Даниленко Т.С. Организация и производство геодезических работ при крупном строительстве

Подождите немного. Документ загружается.

вие вибрации площадок при работе мощных машин и установок,

движения автотранспорта или под действием ветра; односторонний

нагрев инструментов; неравномерное освещение визирных целей.

Повышение точности измерения углов на строительных объек-

тах иногда лимитируется трудноучитываемыми ошибками из-за

вредного влияния боковой рефракции. Световой луч проходит пря-

молинейно только через оптически однородную среду, которая в

условиях строительной площадки маловероятна.

Под влиянием рельефа местности, нагрева почвенного покрова

и поверхностей сооружений, их различной теплоемкости и т. п. соз-

даются участки неодинаковой плотности воздуха. При визировании

луч стремится пройти в среде оптически кратчайшим путем и опи-

сывает неправильную траекторию. Отклонение луча от прямоли-

нейного направления называют дифференциальной рефракцией и

делят ее на вертикальную, действующую при измерении угла

наклона визирования в геодезическом нивелировании, и горизон-

тальную (боковую), отрицательно влияющую на измерение (по-

строение) горизонтального угла.

Боковая рефракция является функцией многих переменных,

учет которых весьма сложен, поэтому вычислить величину ее вред-

ного влияния практически не представляется возможным.

По данным исследований боковой рефракции, например, в го-

родских условиях рефракционные искажения направления вблизи

(на расстоянии 0,2 м) нагреваемых солнцем стен здания доходят

до 15", с отдалением направлений на 1 м от стен в тех же усло-

виях влияние рефракции уменьшается до 5", а на расстоянии 2 м

становится пренебрегаемо малым. Когда же визирный луч про-

ходит вблизи нагретой поверхности сооружения на небольшом

участке створа, то влияние боковой рефракции незначительное

[117].

Суммарное действие всех источников ошибок из комплекса

внешних условий при принятой норме (mp = ± 5") согласно

(111.82) не должно превышать ±2,2". Неблагоприятные же усло-

вия для измерений могут усилить влияние отдельных факторов,

таких, как боковая рефракция, в размерах, недопустимых для всего

комплекса источников ошибок.

В этой связи при проектировании геодезического построения

и организации измерений в натуре должно быть уделено внима-

ние каждому источнику из комплекса внешних условий. Для

ослабления влияния внешних условий необходимо придерживаться

следующих правил:

а) точки геодезических построений (створов, линий, направле-

ний и др.) размещать так, чтобы визирный луч проходил от стен

или конструкций сооружений не ближе чем на 1 м;

б) створы разбивочных точек следует намечать вдоль соору-

жений, с двух сторон, для возможности работы в тени;

в) измерения углов необходимо производить в пасмурную по-

году или когда стороны углов находятся на затененных участках;

128

г) штативы угломерных инструментов и визирных марок долж-

ны быть устойчивы и закрыты от одностороннего нагрева в период

всего цикла измерения.

При значительных отклонениях от нормальных условий (силь-

ная вибрация от движения транспорта, строительных и трамбо-

вочных машин, ветер, туман, мелкий дождь) измерения должны

быть прекращены.

Борьба с остальными факторами отрицательного влияния на

измерение или построение углов возможна при тщательной разра-

ботке « осуществлении программы работ.

5. На точность измерения угла влияют ошибки: собственно

измерения — наведения трубы на предмет m

определяемая по

формуле [52]

, 20"

= ± —

или [123]

/^ = ±7 ("1.93)

(v — увеличение зрительной трубы), и округления при отсче-

тах по лимбу

(II 1.94)

(t — точность верньера).

Для повышения точности измерения углов большое значение

имеет размер визирных целей. Зрительной трубой угломерного

инструмента, сетка нитей которой имеет в одной половине биссек-

тор, а в другой — одну вертикальную нить, с большей точностью

визируют биссектором на тонкую, но четко видимую цель.

Толщину визирных целей можно подсчитать по формуле [47]

d = 2^, (III.95)

где

— критический угол зрения, равный 60"; v — увеличение тру-

бы; D — расстояние от инструмента до визирной цели; 2 — коэф-

фициент запаса для обеспечения видимости при неблагоприятных

условиях наблюдений.

При работе в городе или на территории промышленного пред-

приятия расстояния визирования резко меняются. Для 30-секу.нд-

ного теодолита, имеющего увеличение зрительной трубы, равное

, при D = 100 м по формуле (III. 95) найдем d = 0,5 мм.

При отсутствии в сетке нитей биссектора толщину визирной

цели рассчитывают по формуле

d = y, (III.96)

где т — угол, под которым нить сетки трубы видна в поле зрения,

у теодолита Т2 равный 4"; D — длина луча визирования; р =

= 206265".

5 4-1895

129

При D = 100 м найдем d = 2 мм. Для иных расстояний, поль-

зуясь теодолитом Т2, величина d изменяется пропорционально

длине луча визирования.

Следовательно, при наблюдених на небольшие расстояния тол-

щину визирных целей необходимо подбирать с таким расчетом,

чтобы они были хорошо видны и помещались в биссекторе, закры-

вая примерно -уф поля между нитями.

Для доведения влияния некоторых источников ошибок до неощу-

тимых размеров углы измеряют способом круговых приемов.

Среднюю квадратическую ошибку измерения угла способом

круговых приемов вычисляют по формуле (II. 9).

Для данного теодолита в (II. 9) величина в скобках подкорен-

ного выражения постоянна, следовательно, средняя квадратическая

ошибка собственно измерения угла уменьшается в корень квад-

ратный из величины, обратной числу приемов.

При измерении углов оптическим теодолитом, например Т2,

у которого увеличение зрительной трубы v = 25

и точность отсче-

та по оптическому микрометру 0,1", ожидаемая ошибка собственно

измерения угла одним приемом согласно (III. 93) и (III. 94) со-

ставит

Современные оптические теодолиты характеризуются средней

квадратической ошибкой измерения горизонтального угла одним

приемом (см. табл. 2). Однако необходимо иметь в виду, что

ошибки вычисляют по уклонениям результатов от среднего зна-

чения, полученного не менее чем из 12 приемов измерений согласно

формуле

где vi — вероятнейшие ошибки измерений; п — число приемов

Испытания теодолитов выполняют в лабораторных условиях,

при этом между приемами лимб переставляют на 15°.

Анализ источников ошибок дает возможность рассчитывать не-

обходимую точность измерений углов.

(111.97)

Глава IV

РАЗВИТИЕ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

НА ТЕРРИТОРИИ СТРОИТЕЛЬСТВА

МЕТОДОМ ТРИАНГУЛЯЦИИ

§ 32. ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ПРИНЦИПЫ

СОЗДАНИЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ ПЛАНОВОЙ СЕТИ

Природные условия района строительства, виды, размеры и раз-

мещение основных и промышленно-вспомогательных сооружений,

конфигурация отведенной территории, существующая планово-вы-

сотная опорная сеть и топографическая изученность местности

являются основными факторами, определяющими постановку топо-

графо-геодезических работ.

До сих пор все еще отсутствует четкая программа комплексного

решения вопросов топографо-геодезических работ на территории

строительства нового экономического района, в состав которого

первым его крупным объектом входит строительство гидроузла.

К этому весьма важному вопросу многие исследователи геоде-

зического производства, изыскатели и строители относились по-

разному.

1. За редким исключением, существующая опорная сеть в райо-

не размещения гидроузла может служить основой для развития

съемочного обоснования.

В районе размещения одной из крупных ГЭС топографо-геоде-

зические работы были выполнены в такой последовательности. На

всей территории была построена триангуляция 3 класса, а на от-

дельных участках — 4 класса. Высотная основа была осуществле-

на из сети реперов II и III классов нивелирования. При проработ-

ке проектного задания была развита сплошная сеть триангуляции

4 класса с расстояниями между пунктами от 1 до 6 км. Высотное

обоснование создавали передачей от ходов III класса нивелирова-

нием IV класса отметок на пункты планового обоснования топо-

графической съемки.

Составленные планы масштаба 1:10 000 с сечением рельефа

через 1 м фотомеханическим способом увеличили до масштаба

1 : 5000; эти планы явились топографической основой при состав-

лении проектного задания гидроузла.

В период составления технического проекта было создано пла-

новое обоснование для крупномасштабных съемок, выполнена аэро-

131

фотосъемка в масштабе 1 : 3000 части территории с изготовлением

фотопланов в масштабе 1 :2000; по фотопланам была произведена

съемка рельефа и дешифрирование контуров. Кроме того, на от-

дельных участках произвели мензульную съемку в масштабе

1 : 2000, а полоса левого коренного берега была снята в масшта-

бе 1 : 1000.

Проектное положение осей сооружений гидроузла на местности

определялось от пунктов триангуляции и полигонометрии различ-

ных классов и разрядов, а также от пунктов съемочного обоснова-

ния и опознаков. Расхождения между проектными и исполнитель-

ными координатами некоторых точек земляных плотин доходили

до 0,3—0,5 м.

В начальный период строительства на территории гидроузла

изыскательские организации производили топографо-геодезические

работы на небольших площадях и отдельные трассировочные рабо-

ты при проектировании линейных инженерных сооружений.

Через несколько лет в связи с расширением городской застрой-

ки, перепроектированием инженерных коммуникаций, газифика-

цией жилых зданий, строительством промышленных предприятий

сеть неоднократно создавалась заново, так как наземные знаки

уничтожались.

2. По укоренившейся в гидростроительстве практике на ряде

ГЭС в начале строительства заново создавалась опорная геодези-

ческая сеть [116]. Как правило, из-за уничтожения знаков в пе-

риод строительства гидроузла не ограничиваются однократным

созданием опорной геодезической сети, повторно развивают три-

ангуляцию и выносят в натуру проектные основные оси сооруже-

ний. Кроме того, для целей наблюдений за деформациями соору-

жений создают специальную сеть триангуляции высокой точно-

сти.

3. К точности построения триангуляционных сетей на террито-

рии строительства гидроузла в разное бремя предъявлялись неоди-

наковые условия.

Так, на строительстве Куйбышевского гидроузла проектом пред-

усматривалось создать: 1) каркасную сеть из 18 пунктов, с изме-

рением углов в ней со средней квадратической ошибкой порядка

± 1" и определением длины слабой стороны с относительной сред-

ней квадратической ошибкой не более 1 :240 000; 2) разбивочные

сети, опирающиеся на каркасные сети, на строительных площад-

ках гидроэлектростанции должны были состоять из 7 пунктов

и водосливной плотины из 5 пунктов. Для разбивочных сетей

предусматривалась средняя квадратическая ошибка измерения

угла ± 1,4", относительная средняя квадратическая ошибка опре-

деления длины слабой стороны — 1 : 80 000.

До практического построения сети основные и некрторые вспо-

могательные оси сооружений уже были вынесены на местность;

существенно изменился и генеральный план гидроузла. Поэтому

была вновь запроектирована и осуществлена в натуре каркасная

132

сеть триангуляции из 15 пунктов с = ± 0,7" и ошибкой опреде-

ления длины слабой стороны 1:111 ООО.

На строительных площадках здания ГЭС и водосливной пло-

тины были развиты локальные сети триангуляции сложной конст-

рукции, от пунктов которых были вынесены в натуру точки разби-

вочной сети и оси частей сооружений [97].

4. Вторая фаза создания гидроузла — строительство занимает

более длительный период, чем основное проектирование. Район

строительства с самого начала производства работ начинает замет-

но преображаться и к концу строительства принимает совершенно

иной вид.

Изменения в проектах некоторых сооружений или их частей

и в программе производства строительных работ возникают из-за

появления новых достижений в науке и технике, от внедрения в

производство которых существенно возрастает экономическая эф-

фективность инженерных решений, или из-за несвоевременного

поступления на строительство требуемых строительных материалов

или оборудования.

Съемки отдельных территорий на местном геодезическом обосно-

вании, выполняемые для целей проектирования, непригодны для

решения ряда инженерных задач, в частности проектирования

инженерных коммуникаций.

Связь в единую систему, перевычисления и пересоставления

топографо-геодезических данных могут быть осложнены, а полу-

ченные данные — пониженной точности; неизбежно съемки при-

ходится производить заново.

5. Плановые опорные сети гидротехнического строительства

издавна принято различать двух назначений: а) для топографиче-

ских съемок и трассирования линейных сооружений при проекти-

ровании; б) для переноса в натуру проектов сооружений, произ-

водства детальных разбивок и геодезического обслуживания строи-

тельно-монтажных работ.

На строительствах крупных гидроузлов в пользу развития сети

триангуляции высокой точности обычно выдвигают следующие со-

ображения: высокие требования строительного производства к точ-

ности детальных разбивок не только сооружений в целом, но и

всех элементов сооружений, эксплуатационных установок и обо-

рудования; одновременное выполнение на строительном объекте

различных видов работ — земляных, бетонных и монтажных; час-

тая необходимость восстанавливать положение утраченных или

определять новые пункты. Кроме того, при строительстве гидротех-

нических сооружений на нескальных основаниях необходимость

построения высокоточной сети еще больше увеличивается в связи

с наблюдениями за деформациями возводимых сооружений и по

продолжению их в период эксплуатации сооружений.

В технической литературе в связи с этими соображениями

настаивают на развитии высокоточной триангуляции уже в на-

чальной стадии строительства гидроузла, однако имеются рекомен-

133

дации для проектирования раздельного развития разбивочной

сети созданием на крупных объектах локальных сетей по специаль-

ным схемам [104].

§ 33. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УСТАНОВЛЕНИЮ ПРИНЦИПА СОЗДАНИЯ

ОПОРНОЙ ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ СЕТИ

Период организации территории гидроузла — строительство

жилых поселков, базы строительной индустрии, сетей дорог, при-

чалов, механизированных складов и т. п.— длится значительное

время.

В период освоения территории строительства нет необходимости

в развитии густой сети пунктов геодезического обоснования на

большой территории. Практически для производства разбивок по

рабочим чертежам только в стадии зачистки котлованов и укладки

бетонной подготовки 6 основании гидротехнических сооружений

возникает необходимость в геодезической сети повышенной точ-

ности

После завершения первоочередных подготовительных строи-

тельных работ начинается строительство основных объектов.

Принцип развития опорной геодезической сети на территории

строительства индустриального центра, учитывающий стадии про-

ектирования, строительства и эксплуатации, может быть сле-

дующим.

1. Геодезическую сеть следует различать по признакам целе-

вого назначения: главная геодезическая сеть, сеть съемочного

обоснования, разбивочная сеть.

Главная геодезическая сеть должна охватывать

всю территорию строительства; сеть съемочного обосно-

вания— участки производства топографических съемок опреде-

ленного масштаба, в основном на площадках между строитель-

ными участками; разбивочная сеть — на участках объектов

строительства.

2. Необходимо на стадии разработки проектного задания строи-

тельства гидроузла на всей его территории создавать плановую

главную геодезическую сеть. Теперь это положение нашло отра-

жение в СНиП И-А. 13—69.

Высший класс главной геодезической сети следует устанавли-

вать в соответствии с требованиями топографической съемки в

масштабе 1 : 500. Это обеспечит производство трассировочных и

разбивочных работ с нужной точностью.

3. Проектировать главную геодезическую сеть следует исходя

из условий сгущения ее на отдельных участках вставкой неслож-

ных жестких систем или отдельных пунктов.

4. В период подготовки к строительству основных объектов

строительства (гидротехнических, промышленных) на их терри-

ториях рекомендуется развивать локальные разбивочные сети для

геодезического обеспечения строительно-монтажных работ.

134

5. Перед затоплением водой котлованов гидротехнических со-

оружений необходимо перенести на сооружения основные и допол-

нительные оси, а также разбивочные створы; некоторые пункты

разбивочной сети вынести за границу котлована.

6. Если возникает необходимость наблюдений за горизонталь-

ными сдвигами сооружений, то перед затоплением целесообразно

создавать постоянные створы, строить небольшие высокоточные

сети триангуляции или линейно-угловой триангуляции.

7. Высотную опорную сеть необходимо развивать в соответст-

вии с требуемой точностью и правилами определенного класса ни-

велирования, предусматривая цели обеспечения топографических

работ, строительства сооружений и наблюдений за их осадками.

8. Исключить непроизводительные затраты по многократному

восстановлению пунктов или повторному развитию опорной сети.

Для этого необходимо в проекте сети предусматривать своевре-

менное перенесение пунктов, закрепленных наземными знаками,

на капитальные инженерные сооружения.

9. Предусматривать проектом и программой перспективного

развития опорной сети на участках гидротехнических сооружений,

промышленных и городских комплексов закрепление пунктов в ос-

новной массе одинарными стенными знаками совмещенного типа.

При своевременном выполнении всех указанных условий может

быть надежно обеспечена долголетняя сохранность необходимого

числа пунктов опорной геодезической сети во время строительства

и эксплуатации сооружений и, следовательно, оперативное выпол-

нение геодезических работ.

Производственный опыт подтверждает техническую и экономи-

ческую эффективность геодезического производства при осущест-

влении изложенного принципа построения геодезической сети на

территории строительства крупного гидроузла.

§ 34. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕТИ ТРИАНГУЛЯЦИИ

В настоящее время получило направление строительство про-

мышленных комплексов ,с включением их территорий в границы

нового города. Поэтому главная геодезическая основа должна быть

рассчитана для съемок обширной территории.

Если вблизи района намеченного строительства гидроузла рас-

положены пункты 1 и 2 классов государственной триангуляции,

то на основе их может быть построена триангуляция 3 и 4 клае^-

сов [36] (табл. 24).

При отсутствии пунктов триангуляции высших классов и сроч-

ной производственной необходимости в опорных сетях для проект-

но-изыскательских целей с разрешения государственного геодези-

ческого надзора строят самостоятельные сети [39]. Свободные

сети должны иметь самостоятельные базисы и ориентировку.

Самостоятельность опорной сети для изысканий и строитель-

ства гидроузла носит временный характер до развития общегосу-

135

дарственной сети. Затем их связывают с общей сетью и перевы-

числяют координаты пунктов в единую систему.

Таблица 24

Элементы сети

Классы триа

1НГУЛЯЦИИ

Элементы сети

2 3 4

Расстояние между пунктами, км ... .

20—25

7—20

5—8

1—5

Средняя квадратическая ошибка угла по

±0,7

±1,0

±1,5

±2,0

невязкам треугольников, сек ....

±0,7

±1,0

±1,5

±2,0

Максимальная невязка треугольников,

сек

±2,5

±4,0

±6,0

±8,0

Максимальная относительная ошибка:

выходной стороны

1:400 000 1:300 000 —

1:100 000

— —

: 120 000

1:50 000

Триангуляция 2 класса рассматривается как сплошная сеть со

сторонами около 13 км, заполняющая площадь полигонов, обра-

зованных рядами триангуляции 1 класса.

Дальнейшее сгущение пунктов опорной сети осуществляют

путем развития триангуляции 3 класса со сторонами в среднем

около 6 км и триангуляции 4 класса со сторонами около 4 км.

Инструкцией [65] установлена норма из расчета одного пункта

государственной триангуляции 2, 3 и 4 классов (или полигономет-

рии) в среднем на 20—30 км

при съемке в масштабе 1 : 5000 и на

5—15 км

при съемке в масштабе 1 : 2000.

Таблица 25

Площадь

топографиче

ской съемки.

км«

Вицы опорных геодезических сетей

триангуляция, трилатерация, нивелнро

вание и полигонометрия

государст

венная гео

дезическая

сеть (классы)

геодезиче-

ская сеть

местного

значения (раз

ряды)

нивелирная

сеть (классы)

Съемочное обоснование

200 и более

От 50 до 200

» 10 » 50

» 5 » 10

» 2,5 » 5

» 1 » 2.5

До 1

2, 3 и 4

3 и 4

1 и

II, III, IV

II, III и IV

III и IV

Теодолитные ходы или

микротриангуляция (вза-

мен теодолитных ходов)

Ходы технического ни-

велирования

То же

Примечания: 1.При съемке территорий, вытянуты* узкой полосой, могут быть

допущены отклонения от требований в сторону повышения класса или разряда опорных

геодезических сетей.

2. Для территорий действующих промышленных предприятий строят опорные геодези-

ческие сети, класс и разряд которых обосновывается в техническом проекте (программе

работ).

Однако, имея в виду, что территорию строительства гидроузла

впоследствии включают в генеральный план строительства города,

136

создание главной геодезической сети на стадии изысканий сле-

дует подчинять требованиям общеобязательной Инструкции

(СН-212-73), приведенным в табл. 25.

Из указанных норм один пункт триангуляции или полигоно-

метрии должен приходиться при съемке в масштабе 1 : 2000 в за-

строенной части города на 8—12 га, в незастроенной части — на

30—50 га; при съемке в масштабе 1 : 5000 — на 70—100 га.

А с ограниченной видимостью по.горизонту,

А уничтоженные при

подготовке

территории

Рис. 37. Проектный генеральный план города, строящегося на базе крупного

гидроузла

Зоны строительства: 1 — гидротехнического (железобетонные сооружения); 2 — гидро-

технического (земляные сооружения); з — городского; 4 — промышленного; территория

перспективного строительства: 5 — города; 6 — промышленных предприятий

При проектировании опорной геодезической сети следует выяв-

лять наиболее ответственные участки геодезических работ, тре-

бующих повышенной точности измерений, и места более частого

расположения пунктов. Надлежит руководствоваться генеральным

планом застройки на территории строительства гидроузла, вклю-

чая основные и производственно-вспомогательные объекты, рабо-

чие поселки, город, а также перспективный план промышленного

строительства (рис. 37).

Из сбора сведений в проектных организациях, беседы со спе-

циалистами, из осмотров местности, на которой намечено разме-

щение индустриального центра, можно получить правильное пред-

137