Метрологическое обеспечение строительно-монтажных работ. Нормативные данные

Министерство путей сообщения Российской Федерации Дальневосточный государственный университет путей сообщения Кафедра "Строительное производство" А.Н Сульдин МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СТРОИТЕЛЬНО-МОНТАЖНЫХ РАБОТ Курс лекций Хабаровск 2001 УДК 625.1(075.8) ББК О 211–06 С 896 Рецензенты: Главный инженер проекта ООО «Дальстройпроект» Б.П. Брагин Доцент Дальневосточного государственного технического университета, кандидат экономических наук Е.П. Мазаник Сульдин А.Н. Метрологическое обеспечение строительно-монтажных работ: С 896 Курс лекций. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2001. – 78 с.: ил. Курс лекций разработан в дополнение к имеющейся литературе, используемой при изучении дисциплины “Метрология, стандартизация и управление качеством железнодорожного строительства”. В работе кратко изложены основные положения метрологического обеспечения строительно-монтажных работ, приведены основные нормативные данные, необходимые при контроле качества, описаны методы и способы контроля, применяемые при производстве работ в железнодорожном строительстве. Курс лекций предназначен для студентов строительных специальностей всех форм обучения института транспортного строительства. УДК 625.1(075.8) ББК О 211–06 © Издательство Дальневосточного государственного университета путей сообщения (ДВГУПС), 2001 2 ВВЕДЕНИЕ Метрология – это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и требуемой точности [1]. Предметом изучения метрологии являются: общая теория измерений, единицы физических величин, методы и средства измерений, точность измерений, единство измерений, средства измерений, эталоны и образцовые средства измерений. Метрология является научной основой метрологического обеспечения строительно-монтажных работ. Под метрологическим обеспечением понимается применение научной основы, современных технических средств, норм и правил, необходимых для достижения единства и требуемой точности измерений при выполнении строительных работ. Метрологическое обеспечение, в том числе и строительно-монтажных работ, включает в себя ряд взаимосвязанных систем. Система государственных эталонов единиц физических величин обеспечивает воспроизведение единиц с высокой точностью. Система разработки и выпуска рабочих средств измерений обеспечивает определение с требуемой точностью характеристик строительной продукции и технологических процессов. Система стандартных образцов свойств, состава веществ и материалов обеспечивает воспроизведение единиц величин определяющих свойства веществ. Система стандартных справочных данных о физических константах, свойствах веществ и материалов обеспечивает достоверными данными разработку технологических процессов и изделий. Организационной основой метрологического обеспечения являются государственная метрологическая и ведомственная службы. Основными задачами метрологического обеспечения являются: установка перечня измеряемых параметров и схем контроля для строительных процессов; создание отраслевой метрологической базы разработки специальных методов и средств измерений; организация отраслевой системы стандартных образцов свойств и состава материалов; организация ведомственной метрологической службы на основе работы строительных лабораторий, отделов технического контроля предприятий. Выполнение строительно-монтажных работ невозможно без точных измерений, этого требует обеспечение качества. В процессе выполнения работ измерения производятся постоянно. Это обеспечивает соответствие проекту геометрических параметров сооружения в пределах определенных допусков. От качества выполнения измерений, правильного их проведения зависят не только качество возводимого объекта, но и затраты на производство cтpoитeльнo-мoнтaжныx работ. Вопросам порядка производства измерений, оценкам их точности посвящен данный курс лекций. 3 1. ОСНОВЫ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНО-МОНТАЖНЫХ РАБОТ 1.1. Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве Для обеспечения функциональных требований, предъявляемых к зданиям и сооружениям, отдельным элементам, необходимо на всех этапах строительного производства выдерживать жесткие требования к соблюдению геометрических параметров. Соблюдение точности геометрических параметров сооружения, начиная с проектирования, производства строительно-монтажных работ и заканчивая приемкой объектов в эксплуатацию, обеспечивается системой нормативных документов. Комплекс этих документов называется Системой обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Входящие в Систему стандарты охватывают весь процесс создания строительной продукции. В соответствии с требованиями Системы в нормативно-технических документах, рабочих чертежах, технологической документации устанавливают требования к точности изготовления конструкций и выполнению строительно-монтажных работ. Кроме того, в нормативно-технической документации должны быть указаны методы и средства технологического обеспечения и контроля точности. Основные положения Системы обеспечения точности геометрических параметров в строительстве, приведенные в ГОСТ 21778-81, определяют основные термины, применяемые в стандартах. 1.2. Взаимосвязь геометрических параметров в строительстве Точность геометрического параметра х, любого объекта в строительстве, представляет собой случайную величину. Соответствие геометрического параметра номинальному значению, указанному в проекте или чертеже, определяется характеристиками точности. Взаимосвязь различных характеристик точности наглядно показана на рис. 1.1. В процессе каждого отдельного измерения точность геометрического параметра характеризуется значением действительного отклонения δxi, которое может быть определено по формуле: δxi = xi – xnom, где xi – действительное значение параметра; чение параметра. 4 (1.1) xnom – номинальное зна- При этом, под действительным значением геометрического параметра (действительным размером) понимают размер, установленный в результате измерения с определенной точностью. Геометрическим параметром может являться линейная или угловая величина. xi δx xnom mx tmin σx tmax σx δmx xmax ∆x xmin xc δxinf δxsup δxc δx δx Рис. 1.1. Характеристики точности геометрического параметра Номинальное значение геометрического параметра (номинальный размер) задается в проекте и является началом отсчета отклонений. Точность геометрического параметра — это степень приближения действительного значения геометрического параметра к его номинальному значению. Случайные и систематические погрешности, накопленные в процессе измерений и выполнения технологических операций, количественно выражаются в действительном отклонении δxi. В нормативно-технической документации и на рабочих чертежах точность геометрических параметров характеризуется минимальными xmin и максимальными xmax предельными размерами. Для характеристики точ5 ности также пользуются нижним δxinf и верхним δxsup предельными отклонениями от номинального xnom значения, допуском ∆x и отклонением δxc середины поля допуска xc номинального значения параметра x. При этом, половина допуска xc = ∆x / 2 является предельным отклонением параметра x от середины поля допуска xc. Взаимосвязь между приведенными выше характеристиками точности геометрического параметра определяется следующими зависимостями: xmin = xnom + δxinf = xc – δx, (1.2) xmax = xnom + δxsup = xc + δx, (1.3) ∆x = 2δx = xmax – xmin = δxsup – δxinf δ xc = xc − x nom δ x sup + δ x inf x max − x min = − x nom = . 2 2 (1.4) (1.5) При выполнении технологических процессов или операций массового производства точность геометрического параметра x определяется совокупностью его действительных значений xi. В этом случае используют статистические характеристики точности геометрического параметра: среднее значение m x и среднее квадратическое отклонение σx. Оценкой характеристик точности геометрического параметра x при нормальном распределении являются выборочное среднее xm и выборочное среднее квадратическое Sx отклонение, определяемые по формулам: 1 n xm = ∑ x i , n i =1 (1.6) 1 2  1  Sx =  ( x i − x m )2  , ∑  n − 1 i =1  n (1.7) где n – объем выборки. Систематическое отклонение δm x геометрического параметра x определяют по формуле: δmx = mx –xnom . (1.8) Оценкой систематического отклонения δmx при нормальном распределении геометрического параметра является выборочное среднее отклонение δxm, т.е. среднее значение отклонений в выборке, определяемое по формуле: 6 δxm = xm – xnom . (1.9) Предельные значения xmin и xmax устанавливают как предельные значения геометрического параметра x, отвечающие определенным вероятностям появления значений этого геометрического параметра x ниже xmin и выше xmax. Взаимосвязь статистических характеристик точности определяется зависимостями: xmin = mx – tmin σx , (1.10) xmax= mx + tmax σx , (1.11) где tmin и tmax – значения стандартизированных случайных величин, зависящие от вероятности появления значений ниже xmin, выше xmax и типа распределения параметра x. Вероятность появления этих значений принимается не более 0,05. Если распределение геометрического параметра x подчиняется нормальному закону (см. рис. 1.2) и вероятность появления значений xi ниже xmin и выше xmax одинакова, то взаимосвязь между характеристиками точности следующая: xmin = xnom + δxc – δx, (1.12) xmax = xnom + δxc + δx. (1.13) При практически равных значениях mx и xnom взаимосвязь характеристик точности определяется следующими зависимостями: δxс = δmx = 0, (1.14) δxinf = δxsup = δx, (1.15) xmin = xnom – δx, (1.16) xmax = xnom + δx, (1.17) 1.3. Назначение и технологическое обеспечение точности Соблюдение точности параметров возводимого объекта влияет не только на качество сооружения но и на затраты по его строительству. Поэтому точность геометрических параметров назначается и оценивается на всех этапах строительного проектирования и производства работ. Точность параметров устанавливается в зависимости от функцио7 нальных, конструктивных, технологических и экономических требований, предъявляемых к сооружениям и их элементам. Соответствие этим требованиям устанавливают с помощью расчета точности. Порядок расчета точности определяется ГОСТ 21780-83. Точность геометрических параметров сооружений устанавливается посредством характеристик точности, описанных в п. 1.2 данного курса лекций. Основными характеристиками являются предельные отклонения относительно номинального значения параметра x, равные по абсолютной величине половине функционального или технологического допуска, принятого в расчете точности. Функциональный допуск определяет точность положения элементов в конструкции, а технологический допуск регламентирует точность технологических процессов и операций по изготовлению и установке элементов. xi δxi xnom mx tmin σx tmax σx δmx xmax ∆x xmin δxinf xc δxsup δxc δx δx Рис. 1.2. Характеристики точности геометрического параметра при нормальном распределении 8 В зависимости от применяемого технологического оборудования, средств обеспечения и контроля точности, а также возможностей производства, при расчете точности выбирают класс точности. При разработке проектов производства работ предусматривается применение необходимых средств технологического обеспечения точности. При возведении зданий и сооружений применяют необходимые средства и выполняют правила технологического обеспечения точности. Технологические условия изготовления элементов и возведения сооружений должны соответствовать принятым условиям при расчете и назначении точности. Технологические процессы и операции должны предусматривать процедуры входного, операционного и приемочного контроля установленной точности. В зависимости от результата данного контроля следует осуществлять регулирование технологических процессов и операций по допускам на настройку оборудования, предусмотренным в технологической документации. Точность параметров считают обеспеченной, если установлено, что действительные значения геометрических параметров соответствуют проектным и нормативным требованиям. 2. РАСЧЕТ ТОЧНОСТИ 2.1. Основные положения При проектировании зданий и сооружений порядок расчета точности геометрических параметров определяется ГОСТ 21780-83. Этот нормативный документ устанавливает общие положения, методические принципы и порядок расчета геометрических параметров. Расчет точности производится на стадии проектирования зданий и сооружений и обеспечивает собираемость конструкций с заданными эксплуатационными свойствами при наименьших затратах. Точность возведения строительного объекта зависит от точности расчетов при разработке проекта, точности реализации проектных решений при выполнении строительно-монтажных работ и точности выполнения геодезических разбивочных работ. Основой расчета точности являются функциональные требования, предъявляемые к конструкциям и сооружениям, а также данные о точности технологических процессов при изготовлении элементов, разбивке осей и монтажных операциях. Задачей расчета точности является определение предельных значений результирующих параметров и сравнение их с допускаемыми значениями. Результирующим является параметр, входящий в расчетную схему и зависящий от ряда составляющих параметров. 9 Составляющий параметр определяется непосредственно при выполнении технологического процесса или операции и входит в расчетную схему. Под расчетной схемой понимается графическое изображение связей между результирующими и составляющими геометрическими параметрами, в которых учитываются конструктивно-технологические особенности зданий, сооружений и их элементов, а также способы и последовательность выполнения технологических процессов и операций. Результирующий геометрический параметр определяется в соответствии с принятой расчетной схемой по характеристикам точности составляющих параметров. Допускаемые предельные значения геометрического параметра устанавливаются на основе функциональных требований и определяются прочностью, устойчивостью элементов и конструкций, изоляционными, эстетическими и другими требованиями, предъявляемыми к ним. Для обеспечения соответствия точности результирующего параметра функциональным требованиям необходимо выполнение следующего условия: xmin ≥ x min, f, (2.1) xmax ≤ x max, f , (2.2) где x min и x max – расчетные предельные значения результирующего параметра х; x min,f и x max,f – допустимые предельные значения результирующего параметра х. Функциональный допуск ∆xf определяется по формуле: ∆xf = x max,f – x min,f . (2.3) Задачу расчета точности можно выполнить двумя способами. При прямой задаче производят проверочный расчет, при этом предельные значения результирующего параметра определяют по известным значениям составляющих параметров. При решении обратной задачи по установленным допускаемым предельным значениям результирующего параметра определяют необходимые требования, предъявляемые к точности составляющих геометрических параметров. По результатам расчета точности в нормативно-технической документации на строительство зданий и сооружений и их элементов в рабочих чертежах устанавливают требования к точности составляющих и результирующих геометрических параметров и правила контроля точности. Также по результатам расчета точности устанавливают способы и последовательность выполнения технологических операций при производстве строительно-монтажных работ, изготовлении элементов, разбивке сооружений. Для обеспечения их точности определяют методы и средства производства работ. 10 При проектировании зданий и сооружений должны быть обеспечены минимальные затраты трудовых и материальных ресурсов, направленных на производство строительно-монтажных работ. Эта цель может быть достигнута путем применения максимально возможных значений допусков и снижения влияния технологических процессов и операций на точность результирующих геометрических параметров. Расчет точности приводится исходя из условия полной собираемости конструкций, но при технической возможности и экономической целесообразности может предусматриваться неполная собираемость конструкций. В тех случаях, когда действительные значения результирующего параметра будут превышать предельные значения, необходимо предусмотреть подгонку элементов. Зависимость между результирующим и составляющим параметром определятся следующим выражением: n x = c1 x1 + c2 x 2 + ... + cn xn = ∑ ck xk , k =1 (2.4) где х – результирующий параметр; xk – составляющий параметр; n – число составляющих параметров; ck – коэффициент, характеризующий зависимость результирующего параметра от составляющего. Результирующим параметром является размер в узлах соединений элементов, которым при принятой технологии выполнения операции завершается технологический цикл. Этот параметр определяет точность составляющих параметров и компенсирует погрешность технологических операций. Составляющими параметрами являются размеры элементов, отметки, расстояния между осями элементов и другие параметры, влияющие на точность результирующего параметра. Расчет точности геометрических параметров производится на основе статистических методов. На практике расчет производится по допускам упрощенным статистическим методом. Этот метод позволяет обеспечить полную собираемость конструкций при контроле точности составляющих параметров с приемочным уровнем дефектности 4 %. Расчетные предельные значения результирующего параметра с учетом статистических методов определяются по следующим формулам: x min = x nom + δxc – 0,75 ∆x , (2.5) x max = x nom + δxc + 0,75 ∆x , где xnom – номинальное значение результирующего параметра; δxc – расчетное отклонение середины поля допуска результирующего параметра; ∆x – расчетный допуск результирующего параметра. 11 Номинальное значение результирующего параметра определяется по формуле: n x nom = ∑ c x , k k , nom k = 1 (2.6) где xk,nom – номинальные значения составляющих параметров. Расчетное отклонение середины поля допуска определяется по формуле: n δx = ∑ c δx , c k k, c k =1 (2.7) где δxk,c – отклонения середин полей технологических допусков составляющих параметров. Расчетный допуск результирующего параметра определяется по формуле: ∆xc = n ∑c k =1 2 k ∆x k2,c , (2.8) где ∆xk – технологические допуски составляющих параметров. 2.2. Определение расчетных предельных значений результирующего параметра Расчет точности геометрических параметров, при числе составляющих параметров до трех и отсутствии данных о статистических характеристиках их распределения, допускается производить методом «максимума – минимума». Расчетные предельные значения, по этому методу, определяются по формулам: x min = x nom + δ x c − ∆x , 2 x max = x nom + δxc + Δx , 2 (2.9) (2.10) где xnom – расчетное номинальное значение результирующего параметра x, определяемое по формуле (2.6); δxc – расчетное отклонение середины поля допуска результирующего параметра x, определяемое по формуле (2.7); ∆х – расчетное значение допуска результирующего параметра x. 12 Расчетное значение допуска результирующего параметра определяют с учетом неблагоприятного сочетания отклонений составляющих параметров на основе исходного уравнения (2.2) по формуле: n ∆x = ∑ |ck | ∆x k , k =1 (2.11) где ∆хk – допуск составляющего параметра хk; ck – коэффициент, характеризующий геометрическую зависимость результирующего параметра x от составляющего параметра xk. 2.3. Последовательность расчета точности В процессе проектирования зданий и сооружений определяют результирующие геометрические параметры, от точности которых зависит выполнение функциональных требований, предъявляемых к строительным конструкциям. Допустимые предельные значения параметров определяются на основе расчета прочности и устойчивости. Для проектируемого сооружения в соответствии с принятой технологией выполнения строительно-монтажных работ назначается база. За базу принимается поверхность или ось, относительно которых определяется положение других поверхностей или осей. Она служит началом отсчета и накоплением погрешности измерений при выполнении определенного цикла технологических операций. Рассчитанный результирующий параметр должен компенсировать эту погрешность. Для расчета результирующего геометрического параметра назначают расчетную схему, определяют составляющие параметры и исходное уравнение точности (см. рис. 2.1). Точность составляющего параметра определяется точностью технологического процесса или операции. Его характеристики точности принимают на основе требований соответствующих стандартов или по ГОСТ 21779-82. Если составляющий параметр является результатом выполнения нескольких технологических процессов, то его точность определяется расчетом. При расчете точности составляющих параметров учитывают отклонения, возникающие в процессе монтажа, эксплуатации конструкций, а также температурных и других воздействий на результирующие параметры. Определение точности производится методом пробных расчетов исходя из условия, приведенного в формулах (2.1), (2.2). При этом могут быть решены как прямая, так и обратная задачи. При решении прямой задачи определяют номинальное и предельное значения результирующего параметра на основе принятых характеристик точности и номинальных значений составляющих параметров. Затем проверяют условия точности. 13 а) cnom г) ∆d f ∆cf cmin, f б) dmax, f dmin, f cmax, f cnom ∆cf amin, f amax, f в) dmax, f ∆d f dmin, f dmin, f ∆ df dmin, f д) Рис. 2.1. Основные виды результирующих параметров: а) зазор между элементами; б) глубина опирания элементов; в) несоосность элементов; г) несовпадение поверхностей элементов; д) невертикальность При решении обратной задачи на основе условий точности по допустимым предельным и номинальному значению результирующего параметра, определяют характеристики точности некоторых составляющих параметров. В результате расчета может быть установлено несоблюдение условия точности. В этом случае необходимо изменить конструктивные решения или технологию производства работ. Ведение более совершенных технологических процессов позволит повысить точность составляющих параметров, оказывающих наибольшее влияние на результирующий параметр. 14 Повышение точности результирующего параметра можно достичь уменьшением числа параметров в расчетной схеме за счет изменения способа ориентирования и последовательности технологических операций. Пересмотр конструктивных решений узлов конструкций позволит изменить допустимые предельные и номинальные значения результирующего параметра. Возможно также предусмотреть неполную собираемость конструкций. 3. СИСТЕМА ДОПУСКОВ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ 3.1. Технологические и функциональные допуски Качественное сооружение объектов обеспечивается выполнением параметров, установленных проектом, соблюдением допусков при изготовлении, монтаже конструкций, а также при производстве разбивочных работ. При выполнении работ допускаются отклонения как при разбивке осей сооружений, так и при установке конструкций в проектное положение. При изготовлении допускаются отклонения размеров строительных конструкций от номинальных значений. Все эти отклонения размеров носят случайный характер. Для того, чтобы обеспечить монтируемость сборных элементов, нормативно-техническими документами определяются допуски как на размеры самих конструкций, так и на их положение при монтаже. Для обеспечения эксплуатационных требований, а также прочности, устойчивости конструкций и соединений, применяют функциональные допуски. Точность изготовления и монтажа сборных элементов определяется технологическими допусками. На отклонения размера конструкций от номинала влияют искривление опалубки, прогиб поддонов, износ шарнирных соединений в формах, смещение фиксирующих устройств. Величина допуска определяется типом применяемого оборудования, монтажного инструмента и оснастки. Величина допуска при выполнении строительно-монтажных работ определяется ГОСТ 21779-82. Порядок расчета допусков в строительстве будет рассмотрен ниже. На всех этапах проектирования и строительства производятся назначение и оценка точности геометрических параметров зданий и сооружений. Точность устанавливается на основе функциональных, конструктивных, технологических и экономических требований, предъявляемых к этим сооружениям. Соответствие геометрических параметров требованиям точности устанавливается на основе расчета, порядок которого определяется ГОСТ 21780-83. 15 Основными характеристиками точности геометрического параметра являются предельные отклонения относительно номинального значения параметра x. Предельные отклонения принимаются, как правило, равными по абсолютной величине половине значения функционального или технологического допуска, принятого в расчете точности. Функциональные допуски определяют точность геометрических параметров и положение конструкций в узлах и соединениях. Значения функциональных допусков определяются по формуле (2.2). При расчете допуска предельные значения геометрического параметра xmin и xmax или предельные его отклонения δxinf и δxisup определяются, исходя из прочностных, изоляционных и эстетических требований, предъявляемых к конструкциям. Технологические допуски определяют точность выполнения технологических процессов при производстве строительно-монтажных работ. Значения технологических допусков в зависимости от класса точности выполняемых операций и процессов определяются по ГОСТ 21779-82. Допуски определяют точность технологических процессов при изготовлении, монтаже элементов, а также выполнение разбивочных работ. При этом класс точности определяется расчетом точности в зависимости от применяемого технологического оборудования, оснастки, средств контроля точности, условий и возможностей производства. Технологические допуски определяются при разработке нормативно-технической, рабочей и технологической документации. Они устанавливают точность: – изготовления элементов из различных материалов; – выполнения разбивочных работ; – выполнения строительно-монтажных работ. Значения технологических допусков ∆х определяются по формуле: ∆x = i K, (3.1) где К – коэффициент точности, устанавливающий число единиц допуска для данного класса точности; i – единица допуска, определяемая в зависимости от значения нормируемого геометрического параметра. Единица допуска при изготовлении и установке элементов определяется по формуле: i = α i ( 0 ,8 + 0 ,001 L )( 3 L + 25 + 0 ,013 L2 ), (3.2) где при определении допуска значение αi равно: – линейного размера, прямолинейности, плоскости, равенства диагоналей – 1,0; – перпендикулярности – 0,6; 16 при определении допуска в процессе установке элементов αi равно: – совмещении ориентиров – 1,6; – симметричности установки – 0,6; L – значение геометрического параметра в мм. Единица допуска при разбивке сооружений определяется по формуле: i = αi L, (3.3) где αi равно при разбивке точек – 1,0; при разбивке высотных отметок – 0,6; при передаче точек и осей по вертикале – 0,4; при передаче высотных отметок и створности точек – 0,25. L – значение геометрического параметра в м. 3.2. Точность изготовления элементов Точность изготовления элементов и конструкций зданий и сооружений характеризуют допускаемыми и предельными отклонениями линейных размеров (см. рис. 3.1), формы и взаимного положения поверхностей. xi δ xi L δ xinf δ xsup ∆x Рис. 3.1. Допуск и отклонения от линейных размеров элементов Допуски и предельные отклонения формы и взаимного положения поверхностей устанавливают, если требуется ограничить искажения форм элементов, не выявляемые при контроле точности линейных размеров. Например, измерением линейных размеров пространственных конструкций, стеновых панелей, ферм, объемных конструкций, невозможно выявить: являются ли они плоскими. Для таких конструкций точность формы поверхностей призматических прямоугольных элементов характеризуют допусками прямолинейности (рис. 3.2) и предельными отклонениями от плоскости, а точность взаимного положения поверхностей этих элемен17 2 δ xsup 1 δ xi ∆x L δ xinf тов – допусками перпендикулярности и предельными отклонениями от перпендикулярности. Допуски линейных размеров элементов, отверстий, проемов, прямолинейности, плоскости и др. принимают по таблицам ГОСТ 21779-83 в зависимости от номинального размера L. 3 Рис. 3.2. Допуск и отклонение от прямолинейности на заданной длине: 1 – условная (прилегающая) прямая, 2 – реальный профиль; 3 – прямые, ограничивающие поле допуска 3.3. Точность разбивочных работ Точность выполнения разбивочных работ (рис. 3.3) характеризуется следующими допусками и предельными отклонениями: – разбивки точек и осей в плане; – передачи точек и осей по вертикали; – створности и отклонениями от створности; – разбивки высотных отметок; – передачи высотных отметок; – перпендикулярности и отклонением от перпендикулярности осей. Допуски определяются по данным ГОСТ 21779-83 в зависимости от номинальной длины L разбиваемой оси или номинального расстояния Н между горизонтами. Допуски разбивочных работ определяются с учетом точности нанесения и закрепления соответствующих точек и осей. 18 а) 2 1 xi δ xi L δ xinf δ xsup ∆x ∆x δ xsup 2 δ xi δ xi H xi δ xinf 2 ∆x δ xinf в) δ xsup б) L 1 1 Рис. 3.3. Допуск и отклонение точек и осей: а) в плане; б) по вертикали; в) высотных отметок: 1 – ориентир, принимаемый за начало отсчета; 2 – ориентир, устанавливаемый в результате разбивки 3.4. Точность строительно-монтажных работ Точность геометрических параметров возводимых зданий, сооружений, элементов и конструкций, а также земляных работ устанавливают в соответствии с точностью изготовления элементов. Точность сборки элементов зданий и сооружений характеризуют допусками совмещения отклонениями от совмещения ориентиров, допусками симметричности и отклонениями от симметричности установки элементов (рис. 3.4). 19 L 2 a b 1 δxi δxsup δxsup ∆x L 2 1 1 δxi a δxsup δxsup b ∆x Рис. 3.4. Допуск симметричности и отклонение от симметричности установки элементов: 1 – установленный элемент; 2 – устанавливаемый элемент Значения допусков при выполнении строительно-монтажных работ определяются по таблицам ГОСТ 21779-82 в зависимости от номинального значения геометрического параметра и характеризуют точность установки элементов после проектного закрепления. При временном закреплении элементов точность установки принимается на 1-2 класса выше в зависимости от применяемого способа закрепления конструкций. 20 4. КОНТРОЛЬ ТОЧНОСТИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ 4.1. Общие положения Одной из обязательных составляющих системы контроля качества в строительных предприятиях и организациях является контроль точности геометрических параметров. Этот контроль выполняется посредством сопоставления действительных значений параметров или характеристик точности с установленными. Правила контроля точности геометрических параметров конкретных видов конструкций и их элементов, а также выполняемых работ назначают в соответствии с ГОСТ 23616-79. Указания стандарта распространяются на строительство зданий и сооружений, изготовление для них элементов (конструкций, изделий, деталей) и устанавливают основные правила и методы контроля точности геометрических параметров. В ходе выполнения строительно-монтажных работ и при изготовлении строительных конструкций выполняют входной, операционный и приемочный контроли точности. Основной задачей контроля точности в строительстве является определение с заданной вероятностью соответствия точности геометрических параметров требованиям нормативно-технической, технологической и проектной документации на объекты контроля. Контроль точности предусматривает также получение необходимой информации для оценки и регулирования точности технологических процессов. При выполнении строительно-монтажных работ в ходе контроля точности определяют геометрические параметры элементов и параметры, устанавливающие положение ориентиров разбивочных осей и ориентиров для установки элементов, а также положение элементов в конструкциях. При производстве строительных конструкций контролируют геометрические параметры технологического оборудования, форм и оснастки, оказывающие влияние на точность изготовления элементов, их установку в конструкциях и указанные в соответствующих технологических документах. Для обеспечения качества работ на предприятиях и в строительных организациях разрабатываются стандарты предприятия, карты и ведомости контроля. Дополнительно разрабатываются технологические документы на процессы и операции контроля, определяющие для конкретных объектов контроля размещение постов контроля по технологическому процессу, исполнителей, объем и содержание работ по контролю, методики и схемы измерений, правила сбора, обработки и использования информации о результатах контроля. Разрабатываемая нормативно-техническая и технологическая документация, устанавливающая правила контроля точности, обязательно проходит метрологическую экспертизу в соответствии с требованиями стандартов Государственной системы обеспечения единства измерений. 21 В разрабатываемых стандартах и других нормативно-технических документах, устанавливающих правила контроля, определяются: – контролируемые параметры; – применяемый метод контроля; – план контроля и порядок его проведения; – средства контроля, правила выполнения и требования к точности измерений; – метод оценки результатов контроля. При разработке правил контроля точности учитывают технические характеристики объекта контроля и контролируемых параметров, объемы производства и стабильность технологических процессов. Важным фактором является также учет стоимости и требуемой надежности контроля. 4.2. Методы контроля точности При производстве строительно-монтажных работ и изготовлении строительных конструкций выполняют сплошной или выборочный контроли точности. Преимущественно назначают выборочный контроль по альтернативному или количественному признакам, а в необходимых случаях – сплошной. Сплошной контроль назначают: – при небольших объемах производства, когда выборочный контроль неосуществим; – нестабильном характере производства, в том числе в период наладки технологических процессов; – повышенных требованиях к обеспечению заданной точности, связанных с необходимостью применения выборок большого объема. Выборочный контроль назначают при налаженном стабильном производстве, когда обеспечена статистическая однородность технологического процесса. При выборочном методе преимущественно следует применять контроль по альтернативному признаку. Контроль по количественному признаку применяют для наиболее ответственных параметров, когда их количество невелико и имеется необходимость в дальнейшей отработке процесса, а также, если по условиям производства целесообразно сократить объем выборок по сравнению с контролем по альтернативному признаку. Этот метод применим при условиях, что контролируемые параметры независимы друг от друга и имеют нормальное распределение. При необходимости часть параметров можно контролировать по количественному признаку, а часть – по альтернативному. 22 Инспекционный контроль выполняется с применением методов, установленных в соответствующих нормативно-технических документах для приемочного контроля. Инспекционный внутриведомственный контроль проводят по графику, утвержденному руководством предприятия. На разных стадиях строительного производства применяют различные виды и методы контроля точности. Виды контроля на различных стадиях производства приведены в табл. 4.1. Таблица 4.1 Объекты контроля точности по стадиям производства Стадия производства Объекты контроля Входной контроль Проектная документация Изготовление элементов Изделия, детали и полуфабрикаты, поступающие в производство Рабочие органы и регулирующие устройства оборудования и оснастка СтроительноПроектная документация монтажные раОриентиры разбивочных осей, отметки боты (при органи- дна котлована, элементы строительзации работ по ных конструкций после завершения каждому послеработ предыдущего этапа дующему этапу) Элементы сборных конструкций зданий и сооружений, поступающие на строительную площадку Методы контроля Выборочный по альтернативному признаку Сплошной Выборочный по альтернативному или количественному признакам Выборочный по альтернативному признаку. В отдельных случаях – сплошной Приспособления и монтажная оснастка Сплошной Операционный Изготовление Результаты выполнения технологиче- Выборочный по количеэлементов ских операций, влияющих на точность ственному или альтернагеометрических параметров готовой тивному признакам; в продукции случае необходимости – сплошной Технологическое оборудование, фор- Сплошной или выборочмы и оснастка ный СтроительноОриентиры разбивки точек и осей, вы- Выборочный по количесотные отметки опорных плоскостей и ственному или альтернамонтажные ративному признакам, или боты (в процессе установочные ориентиры выполнения расплошной бот по опредеЭлементы сборных конструкции в про- Сплошной ленному этапу) цессе установки и временного закрепления Оснастка, применяемая для установки Сплошной элементов 23 Окончание табл. 4.1 Стадия производства Объекты контроля Приемочный контроль Изготовление Элементы сборных конструкций элементов после завершения цикла изготовления СтроительноОриентиры разбивочных осей, вымонтажные рабо- сотные отметки опорных плоскоты (после выпол- стей и установочные ориентиры нения работ по Элементы сборных конструкций определенному после постоянного закрепления, а этапу) также их сопряжения Методы контроля Сплошной или выборочный по альтернативному или количественному признакам Выборочный по альтернативному признаку Выборочный по альтернативному признаку; в отдельных случаях – сплошной 4.3. Сплошной контроль Сплошной контроль точности геометрического параметра предусматривает его проверку в каждом контролируемом объекте. Проверка точности производится после выполнения определенного объема строительно-монтажных работ или после формирования партий продукции, а также по мере завершения соответствующих технологических операций или выпуска готового изделия. Точность геометрического параметра оценивается с помощью контрольных нормативов. При сплошном контроле ими являются верхнее δxsup и нижнее δxinf предельные отклонения от номинальных размеров или от номинального положения ориентира, точки прямой или плоскости, определяющие требования к точности контролируемого параметра. Контрольными нормативами могут быть также наибольший xmax или наименьший xmin предельные размеры. Соответствие геометрических параметров конструкций контрольным нормативам устанавливают по правилам измерений, находя действительные отклонения δxi или действительные размеры xi. Контроль точности считают выполненным по данному контролируемому параметру, если соблюдено одно из следующих условий: δxinf ≤ δxi ≤ δxsup ; (4.1) xmin ≤ xi ≤ xmax. (4.2) В практике строительства для сокращения трудоемкости контроля точности геометрических параметров проверка выше приведенных условий производиться с применением предельных калибров или шаблонов. В этом случае отпадает надобность в определении количественных значений действительных отклонений и действительных размеров. 24 4.4. Выборочный контроль Выборочный контроль точности геометрического параметра производят по установленному плану контроля в выборке, состоящей из определенного количества объектов контроля (единиц продукции) в общем объеме партии строительных изделий или в объеме выполненных строительно-монтажных работ. Возможность применения эффективного выборочного контроля устанавливают на основе результатов статистического анализа точности по ГОСТ 23615–79. Контроль точности разбивочных работ и установки элементов производят по выборке составленной из определенного количества закрепленных в натуре ориентиров или установленных элементов. При контроле по альтернативному признаку контрольными нормативами являются предельные отклонения δxsup и δxinf (или xmin и xmax), приемочные и браковочные числа Ас и Rе, характеризующие предельное количество дефектных единиц в выборке. Могут быть приняты одноступенчатый или двухступенчатый способы контроля, которые равнозначны по получаемой оценке. Планы контроля точности, то есть объем партии и объем выборки, устанавливают в соответствии с ГОСТ 23616-79 в зависимости от условий производства и приемочного уровня дефектности, принятого для данного контролируемого параметра (см. табл. 4.2). Таблица 4.2 Значения приемочного уровня дефектности Приемочный уровень дефектности, % 0,25; 1.5 4,0 10.0 Область применения Параметры, являющиеся составляющими или результирующими при расчете точности конструкций по ГОСТ 21780–83 и обеспечивающие надежность сооружения в эксплуатации, к достижению точности которых предъявляются повышенные требования. Нарушение требований к точности таких параметров является критическим дефектом Параметры, являющиеся составляющими или результирующими при расчете точности конструкции по ГОСТ 21780–83, а также влияющие на эксплуатационные свойства объекта контроля. Нарушение требований к точности указанных параметров является значительным дефектом Параметры, не входящие в исходные уравнения при расчете точности конструкций по ГОСТ 21780–83 или пригоняемые по месту. Нарушение требований к точности указанных параметров является' малозначительным дефектом 25 При контроле по альтернативному признаку определяют количество дефектных объектов контроля (единиц продукции) в выборке путем ее сплошного контроля. Партия принимается, если количество дефектных объектов контроля в выборке меньше или равно приемочному числу AC1, и не принимается, если это количество больше или равно браковочному числу Rе1. При двухступенчатом контроле, в случаях, когда число дефектных объектов контроля в выборке больше AС1 и меньше Rе1 извлекается вторая выборка. Если общее число дефектных единиц в двух выборках меньше или равно приемочному числу AC2, партия принимается, если больше или равно браковочному числу Rе2 – принимается. При контроле по количественному признаку контрольными нормативами являются xmin , xmax и табличные коэффициенты, характеризующие допустимое для данного плана контроля соотношение между действительными и нормативными характеристиками точности. Правила контроля по количественному признаку назначают в соответствии с ГОСТ 20736–75. Партии, отклоненные при выборочном контроле, могут быть предъявлены для сплошного контроля. 4.5. Выбор методов и средств измерений Выбираемые методы и средства измерений точности геометрических параметров должны обеспечивать необходимую точность и достоверность этих измерений и назначаться в соответствии с особенностями объекта контроля и контролируемого параметра с учетом их трудоемкости и стоимости. Точность контрольных измерений должна соответствовать условию 2 δxmet ≤ 0,4 ∆x , (4.3) где δxmet – предельное значение абсолютной погрешности измерения; ∆x – допуск контролируемого параметра. В расчете предельных значений погрешностей геометрических параметров необходимо учесть случайные и неустранимые систематические ошибки метода и средств измерений. Также необходимо учесть то, что погрешности измерения увеличивают риск неправильной оценки результатов контроля. Возрастает вероятность бракования годного объекта контроля или приемки бракованного в качестве годного. Для учета дополнительного риска неправильной оценки, возникающего из-за погрешностей измерений, увеличивают объем выборки. 26 При нормальном законе распределения контролируемого параметра и погрешности измерения равной: δxmet = 2,5σxmet , (4.4) значения увеличенного объема выборки определяются по следующей формуле:  σ x 2 met n = n 1 + σ 2x  `   ,  (4.5) где п – объем выборки по плану контроля; σх – среднее квадратическое отклонение измеряемого геометрического параметра; σ хmet – средняя квадратическая погрешность измерений. Критерии оценки результатов контроля по увеличенному объему выборки принимают по плану контроля для выборки п. Таблица 4.3 Значения увеличенного объема выборки Предельная погрешность измерений δxmet в долях от технологического допуска контролируемого параметра ∆x 0,3 2 ∆x 0,4 2 Увеличенный объем выборки n' при приемочном уровне дефектности, % 0,25 1,5 4,0 10.0 1,13n 1,08n 1.06n 1,036n 1,23n 1.15n 1,11n 1,065n Все применяемые средства и методики измерений геометрических параметров аттестовываются государственной или ведомственной метрологической службой в соответствии с требованиями стандартов Государственной системы обеспечения единства измерений. 5. ПРАВИЛА, СРЕДСТВА И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ Оценка качества выполнения строительно-монтажных работ предполагает наличие достоверной информации о геометрических параметрах изделий и конструкций. Эта информация может быть получена только в результате измерений. В свою очередь измерения могут быть произведены разными методами, с использованием различных приборов и инструментов. Таким образом, качество строительно-монтажных работ зависит от технического уровня средств и методов измерений применяемых при производстве работ. 27 Измерения производятся на всех стадиях строительного производства, начиная с изыскания, проектирования сооружения. На всех стадиях выполнения строительно-монтажных работ и в период эксплуатации постоянно производятся измерения с целью проверки геометрических характеристик, обеспечивающих безопасную работу сооружений. Например, при сооружении железной дороги производят регулярные наблюдения за состоянием земляного полотна в период временной эксплуатации, и после сдачи в постоянную эксплуатацию, чтобы не допустить деформаций тела насыпи. В процессе возведения зданий и сооружений выполняют линейные, угловые, высотные и вертикальные измерения. При выполнении измерений чаще всего используют две физические величины: длину и угол. При измерениях расстояний, отметок, превышения, за основную единицу длины в строительстве принят метр. При измерении углов принята дополнительная физическая величина – радиан. В практической работе используется внесистемная единица измерения – градус, равная 1/90 части прямого угла. Измерения при строительстве зданий и сооружений регламентируются соответствующими нормативно-техническими документами. В документации приводятся требования к квалификации монтажников, качеству используемого инструмента и оборудования, указаны методы обеспечения и контроля качества монтажных работ. 5.1. Правила выполнения измерений при производстве строительно-монтажных работ В процессе выполнения строительно-монтажных работ производится большое количество измерений. Они выполняются при разбивочных работах, в процессе изготовления и монтажа элементов. Особенно важно правильно выполнять измерения при контроле точности параметров возводимого сооружения. Правила выполнения измерений при различных видах работ устанавливает ГОСТ 26433.0-85. При производстве работ объектами измерений являются: – строительные элементы; – строительные конструкции зданий и сооружений на отдельных этапах выполнения и после завершения всех работ; – оборудование, приспособления и оснастка для изготовления и монтажа элементов; – разбивочные сети и их элементы. В процессе выполнения строительно-монтажных работ измерениям подлежат те геометрические параметры, требования к точности которых установлены в нормативно-технической, проектной или технологической документации. В соответствии с Системой обеспечения точности геометрических параметров в строительстве в нормативно-технической до28 кументации устанавливают методы и средства измерений, порядок выполнения, а также способы обработки результатов измерений. При этом руководствуются следующими приведенными ниже правилами. 5.1.1. Выбор метода измерения При выборе метода и средства измерения обеспечивают следующее условие: δXΣmet ≤ δXmet , (5.1) где δXΣmet – расчетная суммарная погрешность принимаемого метода и средства измерения; δXmet – предельная погрешность измерения. При определении расчетной суммарной погрешности измерений предварительно устанавливают перечень и определяют значения систематических и случайных составляющих погрешностей, влияющих на суммарную погрешность результата измерения. В расчетах учитывают следующие погрешности: – средств измерения, принимаемые по результатам поверки или из эксплуатационной документации; – принятого метода измерения, определяемого на основе анализа приемов и операций, которые могут быть источниками погрешностей; – измерения значений параметров, определяющих нормальные условия измерений. Расчетная погрешность измерений определяется по формулам: δ X ∑ met = 2 r ∑K p =1 2 p  u  2 δ X p +  ∑ Kq δ Xq  ,  q =1    (5.2) или δ X ∑ met = 2 ,5 σ X ∑ met = 2 r ∑K p= 1 2 p  u  2 σ X p +  ∑ K q σX q  ,  q =1  где δXp – случайные составляющие погрешности; δXq – систематические составляющие погрешности; σXp – средние квадратические случайные составляющие погрешности; σXq – средние квадратические систематические составляющие погрешности; p = 1,2…r – число случайных составляющих погрешностей; q=1,2...u – число систематических составляющих погрешностей; Кр, Kq – коэффициенты, учитывающие характер зависимости между суммарной и каждой из составляющих погрешностей измерения. 29 Погрешности основных методов и средств измерений, применяемых в строительстве, приведены в табл. 5.1. Перечень средств измерений, применяемых при выполнении строительно-монтажных работ в зависимости от вида и класса точности, приведен в табл. 5.2. Предельная погрешность измерения определяется из условия: δX met ≤ K ⋅ ΔX , (5.3) где ∆Х – допуск измеряемого геометрического параметра; К – коэффициент, зависящий от цели измерений и принимаемый при контроле точности разбивочных работ, изготовления и установки элементов – 0,2, а для измерений выполняемых в ходе разбивочных работ – 0,4. 5.1.2. Порядок выполнения измерений На точность выполнения измерений влияют множество различных факторов. Тщательная подготовка средств измерений и места производства измерений обеспечивают требуемую точность и отсутствие грубых погрешностей. В процессе подготовке к измерениям необходимо обеспечить свободный доступ к объекту измерения, а также наиболее удобное размещение средств измерения. Перед производством измерений необходимо очистить места измерений, произвести разметку и маркировку. Указатели должны быть надежно закреплены и хорошо видны. Таблица 5.1 Погрешности основных методов и средств измерения (ГОСТ 26433.2-94) Диапазон Предельная погрешизмерения, Средство измерения Метод измерения ность, (±) мм не более При определении отклонений от разбивочной оси или створа Линейка по ГОСТ 427 Измерение расстояния ме1,0 Непосредственили ГОСТ 17435 жду ориентирами ный контакт ориентиров Струна-отвес по Измерение линейкой откло4,0 Расстояние межГОСТ 7948; линейка по нений от створа, заданного ду точками заГОСТ 427 или калиброванной струной диакрепления разбиГОСТ 17435 метром 0,5 мм и отвесом вочной оси 80 м Теодолиты по Измерение линейкой откло2,0 Расстояние меГОСТ 10529 типов: нений от створа, заданного жду точками заТ2 визирной осью зрительной крепления разТ5 трубы теодолита при двух побивочной оси ТЗО ложениях вертикального круга 4,0 или створа 50 м Линейка по ГОСТ 427 или ГОСТ 17435 30 Окончание табл. 5.1 Средство измерения Метод измерения ПредельДиапазон ная поизмерения, грешность, не более (±) мм При определении отклонений от отвесной линии Рейка-отвес Измерение двумя наблюде2 3,0 ниями с поворотом рейки на 180° между наблюдениями Тоже 2 3,0 Рейка с уровнем (τ ≤ 2) Отвес по ГОСТ 7948 Исключение ветровых воздей5 10 и линейка по ГОСТ 427 ствий и гашение колебаний или ГОСТ 17435 Теодолиты по ГОСТ 10529 Проектирование коллимационТ2 ной плоскостью при двух полоН/7 50 Т5 Н/3,5 50 жениях вертикального круга, ТЗО Н/1,7 30 S ≤ 2Н линейка по ГОСТ 427 или ГОСТ 17435 Оптические центриры и Проектирование двумя на3 100 линейка или специальная блюдениями палетка «Зенит ОЦП», ОЦП», Высокоточное проектирование PZL «Надир» При определении отклонении от проектных отметок и заданного уклона Нивелир по ГОСТ10528 Геометрическое нивелирование Нивелирная рейка: Н-05; рейка РН-05 Высокоточное 0,5 Н-3, рейка РН-3 Точное 3,0 Н-Ю, рейки РН-З,РН-10 Техническое 7,0 Гидростатический Гидростатическое нивелироваПревышевысотомер: ние двойным наблюдением с ние между перестановкой сосудов между точками точный наблюдениями 0,2 0,1 технический 3,0 0,5 Микронивелир: Измерение двойным наблю0,2 Длина дением с разворотом прибора шага: Точный 1,0 на 180" между наблюдениями Технический 3,0 2,0 31 Таблица 5.2 Основные средства измерений геометрических параметров для производства строительных и монтажных работ Вид разбивочных работ Основные средства обеспечения точности Разбивка точек и осей в плане Теодолиты по ГОСТ 10529: Т1 Т2 Т5 ТЗО Рулетка по ГОСТ 7502 Базисный прибор Светодальномеры по ГОСТ 19223, МСД-1М, СПЗ.СТЗН Разбивка Нивелиры по ГОСТ 10528: Н05, Н1 и передача НЗ высотных НЮ отметок Рейки нивелирные:РН-05, РН-1 РН-3 РН-10 Рулетка по ГОСТ 7502 Передача точек Оптические центриры: ЦО-1 и осей по верти- ЦО-30, RZL кали Теодолиты па ГОСТ 10529:Т2 Т5 ТЗО Отвес по ГОСТ 7948 Построение Теодолиты по ГОСТ 10529: Т2, Т5 створа Лазерный визир Оптическая струна Струна, разметочный шнур Классы точности по ГОСТ 21779 1 * * * * * * * 2 * * * * * 3 4 5 6 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * В зависимости от характера измерений маркировка производится рисками с помощью карандаша на бетонной поверхности, засечками с помощью зубила или краской. На деревянной поверхности место отсчета закрепляют с помощью забитого гвоздя. Средства измерений перед производством работ должны быть проверены и подготовлены к работе в соответствии с инструкцией по их применению. Приборы необходимо поверить, ленты и рулетки откомпарировать. 32 Измерения в условиях строительной площадки производятся в стесненных и опасных местах. Поэтому необходимо в процессе подготовки к измерениям провести мероприятия по обеспечению требований техники безопасности. Оградить места производства измерений, предусмотреть надежное крепление ограждающих конструкций, Паспортная точность для различных средств измерений определяется для усредненных условий эксплуатации. Точность производства измерений будет зависеть от того, насколько условия производства будут отличаться от нормальных. Нормальные условия производства измерений должны быть указаны в нормативно-технической документации на объект измерения. Если эти указания отсутствуют, необходимо принимать следующие характеристики нормальных условий выполнения измерений: – температура окружающей среды 293 К (20 °С); – атмосферное давление 101,3 кПа (760 мм рт.ст.); – относительная влажность окружающего воздуха 60 %; – относительная скорость движения внешней среды 0 м/с. Все отклонения параметров условий измерений фиксируют для внесения поправок в результаты измерений при их обработке. Измерения строительных конструкций, изделий и узлов производят в местах, указанных в нормативно-технической, проектной или нормативной документации. Измерения производят в нескольких сечениях или местах, двойным наблюдением параметра в каждом установленном сечении. Если при производстве работ надо обеспечить повышенную точность измерений, необходимо производить многократные наблюдения– при числе повторных наблюдений более двух. Такие наблюдения также необходимо осуществлять при производстве разбивочных работ, контроле точности производства разбивочных работ, установке формующего оборудования, оснастки и др. приспособлений. Для уменьшения влияния систематических погрешностей на результаты проведенных измерений необходимо отсчеты по шкале приборов брать в разных участках шкалы, измерения производить в прямом и обратном направлении, менять настройку прибора и его установку, при этом важно обеспечить условия равноточности наблюдений. Измерения должны выполняться одним и тем же наблюдателем, методом и прибором, условия проведения измерения должны быть одинаковыми. Для правильного учета условий измерения перед их выполнением необходимо выдержать средства измерения до выравнивания его температуры до температуры окружающей среды. 5.1.3. Обработка результатов измерений Результатом прямого измерения геометрического параметра х в каждом сечении или месте является среднее арифметическое значение х из т результатов наблюдений xj этого параметра, принимаемого за действительное значение xi параметра х в данном сечении или месте. 33 Действительное значение xi рассчитывается по формуле: (5.4) где i = 1...n – число сечений или мест; j = 1...m – число наблюдений в каждом сечении или месте. Действительное отклонение параметра от его номинального значения будет определяться по следующей формуле: δxi = xi – xпот, (5.5) Если в процессе измерения определяется непосредственно отклонение параметра х, то в качестве действительного отклонения δxi принимается среднее арифметическое δ x из т наблюдений δxj отклонения в каждом установленном сечении или месте. Действительное отклонение δxi определяют по формуле: (5.6) При вычислении значения геометрического параметра необходимо исключить из результатов наблюдений те, которые были выполнены с грубыми погрешностями. В вычисления необходимо ввести поправки, для учета систематических погрешностей, возникающих в результате отличия условий измерений от нормальных условий. Поправка на температуру окружающей среды определяется по формуле: (5.7) где L – непосредственно измеряемый размер, мм; α1, α2 – коэффициенты линейного расширения средств измерения и объекта, 10-6 град-1; t1, t2 – температуры средства измерения и объекта, °С. Поправка на атмосферное давление и относительную влажность окружающего воздуха определяется при применении электронно-оптических средств измерений в соответствии с эксплуатационной документацией. Если объект измерения изменяет размер в зависимости от влажности окружающего воздуха, то необходимо ввести поправку в соответствии со свойствами материала. Поправка на относительную скорость внешней среды учитывает влияние силы ветра на результаты измерения и определяется по следующей формуле: 34 (5.8) где Q – предельное значение допустимой силы ветра, Н; Р – сила натяжения мерного прибора (рулетки, ленты, проволоки), Н; lnom – номинальная длина мерного прибора, мм. Поправка на длину шкалы средства измерения (компарирования) учитывает отклонение длины мерного прибора от номинального значения. Данная поправка определяется по формуле: δx cor,l = L l nom Δl , (5.9) где ∆l = li – lnom – разность действительной и номинальной длины мерного прибора, мм. Поправка на несовпадение направлений линии измерения и измеряемого размера определяется по формуле: (5.10) где h – величина отклонения направления измерения от направления измеряемого размера, мм. Поправка на рефракцию определяется при применении оптических и электронно-оптических приборов в зависимости от условий измерения и вычисляется по специальной методике. При производстве строительно-монтажных работ в нормативно– технической документации указываются требования к геометрическим параметрам в виде предельных размеров xmin и xmax. Если результат измерений геометрического параметра находится в пределах: xmin ≤ xi ≤ xmax, (5.11) то требования к его точности считают выполненными. В технической документации требования к точности геометрического параметра могут быть выражены в виде предельных отклонений δxinf и δxsup. В этом случае требования к геометрическому параметру считаются выполненными, если выполняется следующее условие: δxinf ≤ δxi ≤ δxsup (5.12) 35 5.1.4. Оценка точности измерений После выполнения отельных этапов строительно-монтажных работ важно оценить точность проведенных измерений различных геометрических параметров сооружений и их отдельных элементов. Обязательно оценку точности производят при освоении новых методов и средств измерений. Если в ходе выполнения работ меняются условия проведения измерений, то оценку точности их проведения производят периодически. Оценка точности измерений производится в том случае, если это предусмотрено нормативно-технической документацией, а при выполнении разбивочных работ – обязательно – после их завершения. Оценку точности измерений можно производить до непосредственного выполнения измерений или после их выполнения. Если оценка производится до проведения измерений, то расчет ведется путем обработки результатов специально выполненных наблюдений. Оценку точности после проведения измерений производят путем обработки результатов, полученных в процессе этих измерений. Оценка точности измерений производится путем многократных наблюдений геометрического параметра в одном установленном сечении или двойным наблюдением параметра в разных сечениях объекта измерения. При предварительной оценки точности измерений количество наблюдений составляет 20, а при оценке точности по результатам выполненных измерений – не менее 6. Для оценки точности измерений геометрических параметров необходимо определить действительную погрешность измерений δxs,met и сравнить ее с предельной погрешностью δxmet. При многократных наблюдениях действительная погрешность определяется по формуле: δxs,met = t Sx,met, (5.13) где t – коэффициент, зависящий от доверительной вероятности и количества наблюдений; Sx,met – средняя квадратическая погрешность измерения, определяемая по формуле: (5.14) где xj – результат наблюдения геометрического параметра; x – среднее арифметическое из результатов наблюдения геометрического параметра; М – число равноточных результатов наблюдений при предварительной оценки измерений; m – число наблюдений параметра при контроле в данном сечении или месте. 36 Если средняя квадратическая погрешность средств измерений заранее известна из эксплуатационной документации, то действительную погрешность можно определить по формуле: (5.15) При двойных наблюдениях параметра в одном из установленных сечений (местах) действительную погрешность определяют по формуле: δxs,met =δxm,met+ t Sx,met, (5.16) где δxm,met – абсолютное значение остаточной систематической погрешности, определенное обработкой ряда двойных наблюдений. 5.2. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ 5.2.1. Измерение линейных размеров При измерении линейных размеров, а именно: длины, высоты, глубины, пролета, зазора, габаритного размера, межосевого размера и др., производят измерения расстояний между двумя фиксированными точками (рис. 5.1, а). При выполнении работ возникает необходимость измерить расстояние между точкой и прямой, между точкой и плоскостью, между двумя параллельными прямыми или плоскостями (рис. 5.1, б, в, г). Определение расстояния производится методом построения и измерения перпендикуляра. Измерения выполняются с помощью геодезических приборов и других средств угловых и линейных измерений. Покачиванием линейки, рейки или рулетки в направлениях обеспечивают кратчайшее расстояние между объектами измерения. Линейный размер определяют по формуле: xi = amin – a1, (5.17) где а1 – начальный отсчет по шкале средства измерения в фиксированной точке; аmin – минимальный из отсчетов, полученных в процессе покачивания рейки. 37 a1 a2 в) a2 amin ai xi a) xi a1 б) г) a1 xi xi a1 a2 a2 Рис. 5.1. Измерение линейных размеров: а) между двумя фиксированными точками; б) между точкой и прямой; в) между точкой и двумя параллельными прямыми; г) между точкой и плоскостью При измерении размера рулеткой, линейкой и др. средствами линейных измерений, укладываемых непосредственно в створе измеряемой линии (см. рис. 5.1), если измеряемый размер меньше длины мерного прибора, то измеряемый параметр определяется по следующей формуле: xi = a2 – a1 , (5.18) где а1 и а2 – начальный и конечный отсчеты по шкале средства измерений соответственно. Рис. 5.2 Измеряемый размер меньше длины прибора 38 Если измеряемый размер больше длины (см. рис. 5.2), то расчет производится по формуле: мерного прибора n xi = ∑ (an − a p ) i + ∑ δxcor ,i , i =1 (5.19) где аз, ап – отсчеты по рулетке задний и передний (рис. 5.3) по ходу соответственно; ∑δxcor – сумма поправок, исключающих известные систематические погрешности из результата измерения (см. п. 5.1.3). Рис. 5.3. Измерение линии большей длины мерного прибора Измерение размера геодезическим светодальномером или радиодальномером (рис. 5.4) производится при значительных расстояниях между точками. Измеряемый параметр вычисляется по формулам, приведенным в эксплуатационной документации. Рис. 5.4. Измерение геодезическим светодальномером или радиодальномером Измерение зазора между строительными конструкциями может производиться с помощью линейки, клинового калибра или кронциркулем (см. рис. 5.5). Зазор определяется по формуле (5.18) или по уравнению xi = ai, (5.20) где аi – отсчет по клиновому калибру или кронциркулю. 39 Рис. 5.5. Измерение зазора: а) линейкой; б) клиновым калибром; в) кронциркулем Измерение глубины опирания строительных конструкций производится различными методами в зависимости от доступности места измерения. При свободном доступе измерения производятся линейкой (см. рис. 5.6), а глубина опирания определяется по формуле (5.18). Если место измерения недоступно, но в конструкции имеется технологическое или специально проделанное отверстие, то измерение производится с помощью линейки-щупа. Глубина опирания определяется по формуле (5.21). При недоступности места измерения глубину опирания можно определить посредством измерения перекрытой части сечения и толщины несущей стены (см. рис. 5.6. г). Глубина опирания определяется по формуле: xi = l0 – li, (5.21) где l0 – известная или измеренная толщина несущей стены; li – измеренная ширина не перекрытой части сечения. После укладки плит перекрытия невозможно определить не перекрытую часть опорной поверхности. Для выполнения измерения необходимо предварительно нанести риску на фиксированном расстоянии от торца плиты (см. рис. 5.6, г). Глубина опирания определяется от риски на плите перекрытия до несущей стеновой панели по формуле (5.21), в которой l0 – известное расстояние от края плиты до фиксированной риски; li, – измеренный размер. Измерение расстояния между горизонтальными плоскостями может выполняться рулеткой или рейкой по направлению отвесной линии. При измерении методом геометрического нивелирования в пределах одной установки прибора (см. рис. 5.7, а), расстояние определяется по формуле: xi = hi = азi –aпi , где азi – отсчет по задней рейке; апi – отсчет по передней рейке. 40 (5.22) в) a) a1 li a2 б) ai г) xi li ai l0 li xi l0 Рис. 5.6. Измерение глубины опирания: а) линейкой в доступном месте; б) линейкой-щупом; в) косвенным методом; г) после укладки плиты Если измерения расстояния между горизонтальными плоскостями производятся при нескольких последовательных установках нивелира (см. рис. 5.7, б), то требуемый параметр определяется по формуле: (5.23) где азi , апi – отсчеты по задней и передней по ходу рейкам, соответственно; i – номер станции. 41 a) aзi hi aпi б) aп aз aз xi aп hi аз aп Рис. 5.7. Измерение расстояния между горизонтальными плоскостями методом геометрического нивелирования: а) в пределах одной установки нивелира; б) при нескольких последовательных установках нивелира Определить расстояние между двумя недоступными точками возможно методом проектирования точек на линию измерения с помощью теодолита, отвеса или оптического прибора (см. рис. 5.8). При измерении рулетка натягивается горизонтально, в одной вертикальной плоскости с измеряемым пролетом. Проектирование точки на рулетку при помощи теодолита выполняется при двух положениях вертикального круга. За отсчет по рулетке принимается среднее значение. Измеряемый параметр определяется по формуле (5.18). 42 xi a1 a2 Рис. 5.8. Измерение расстояния между двумя недоступными точками 5.2.2. Отклонения от совмещения ориентиров При определении совпадения осей, симметричности установки, совпадения поверхностей, выполняемых при производстве строительномонтажных работ, применяют различные методы измерений. Так прямое измерение отклонения от совмещения ориентиров может выполняться с применением шаблона с линейкой (см. рис. 5.9). Отклонение ориентиров будет равно отсчету по шаблону: δx i = ai , (5.24) где аi – отсчет по линейке шаблона. Измерение отклонения с применением линейки и теодолита применяется при похождении створа по грани стены (см. рис. 5.10). Отклонение от створа определяется по формуле: δ x i = l 0 − l i. (5.25) 43 δx ai Рис. 5.9. Измерение отклонения ориентиров шаблоном с линейкой li δxi l0 l0 Рис. 5.10. Измерение отклонений от створа, проходящего по грани стены Если створ установки элементов задается струной, проходящей через ориентиры разбивочной оси, то отклонение определяется с помощью отвеса и линейки (см. рис. 5.11) по следующей формуле: δxi = a0 i − a1 i . (5.26) где а0i – отсчет по ориентирной риске на конструкции; а1i – отсчет по отвесу от струны. 44 Рис. 5.11. Измерение отклонения от створа, заданного струной и отвесом 5.2.3. Отклонение от отвесной линии При определении отклонения от отвесной линии колонн, стеновых панелей, стен и других конструкций и их элементов измеряются отклонения ориентира оси конструкции или поверхности грани (ребра) конструкции. Измерение отклонения конструкций с помощью стального строительного отвеса и линейки относительно боковой грани производится согласно схемы на рис. 5.12. На конструкции предварительно устанавливается консоль для крепления отвеса. В нижней части конструкции устанавливается сосуд с вязкой жидкостью. Величина отклонения определяется по формуле: δx i = l 1 i − l 2 i . (5.27) где l1i – расстояние в верхней части от грани элемента или установочной риски до отвеса; l2i – то же расстояние в нижней части элемента. а) б) Рис. 5.12. Измерение отклонения с помощью стального строительного отвеса и линейки: а) относительно боковой грани; б) относительно ориентиров оси конструкции 45 Измерение с помощью теодолита и линейки (см. п. 5.2.1). Измерение отклонения от вертикали с помощью оптического центрира и рейки производится по схеме, приведенной на рис. 5.13. Величина отклонения определяется по формуле: δxi = l0 – li . (5.28) li l0 Рис. 5.13. Измерение отклонения оптическим центриром и рейкой Определение отклонения стеновых панелей от вертикали может производиться с помощью навесной и ненавесной рейкой-отвесом (см. рис. 5.14). Отклонение стеновой панели от вертикали определяется по формуле: δx = 1 (a i − a i' ), 2 (5.29) где аi – отсчет по нити успокоенного отвеса относительно нулевого штриха шкалы; аi′ – то же, после поворота рейки на 180°. При определении отклонения разность отсчетов по шкале не должна превышать 2 мм при различном положении рейки-отвеса. 46 2 l 5 l 1 l Рис. 5.14. Измерение отклонения стеновой панели от вертикали рейкой-отвесом: 1 – стеновая панель; 2 – рейкаотвес; 3 – регулируемый упор; 4 – отвес; 5 – шкала отклонений от вертикали 3 2 4 2 5.2.4. Отклонение от проектных отметок Отклонение точек конструкций и их элементов от проектных отметок при передаче отметок в котловане может выполняться методом геометрического нивелирования (см. рис. 5.15). Отклонение отметок определяется по формуле: δxi = Hi – Hnom , (5.30) Hi = Hрп + aз1 –│а2 – а3│– ап1. где Нi – отметка точки; Нрп – отметка репера; Нnom – номинальная отметка точки, заданная в проекте; аз1 – задний отсчет по рейке на репере; ап1 – передний отсчет по рейке на точке; а2, а3 – отсчеты по рулетке. Для контроля ровности монтажного горизонта (см. рис. 5.16) может применяться метод геометрического нивелирования. Отклонения монтажного горизонта от плоскости определяются по формуле: δx i = H max − H min , 2 (5.31) где Нmax, Нmin – отметки наиболее высокой и низкой точек монтажного горизонта. 47 а2 аз1 aп1 Нi Нном δxi Нрп a3 Рис. 5.15. Определение отклонения при передаче отметки в котлован z y x Рис. 5.16. Контроль ровности монтажного горизонта 48 6. ГЕОДЕЗИЧЕСКИЙ КОНТОЛЬ ТОЧНОСТИ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ 6.1. Состав геодезических работ При производстве строительно-монтажных работ выполняется комплекс геодезических работ. Он состоит из геодезических разбивочных работ, геодезического контроля монтажных работ и исполнительной съемки конструкций и сооружений. Геодезические разбивочные работы выполняются для определения положения на местности осей сооружения в точном соответствии с проектом. Разбивочные работы при строительстве объекта начинают с создания разбивочной основы, их выполняет проектная организация по заданию заказчика. Разбивочная основа представляет собой систему опорных пунктов в виде строительной сетки. Строительная сетка создается в форме прямоугольников со сторонами 50, 100 или 200 м и позволяет перенести проект сооружения на местность с высокой точностью. При проектировании пункты строительной сетки располагают за границами котлованов и возможных перемещений грунта. Стороны строительной сетки располагают параллельно основным осям сооружения. Основные оси образуют контур сооружения, в пределах которого находятся продольные и промежуточные оси, определяющие положения внутренних элементов и конструкций. Производство разбивочных работ на строительной площадке выполняют в несколько этапов. На первом этапе производят разбивку основных осей сооружения. Для этого принимают по акту пункты разбивочной основы у заказчика. Определяют на местности положение разбивочных осей от пунктов разбивочной основы. Разбивочной основой обычно являются пункты геодезических сетей или существующие сооружения. Работы производятся в соответствии с разбивочными чертежами. Положение осей закрепляют на местности специальными знаками и оформляют актом приемки. На втором этапе выполняют детальную разбивку сооружения. Опираясь на существующие основные оси, производят разбивку продольных и поперечных осей сооружения. Определяют высотное положение точек и закрепляют знаками. По мере выполнения строительномонтажных работ и сооружения фундамента, оси переносят на бетонную подготовку или блоки фундамента. При сооружении очередного этажа или яруса элементы детальной разбивки переносят на опорные части конструкций. Точность производства работ при детальной разбивке сооружения определяется проектной документацией и регламентируется требованиями СНиП. 49 После завершения монтажа конструкций, на третьем этапе производят работы по разбивке и закреплению на объекте монтажных осей и установке по ним в проектное положение технологического оборудования. На заключительном этапе производства строительных работ и в период начальной эксплуатации осуществляется геодезический контроль за состоянием сооружения. Он позволяет выявить возможные деформации и смещения сооружения. 6.2. Контроль выполнения геодезических работ Для предотвращения появления недопустимых погрешностей в плановом и высотном положении строящегося сооружения производится контроль выполнения геодезических работ. Мероприятия по контролю геодезических работ должны быть выполнены до начала строительно-монтажных работ. Наиболее эффективным является контроль, выполняемый другим методом или исполнителем. Контролю подлежат все ответственные измерения, схемы и расчеты, которые могут привести к возникновению ошибок при выполнении геодезических разбивочных работ, а именно: • расчеты и чертежи проекта; • схемы опорной геодезической сети; • выписки из каталогов координат и опорных пунктов; • разбивочные чертежи; • работы по привязке к пунктам опорной геодезической сети; • геодезические разбивки сооружений. Большое количество измерений и сложность производства разбивочных работ на строительной площадке являются причинами возникновения грубых ошибок. Предотвращение их появления возможно при соблюдении определенных правил выполнения разбивочных работ. При привязке к опорным пунктам геодезической опорной сети необходимо прокладывать теодолитные ходы с опорой концов на два пункта. Наличие “висячих” теодолитных или нивелирных ходов недопустимо. В этом случае обеспечивается надежный контроль работ по привязке сооружения при сравнении полученной и допустимой невязке. Вынесенные в натуру точки, линии, углы необходимо контролировать многократными измерениями с применением различных методик и приемов. Перед началом производства строительно-монтажных работ разбивочные работы принимаются приемочной комиссией. Члены комиссии производят выборочные или сплошные контрольные измерения по специальной методике. По результатам работы приемочной комиссии составляется акт, в котором отражается качество выполненных разбивочных работ и принимается решение о производстве строительно-монтажных работ. 50 6.3. Геодезические измерения перед монтажом конструкций Монтаж сборных конструкций зданий и сооружений начинают с подготовительных операций, которые включают в себя контрольные измерения сборных элементов и мест их установки в проектное положение. При поступлении сборных элементов на строительную площадку выборочно проверяют их параметры. При этом определяют длину, ширину, толщину и диагонали строительного элемента, а также местоположение опорных площадок, закладных деталей и отверстий. Измерения выполняют металлической рулеткой с миллиметровыми делениями. Для фиксации различных плоскостей детали используют специальные приспособления. Результаты контрольных измерений регистрируют в специальном журнале. По полученным результатам оценивают качество сборных элементов и принимают решение об их пригодности к монтажу. Для плоских элементов значительных размеров (сборных ферм, стеновых панелей и т.д.) определяют отклонения поверхности детали от плоскости (пропеллерность). Для строительных конструкций, проверяемые поверхности которых расположены вертикально, применяют боковое нивелирование. При боковом нивелировании (рис. 6.1) от створа контролируемой поверхности откладывают по перпендикуляру равные отрезки КМ = LM и получают параллель MN створу KN. Над точкой М устанавливают теодолит, приводят его в рабочее положение и наводят центр сетки нитей на точку N, а лимб и алидаду закрепляют. Если зрительную трубу вращать вокруг горизонтальной оси (оси вращения трубы), получим коллимационную плоскость Q. Для контроля сборного элемента измеряют расстояния от точек его поверхности до плоскости Q, при этом строгой параллельности плоскостей не требуется. Измерения выполняют в такой последовательности. На контролируемом элементе намечают девять точек (рис.6.1) и последовательно устанавливают на них нивелирную рейку. Рейку располагают горизонтально, наводят на нее зрительную трубу теодолита и по вертикальной нити берут отсчет. При отсчете правильность положения рейки контролируют по горизонтальной нити сетки. Для проверки правильности измерений отсчеты берут по черной и красной сторонам рейки. Для определения отклонения поверхности контролируемого элемента от плоскости рассмотрим рис. 6.2. Пусть деталь находится вертикально по линии 1 – 3, а по теодолиту взяты в точках 1, 2 и 3 отсчеты а1, а2 и а3. Если точки 1 и 3 соединить прямой линией, то в середине полученного отрезка в точке 2 отсчет а2` по рейке должен быть равен: а2` = 0,5 (а1 + а3). (6.1) 51 Q 1 4 7 aв K 2 5 8 3 6 9 l L l M N Рис. 6.1. Схема бокового нивелирования Отклонение, как показано на рис. 6.2, равно: δ = 0.5 (a1 + a3) – a2 = 0.5 (a1 – a2 – 2 a2). При контроле поверхности по полной программе вычисляют восемь отклонений по следующим направлениям: δ1 = 0.5 (a1 + a3 – 2 a2); δ2 = 0.5 (a4 + a6 – 2 a5); δ3 = 0.5 (a7 + a9 – 2 a8); δ4 = 0.5 (a1 + a7 – 2 a4); δ5 = 0.5 (a2 + a8 – 2 a5); δ6 = 0.5 (a3 + a9 – 2 a6); δ7 = 0.5 (a1 + a9 – 2 a5); δ8 = 0.5 (a3 + a7 – 2 a5). (6.2) Иногда выполняют сокращенный контроль, при котором отклонения определяют по пяти точкам (в углах и на пересечении диагоналей) с вычислением δ по двум диагоналям четырехугольника. 52 δ а1 a`2 = 0,5 (a1 + a2) a2 a3 Рис. 6.2. Расчетная схема для определения отклонения поверхности плиты от плоскости 6.4. Метрологическое обеспечение монтажных работ Строительное производство в России развивается на основе современных индустриальных методов, то есть выполнения работ с применением комплексно-механизированных процессов монтажа сооружений из унифицированных элементов заводского изготовления. Строительно-монтажные работы – это совокупность производственных операций по установке в проектное положение и объединение в единое целое строительных конструкций и технологического оборудования. Качество выполнения отдельных монтажных операций определяет надежность строительных конструкции и узлов, их устойчивость и несущую способность. Основным условием обеспечения собираемости строительных конструкций при производстве монтажных работ является соответствие проектным значениям геометрических размеров монтируемых элементов. Поэтому при проектировании зданий и сооружений производится расчет полей допусков геометрических параметров конструкций, обеспечивающих заданную точность их монтажа. Точность установки элементов влияет на несущую способность, эксплуатационные свойства сооружений. Точность выполнения монтажных операций характеризуется классом точности и влияет на производительность труда монтажников. При выполнении строительно-монтажных работ сопоставляются допустимые и фактические отклонения монтируемых элементов. Фактические отклонения определяют геодезическими средствами контроля. Фактические параметры отклонений регистрируют в общем журнале работ. 53 Положение высоких колонн относительно вертикальной оси проверяют после установки с помощью двух теодолитов, которые располагают по проектным осям зданий. Теодолиты от колонны располагают на расстоянии большем чем ее высота. Вертикальность невысоких колонн выверяют с помощью отвеса или одного теодолита. После проверки положения колонн в плане производят нивелировку опорных частей, которые являются основанием для ферм и балок. Результаты измерений оформляют в виде исполнительной съемки. По результатам исполнительной съемки для каждой колонны назначают толщину подкладки. Проверка вертикальности установленных панелей производится рейкой с встроенным уровнем, а отклонение от осей – шаблоном. По мере возведения многоэтажных зданий составляют исполнительную схему каждого этажа. Особое внимание обращают на совпадение осей несущих панелей внутренних стен. Допущенные отклонения компенсируют за счет изменения положения конструкций при монтаже следующего этажа. При производстве монтажных работ степень точности установки элементов зависит от средств выверки и крепления. Для обеспечения первого класса точности при установке элементов используются регулируемые монтажные приспособления (подкосы, кондуктора и т.п.). Точная установка элементов производится с помощью винтовых упоров. Совмещение меток и других ориентиров на монтируемых элементах производится с помощью оптических отвесов, нивелиров и теодолитов. При производстве монтажных работ по второму и третьему классу точности применяют монтажные приспособления, которые содержат ограничивающие устройства. Применение этого метода позволяет избежать последующей выверки положения элементов. Тщательной проверке положения подвергают только базовые элементы (маячные элементы). Четвертый класс точности выполнения монтажных работ обеспечивается применением регулируемых монтажных связей для выверки положения конструкций. Точность установки элементов производится с помощью отвеса или рейки-отвеса, а также теодолитов. Выполнение монтажных работ по пятому и шестому классам точности не требует применения специальных монтажных приспособлений для обеспечения положения верхних частей элементов. Монтаж элементов производится свободным методом без специального монтажного оснащения. Контроль качества установки элементов производится отвесом. При возведении сборных железобетонных зданий предварительно производят работы по созданию разбивочной сети. По точкам разбивочной основы определяют положение разбивочных осей. 54 Перед началом монтажа производят визуальный контроль элементов и конструкций. На монтажные элементы наносят установочные риски, обозначающие положения осей или их центры. Риски наносят на поверхность бетона за пределами мест опираний элементов карандашом, краской или керном. Способ выверки положения колонн при монтаже зависит от ее высоты. При высоте колонны до 5 м ее вертикальность проверяют отвесом, закрепленным на металлическом штыре, приваренном к верхней части колонны. Для колонн выше 5 м применяют способ наклонного проектирования. Выверка положения колонны производится двумя теодолитами, расположенными на перпендикулярных осях установки колонны. Вертикальная ось сетки нитей теодолита наводится на нижнюю установочную осевую риску. Затем, подняв трубу теодолита, проектируют положение этой риски на верх колонны. Если верхняя риска не совпадает с вертикальной нитью трубы теодолита, производят наклон колонны до их совпадения. Подобная процедура производится и для второго теодолита. При контроле качества монтажа колонн используется способ наклонного проектирования в несколько иной последовательности (см. рис. 6.3). С помощью теодолита, тщательно установленного над проектной осью, проектируют верхнюю установочную риску на нижнюю часть колонны при двух положениях вертикального круга, отмечая ее положение карандашом на поверхности колонны. За истинное значение проекции принимают среднее между отметками. Величина смещения верхней части колонны от вертикальной оси определяется расстоянием от положения проекции до нижней осевой риски. Смещение осей колонны в нижнем сечении относительно разбивочной оси не должно быть более 5 мм. Отклонение верхней части колонны от вертикальной оси определяется в зависимости от ее высоты. Контроль качества установки колонн можно выполнить способом бокового нивелирования. Этот способ подробно описан в подразд. 6.5. Проектное положение колонн и рам контролируется по двум взаимно перпендикулярным направлениям. Низ колонн выверяют, совмещая риски, обозначающие их геометрические оси в нижнем сечении, с рисками разбивочных осей или геометрических осей нижеустановленных колонн. Верх колонн многоэтажных зданий выверяется, совмещением геометрические оси колонн в верхнем сечении с рисками разбивочных осей, а колонн одноэтажных зданий – совмещая геометрические оси колонн в верхнем сечении с геометрическими осями в нижнем сечении. Выверку низа рам в продольном и поперечном направлениях производят путем совмещения рисок геометрических осей с рисками разбивочных осей или осей стоек в верхнем сечении нижестоящей рамы. Выверку верха выполняют – из плоскости рам – путем совмещения рисок осей стоек рам в верхнем сечении относительно разбивочных осей; в плоскости рам – путем соблюдения отметок опорных поверхностей стоек рам. 55 Рис. 6.3. Определение смещения верхней части колонны относительно вертикальной оси: 1 – верхняя риска; 2 – нижняя осевая риска; δ – величина смещения Применение прокладок, непредусмотренных проектом в стыках колонн и стоек рам для выравнивания высотных отметок и приведения их в вертикальное положение без согласования с проектной организацией, не допускается. Ориентиры для выверки верха и низа колонн и рам указываются в проекте производства работ. Установка панелей стен или наружного ограждения производится по предварительно нанесенным рискам на каждом монтажном горизонте. При монтаже для определения пространственного положения панелей используются специальные шаблоны или рейки. Для точной установки панелей по высоте используют маяки, положение которых перед монтажом тщательно выверяют нивелировкой. Под каждую панель устанавливают два маяка на некотором расстоянии от торцов элемента. Для маяков используются деревянные, керамические или стальные подкладки различной толщины, закрепляемые на месте установки раствором. Перед монтажом опорная поверхность между маяками выравнивается цементным раствором. Вертикальное положение панелей контролируется с помощью отвеса или теодолита. Отметки опорных частей верха панелей контролируют нивелировкой. Перед монтажом панелей необходимо произвести приемочный контроль элементов и проверку на отклонение от плоскости. 6.5. Исполнительная съемка конструкций При строительстве гражданских, промышленных зданий и сооружений из сборных элементов наиболее ответственные конструкции подлежат исполнительной съемке. При этом определяют отклонения кон56 струкций в плане, по высоте, наклон конструкций и смещение опорных поверхностей. В многоэтажных зданиях исполнительные съемки наиболее ответственных конструкций выполняют на всех этажах (ярусах). Исполнительные съемки, предназначенные для заключения о пригодности здания к эксплуатации, выполняются после закрепления конструкций. Исполнительные съемки производятся в ходе строительства, начиная с разбивки осей и заканчивая сдачей объекта в эксплуатацию. При этом текущая исполнительная съемка выполняется в процессе строительства по мере завершения каждого вида работ. Результаты съемки оформляются актом и содержат схемы, отражающие фактическое положение элементов и конструкций. На схемах указываются все проектные размеры конструкций, расстояния между проектными осями, фактические размеры и отметки, направление отклонений и величина смещений от проектного положения. По результатам исполнительной съемки принимается решение о дальнейшем производстве работ, а при выявленных недопустимых отклонениях – о переделке работ или изменениях в проекте. Исполнительной съемке в первую очередь подлежат те элементы и конструкции, от которых зависит прочность и устойчивость всего сооружения, а также точность установки последующих элементов. После завершения строительства объекта выполняется окончательная исполнительная съемка. Она производится от пунктов плановой и высотной разбивочной основы, содержит отчетную документацию по съемочному обоснованию и исполнительной съемке. По ее результатам создается исполнительный генеральный план, используемый при эксплуатации возводимого объекта. Исполнительный генеральный план служит для выполнения ремонтных работ, поиска повреждений и неисправностей, а также при реконструкции и расширении сооружения. Исполнительные геодезические съемки выполняются организациями, осуществляющими строительно-монтажные работы. При возведении особо сложных объектов съемки могут выполняться с привлечением специализированных организаций. В соответствии с требованиями СНиП 3.01.04-87 при сдаче объектов рабочей комиссии генеральный подрядчик представляет комплект рабочих чертежей. На этих чертежах должны быть надписи о соответствии выполненных в натуре работ или внесенных изменениях, сделанных лицами, ответственными за производство строительно-монтажных работ. Для составления исполнительных схем используют рабочие чертежи проектов. В составе проектов должны выпускаться дополнительные листы (планы этажей, коммуникаций, профили и т.п.), на которые наносятся данные исполнительной съемки. В проектной документации или проекте производства работ устанавливают места, точки, параметры, методы и порядок проведения исполнительных съемок. Если эти данные отсутствуют, то исполнительной 57 съемке подлежат: зазоры между элементами; длины опирания монтируемых элементов на ранее уложенные; несоосность стыкуемых элементов; несовпадения поверхностей элементов и невертикальности отвесно монтируемых элементов, их отклонения от проектных наклонов. В качестве исходной геодезической основы для исполнительной съемки принимаются знаки геодезической разбивочной основы для строительства, знаки закрепления осей, монтажные риски на конструкциях. До начала съемки проверяют неизменность знаков исходной основы. Зазоры между элементами, длины площадок опирания монтируемых элементов, несоосности элементов или несовпадения поверхностей, невертикальности, а также правильность положения закладных деталей следует проверять непосредственным измерением расстояний между осями или гранями. 6.5.1. Оценка точности строительно-монтажных работ По результатам исполнительных съемок выполняется оценка точности произведенных строительно-монтажных работ. В качестве характеристик точности применяют выборочное среднее отклонение, выборочное среднее квадратическое отклонение и размах действительного отклонения. В выборках малого объема и объединенной выборке определяют выборочное среднее отклонение δxm по формуле: n δx m = ∑ δx i =1 n i , (6.3) где δxi – действительное отклонение; n – объем выборки. В выборках малого объема, при n = 30 единиц и в объеденной выборке, выборочное среднее квадратическое отклонение Sх определяют по формуле: n Sx = ∑ δx i =1 n 2 i − δxm2 . (6.4) В выборках малого объема из п = 5 – 10 единиц размах Rx определяется по формуле: Rx = δxi max – δxi min , (6.5) где δxi max, δxi min – наибольшее и наименьшее значения δxi в выборке. 58 При распределении действительных отклонений по закону близкому к нормальному, допускается сравнение среднего квадратического отклонения Sх с допуском Δх по следующему условию: Δх ≥ 2tSх , (6.6) где Δх – ближайшее большее к значению 2tSх значение допуска для данного интервала номинального размера в соответствующих таблицах ГОСТ 21779-82; t – коэффициент, устанавливаемый в зависимости от значения приемочного уровня дефектности AQL, принятого при контроле точности по ГОСТ 23616-79. При AQL = 0,25 %, t = 3. Для оценки точности используется показатель уровня точности h. Этот показатель характеризует запас точности по отношению к допуску Δх и определяется по следующей формуле: h= ∆x − 2 tS x . ∆x (6.7) Если h по абсолютному значению меньше чем 0,14, то считают, что запас точности выполнения строительно-монтажных работ отсутствует. Если h отрицателен и по своему абсолютному значению превышает 0,14, то это значит что работы выполнены по более низкому классу точности. Если значение h приближается к 0,5, то строительномонтажные работы выполнены по более высокому классу точности. 6.5.2. Исполнительная съемка земляных сооружений оснований и фундаментов Исполнительная съемка земляных сооружений производится в плане и по высоте. При плановой съемке контролируется положение бровки котлованов, траншей, границы планировочных оформляющих плоскостей. Верхняя и нижняя бровки снимаются при глубине выемок или высоте насыпей свыше 3 м. В остальных случаях допускается снимать, только нижнюю бровку. Контуры котлованов, перепады отметок оснований под фундаменты подлежат высотной исполнительной съемке. Допускаемые величины отклонений размеров земляных сооружений представлены в СНиП 3.02.01-87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты». Пример графического оформления результатов съемки котлована приведен на рис. 6.4. 59 1 Б 3 2 1 4 Б 1 -6 +4 -12 -6 -10 -7 -11 +4 А 1 2 3 А 4 1- 1 Н=210,10 Н=210,10 Рис.6.4. Пример оформления исполнительной съемки котлована Исполнительная съемка оснований фундаментов производится в два этапа. На первом этапе определяются размеры оснований и привязка к осям, отметки оснований до их зачистки или подливки. На втором этапе определяют те же геометрические параметры после доведения их до проектных значений. Так, например, для технологического оборудования фундаменты устраиваются с отметкой на 50–60 мм ниже проектной отметки опорной поверхности оборудования, поэтому исполнительную съемку первого этапа производят до подливки основания бетоном (раствором), а второго – после подливки. Исполнительная съемка свайных фундаментов производится с целью определения их отклонений по высоте и относительно продольных и поперечных проектных осей. Для свай, расположенных в ряду, определяется отклонение относительно их продольной оси. Для крайних свай в ряду определяются отклонения относительно продольных и поперечных осей. Исполнительная съемка сплошного свайного поля производится для крайних свай относительно осей контура массива поля. Для свай, расположенных по углам свайного поля, отклонения определяются относительно продольных и поперечных осей. 60 Измеренные отклонения сравнивают с требованиями к точности забивки (погружения) свай, регламентированной нормативными документами. При однорядной забивке свай предельное допустимое отклонение составляет 0,2 D, а при многорядной забивке и расположении свай в кустах – 0,3 D (D – максимальный размер в сечении прямоугольной сваи или диаметр круглой сваи). Для свай, погружаемых в вечномерзлые грунты, предельные допустимые отклонения составляют 50 мм относительно оси свайного ряда и 100 мм – вдоль оси ряда. Отметки оголовков свай могут иметь отклонения в пределах + 50 мм при монолитном ростверке и +30 мм – при сборном ростверке. Для буронабивных свай наклон не должен превышать +20 в наклоне сваи, +25 см – в расположении сваи, +50..-20 см – в диаметре сваи. 6.5.3. Исполнительная съемка деревянных конструкций Исполнительная съемка деревянных конструкций предназначена для определения отклонения: – в размерах несущих конструкций: по длине, высоте, в расстояниях между осями; – в смещениях вертикали, центров опорных узлов от центров опорных площадок; – в глубине врубок, размерах поперечных смещений. Величины допускаемых отклонений назначаются в миллиметрах, процентах или в относительной мере длины (высоты) конструкций. Полученные при производстве исполнительной съемки значения отклонений сравнивают с допускаемыми. Исполнительная съемка полов производится в следующем порядке. Сначала определяют отметки и отклонения от проекта отдельных элементов пола (оснований, подстилающих слоев, стяжек, плит перекрытий). Затем фиксируют отметки поверхности пола. Ровность поверхности пола проверяется двухметровой рейкой. Отклонение от плоскости определяется просветом между рейкой и полом на длине не более чем 1 м. При установке деревянных колонн, стоек и т. п., а также при стыковке их элементов необходимо добиваться плотного примыкания торцов сопрягаемой конструкции. Величина зазора в стыках с одного края не должна превышать 1 мм. Сквозные щели не допускаются. Допуски и отклонения, характеризующие точность монтажа деревянных конструкций, назначаются проектом производства работ в зависимости от заданного класса точности, определяемого функциональными, конструктивными, технологическими и экономическими требованиями, и устанавливаются по ГОСТ 21779-82. Остальные отклонения не должны превышать указанных в табл. 6.1. 61 Таблица 6.1 Предельные отклонения при монтаже деревянных конструкций Технические требования 1. Отклонение глубины врубок от проектной 2. Отклонение в расстояниях между центрами рабочих болтов, нагелей, шпонок в соединениях относительно проектных: для входных отверстий для выходных отверстий поперек волокон для выходных отверстий вдоль волокон 3. Отклонение в расстояниях между центрами гвоздей со стороны забивки в гвоздевых соединениях 4. Отклонение граней: венцов рубленых стен от горизонтали на 1 м длины и стен перегородок от вертикали на 1 м высоты Предельные отклонения ± 2 мм Контроль (метод, объем, вид регистрации) Измерительный, каждый элемент ± 2 мм 2 % толщины пакета, но не более Измерительный, выборочный 5 мм 4 % толщины пакета, но не более 10 мм ± 2 мм То же ± 3 мм Измерительный, в каждом венце 6.5.4. Исполнительная съемка каменных, монолитных и сборных железобетонных конструкций При производстве исполнительной съемки каменных конструкций определяют отклонения размеров конструкций, опорных поверхностей, ширину простенков, проемов, вертикальных осей оконных и других проемов, штраб. В нижнем сечении кладки определяют отклонения углов от проектных осей. В пределах каждого этажа и на все здание при его высоте более двух этажей определяют отклонения кладки от вертикали. Горизонтальность рядов кладки проверяется не реже чем через 1 м высоты стены. Все полученные отклонения показывают на схемах. Исполнительная съемка кирпичных зданий производится в местах пересечения капитальных стен. Высотная исполнительная съемка выполняется для площадок опирания перекрытий на стены. Величины допусков отклонения габаритов и отметок от проектных значений определяется требованиями СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции». Исполнительная съемка металлических конструкций выполняется в два этапа. Первый этап работ предусматривает определение и отражение на схемах или чертежах отклонения в отметках, смещения опорных мест фундаментов, закладных деталей, анкерных болтов. Если техноло62 гией производства работ предусмотрена укрупнительная сборка монтажных элементов, то при проведении исполнительной съемки определяется отклонение габаритов конструкций от проектных значений. Ответственные конструкции жилых и производственных зданий (опоры, пролетные строения, балки, башенные сооружения и т.п.) подвергаются исполнительной съемке до проведения приемочных испытаний. Второй этап работ предусматривает производство исполнительной съемки после окончания всех испытаний. Порядок производства работ, объем исполнительной съемки, точность измерений устанавливаются проектной документацией. Если в проекте не приведены требования к точности определения отметок, габаритов, привязок к осям и другим геометрическим параметрам, то полученные значения сравнивают с допускаемыми по СНиП 3.03.01-87. Исполнительная съемка монолитных железобетонных конструкций предусматривает определение отклонений плоскостей и линий их пересечения от вертикали или от проектного наклона конструкций фундаментов, стен, колонн, горизонтальных плоскостей. Исполнительная съемка выполняется на всей высоте или плоскости участка. Расстояние между контролируемыми точками принимается либо равным одному метру, либо указанному в проектной документации. Если здание возводится методом скользящей опалубки, то при производстве исполнительной съемки на схемах показывают места пересечения стен и высотные отметки проёмов штраб, отверстий и полов. Исполнительная съемка сборных элементов предусматривает определение отклонения относительно проектного положения осей фундаментных блоков и стаканов, а также осей или граней сборных элементов. Если специально оговорено в проекте, то определяют величины площадок опирания и зазоры между элементами конструкций. В объемно-блочных зданиях исполнительная съемка производится: • в плане – продольных граней блоков (при линейном опирании), углов (при опирании блоков по углам); • по высоте – опорных площадок несущих стен. В производственных и промышленных зданиях и сооружениях исполнительную съемку дополнительно производят: • в плане – расстояние от колонн до оси балки – смещение оси пути от оси балки; • по высоте определяют отклонения балок и головок рельсов от проектных. В крупнопанельных зданиях исполнительная съемка производится: • в плане – для панелей несущих и ограждающих стен, лифтовых, санитарно-технических и других объемных элементов, панелей (плит) перекрытий; 63 • по высоте определяют горизонтальность плит (панелей) перекрытий в пределах между температурными швами и перепад отметок смежных в плане элементов, образующих опорную площадку. Исполнительная съемка лифтов выполняется в два этапа. На первом этапе снимается строительная часть шахты по всей высоте, при съемке измеряют отклонения: • стен шахт от вертикальной плоскости – по ширине и длине шахты; • разности диагоналей в плане – в сечениях каждого яруса; • отверстий в стенах шахты в полах машинного и блочного помещений, а также закладных деталей – по всей высоте шахты; • нижней рамы и поясов металлокаркасной шахты – от горизонтальной плоскости, стояков – от вертикали; • осей проемов дверей шахты относительно общей вертикальной оси; • опорных поверхностей тумб для установки буферов – от горизонтальной плоскости; • вертикальных осей, оставляемых в тумбах колодцев для анкерных буферных подставок (из плоскости направляющих). На втором этапе съемки измеряют отклонения: • направляющих кабины и противовеса – от вертикали; • размеров между головками направляющих кабины (противовеса); • вертикальной оси буфера (из плоскости направляющих) – от отвесной линии и т.п. Плановая исполнительная съемка колонн здания выполняется методом бокового нивелирования с линий, параллельных осям зданий (с "параллельных выносок"). Для этого от знаков закрепления оси, например, от точек К и L (рис. 6.5) перпендикулярно оси А – А откладывают равные отрезки КМ = LN = l. На одной из точек параллели (например, M) устанавливают теодолит, приводят его вертикальную ось в отвесное положение и наводят крест нитей сетки зрительной трубы на точку N. К колонне горизонтально и перпендикулярно оси А – А устанавливают рейку сначала в нижнем, а затем в верхнем сечениях колонны и берут отсчеты ав и ан по вертикальной нити сетки зрительной трубы. Положение рейки контролируют по горизонтальной нити прибора и визуально. Отсчеты берут по черной и красной сторонам рейки. Для контроля вычисляют разности нулей рейки: РОн = акн – ачн ; РОв = акв – ачв , (6.8) где акн, ачн – отсчеты по красной и черной сторонам рейки в нижней части колонны; акв, ачв – отсчеты по красной и черной сторонам рейки в верхней части колонны. 64 Q aв K A L l aн M l A N Рис. 6.5. Схема бокового нивелирования Эти разности не должны отличаться от значения РОТ, полученного ранее по исследованиям рейки, более чем на 2 мм. Одновременно с этим, рейкой измеряют ширину колонны c двух сторон – d1 и d2 . Отсчеты по рейке и измерения выполняют по всем колоннам данного ряда. Результаты измерений записывают на схеме (рис. 6.5). Величина смещения δ центра низа колонны с проектной оси здания А – А (для колонны А2) определяется по черной и красной сторонам рейки из выражений: δчн = l3 – aчн – 0.5 D; δкн = l3 – aкн + РОт – 0.5 D, (6.9) где D = (d1 + d2)/2 – среднее сечение колонны в месте установки рейки; l3 – расстояние от коллимационной плоскости до оси колонн. Среднее значение смещения низа колонны определяется по формуле: δн = 0.5 (δчн+ δкн). (6.10) Среднее значение выписывают на схему исполнительной съемки, а направление смещения показывают стрелкой. Аналогично определяют смещение верха колонн для всех осей здания. На исполнительной схеме цифра над или слева от стрелки показывает смещение в верхнем сечении колонны, а под или справа от стрелки – в нижнем сечении. 65 Высотные исполнительные съемки сборных конструкций зданий и сооружений выполняют геометрическим нивелированием. При съемке определяют отметки Н опорных поверхностей строительных конструкций, например, верхних поверхностей колонны или консолей у колонны. А 3 l3 l4 298 d1= 301 2 301 1 aчв = 410; aкв =5192 356; 5138 aчн = 402; aкн =5184 350; 5135 934; 5718 153; 155; 4934 4938 243; 247; 5026 5031 142; 148; 4925 4930 252; 246; 5036 5030 931; 5713 300 11 297 297 302 2 936; 5720 936; 5717 l1 1 299 304 d2= 303 l2 2 299 Б 4 302 405; 5189 348; 5130 398; 5183 354; 5137 301 300 1 300 298 А Rp I 7.840 582; 5364 8422; 13204 Б Рис. 6.6. Рабочая схема производства исполнительной съемки Как правило, съемку конструкций на одном участке производят с одной установки нивелира. В начале и конце измерения берут отсчеты по черной и красной сторонам реек, установленных на двух рабочих реперах. Полученные отсчеты записывают на рабочей схеме (рис. 6.6) в числитель, справа от условного знака репера Rp. Отсчеты по черной Вч и красной Вк сторонам реек, установленных на конструкциях, записывают в числитель выноски (черты) у конструкции. Измерения обрабатывают в следующей последовательности. Под названиями строительных реперов записывают их отметки и вычисляют горизонты прибора ГП по черным и красным отметкам: ГПч I = Н I + ач I; ГПч II = Н II + ач II; ГПк I = Н I + ак I ; ГПк II = Н II + ак II, 66 (6.11) где НI и НI – отметки первого и второго репера, приведенные в проектной документации; ач I; ач II – отсчеты по черной стороне рейки на первом и втором реперах; ак I ;ак II – отсчеты по красной стороне рейки на первом и втором реперах. Полученные значения горизонтов записывают под чертой справа у соответствующего репера. При последующих вычислениях за горизонт прибора принимают среднее значение: ГПч = 0.5 (ГПч I + ГПч II); (6.12) ГПк = 0.5 (ГПк I + ГПк II). По полученным значениям горизонта прибора определяют отметки опорных поверхностей конструкций по черной Нч и красной Нк сторонам рейки: Нч = ГПч – bч; (6.13) Нк = ГПк – bк, где bч и bк – отсчеты по черной и красной сторонам рейки на опорной части конструкции. За окончательное значение принимают среднее: Н = 0.5 (Нч + Нк). (6.14) Обработку измерений завершают составлением схемы высотной исполнительной съемки. Измерения и расчеты выполняют для всех i-х опорных поверхностей, получив отметки Hi. На схеме плановой и высотной исполнительной съемки показывают проектные оси здания, конструкции и отклонения δi конструкций по высоте от проектного значения Нпр. Отклонения определяют по формуле: δi = Нi – Нпр. (6.15) Если при исполнительной съемке опорные поверхности значительно выше горизонта прибора, то рейку при отсчетах располагают пяткой (нулевым делением вверх). На рис. 6.7 показана схема определения отметок поверхностей консолей с помощью рейки, пятка которой оборудована специальным захватом для установки на консоль. В этом случае отметки вычисляют по формулам: Нч i = ГПч – bч i или Нк i = ГПк + bк i – 2 PОТ, (6.16) где РОТ – разность нулей рейки. Пример графического оформления исполнительной съемки, и записи результатов измерений приведен на рис. 6.8. 67 2 1 b гп А а Рис. 6.7. Схема определения отметки опорной поверхности с установкой рейки на консоль: 1 – рейка, установленная на репер; 2 – рейка, оборудованная специальной пятой; a и b – отсчеты по рейRp.1 кам; ГП – горизонт прибора Б 6 4 -3 4 5 5 3 2 2 +3 -5 4 7 1 3 5 6 8 7 -2 4 3 3 6 8 4 3 4 5 8 4 6 5 1 2 -3 3 5 -2 2 2 4 3 3 4 5 1 2 -3 6 3 2 3 3 4 -4 3 1 1 3 3 2 3 1 3 -5 5 2 5 5 2 4 3 2 5 5 6 4 2 5 2 3 7 -4 3 5 4 1 2 1 1 3 6 1 А Б Рис. 6.8. Схема исполнительной съемки здания 68 Предельные отклонения от совмещения ориентиров при установке сборных элементов, а также отклонения законченных монтажных конструкций от проектного положения не должны превышать величин, приведенных в прил. 2. 6.5.5. Исполнительная съемка подкрановых путей Исполнительная съемка подкрановых путей промышленных предприятий осуществляется после окончательного закрепления несущих конструкций и рельсов. В период приемки работ при участии геодезической службы, используя теодолит, нивелир или рулетку, контролируются положение подкрановых путей относительно разбивочных осей, отметки подкрановых рельсов, расстояния между их осями, а также качество крепления подкрановых путей к балкам. Производится оформление акта приемки подкрановых путей. Расстояние между осями рельсов определяется с помощью компарированной рулетки или косвенным методом. Этот метод состоит в том, что ширина колеи вычисляется аналитически – по координатам точек рельсовых осей, определенных с пунктов внутренней разбивочной сети, созданной в цехе. Наиболее эффективным при производстве исполнительной съемки подкрановых путей является использование лазерных приборов. При этом применяется метод параллельных створов. В настоящее время используются приборы ЛВ-5М, ЛВ-78, ПЛ-1. При производстве работ прибор устанавливают на специальной подставке и ориентируют по проектной оси подкранового рельса. Пучок, создаваемый лазером, должен находится строго в вертикальной плоскости с проектной осью рельса и на высоте 20-30 см над головкой рельса. Точного совмещения оси рельса с лазерным пучком в вертикальной плоскости добиваются последовательным приближением за несколько приемов, достигнутое отклонение не должно превышать 1-2 мм. Отклонение рельса от проекта в высотном и плановом положении определяют по специальной экран-марке. Она имеет сетку квадратов с делением 5 мм. Для обеспечения вертикального положения экран-марка имеет круглый уровень. Съемку начинают с конечной точки и заканчивают в начальной, последовательно устанавливая экран-марку в местах опирания подкрановых балок на колонны. В каждой точке берут два отсчета – по горизонтальной и вертикальной сетке. Наблюдения проводят в два приема в прямом и обратном направлении, при этом расхождения в отсчетах не должны превышать 3 мм. За окончательное значение отклонения в точке принимается среднее значение. При ширине пролета до 20 м и протяженности путей до 100 м исполнительную съемку производят методом бокового нивелирования. 69 Съемку начинают с контроля разбивки осей рельсов на подкрановых балках (рис. 6.9). Для этого стальными рулетками с миллиметровыми делениями измеряют расстояния l между точками А и В , А` и В` закрепления проектного положения осей подкрановых путей. A A` l l B B` Рис. 6.9. Контроль разбивки осей рельсов Для обеспечения требуемой точности между измеряемыми точками делают специальные настилы или удерживают полотно рулетки в горизонтальном положении. Рулетку натягивают динамометром и берут три пары отсчетов со сдвигами рулетки между отсчетами. В результат измерений вводят поправку на компарирование и температурное расширение рулетки. Результаты измерений наносят на схему исполнительной съемки, которую прилагают к акту приемки подкрановых путей. Для определения смещения рельса у каждой колонны необходимо над точками закрепления осей АА` и ВВ` натянуть на небольшой высоте проволоку. Прикладывая отвес к проволоке, берут отсчет по металлической линейке от середины головки рельса до отвеса. Полученные значения смещения и направления фиксируют в журнале, а затем выносят на схему исполнительной съемки. На полу здания строят фигуру KLMN (рис. 6.10), стороны KL и MN которой параллельны проектным осям AA` и BB`, а расстояния a0 и b0 измеряются с высокой точностью. 70 A A` K L a1 a2 ao ai b1 b2 b0 bi N M B B` Рис. 6.10. Схема производства исполнительной съемки подкрановых путей при больших пролетах Смещение оси рельса с проектной отметки определяется методом бокового нивелирования. Рейку устанавливают горизонтально к головке рельса и берут отсчеты по черной и красной сторонам: a1ч , a2ч , ... aiч ; a1к, a2к , ... aiк – для оси AA`, b1ч , b2ч , ... biч ; b1к, b2к , ... biк – для оси BB`. Для удобства в работе используют рейку с контактным устройством на котором значение c равно половине ширины головки рельса C (рис. 6.11). Определяют смещение рельса на колонне с номером i по формулам: δi = a0 – ai – для оси AA`; (6.18) δi = b0 – bi – для оси BB`, (6.17) cc аi Рис. 6.11. Рейка с контактным устройством для исполнительной съемки подкрановых путей где ai, bi – среднее значение отсчетов по красной и черной сторонам рейки для осей рельсов, определяемое по формулам: ai = 0.5 (aiч + aiк – PОТ) – для оси AA`; bi = 0.5 (biч + biк – PОТ) – для оси BB`. (6.19) Полученные смещения выносятся на схему исполнительной съемки (рис. 6.12). 71 1 3 2 А А -2 -1 +3 23000 (22998) -4 23000 (23002) 5 В В 2 1 -1 +2 2 -4 +3 3 Рис. 6.12. Исполнительная схема укладки подкрановых путей 72 4 ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Нормативная литература Системы обеспечения точности геометрических параметров в строительстве 1. ГОСТ 21778-81. Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Основные положения. Постановление Госстроя СССР от 2.12.80 № 184. ГОСТ от 2.12.80 № 21778-81. 2. ГОСТ 21779-82. Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Технологические допуски. Постановление Госстроя СССР от 2.12.80 № 184. ГОСТ от 2.12.80 № 21778-81. 3. ГОСТ 21780-83 (СТ СЭВ 3740-82). Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Расчет точности. Постановление Госстроя СССР от 13.12.83 № 320. ГОСТ от 13.12.83 № 2178083. СТ СЭВ от 31.12.83 № 3740-82. 4. ГОСТ 23615-79 (СТ СЭВ 5061-85). Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Статистический анализ точности. Постановление Госстроя СССР от 12.4.79 № 55. ГОСТ от 12.4.79 № 23615-79. СТ СЭВ от 12.4.79 № 5061-85. 5. ГОСТ 23616-79 (СТ СЭВ 4243-83). Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Контроль точности. Постановление Госстроя СССР от 12.4.79 № 55. ГОСТ от 12.4.79 № 23616-79. СТ СЭВ от 12.4.79 № 4243-83. 6. ГОСТ 26607-85 (СТ СЭВ 4416-83). Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Функциональные допуски. Постановление Госстроя СССР от 28.6.85 № 102. ГОСТ от 28.6.85 № 26607-85. 7. ГОСТ 26433.0-85. Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Общие положения. Постановление Госстроя СССР от 17.10.84 № 174. ГОСТ от 17.10.84 № 26433.0-85. 8. ГОСТ 26433.1-85. Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Правила выполнения измерений. Постановление Госстроя СССР от 17.10.84 № 174. ГОСТ от 17.10.84 № 26433.0-85. 9. ГОСТ 26433.2-94. Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Правила выполнения измерений параметров зданий и сооружений. Постановление Минстроя России от 20.4.95 № 18-38.ГОСТ от 17.11.94 № 26433.2-94. 73 ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Таблица 1 Предельные отклонения при монтаже конструкций Параметр 1. Отклонение от совмещения установочных ориентиров фундаментных блоков и стаканов фундаментов с рисками разбивочных осей 2. Отклонение отметок опорной поверхности дна стаканов фундаментов от проектных: до устройства выравнивающего слоя по дну стакана после устройства выравнивающего слоя по дну стакана 3. Отклонение от совмещения ориентиров (рисок геометрических осей, граней) в нижнем сечении установленных элементов с установочными ориентирами (рисками геометрических осей или гранями нижележащих элементов, рисками разбивочных осей): колонн, панелей и крупных блоков несущих стен, объемных блоков панелей навесных стен ригелей, прогонов, балок, подкрановых балок, подстропильных ферм, стропильных балок и ферм 4. Отклонение осей колонн одноэтажных зданий в верхнем сечении от вертикали при длине колонн, м: до 4 св. 4 до 8 св. 8 до 16 св. 16 до 25 5. Отклонение от совмещения ориентиров (рисок геометрических осей) в верхнем сечении колонн многоэтажных зданий с рисками разбивочных осей при длине колонн, м: до 4 св. 4 до 8 св. 8 до 16 св. 16 до 25 74 Предельные отклонения, мм 12 Контроль (метод, объем, вид регистрации) Измерительный, каждый элемент, геодезическая исполнительная схема - 20 ±5 8 10 8 20 25 30 40 Измерительный, каждый элемент, журнал работ Измерительный, каждый элемент, геодезическая исполнительная схема То же 12 15 20 25 Продолжение прил. 2 Продолжение табл. 1 Параметр 6. Разность отметок верха колонн или их опорных площадок (кронштейнов, консолей) одноэтажных зданий и сооружений при длине колонн, м: до 4 св. 4 до 8 св. 8 до 16 св. 16 до 25 7. Разность отметок верха колонн каждого яруса многоэтажного здания и сооружения, а также верха стеновых панелей каркасных зданий в пределах выверяемого участка при: контактной установке установке по маякам 8. Отклонение от совмещения ориентиров (рисок геометрических осей, граней) в верхнем сечении установленных элементов (ригелей, прогонов, балок, подстропильных ферм, стропильных ферм и балок) на опоре с установочными ориентирами (рисками геометрических осей или граней нижестоящих элементов, рисками разбивочных осей) при высоте элемента на опоре, м: до 1 св. 1 до 1,6 св. 1,6 до 2,5 св. 2,5 до 4 9. Отклонение от симметричности (половина разности глубины опирания концов элемента) при установке ригелей, прогонов, балок, подкрановых балок, подстропильных ферм, стропильных ферм (балок), плит покрытий и перекрытий в направлении перекрываемого пролета при длине элемента, м: до 4 св. 4 до 8 св. 8 до 16 св. 16 до 25 Предельные отклонения, мм Контроль (метод, объем, вид регистрации) То же 14 16 20 24 То же 12 + 2n 10 Измерительный, каждый элемент, журнал работ 6 8 10 12 То же 5 6 8 10 75 Окончание прил. 2 Окончание табл. 1 Параметр 10. Расстояние между осями верхних поясов ферм и балок в середине пролета 11. Отклонение от вертикали верха плоскостей: панелей несущих стен и объемных блоков крупных блоков несущих стен перегородок, навесных стеновых панелей 12. Разность отметок лицевых поверхностей двух смежных непреднапряженных панелей (плит) перекрытий в шве при длине плит, м: до 4 св. 4 до 8 св. 8 до 16 13. Разность отметок верхних полок подкрановых балок и рельсов: Предельные отклонения, мм 60 10 12 12 в одном поперечном разрезе пролета: на колоннах в пролете 14. Отклонение по высоте порога дверного проема объемного элемента шахты лифта относительно посадочной площадки 15. Отклонение от перпендикулярности внутренней поверхности стен ствола шахты лифта относительно горизонтальной плоскости (пола приямка) Измерительный, каждый элемент, геодезическая исполнительная схема Измерительный, каждый элемент 8 10 12 Измерительный, на каждой опоре, геодезическая исполнительная схема на двух соседних колоннах вдоль ряда при расстоянии между колоннами l, м: l ≤ 10 l > 10 Контроль (метод, объем, вид регистрации) 10 0,001 l, но не более 15 15 20 ± 10 30 (ГОСТ 22845-85) Измерительный, каждый элемент, геодезическая исполнительная схема *n – порядковый номер яруса колонн или число установленных по высоте панелей. 76 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. МИ-2247-93 “Рекомендация. Метрология. Основные термины и определения”. – М.: Издательство стандартов, 1987. 2. Сироткин М.П. Справочник по геодезии для строителей. 4-е издание. – М.: Недра, 1981. 3. Борисенков Б.Г., Андреева Ф.В. Метрологическое обеспечение строительного производства: Справочник строителя. – М.: Стройиздат, 1990. 4. Шишкин И.Ф. Метрология, стандартизация и управление качеством: Учебник для вузов / Под ред. Н.С. Соломенко. – М.: Изд-во стандартов, 1990. 5. Артемьев Б.Г., Голубев С.М. Справочное пособие для работников метрологических служб. – М.: Изд-во стандартов, 1990. 6. Бурдун Г.Д. Основы метрологии: Учебное пособие. – М.: Изд-во. стандартов. 1984. 7. СНиП 3.01.04-87. Приемка в эксплуатацию законченных строительством объектов. Основные положения/Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 1998. 8. СНиП 3.01.03-84. Геодезические работы в строительстве/ Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. 9. Пособие по производству геодезических работ в строительстве (к СНиП 3.01.03-84) / ЦНИИОМТП. – М.: Стройиздат, 1985. 10. СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции. ЦНИИ ОМТП. – М.: ЦИТП Госстроя СССР,1996. 77 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................................................... 3 1. ОСНОВЫ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНО-МОНТАЖНЫХ РАБОТ ............................................................................... 4 1.1. Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве ................................................................................................................ 4 1.2. Взаимосвязь геометрических параметров в строительстве ....................................... 4 1.3. Назначение и технологическое обеспечение точности ............................................... 7 2. РАСЧЕТ ТОЧНОСТИ ............................................................................................................... 9 2.1. Основные положения....................................................................................................... 9 2.2. Определение расчетных предельных значений результирующего параметра ...................................................................................................................... 12 2.3. Последовательность расчета точности....................................................................... 13 3. СИСТЕМА ДОПУСКОВ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ ..................................................................... 15 3.1. Технологические и функциональные допуски ............................................................ 15 3.2. Точность изготовления элементов............................................................................... 17 3.3. Точность разбивочных работ ........................................................................................ 18 3.4. Точность строительно-монтажных работ .................................................................... 19 4. КОНТРОЛЬ ТОЧНОСТИ в строительстве........................................................................... 21 4.1. Общие положения .......................................................................................................... 21 4.2. Методы контроля точности ........................................................................................... 22 4.3. Сплошной контроль ....................................................................................................... 24 4.4. Выборочный контроль ................................................................................................... 25 4.5. Выбор методов и средств измерений .......................................................................... 26 5. ПРАВИЛА, СРЕДСТВА И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ............................................................. 27 5.1. Правила выполнения измерений при производстве строительно-монтажных работ ..................................................................................... 28 5.1.1. Выбор метода измерения.................................................................................... 29 5.1.2. Порядок выполнения измерений ........................................................................ 30 5.1.3. Обработка результатов измерений.................................................................... 33 5.1.4. Оценка точности измерений ............................................................................... 36 5.2. Основные методы измерений....................................................................................... 37 5.2.1. Измерение линейных размеров ......................................................................... 37 5.2.2. Отклонения от совмещения ориентиров ........................................................... 43 5.2.3. Отклонение от отвесной линии .......................................................................... 45 5.2.4. Отклонение от проектных отметок ..................................................................... 47 6. ГЕОДЕЗИЧЕСКИЙ КОНТОЛЬ ТОЧНОСТИ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ .......... 49 6.1. Состав геодезических работ ......................................................................................... 49 6.2. Контроль выполнения геодезических работ ............................................................... 50 6.3. Геодезические измерения перед монтажом конструкций ......................................... 51 6.4. Метрологическое обеспечение монтажных работ ..................................................... 53 6.5. Исполнительная съемка конструкций .......................................................................... 56 6.5.1. Оценка точности строительно-монтажных работ ............................................. 58 6.5.2. Исполнительная съемка земляных сооружений оснований и фундаментов ..................................................................................................... 59 6.5.3. Исполнительная съемка деревянных конструкций .......................................... 61 6.5.4. Исполнительная съемка каменных, монолитных и сборных железобетонных конструкций ............................................................................. 62 6.5.5. Исполнительная съемка подкрановых путей ................................................... 69 ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ........................................................................................................................ 73 ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ........................................................................................................................ 74 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ............................................................................................................ 77 78 План 2000 г. Поз. 6.6. Анатолий Николаевич Сульдин. МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СТРОИТЕЛЬНО-МОНТАЖНЫХ РАБОТ. Курс лекций *** Редактор и корректор М.В. Бережная. Техн. ред. Н.В. Мильштейн. Подписано в печать 9.01.01. ЛР № 021068. ПЛД № 79-19. Формат 60х84/16. Печ. л. 4,7. Бумага тип. № 2. Печать офсетная. Тираж 165. Зак. 304. Цена 24 р. *** Издательство ДВГУПС. 680021, г. Хабаровск, ул. Серышева, 47. 79