а=1454
В
Нгп
Нреп
Уровенная поверхность
НВ-?
129,129 м
Рис. 13 Схема вычисления высот точек через превышение
2.
Подставим формулу (5) значение h из(2), тогда получим
Нв=Нреп+а-в=Нгп-в;
(6)
Нгп=Нреп+а,
(7)
где Нгп – горизонт прибора, т.е. абсолютная отметка горизонтального визирного луча.
обноска
а=1045м
м
b
В
ГП
Рис.14 Схема вычисления высот точек через горизонт прибора
РП=25,375м
НП=24,375м
Уровенная поверхность
На каждой станции горизонт прибора равен отметке точки плюс отсчет по рейке, установленной на этой
точке, а отметка любой точки равна горизонту прибора минус отсчет по рейке, установленный на каждой
из этих точек.
Нi=Нгп-bi
(9)
Способ вычисления отметок точек через горизонт прибора широко применяется в инженерностроительной практике для определения отметок нескольких точек с одной установки нивелира.
Если превышение между точками можно определить с одной станции, то такой случай называется
простым нивелированием.
В случаях, когда требуется определить превышение между точками, находящими на значительном
расстоянии, а также для составления профиля местности производят последовательное нивелирование.
Нивелирный ход
В случаях, когда требуется определить превышение между точками, находящими на значительном
расстоянии, а также для составления профиля местности производят последовательное нивелирование.
Для этого нивелируемую линию разбивают на части, каждая из которых нивелируется с одной станции.
После того как взяты отсчеты а1 и в1 по рейкам R1 и R2 на первой станции, заднюю рейку R1 переносят
вперед в точку 2, а нивелир устанавливают на второй станции между точками 1 и 2 и берут отсчеты а2 и
в2 по рейкам. Аналогично определяют превышение между смежными точками на всех участках линии,
при этом передняя рейка остается на месте, а задняя перемещается вперед. Так образуется нивелирный
ход. Точки 1,2,3 и т.д., являющиеся одновременно задними и передними, называются связующими. Через
них происходит передача отметок от начальной точки по всему ходу.
Порядок снятия отсчётов
Отчеты по рейкам записывают в журнал нивелирования. Последовательность записи отсчётов и
вычислений обозначены в таблице числами в скобках.
Порядок измерений на станции следующий:
1. нивелир наводят на заднюю рейку 1 и снимают отсчёт по чёрной стороне рейки;
2. рейку 1 разворачивают красной стороной и снимают отсчёт по красной стороне;
3. открепляют закрепительный винт нивелира, наводят прибор на переднюю рейку 2 и берут
отсчёт по чёрной стороне рейки;
4. рейку 2 разворачивают красной стороной и снимают отсчёт по красной стороне.
Литература.
Основная литература
1. Инженерная геодезия. Учебник для вузов под ред. Михелева Д.Ш.
Министерство образования Р Ф, 6-е изд, исправленное , 2013г. ОУЛ- /528.48 /И-62
2. Инженерная геодезия. Учебник для вузов под ред. Михелева Д.Ш.
Министерство образования Р Ф, 6-е изд, исправленное , 2008г., /528.48/
Учебно-практическое пособие по геодезии. Куштин И.Ф. 2009г /528/К-96
6.2. Дополнительная литература
1. Инженерная геодезия. Учебник для вузов под ред. Михелева Д.Ш.
2. Министерство образования Р Ф, 6-е изд, исправленное , 2002г., /528.48/
3. Инженерная геодезия. Учеб. для вузов. Допущено МО РФ Федотов Григорий Афанасьевич ,
2007г
4. Геодезия. Учебное пособие. Парамонов А.Г. /528/ П-18 2008г.
5. Геодезия. Учебник для вузов/ Под редакцией В.Н.Попова, С.И. Чекалина-«Мир горной книги»,
Издательство МГГУ, издательство «Горная книга», 2007.
6. Инженерная геодезия: Учеб. Для вузов / Е.Б. Клюшин, М.И. Киселев, Д.Ш. Михелев, В.Д.
Фельдман; Под ред. Д.Ш. Михелева. – М.: высшая школа, 2000
7. Геодезия. Геодезические и фотограмметрические приборы: Справочное пособие/Н.Н. Воронков,
В.С.Плотников, Е.И.Калантаров и др.-М.:Недра,1991.-429с.
8. Инструкция по нивелированию1,2,3и4-го классов Главное управление геодезии и картографии при
Совете Министров СССР.-М.:Недра,1990.-167с.
9. Курс инженерной геодезии: Учебник для вузов/Под редакцией В.Е.Новака.-М.:Недра,1989.430с4.Гиршберг М.А.Геодезия, ч.1.-М.:Недра,1967.-484с.
Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
1. Научная электронная библиотека http://www.eLibrary.ru/
2. Официальный сайт НТБ СКГМИ (ГТУ) http://lib.skgmi-gtu.ru/
3. Поисковые системы:
http://www.google.ru/; http://www.yandex.ru/; http://www.rambler.ru/
4. Российская государственная библиотека http://www.rsl.ru
5. Российская национальная библиотека http://www.nlr.ru
6. Геодезия: http://160768.umi.ru/