Способ полярных координат. Обноска, что это такое, как устанавливается

Способ полярных координат широко применяют при разбивке осей зданий, сооружений и конструкций с пунктов теодолитных или полигонометрических ходов, когда эти пункты расположены срав­нительно недалеко от выносимых в натуру точек.

В этом способе положение определяемой точки С (рис. 16) находят на местности путем отложения от направления АВ проектного угла β и расстояния S . Проектный угол β находится как разность дирекционных углов а АВ и α AC , вычис­ленных как и расстояние S из реше­ния обратных задач по координатам точек А, В и С. Для контроля поло­жение зафиксированной точки С мо­жно проверить, измерив на пункте В угол β ׳ ’ и сравнив его со значением, полученным как разность дирекцион­ных углов а B А и α CA .

Рис. 16. Схема разбивки спо­собом полярных координат

Средняя квадратическая ошибка выноса в натуру точки С опре­деляется формулой

Ошибка собственно разбивки полярным способом зависит от ошибки m β построения угла β и ошибки т S отложения проектного расстояния S

. (56)

Влияние ошибок исходных данных при т A = т B = т А B выражается формулой

, (57)

а ошибок центрирования

. (58)

Формулы (57) и (58) аналогичны. Из этих формул следует, что для уменьшения влияния ошибок исходных данных и центрирования необходимо, чтобы угол β и отношение были минимальны, полярный угол был бы меньше прямого, а проектное расстояние - меньше базиса разбивки, т. е. β < 90°, S < b .

Для приближенных расчетов, приняв β = 90° и S =b, получим

; , (59)

а для суммарной ошибки в положении точки, разбиваемой спосо­бом полярных координат,

. (60)

Для примера оценим точность разбивки проектного положена» точки С с пунктов ходов полигонометрии, для которой b = 250 м т AB = 10 мм. Примем S =100 м, , β = 45°, m β = 10", e = 1 мм и m ф = 1 мм.

Ошибка отложения проектной линии составит

мм;

линейная величина ошибки построения проектного угла -

мм,

величины т β и ρ выражены в секундах;

влияние ошибок исходных данных -

Из соотношения полученных величин видно, что ошибками цент­рирования и фиксации можно пренебречь. Таким образом,

Расчет показывает, что для данных условий уменьшение ошибки в положении выносимой в натуру точки возможно лишь при суще­ственном уменьшении ошибки отложения проектного расстояния, хотя бы в два раза.

Рис. 17. Схема разбивки спосо­бом проектного полигона

Если разбиваемая точка находится на значительном расстоянии от исходного пункта, то приходится несколько раз откладывать полярным способом проектные углы и расстояния, прокладывая проект­ный ход (рис. 17). При наличии пря­мой видимости с точки С на точку В для контроля измеряют примычные углы γ 1 и γ 2 , образуя замкнутый уг­ловой полигон. Поэтому такой способ называют способом проектного поли­гона. При точных разбивочных рабо­тах углы полигона уравнивают, вычи­сляют по ним и проектным расстоя­ниям координаты точки С , сравнива­ют их с проектными и при необходи­мости редуцируют в проектное поло­жение.

При редкой разбивочной основе способ проектного полигона дожет быть использован для разбивки всех точек пересечения ос­новных осей сооружения от одного исходного пункта. В этом случае проектный ход с проектными углами и расстояниями прокладыва­ют полностью.

При разработке чертежей дома все конструктивные элементы привязываются к осям. Сделать это необходимо для обеспечения точности строительства. Перед началом возведения здания требуется вынести оси на местность или разметить расположение фундаментов. Оба этих действия в общем случае выполняются по одинаковой схеме.

Все опорные конструкции дома при разработке проекта в обязательном порядке должны быть привязаны к осям. Для точного расположения фундаментов на местности потребуется правильно разбить участок под дом в соответствии с чертежами. Этот этап строительства выполняют в следующем порядке:

1. Обозначение первой оси. В качестве ее выбирают крайнюю, расположенную параллельно забору или границе участка.
2. От забора отмеряют две точки, на равном расстоянии. Линия, соединяющая эти отрезки, и является искомой.
3. На этой линии потребуется сделать отметки точек пересечения с перпендикулярными осями дома. Условные оси изготавливают из шнура, прикрепляя его к обноске с помощью гвоздей. Она в самом простом случае представляет собой деревянные колья, забитые на некотором отдалении от предполагаемого котлована или траншеи.
4. От каждой отмеченной точки необходимо построить прямой угол, который задаст направление осям. Чтобы сделать это пользуются методом египетского треугольника. Результатом завершения построений становится разбивка осей дома в одном направлении.
5. Чтобы сделать разметку в перпендикулярном направлении, необходимо отложить от первой построенной оси линии на проектном расстоянии (также как откладывались отрезки от забора).

Объяснения без наглядного примера могут запутать, поэтому рассмотрен дом прямоугольный в плане (на рисунке ниже). Помимо наружных стен строение имеет две внутренние, расположенные под прямым углом. На чертеже обозначены шесть осей, по три в каждом направлении.

Построения начинаем с оси «А», которая располагается вдоль забора. Разметив ее расположение, отмечают на ней точки пересечения с осями «1», «2», «3». Методом египетского треугольника выстраивают прямые углы и выполняют разбивку остальных линий. Чтобы правильно вынести ось «Б» потребуется от оси «А» отложить два отрезка длиной 3 м (по линиям 1 и 3). Соединив концы отрезков, получаем искомую линию. Далее точно также выполняют разбивку «В», откладывая 4,6 м от «Б».

Совет! Если дом вписан на территории под углом, построения усложняются дополнительными геометрическими замерами, поэтому рекомендуется использовать более простую схему параллельно забору или границе участка.

Система осей удобна тем, что к ней привязаны все конструкции дома: фундаменты, стены, перекрытия, перегородки и тому подобное. Если выполнять разбивку граней опорной части (приведена далее) при работах «нулевого» цикла потребуются новые ориентиры.

Привязка осей к фундаменту (и стенам) может быть центральная, нулевая или двухсторонняя. В первом случае чтобы обозначить границы конструкции потребуется отложить половину ширины в каждую сторону. Во втором ось совпадает с одной из поверхностей фундамента. Третий вариант предполагает разные расстояния от оси до двух граней фундамента. На чертеже обозначаются обе величины.

Обозначение границ фундамента

При самострое чаще всего не разрабатывают проект, а рисуют эскиз или схему. В этом случае редко используют оси, поэтому шнуром обозначают границы фундаментов дома. Разметка подземной части выполняется по аналогии с осями:

1. Определяют расположение стены дома, параллельной забору или границе участка, отмечают ее бечевкой. Устанавливают обноску, размещая ее на некотором расстоянии от стен здания, чтобы не мешала при разработке грунта. Этот элемент разметки изготавливается из вертикальных стоек и горизонтальных перемычек между ними.

   

   Устройство обноски

2. Отмечают на обноске точку первого угла дома. От этой точки натягивают шнур перпендикулярно первой стене. Построения должны быть точными, насколько позволяет выполнение работы «на глаз».
   
3. Делают проверку прямого угла. Для этого от выбранной точки на одном шнуре откладывают расстояние равное 3 м, а на другом 4 м.
4. Измеряют расстояние между концами отложенных отрезков. Важно сделать это с максимальной точностью.
   
5. Если величина равна 5 м, шнур расположен верно, можно вместо него устанавливать деревянную обноску. Если совпадения нет, бечевку смещают до тех пор, пока гипотенуза треугольника не станет равняться 5 м.
6. После достижения этого значения построение прямого угла завершено.
   
7. На линии стены (п. 1), параллельной забору, отмечают второй угол дома и повторяют действия с пункта 2. Получают третью сторону.
8. На второй стороне обноски отмечают третий угол и выполняют те же действия, что и в предыдущих случаях. Получают четвертую сторону дома.
   
9. Далее необходимо сделать отметки на линиях 3 и 4, равные размерам здания в плане. Метки должны совпасть, но если этого не происходит, их совмещают.
   
10. Построение разметки прямоугольного или квадратного дома завершено.
11. Чтобы убедится в точности, измеряют диагонали получившейся фигуры. Они должны быть равны.

Важно! В пунктах 3, 4, 5 описан метод египетского треугольника, о котором говорилось ранее.

После завершения выноса наружных граней дома для разных типов фундамента под дом есть отличия в построениях. Чтобы выполнить работу правильно, нужно ознакомиться с ними.

Ленточный фундамент

На обноске закрепляют два шнура, обозначающие обе грани ленты. Первый уже протянут, после выполнения приведенных выше действий. Чтобы натянуть второй потребуется отложить расстояние равное ширине фундамента от имеющегося шнура. Работы проводят после разработки грунта.

Погрешность измерений нормируется СП «Геодезические работы в строительстве» и назначается равной 1 см. Необходимо выполнить разметку не только для наружных стен, но и для внутренних.

Плитный фундамент

Для этой конструкции нет необходимости выполнять дополнительные построения. Достаточно разметки наружных граней. При работе важно помнить, что плиту чаще всего заливают так, чтобы она выступала на 10 см за наружные стены.

Важно! При разметке требуется учитывать пожарные требования, которые регламентируют минимальное расстояние между соседними зданиями. Особенно они строги для деревянных строений. Более подробные величины разрывов можно узнать в СП 4.13130.2009 таблица 1. Также строение не должно выступать за красные линии, которые указываются в градостроительном плане. При возведении дома в сельской местности в качестве красных линий выступают дороги и проезды. Минимальное расстояние от первых до стен дома составляет 5 м, от вторых — 3 м. Это актуально для всех типов фундаментов.

Столбчатый фундамент

Чтобы правильно вынести на местность расположение столбов или свай на обноске закрепляют две горизонтальные перемычки, одна над другой. Нижняя располагается в одном уровне с обрезом отдельных опор, а верхняя по обрезу ростверка. Работу выполняют в три этапа:

• Закрепляют шнуры на нижней перемычке обноски, расположение которых будет совпадать с центральными осями столбов или свай. Шаг равен шагу опорных конструкций. Из пересечений опускают отвес и отмечают точки бурения.
• Размеченные линии перемещаются к наружной грани фундаментов. Выполняют заливку.
• Следующий этап — изготовление ростверка. Для закрепления бечевки используют верхнюю перемычку на обноске. Разметку выполняют так же, как для ленточных конструкций. Работа упрощается тем, что на обноске уже имеется гвоздь, обозначающий центральные оси фундаментов. Он этой точки можно отложить в обе стороны расстояние равное половине ширины ростверка и натянуть шнуры.

Работы по выносу размеров дома на местность могут осуществляться двумя приведенными выше способами:

• разбивка фундамента по осям;
• разбивка граней фундамента без использования осей.

Каждый из них имеет свои сложности и преимущества. Профессиональные строители используют первый метод. Непрофессионалу, стоящему свой дом, будет проще понять и применить второй.

Для выполнения разбивочных работ применяют следующие способы: полярных и прямоугольных координат, угловой, линейной и створной засечек.

Способ угловой засечки применяют для разбивки недоступных точек, находящихся на значительном расстоянии от исходных пунктов.

Различают прямую и обратную угловые засечки.

В способе прямой угловой засечки положение на местности проектной точки С (рис.10) находят отложением на исходных пунктах А и В проектных углов в 1 и в 2 . Базисом засечки служит или специально измеренная сторона, или сторона разбивочной сети. Проектные углы в 1 и в 2 вычисляют как разность дирекционных углов сторон. Дирекционные углы находят из решения обратной геодезической задачи по проектным координатам определяемой точки и известным координатам исходных пунктов.

Рис. 10.

На точность разбивки способом прямой угловой засечки оказывают влияние погрешности: собственно прямой засечки, исходных данных, центрирования теодолита и визирных целей, фиксации разбивочной точки. При разбивочных работах центрирование теодолита и визирных целей с помощью оптических отвесов, а также фиксация выносимой точки могут быть выполнены сравнительно точно. Поэтому основными погрешностями, определяющими точность способа прямой угловой засечки, являются погрешности собственно засечки и исходных данных. Суммарная величина этих погрешностей может составить значительных величин, что потребует выполнения угловой засечки с повышенной точностью.

Требуемая точность разбивки в этом случае может быть достигнута следующим образом. Отложив с возможной точностью углы в l И в 2 , определяют в натуре положение точки С . Затем на опорных пунктах соответствующим числом приемов измеряют точное значение отложенных углов. Для приведенного примера при использовании теодолита 2Т30 надо выполнить не менее четырех приемов. Измеряют также угол г на точке С . Распределив невязку в треугольнике поровну на все три угла, определяют координаты точки С . Сравнивая их с проектными значениями, находят поправки (редукции), по которым в натуре смещают (редуцируют) приближенно вынесенную точку С . Такой способ называют способом замкнутого треугольника.

На принципе редуцирования основано и применение для разбивки способа обратной угловой засечки. На местности находят приближенно положение О" разбиваемой проектной точки О (рис. 11). В этой точке устанавливают теодолит и с требуемой точностью измеряют углы не менее чем на три исходных пункта с известными координатами. По формулам обратной засечки вычисляют координаты приближенно определенной точки и сравнивают их с проектными значениями. По разности координат вычисляют величины редукций (угловой и линейный элементы) и смещают точку в проектное положение.

Рис. 11.

Для контроля на этой точке измеряют углы, вновь вычисляют ее координаты и сравнивают их с проектными. В случае недопустимых расхождений все действия повторяют.

В способе линейной засечки положение выносимой в натуру точки С (см. рис. 10) определяют в пересечении проектных расстояний S 1 и S 2 , отложенных от исходных точек А и В. Этот способ обычно применяют для разбивки осей строительных конструкций в случае, когда проектные расстояния не превышают длины мерного прибора.

Наиболее удобно разбивку производить при помощи двух рулеток. От точки А по рулетке откладывают расстояние S 1 , а от точки В по второй рулетке - S 2 . Перемещая обе рулетки при совмещенных нулях с центрами пунктов А и В, на пересечении концов отрезков S 1 и S 2 находят положение определяемой точки С . геодезический разбивка автодорога стройплощадка

Способ полярных координат широко применяют при разбивке осей зданий, сооружений и конструкций с пунктов теодолитных или полигонометрических ходов, когда эти пункты расположены сравнительно недалеко от выносимых в натуру точек.

В этом способе положение определяемой точки С (рис. 12) находят на местности путем отложения от направления АВ проектного угла в и расстояния S. Проектный угол в находится как разность дирекционных углов б АВ и б АС , вычисленных как и расстояние S из решения обратных задач по координатам точек А, В и С. Для контроля положение зафиксированной точки С можно проверить, измерив на пункте В угол в" и сравнив его со значением, полученным как разность дирекционных углов б ВА и б ВС " .

Рис. 12.

Погрешность собственно разбивки полярным способом зависит от погрешности построения угла в и погрешности отложения проектного расстояния S. Расчет показывает, что для данных условий уменьшение погрешности в положении выносимой в натуру точки возможно лишь при существенном уменьшении погрешности отложения проектного расстояния - хотя бы в два раза.

Если разбиваемая точка находится на значительном расстоянии от исходного пункта, то приходится несколько раз откладывать полярным способом проектные углы и расстояния, прокладывая проектный ход.

Способы створной и створно-линейной засечек широко применяют для выноса в натуру разбивочных осей зданий и сооружений, а также монтажных осей конструкций и технологического оборудования.

Положение проектной точки С в способе створной засечки определяют на пересечении двух створов, задаваемых между исходными точками 1-1" и 2-2" (рис. 13). Створ задают обычно теодолитом, который центрируют над исходным пунктом (например, 1), а зрительную трубу ориентируют по визирной цели, отцентрированной на другом исходном пункте (в данном случае 1"). Положение точки С фиксируют в заданном створе.

Средняя квадратическая погрешность створной засечки зависит от погрешностей построения первого и второго створов, а также погрешности фиксации опорных точек.

Рис. 13. а - створной засечки; б - створно-линейной засечки

Створно-линейный способ позволяет определить проектное положение выносимой в натуру точки С (см. рис. 13) путем отложения проектного расстояния d по створу АВ.

Способ прямоугольных координат применяют в основном при наличии на площадке или в цехе промышленного предприятия строительной сетки, в системе координат которой задано положение всех главных точек и осей проекта.

Разбивку проектной точки С (рис. 14) производят по вычисленным значениям приращений ее координат ДХ и ДY от ближайшего пункта сетки. Большее приращение (на рисунке ДY ) откладывают по створу пунктов сетки АВ. В полученной точке D устанавливают теодолит и строят от стороны сетки прямой угол. По перпендикуляру откладывают меньшее приращение и закрепляют полученную точку С . Для контроля положение точки С можно определить от другого пункта строительной сетки. Схема способа прямоугольных координат, по существу, сочетает в себе схему створно-линейного и полярного способов.

Рис. 14. Схема разбивки способом прямоугольных координат

Основные методы и способы разбивочных работ

Разбивка отдельных элементов сооружения ведется с хорошо закрепленных на местности точек и линий опорной сети или с то­чек главных разбивочных осей сооружения.

В разбивке могут быть использованы способы прямоугольных координат (перпендикуляров), полярных координат, биполярных координат (угловых, линейных, комбинированных и створных засечек), створов и промеров.

Разбивка и перенесение проектов сооружений в натуру по своим действиям обратным геодезическим съемочным работам.

Способ угловой засечки применяют для разбивки недоступных точек, находящихся на значительном расстоянии от исходных пу­нктов.

Различают прямую и обратную угловые засечки.

В способе прямой угловой засечки положение на местности про­ектной точки С (рисунок 6) находят отложением на исходных пунктах А и В проектных углов β 1 и β 2 . Базисом засечки служит или специально измеренная сторона, или сторона разбивочной сети. Проектные углы β 1 и β 2 вычисляют как разность дирекционных углов сторон. Дирекционные углы находят из решения обратной геодезической задачи по проектным координатам определяемой точки и известным координатам исходных пунктов.

Рисунок 6 - Схема разбивки способами прямой угловой и линейной засечек

На точность разбивки способом прямой угловой засечки оказы­вают влияние ошибки собственно прямой засечки, исходных дан­ных, центрирования теодолита и визирных целей, фиксации раз­бивочной точки, т.е.

Средняя квадратическая ошибка собственно засечки равна

(15)

, (16)

где m β - средняя квадратическая ошибка отложения углов β 1 и β 2 .

Для приближенных расчетов принимают S 1 = S 2 = S. Тогда формула (16) будет иметь вид:

. (17)

При разбивочных работах центрирование теодолита и визирных целей с помощью оптических отвесов, фиксация выносимой точки могут быть выполнены сравнительно точно. Поэтому основными ошибками, определяющими точность способа прямой угловой за­сечки, являются ошибки собственно засечки и исходных данных. Суммарная величина этих ошибок составит:

. (18)

На принципе редуцирования основано и применение для разбив­ки способа обратной угловой засечки. На местности находят прибли­женно положение О" разбиваемой проектной точки О (рисунок 7). В этой точке устанавливают теодолит и с требуемой точностью измеряют углы не менее чем на три исходных пункта с известными координатами. По формулам обратной засечки вычисляют коор­динаты приближенно определенной точки и сравнивают их с про­ектными значениями. По разности координат вычисляют величины редукции (угловой и линейный элементы) и смещают точку в проектное положение. Для контроля на этой точке измеряют углы, вновь вычисляют ее координаты и сравнивают их с проектным. В случае недопустимых расхождений все действия повторяют.

Для вычисления координат точки О" можно использовать формулы Деламбера и Гаусса. Применительно к (рисунок 7), они будут иметь вид:

На точность разбивки способом обратной угловой засечки ока­зывают влияние ошибки собственно засечки, исходных данных, центрирования теодолита и визирных целей, фиксации разбивочной точки и редуцирования. Очевидно, что при сравнительно больших расстояниях от определяемого до опорных пунктов влияние первых двух источников будет наиболее существенным; остальными ошиб­ками можно пренебречь.

Рисунок 7 - Схема способа обратной угловой засечки

Ошибка собственно обратной засечки может быть подсчитана по приближенной формуле:

(21)

где S - расстояние от определяемо­го до соответствующих опорных пунктов;

b - расстояние между соответ­ствующими опорными пунктами;

ω bac - угол между исходными сто­ронами.

Ошибки исходных данных учиты­вают по формуле:

(22)

где т А = т в = т с = т АВС – ошибка в положении исходного пункта;

τ = β 1 + β 2 + ω ВАС – 180 0 .

В способе линейной засечки положение выносимой в натуру точки С (рисунок 6) определяют в пересечении проектных рассто­яний S 1 и S 2 , отложенных от исходных точек А и В. Этот способ обычно применяют для разбивки осей строительных конструкций в случае, когда проектные расстояния не превышают длины мер­ного прибора.

Наиболее удобно разбивку производить при помощи двух руле­ток. От точки А по рулетке откладывают расстояние S 1 , а от точки В по второй рулетке – S 2 . Перемещая обе рулетки при совмещен­ных нулях с центрами пунктов А и В, на пересечении концов отрезков S 1 и S 2 находят положение определяемой точки С.

Ошибка собственно линейной засечки при одинаковой точности m s отложения расстояний S 1 и S 2 может быть подсчитана по формуле:

Минимальной ошибка собственно линейной засечки будет при угле γ = 90°. В этом случае

Влияние ошибок исходных данных в линейной засечке выражается формулой:

. (25)

При m А = m В = m АВ

Для засечки при γ = 90° m исх = m АВ.

В случае применения мерных приборов ошибки центрирования отсутствуют. Тогда общая ошибка в определении положения раз­биваемой точки С будет в основном зависеть от суммарной ошибки собственно засечки и исходных данных и выражаться формулой:

. (27)

Для приближенных расчетов, приняв γ = 90°, будем иметь

. (28)

В случае, если для линейной засечки применяются дальномерные комплекты, которые центрируются при помощи штативов, то влия­ние ошибок центрирования можно определить по формуле:

Способ полярных координат широко применяют при разбивке осей зданий, сооружений и конструкций с пунктов теодолитных или полигонометрических ходов, когда эти пункты расположены срав­нительно недалеко от выносимых в натуру точек.

В этом способе положение определяемой точки С (рисунок 8) находят на местности путем отложения от направления АВ проектного угла β и расстояния S . Проектный угол β находится как разность дирекционных углов α АВ и α АС, вычисленных как и расстояние S из решения обратных задач по координатам точек А, В и С. Для контроля поло­жение зафиксированной точки С можно проверить, измерив на пункте В угол β" и сравнив его со значением, полученным как разность дирекционных углов α ВА и α вс.

Средняя квадратическая ошибка выноса в натуру точки С определяется формулой

Рисунок 8 - Схема разбивки способом полярных координат

Ошибка собственно разбивки полярным способом зависит от ошибки т β построения угла β и ошибки m s отложения проектного расстояния S

. (31)

Влияние ошибок исходных данных при т А = т в = т АВ выражается формулой:

, (32)

а ошибок центрирования

. (33)

Формулы (32) и (33) аналогичны. Из них следует, что для уменьшения влияния ошибок исходных данных и центрирования необходимо, чтобы угол β и отношение S/b были минимальны, полярный угол был бы меньше прямого, а проектное расстоя­ние – меньше базиса разбивки, т. е. β 90°, S b .

Для приближенных расчетов, приняв β = 90° и S = b , получим

(34)

а для суммарной ошибки в положении точки, разбиваемой способом полярных координат,

(35)

Если разбиваемая точка находится на значительном расстоянии от исходного пункта, то приходится несколько раз откладывать полярным способом проектные углы и расстояния, прокладывая проект­ный ход (рисунок 9). При наличии пря­мой видимости с точки С на точку В для контроля измеряют примычные углы γ 1 и γ 2 , образуя замкнутый уг­ловой полигон. Поэтому такой способ называют способом проектного поли­гона. При точных разбивочных рабо­тах углы полигона уравнивают, вычи­сляют по ним и проектным расстоя­ниям координаты точки С, сравнива­ют их с проектными и при необходи­мости редуцируют в проектное положение.

Рисунок 9 - Схема разбивки способом проектного полигона

При редкой разбивочной основе способ проектного полигона может быть использован для разбивки всех точек пересечения ос­новных осей сооружения от одного исходного пункта. В этом случае проектный ход с проектными углами и расстояниями прокладыва­ют полностью.

Способы створной и створно-линейной засечек широко применя­ют для выноса в натуру разбивочных осей зданий и сооружений, а также монтажных осей конструкций и технологического оборудо­вания.

Положение проектной точки С в способе створной засечки определяют на пересечении двух створов, задаваемых между исходными точками 1-1" и 2-2" (рисунок 10). Створ задают обычно теодоли­том, который центрируют над исходным пунктом (например, 1), а зрительную трубу ориентируют по визирной цели, отцентриро­ванной на другом исходном пункте (в данном случае - 1"). Положе­ние точки С фиксируют в заданном створе.

Средняя квадратическая ошибка створной засечки зависит от ошибок построения первого m с1 , и второго m c 2 створов, а также ошибки фиксации

Рисунок 10 - Схемы разбивки способами створной (а) и

створно-линейной (б) засечек

Основными ошибками при построении каждого из створов явля­ются ошибки положения исходных точек, ошибки центрирования теодолита и визирных целей, ошибка визирования и перемены фокусировки зрительной трубы при наведении на визирную цель и на определяемую точку, т.е.

Ошибки положения исходных точек для задания створа имеют значения только в направлении, перпендикулярном створу, т. е. для каждого створа по одной из координат х или у. Их влияние определяется формулой:

, (38)

где d - расстояние от точки установки теодолита до определяемой точки;

S - расстояние между исходными точками (длина створа).

Совместное влияние ошибок центрирования теодолита и визир­ной цели выражается формулой:

. (39)

Анализируя формулы (38) и (39), можно сделать вывод, что наименьшее влияние ошибки исходных данных и центрирования оказывают на положение определяемой точки в середине створа. По мере приближения ее к исходным пунктам эти ошибки возрастают.

При построении створа приходится визировать дважды: вначале на визирную цель, установленную на исходной точке, затем на цель, фиксирующую положение разбиваемой точки в створе. В обоих случаях линейная величина ошибки визирования для определяемой точки будет пропорциональна расстоянию d от теодолита до этой точки. Следовательно, для створных построений ошибка визирова­ния (в мм) будет равна

. (40)

При построении створа приходится визировать на точки, расположенные от теодолита на разных расстояниях, что приводит к необходимости менять фокусировку трубы. Изменение хода фоку­сирующей линзы вызывает смещение визирной оси трубы и приво­дит к ошибке, которую необходимо учитывать при точных работах.

В современных высокоточных теодолитах ошибка из-за перефокусировки трубы примерно равна ошибке визирования. Поэтому для приближенных расчетов можно принять т фок = т виз. С учетом этого совместное влияние ошибок визирования и фокусирования при створных построениях может быть выражено формулой:

. (41)

Створно-линейный способ позволяет определить проектное положение выносимой в натуру точки С (рисунок 10) путем отложения проектного расстояния d по створу АВ.

Способ прямоугольных координат применяют в основном при наличии на площадке или в цехе промышленного предприятия строительной сетки, в системе координат которой задано положе­ние всех главных точек и осей проекта.

Разбивку проектной точки С (рисунок 11) производят по вычислен­ным значениям приращений ее координат ∆х и ∆у от ближайшего пункта сетки. Большее приращение (на рисунке – ∆у) откладывают по створу пунктов сетки АВ. В полученной точке D устанавливают теодолит и строят от стороны сетки прямой угол. По перпен­дикуляру откладывают меньшее приращение и закрепляют полу­ченную точку С. Для контроля положение точки С можно опреде­лить от другого пункта строительной сетки.

Схема способа прямоугольных координат по существу сочетает в себе схему створно-линейного и полярного способов.

Рисунок 11 - Схема разбивки способом прямоугольных координат

Средняя квадратическая ошибка в положении точки С, определенной способом прямоугольных координат, может быть выражена формулой:

, (42)

где m ∆ x , и т ∆у - ошибки отложения приращения координат.

Если по перпендикуляру откладывается ордината, то в формуле (42) величина ∆х заменяется на ∆у.

Влияние ошибок в положении исходных пунктов при условии т A = т B = m AB выражается формулой:

, (43)

а ошибок центрирования

, (44)

где b - длина стороны строитель­ной сетки.

Когда рабочий проект прошёл экспертизу, когда получены все необходимые разрешения и согласования, когда огорожена стройплощадка, начинаются геодезические работы по выносу в натуру главных и основных осей будущего здания для начала производства земляных работ.

Возведение строительных конструкций начинают с процесса, обратного проектированию - с перенесения проекта сооружения (его геометрической схемы) в натуру, т.е. с вынесения и закрепления на местности разбивочных осей. Поэтому, геодезические работы по перенесению проектов зданий и сооружений называют геодезической разбивкой здания (сооружения).

Разбивочные оси в совокупности представляют геометрическую схему зданий, сооружения. Они являются геодезической (геометрической) основой, по которой ориентируют элементы строительных конструкций и технологического оборудования при установке их в проектное положение. Система разбивочных осей играет примерно ту же роль, что и координатная сетка на картах и планах.

Главные оси -- взаимно перпендикулярные линии, относительно которых здание или сооружение симметрично. Их разбивают для сложных по очертанию и имеющих значительные размеры объектов. Основные оси определяют контур здания или сооружения в плане.

Оси делят на продольные и поперечные (рис. 3, б).

Рисунок 3. Схемы разбивочных осей

Продольные обозначают прописными буквами русского алфавита, поперечные - цифрами. Разбивочные оси разделяют на главные - оси симметрии (их обозначают для зданий и сооружения сложной в плане конфигурации); основные или габаритные (рис. 5, б) обозначенные А, В и 1, 6. Все остальные оси - промежуточные.

Шаг разбивочных осей, т. е. межосевые интервалы, устанавливают в соответствии с модулем, принимаемым в расчетной схеме проектируемого здания или сооружения, с учетом его конструктивных особенностей. При проектировании конструктивные элементы привязывают размерами b и l к линиям - разбивочным осям А и 1 (рис. 5, а).

Процесс перенесения габаритов здания, сооружения заключается в последовательном построении на местности разбивочных элементов, контроля точности построения и закреплении основных осей.

Так, в соответствии с разбивочными данными на рис. 2, при вершине Т8 теодолитом строят полярный угол и затем стальной компарированной рулеткой - полярное расстояние d 8-AI . Габаритную точку АI временно закрепляют (колышком, обрезком арматуры и т. п.). Аналогично с точки Т9 выносят и закрепляют точку АII.

В точках АI и АII строят проектные прямые углы, откладывают габаритный размер 12,00 и точки ВI и ВII закрепляют. Засечкой полярным расстоянием точки ВII с Т10 проверяют правильность ориентирования здания относительно пунктов опорного хода. Для контроля измеряют сторону ВI-ВII и углы при вершинах ВI и ВII. Дополнительно точность построения габаритов оценивают измерением диагоналей.

Иногда, по вынесенным габаритным точкам прокладывают исполнительный (контрольный) полигонометрический или теодолитный ход, и по разностям исполнительных и рассчитанных координат точек судят о точности построений. Требования к точности построений содержатся в соответствующих нормативных документах, из которых основным является СНиП 3.01.03 - 84.

При перенесении габаритов зданий и сооружений от существующих капитальных строений, разбивочными данными служат проектные размеры, определенные графически по генплану участка застройки. На рис. 3 представлен один из вариантов разбивки проектируемого здания П с габаритами в осях А, В, 1, 7 и общей фасадной линией с опорным существующим строением I.

Пусть проектируемое здание отстоит от опорного на расстоянии d 1 , а внешние грани его стен - от осей на проектные размеры d 2 и d 3 . Вблизи торцевой стены опорного здания на произвольном расстоянии L 1 от продольной стены в точке б устанавливают теодолит.

Рисунок 4. Схема разбивки основных осей объекта застройки (II) от существующего здания (1).

Зрительной трубой визируют на точку а, отстоящую также от стены на величину L 1 , строят прямой угол, фиксируют риской на стене точку б 1 и от нее до угла здания измеряют расстояние l 1 . Теодолитом продолжают створ базисной линии аб, параллельной стене опорного здания, и от точки б строят проектный отрезок, равный l 1 +d 1 +d 2 , закрепляют точку б и от нее в том же створе откладывают габаритный размер между осями 1 и 7, закрепляют точку г. В точке б теодолитом строят прямой угол, откладывают отрезок длиной L 2 =L 1 -d 3 и закрепляют точку А1 по оси 1; по створу этой оси откладывают габаритный размер между осями А и В и фиксируют точку В1. Аналогично выносят точки А7 и В7. Затем, для оценки точности построения габаритов производят контрольные измерения. Процесс перенесения габаритов зданий от красной линии или линии застройки мало отличается от описанного.

Рисунок 5. Способы закрепления основных осей

Основные разбивочные работы завершают закреплением осей за пределами будущего котлована, так как при его разработке все габаритные точки будут уничтожены. Для этого в створе основных осей закладывают специальные осевые знаки 1 (рис. 4, а) и теодолитом, установленным в габаритных точках А1 и Г9 или А9 и Г1, передают основные оси на знаки, где их фиксируют на металлической пластине крестообразной насечкой или накернованным углублением.

Одна из конструкций знаков приведена на рис. 4, б. Знаки закладывают вне призмы обрушения грунта при отрытом котловане, в местах, где будет обеспечена их сохранность, и в соответствии со стройгенпланом. Оси закрепляют по обе стороны от габаритов сооружения не менее, чем двумя знаками. Знаки привязывают промерами к местным предметам.

Если в створе осей находятся капитальные строения, ограды и т.п., на их стенах оси маркируют яркой несмываемой краской 2 (рис. 4, а).

Геодезическую разбивку осуществляют в два этапа.

На первом этапе, называемом «основные разбивочные работы», опираясь на геодезическую основу или существующие капитальные строения, в натуру переносят главные и основные оси. В результате, определяют лишь общее положение сооружения относительно пунктов геодезической основы или существующих строений.

Точность перенесения габаритов сооружений должна быть не меньше точности плана, на котором оно запроектировано.

Точность перенесения габаритов сооружений может быть повышена, если это обусловлено проектом, как например, в случае, когда сооружения между собой технологически связаны и к точности их взаимного положения предъявляют повышенные требования.

Второй этап - «детальная разбивка осей» заключается в вынесении и закреплении в натуре промежуточных осей или линий им параллельных. Детальную разбивку производят с точностью более высокой, чем основные разбивочные работы. Это связано с тем, что к установленным по осям конструктивным элементам предъявляют требования практически полного их сопряжения без дополнительной подгонки по месту. Точность детальной разбивки устанавливают путем специальных расчетов с учетом точности изготовления и монтажа элементов. Детальные работы обеспечивают закрепление конфигурации, размеров и высотных отметок элементов сооружений.

Разбивку котлована перед его отрывкой осуществляют по отвесу с натянутых проволок, отмечая его границы колышками.

Для детальной разбивки осей зданий, обозначения контура котлованов и закрепления их на местности служит строительная обноска. Она может быть сплошной по всему периметру здания и прерывной. Прерывная обноска удобнее, так как не затрудняет передвижения строительных машин и транспорта на объекте. В процессе строительства периодически контролируют положения обноски и разбивочных знаков на местности. Устройство обноски, закрепление осей (рис. 6, 7).

На косогорах обноску устраивают с уступами.

Рисунок 6. Устройство обноски и закрепление осей: а -- схема разбивки котлована; б -- элементы обноски; 1 -- обноска из деревянных элементов; 2 -- штырь - контрольный знак закрепления оси на местности; 3 -- обрезная доска; 4 -- гвоздь для закрепления оси на обноске; 5 -- стойка обноски

Устанавливается обноска с использованием геодезических инструментов параллельно основным осям, образующим внешний контур здания на расстоянии, обеспечивающем неизменяемость ее положения в процессе строительства.

Обноска представляет собой каркас из столбов, забиваемых в грунт на расстоянии 3 м друг от друга. С внешней стороны к столбам прибивают широкой стороной обрезные доски толщиной 40...50 мм, каждая из которых опирается не менее чем на три столбика. Верхнее ребро всех досок располагают горизонтально, что контролируется с помощью нивелира. Оптимальная высота обноски 0,5...1,2 м. В конструктивном отношении обноска может быть деревянной и металлической. Достоинства металлической обноски: удобна в работе, легко демонтируется и имеет многократную оборачиваемость.

Расстояние от края котлована до обноски должно быть не менее 3...4 м. Это расстояние проверяют расчетом из условия, чтобы при отрывке котлована устойчивость обноски не нарушалась. Обноска окаймляет будущее здание параллельно его сторонам, в ней устраивают разрывы для прохода людей и проезда транспорта.

Для разбивки осей на обноске теодолит устанавливают и ориентируют по ней. Затем, передают трубой и закрепляют гвоздями оси на ребрах досок обноски. Все построения теодолитом производят при двух положениях круга, каждый раз намечают точку и при допустимом расхождении в их положении принимают и фиксируют окончательно среднюю. Окончательное положение осей на обноске фиксируют гвоздями, обводят масляной краской и подписывают их номера.

Рисунок 7. Построение прерывной обноски (скамеечная обноска)

Независимо от вида обноска должна удовлетворять следующим требованиям: стороны ее должны быть параллельны продольным и поперечным осям сооружения, а доски - прямолинейными и горизонтальными. Степень соблюдения этих требований зависит от точности разбивки осей на обноске.

Все данные с разбивочного чертежа выносят на обноску, в частности, выносят основные оси здания и закрепляют их гвоздями; сами оси, продольные и поперечные, выполняют с помощью туго натянутой проволоки или шнура, которые закрепляют на этих гвоздях. От осей стен выносят и отмечают гвоздями на тех же обносках бровки будущего котлована. Сами бровки также выносят с помощью проволоки «в натуру».

Пересечение проволок продольного и поперечного направлений осей определяет точки пересечения основных осей здания, которые проверяют отвесом и которые должны совпасть с ранее закрепленными на земле точками, определенными с помощью геодезических инструментов.

На некотором расстоянии от обносок, на которых закреплены основные оси здания, на случай их повреждения и для того, чтобы легко найти знак закрепления оси при производстве работ, обычно устанавливают штыри -- контрольные знаки закрепления осевых линий. Обычно это арматурные стержни, забиваемые в грунт на расстоянии 5... 10 м от обноски и выступающие над поверхностью земли на 2...6 см.

Обноску сохраняют только на период возведения подземной части, после чего разбивочные оси переносят непосредственно на строящееся здание. В современных условиях при наличии лазерных геодезических приборов обноску можно устанавливать значительно реже, а оси изображать (фиксировать) на временных зданиях и сооружениях строительной площадки (инвентарных помещениях, заборе и т.д.).

Также на строительной площадке проверяют взаимную перпендикулярность осей. Отклонение от прямого угла допускается не более 60”. При больших отклонениях необходимо несколько переместить ближайшую точку. Следует иметь в виду, что взаимная перпендикулярность главных осей является одним из основных требований, предъявляемых к их разбивке, ибо перекос этих осей приведёт в дальнейшем к перекосу всех остальных осей сооружения.

Оси сооружения должны быть разбиты одна относительно другой с ошибкой порядка ±5 мм. Точность геодезических работ должна составить ±1-2 мм.

Ошибки, зависящие от способа построения в натуре проектных линий и углов, называют ошибками разбивочных работ.

Разбивочные оси, монтажные (ориентирные) риски следует наносить от знаков внешней или внутренней разбивочных сетей здания (сооружения). Количество разбивочных осей, монтажных рисок, маяков, места их расположения, способ закрепления следует указывать в проекте производства работ или в проекте производства геодезических работ.

Внутренняя разбивочная сеть здания (сооружения) создается в виде сети геодезических пунктов на исходном и монтажных горизонтах здания (сооружения). Вид, схему, точность, способ закрепления пунктов внутренней разбивочной сети здания (сооружения) следует приводить в проекте производства работ или в проекте производства геодезических работ.

Создание внутренней разбивочной сети здания (сооружения) на исходном горизонте следует выполнять с привязкой к пунктам внешней разбивочной сети, а на монтажном горизонте - к пунктам внутренней разбивочной сети исходного горизонта.

Правильность выполнения разбивочных работ должна проверяться путем проложения контрольных геодезических ходов (в направлениях, не совпадающих с принятыми при разбивке) с точностью не ниже, чем при разбивке.

Результаты измерений и построений при создании внутренней разбивочной сети на исходном и монтажных горизонтах следует фиксировать путем составления схем местоположения знаков, закрепляющих оси, отметки и ориентиры.

При передачи отдельных частей здания (сооружения) от одной строительно-монтажной организации другой необходимые для выполнения последующих геодезических работ знаки, закрепляющие оси, отметки, ориентиры и материалы исполнительных съемок должны быть переданы по акту.

Детальная разбивка производится на основе вынесенных главных осей сооружения в соответствии со стадиями строительно-монтажных работ: для производства земляных работ, возведения фундаментов и коммуникаций, строительства надземной части зданий и сооружений и монтажа технологического оборудования.

Непосредственно перед началом разбивочных работ исполнитель проверяет контрольными измерениями незыблемость геодезических знаков, закрепляющих основу разбивочных работ - пункты закрепления главных осей, строительной сетки и т.п.

Точность детальной разбивки зависит от типа и назначения сооружения, материала изготовления деталей, технологии их возведения или сборки и т.п. Обычно требуется, чтобы предельные погрешности геодезических измерений при разбивке и контроле точности положения конструктивных элементов не превышали 33% величины допуска на строительные и монтажные работы. Погрешности в плановом положении рассматривают относительно разбивочных осей, а в высотном - относительно ближайших рабочих реперов. При этом стараются выдержать заданное в проекте взаимное как плановое, так и высотное положение осей и конструктивных элементов сооружений.

Для контроля незыблемости обноски в процессе строительства основные оси дополнительно закрепляют грунтовыми знаками, размещаемыми под обноской. Контроль производится отвесом. Для сохранения обноски иногда ее строят после подготовки котлована.

Завершив работы по разбивке и закреплению основных осей, составляют исполнительный чертеж, на который наносят:

а) пункты строительной сетки, от которых по координатам разбиваются главные оси, с указанием порядка разбивки последних;

б) обноску с расположением осей и с указанием расстояний между ними по результатам контрольных измерений;

в) знаки крепления осей.

Разбивку оформляют актом, к которому прилагают схему расположения и закрепления осей, включая исходные пункты геодезической основы, с указанием результатов контрольных измерений.