Прикладная геодезия

КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ ПРИКЛАДНАЯ ГЕОДЕЗИЯ ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ 3-ГО КУРСА 1 МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный университет геосистем и технологий» (СГУГиТ) Кафедра прикладной геодезии и маркшейдерского дела КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ПРИКЛАДНОЙ ГЕОДЕЗИИ ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ 3-ГО КУРСА Специальность 21.05.01 Прикладная геодезия Специализация Инженерная геодезия Квалификация (степень) выпускника Инженер - геодезист Форма обучения Очная Новосибирск, 2020 2 УДК 528. Скрипникова М. А. Прикладная геодезия: Опорные инженерногеодезические сети. Инженерно-геодезическое обеспечение изысканий линейных сооружений. Геодезические разбивочные работы. Излагаются общие принципы прикладной геодезии и методы инженерно-геодезических работ: опорные инженерногеодезические сети, инженерно-геодезическое обеспечение изысканий линейных сооружений, геодезические разбивочные работы. Дается ознакомление с нормативной документацией. Особое внимание уделяется современным методам создания инженерногеодезических сетей, крупномасштабной топографической съемке, разбивочным работам. Также приводится описание специальных приборов. Курс лекций по дисциплине «Прикладная геодезия» предназначен для обучающихся 3-го курса по специальности 21.05.01 Прикладная геодезия (уровень специалитета) и может быть использована для обучающихся 4-го курса по направлению 21.03.03 Геодезия и дистанционное зондирование (уровень бакалавриата). 3 ОГЛАВЛЕНИЕ Раздел 1 Опорные инженерно-геодезические сети Лекция 1. Предмет и задачи курса "Прикладная геодезия. Специализированные инженерно-геодезические работы при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных объектов. Специальные геодезические измерения при эксплуатации поверхности и недр Земли. Жизненный цикл инженерного сооружения. Основные виды и особенности геодезических работ. Лекция 2. Плановые сети. Назначение и виды сетей, особенности построения. Ступени развития сетей. Принципы проектирования и расчета точности плановых сетей. Лекция 3. Обеспечение единой системы координат на территориях промышленных площадок, городов и других участков земной поверхности. Системы координат в инженерногеодезических работах. Переход от общегосударственной системы к частной (строительной). Выбор поверхности относимости. Лекция 4. Специальные линейно-угловые сети. Схемы сетей на застроенных территориях и строительных площадках. Геодезическая строительная сетка. Назначение и требования к точности. Построение сетки на местности различными методами. Лекция 5. Высотные инженерно-геодезические сети. Назначение и требования к точности высотных сетей. Проектирование сетей. Расчеты точности сетей. Лекция 6 Применение глобальных спутниковых навигационных 6 14 40 48 57 69 сетей при создании и развитии инженерно-геодезических сетей Раздел 2 Инженерно-геодезическое обеспечение изысканий линейных сооружений Лекция 7. Крупномасштабные инженерно-геодезические съемки. Назначение и виды съемок. Методы и точность создания планово-высотного обоснования Лекция 8. Съемка подземных коммуникаций. Индуктивные методы поиска токопроводящих коммуникаций. Анализ источников ошибок. Лекция 9. Приборы поиска. Составление планов подземных коммуникаций. 4 101 101 119 130 Лекция 10. Основные виды инженерных изысканий. Состав 143 работ при инженерно-геодезических изысканиях линейных сооружений. Правила трассирования в равнинной и горной местности. Лекция 11. Камеральное трассирование по топографическим 150 картам. Автоматизированные способы проектирования трасс. Лекция 12. Полевое трассирование. Составление плана и профиля трассы Раздел 3. Геодезические разбивочные работы Лекция 13. Геометрическая основа сооружений. Нормативные требования к точности выполнения разбивочных работ. Лекция 14. Элементы разбивочных работ: построение в натуре проектных углов, линий, высот, уклонов, вертикальная планировка территории и особенности выноса проекта планировки в натуру. Лекция 15 Основные способы разбивочных работ. Основные источники ошибок при разбивочных работах. Оценка точности разбивочных работ. Оптимизация разбивочных работ. 157 175 187 204 Лекция 16. Основные разбивочные работы. Детальная разбивка 227 котлованов и фундаментов, разбивка коммуникаций Лекция 17. Разработка проекта производства геодезических 241 разбивочных работ. Методы подготовки данных для перенесения проекта сооружений (в плановом положении) в натуру. Составление разбивочных чертежей. Список литературы 248 5 Лекция 1. ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ КУРСА ПРИКЛАДНОЙ ГЕОДЕЗИИ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ИНЖЕНЕРНОГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ ИЗЫСКАНИЯХ, ПРОЕКТИРОВАНИИ, СТРОИТЕЛЬСТВЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ИНЖЕНЕРНЫХ ОБЪЕКТОВ. ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ИНЖЕНЕРНОГО СООРУЖЕНИЯ, ОСНОВНЫЕ ВИДЫ И ОСОБЕННОСТИ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТ. Предмет и задачи курса прикладной геодезии Прикладная геодезия имеет своим предметом изучение методов: – топографо-геодезического обеспечения изысканий, – вынесения в натуру проектов сооружений, – разбивочных работ, – установки в проектное положение конструкций и технологического оборудования, – наблюдения за деформациями инженерных сооружений. Задачей прикладной геодезии является топографо-геодезическое и инженерно-геодезическое обеспечение инженерных сооружений. Конечной продукцией дисциплины «Прикладной геодезии» является наиболее прогрессивные и научно обоснованные схемы геодезических опорных сетей, методы измерений, каталоги координат и высот пунктов, геодезические данные о пространственном положении инженерного объекта, крупномасштабные топографические карты и профили различных масштабов, разбивочные чертежи, профили трасс линейных сооружений, геодезические данные для выноса проекта сооружения на местность, проекты горизонтальной и вертикальной планировки [11]. Основными научно-техническими задачами прикладной геодезии являются: 6 – создание научно-обоснованных схем и программ оптимальных геодезических построений для основных типов инженерных сооружений; – разработка и внедрение наиболее эффективных современных методов геодезических (электронных измерений, тахеометров, цифровых геодезических нивелиров, приемников) и способов математической обработки измерений для изысканий, разбивки и выверки приборов спутниковых геодезических инженерных сооружений; – обобщение отечественного и зарубежного опыта геодезических работ, накопленного при возведении крупных инженерных сооружений. Прикладная геодезия относится к отрасли строительства и архитектуры. Разносторонние геодезические данные Для современных сложных сооружений требуются разносторонние геодезические данные, которые находят отражение в курсе прикладной геодезии: 1) астрономо-геодезические - координаты и высоты пунктов опорных сетей; азимуты направлений; 2) гравиметрические - высокоточная гравиметрическая съемка площадок; величины уклонений отвесных линий; 3) топографические и фотограмметрические - карты различных масштабов; фотокарты и фотопланы, ландшафтные панорамы; 4) инженерно-геодезические - крупномасштабные планы площадок; продольные профили трасс и рек; элементы кривых; геодезическая привязка геологических выработок и гидрометрических створов; результаты натурных наблюдений за микросмещениями пород и деформациями сооружений. 7 Прикладная геодезия объединяет все науки. Специализированные изысканиях, инженерно-геодезические проектировании, строительстве и работы при эксплуатации инженерных объектов и специальные геодезические измерения при эксплуатации поверхности и недр Земли Топографо-геодезические изыскания площадок и трасс 1. инженерного сооружения - это наиболее общий вид работ, который включает: – построение на местности плановых и высотных опорногеодезических сетей; – создание съемочных сетей; –выполнение крупномасштабной геодезической съемки различного масштаба; – трассирование линейных сооружений; – привязка геологических выработок, точек геофизической разведки и т.д. Топографо-геодезические изыскания служат основой для проектирования сооружений и проведения других видов изысканий и обследований. Между изысканием и проектированием проходит какое-то время 34 месяца. Поэтому выполняется корректировка в поле – полевое трассирование, составляется продольный профиль и подсчитываются объемы. 2) Следующий вид работ – проектирование, который в настоящее время выполняется в 3D. Инженерно-геодезическое проектирование входит в комплекс работ по разработке проекта сооружения и состоит из: – составления топографической основы в виде планов и профилей в 8 необходимых масштабах; – разработки генеральных планов сооружений; – геодезической подготовки проекта для вынесения его в натуру; – решения задач горизонтальной и вертикальной планировки; – подсчета площадей и объемов и др. 3) Разбивка сооружений является основным видом геодезических работ при вынесении проекта в натуру. Как правило, этот вид работ требует более высокой точности геодезической основы и более тщательных геодезических измерений, чем съемочные работы. В состав разбивочных работ входят: – построение разбивочной основы в виде триангуляции, полигонометрии, строительной сетки, трилатерации; – вынесение в натуру от разбивочной основы главных (основных) осей сооружений; – детальная разбивка сооружений; – вынос осей под технологическое оборудование. В зависимости от имеющегося оборудования и от требуемой точности выбирают методы разбивки. 4) Для установки конструкций и технологического оборудования в проектное положение в процессе монтажа и контроля (выверки) в процессе эксплуатации выполняют следующие виды геодезических измерений: – измерения при установке в плане (по проектным координатам); –измерения по определению отклонений конструкций от вертикали; – измерения при установке по высоте. Геодезическая выверка конструкций и технологического оборудования, выполняемая в плане, по высоте и по вертикали, является наиболее точным видом инженерно-геодезических 9 работ, осуществляемых специально разработанными методами и приборами. 5) В процессе строительства и эксплуатации зданий и сооружений с целью обнаружения недопустимого изменения пространственного положения объекта или его отдельных частей выполняют специальные геодезические наблюдения, называемые деформациями инженерных сооружений. наблюдениями Как правило, за они выполняются высокоточными геодезическими приборами. Деформацией называют изменение формы объекта, связанное с пространственным перемещением. Чаще всего деформации возникают из-за неравномерной осадки. Деформации бывают не только из-за осадок сооружений, но из-за различных воздействий на сооружение, например, давление воды при эксплуатации гидротехнических сооружений, что вызывает сдвиг в горизонтальной плоскости плотины и ее наклон. Для башенных сооружений из-за влияния ветровых нагрузок и изменения температуры характерны изгибы, кручение и наклон. Наблюдения за деформациями инженерных сооружений включают: – измерение осадок оснований и фундаментов; – определение плановых смещений сооружений; – определение кренов (наклонов) высотных сооружений (зданий, башен, труб). Жизненный цикл инженерного сооружения Весь круг решаемых геодезического обеспечения инженерно-геодезических инженерного объекта задач для сводится обеспечению жизненного цикла инженерного сооружения (табл. 1.1). 10 к Таблица 1.1. Жизненный цикл инженерного сооружения Проектирование Строительство Состав строительно-монтажных работ 1.Технико-экономичекское 1.Рытье котлована обоснование 2.Разработка технического 2.Забивка свай; сооружение проекта сооружения фундамента 3.Разработка рабочих 3.Строительно-монтажные чертежей работы 4.Установка конструкций 5.Монтаж технологического оборудования Состав инженерно-геодезического обеспечения 1.Предпроектные 1. Разбивочные работы: инженерно-геодезические – создание разбивочной изыскания сети; (Обеспечение строительства – разбивка основных осей обзорно-топографическими сооружения; картами 1:100000) – детальная разбивка фундамента; детальная разбивка для обеспечения строительномонтажных работ (определяется местоположение отдельных колонн, блоков строительных конструкций) 2.Инженерно-геодезические изыскания на стадии рабочего проекта (создание опорных геодезических сетей; создание и (или) обновление инженернотопографических планов в масштабах 1:5000-1:2000, в том числе в цифровой форме, съемка подземных коммуникаций и сооружений 3.Составление крупномасштабных карт и планов в необходимых масштабах 1:500-1:200 (привязка геологических выработок, точек геофизической разведки); Геодезическая подготовка Эксплуатация 1.Определение осадок и деформаций сооружений 2. Реконструкция в процессе эксплуатации 1.Наблюдение за осадками и деформацией инженерных сооружений геодезическими методами: – разработка программы наблюдений; – разработка выбора места расположения и установки пунктов (реперов) геодезической основы; – разработка установки деформационных марок; – разработка установок, при необходимости, автоматизированных систем (датчиков) фиксации деформации грунтов. 2. Обеспечение 2. Геодезическое горизонтальности, обеспечение реконструкции вертикальности и инженерного сооружения. прямолинейности: – строительных блоков и конструкций; – технологического оборудования 3.Выполняется исполнительная окончательная съемка. Составляются: – исполнительный генеральный план законченного строительства; – специальные 11 проекта заключается в определении координат углов красных линий микрорайона и кварталов и вычислении разбивочных элементов для выноса углов красных линий в натуру. исполнительные инженерные планы (вертикальной планировки, коммуникаций); – исполнительные профили, разрезы Особенности инженерно-геодезических работ [11]: – Инженерно-геодезические работы выполняются в соответствии с требованиями проектирования отдельных видов сооружений и вынесения их проекта в натуру. Например, при проектировании гидротехнических сооружений важнейшее значение имеет детальность и точность изображения рельефа местности. Поэтому при топографической съемке таких территорий принимают сечение рельефа горизонталями через 0,5 м независимо от масштаба плана. – При проектировании в первую очередь обращают внимание на капитальные здания и сооружения на строительной площадке, относительно которых необходимо разместить проектируемые сооружения. Координаты углов этих зданий всегда определяются аналитически. – Чтобы инженерно-геодезические измерения, обеспечивающие геометрию возводимого сооружения, не были искажены поправками за редуцирование на поверхность референц-эллипсоида, они должны быть редуцированы на поверхность относимости, совпадающую со средним уровнем строительной площадки или с наиболее ответственной плоскостью сооружения. – В инженерно-геодезических работах соблюдается принцип «от общего к частному». Однако требования к точности измерений здесь возрастают в обратном общегеодезическими. Так направлении по как для сооружения 12 сравнению с наиболее важно сохранить взаимную технологическую связь элементов, а общее положение сооружения и его ориентировка могут быть определены с меньшей точностью, то детальная разбивка осей («частное») должна быть выполнена значительно точнее, чем вынос в натуру главных осей сооружения («общее») от пунктов геодезической основы. – Геодезические разбивочные сети обычно стремятся строить в виде правильных фигур с точной установкой (редуцированием) пунктов в проектное положение, применяя частную систему координат, в которой ось абсцисс была бы совмещена с главной осью сооружения. – При этом в зависимости от типа сооружения требования к продольным и поперечным сдвигам в геодезических сетях могут быть различны. – При построении инженерно-геодезических сетей весьма важную роль играет точность взаимного положения пунктов, от которых производится вынос проекта сооружения в натуру, и анализ влияния при разбивках ошибок исходных данных. От каждого исполнителя требуется глубокое знание теории построения, уравнивания и оценки точности геодезических построений, известный опыт в проведении изыскательских и разбивочных работ. Курс прикладной геодезии базируется на теоретических и практических положениях геодезии, высшей геодезии, фотограмметрии, математической обработки результатов геодезических измерений. Инженерно-геодезические работы также связаны с астрономией, гравиметрией, картографией. В прикладной геодезии используют электронные и электронно-оптические методы измерений, современное специализированное программное обеспечение, важное значение имеет изучение основ инженерной геологии и гидрологии, технологии строительства и проектирования сооружений. 13 Лекция 2 ПЛАНОВЫЕ СЕТИ. НАЗНАЧЕНИЕ И ВИДЫ СЕТЕЙ, ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ. СТУПЕНИ РАЗВИТИЯ СЕТЕЙ. ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РАСЧЕТА ТОЧНОСТИ ПЛАНОВЫХ СЕТЕЙ. Геодезические сети в соответствии с ГОСТом [8] подразделяют: – в зависимости от размеров - на глобальные, межгосударственные (региональные), национальные (в пределах одной страны) и локальные (местные); – по функциональному признаку - на сети государственного и специального назначения; – по виду получаемой информации - на пространственные, плановые, высотные, планово-высотные; – по назначению - на опорные геодезические сети, геодезические сети сгущения, – по съемочные точности - на и разбивочные высокоточные, точные и сети; технические; – в зависимости от технологии построения - на спутниковые, сети радиоинтерферометрии, триангуляции, полигонометрии, трилатерации, геодезические засечки. Государственная геодезическая сеть (ГГС) формируется по принципу перехода от общего к частному и включает в себя геодезические построения различных классов точности: – фундаментальную астрономо-геодезическую сеть (ФАГС) с расстояниями между пунктами 600–800 км; – высокоточную геодезическую расстояниях между пунктами 150–300 км; 14 сеть (ВГС) при средних – спутниковую геодезическую сеть 1 класса (СГС-1) с расстояниями между пунктами 25–35 км; – астрономо-геодезическую сеть 1 и 2 классов; – государственные геодезические сети сгущения. Плановые сети полигонометрии, создаются трилатерации, методами триангуляции, линейно-угловыми измерениями, построением векторов с применением спутниковых приемников. Геодезические сети специального назначения создаются в тех случаях, когда дальнейшее сгущение пунктов ГГС экономически нецелесообразно или когда требуется особо высокая точность геодезической сети. Геодезические сети специального назначения в зависимости от решения народно-хозяйственных задач подразделяют на виды: – геодезические сети для обеспечения строительства и эксплуатации уникальных объектов (ускорители элементарных частиц, радиотелескопы и т.п.), а также зданий и сооружений; – геодезические сети для изучения движений блоков земной коры, смещений и деформаций элементов инженерного оборудования; – геодезические сети Министерства Обороны; – геодезические сети Росреестра и т.п. Геодезическими сетями Росреестра называются Опорные межевые сети (ОМС) и бывают двух классов точности ОМС1 и ОМС2; средняя квадратическая ошибка взаимного положения смежных пунктов ОМС1 равна 0,05 м и для ОМС2 – 0,10 м. Инженерно-геодезические сети (или сети специального назначения) предназначены для обеспечения жизненного цикла сооружения и подразделяются на следующие виды сетей: 15 на этапе проектирования инженерных сооружений при 1) выполнении инженерно-геодезических изысканий создают опорные и съемочные сети. Опорные сети следует создавать методом линейно-угловой сети, полигонометрии IV класса, I, II разрядов, либо с помощью спутниковых технологий в соответствии с требованиями СП 317.1325800.2017 [21]. Примерные схемы полигонометрических ходов приведены на рис. 1.1. а) б) в) Рис. 1.1. Схемы ходов полигонометрии: а) одиночных ход, б) полигонометрическая сеть; в) полигонометрические ходы с узловой точкой 16 Основные требования к точности определения положения пунктов в плановой опорной геодезической сети [21] представлены в таблице 1.2. Таблица 1.2 Вид сети 1 КСГС и (или) сеть постоянно действующих базовых (референцных) станций ГНСС 2 СГСС; сеть постоянно действующих базовых (референцных) станций ГНСС 3 Полигонометрия, триангуляция, трилатерация, 4-го класса; сети, создаваемые спутниковыми определениями 4 Полигонометрия, триангуляция, трилатерация 1-го разряда, сети сгущения, создаваемые спутниковыми определениями 5 Полигонометрия, триангуляция, трилатерация 2-го разряда, сети сгущения, создаваемые спутниковыми определениями СКП определения координат относительно исходных пунктов, мм, не более 20 СКП взаимного положения смежных пунктов в плане, мм, не более 15 СКП взаимного положения смежных пунктов по высоте, мм, не более 20 20 20 25 20 25 - 50 30 - 50 40 - «Исходными для создания (развития) плановой ОГС должны быть пункты геодезических сетей, высших по точности классов (разрядов). В исключительных случаях допускается построение плановой ОГС относительно пунктов классов (разрядов) геодезических сетей точности не ниже создаваемой сети, при условии, если в районе 17 выполнения изысканий отсутствуют пункты геодезических сетей высших классов (разрядов) [21]. Спутниковые геодезические определения при создании плановой ОГС выполняют в соответствии с проектом, разработанным в программе и руководствами по эксплуатации спутникового оборудования. Спутниковые определения выполняют построением сети методом "статика". Число включаемых в сеть исходных пунктов должно быть не менее четырех, причем на каждом из пунктов сети должно сходиться не менее трех векторов [21]. В СП 11-104-97 требования к построению плановой и высотной опорных геодезических сетей и съемочных геодезических сетей устанавливаются в зависимости от площади участка изысканий и представлены в таблице 1.3 [19]: Таблица 1.3 18 Основные требования к точности измерений в плановой опорной геодезической сети, создаваемой методами триангуляции, трилатерации и полигонометрии в соответствии с требованиями СП [21, табл 5.2] приведены в таблице Таблица 1.4 Плановая опорная геодезическая сеть СКП измерений углов, вычисленн ая по Угловая невязка в ходах или полигонах, (секунд, не Допустимая длина сторон, км. Предельная относи- 19 Относительная СКП, не более 1.4». (класс, разряд) невязкам (секунд, не более) более) тельная погрешност ь хода базисной стороны в сети триангуля ции 4 класс 2 5√n 0,25-2,0 1/200000 стороны в сети триангуля ции в наиболее слабом месте 1/70000 1 разряд 5 10√n 1/25000 0,12-0,80 1/50000 1/20000 2 разряд 10 20√n 1/10000 0,08-0,35 1/20000 1/10000 измерения сторон (по внутренней сходимости) в сети трилатераци и 1/100000 1/50000 1/20000 1/5000 2) На этапе строительства сооружений в соответствии с требованиями [18] СП 126.13330.2012 «разбивочная сеть строительной площадки создается для выноса в натуру основных или главных разбивочных осей здания (сооружения), а также, при необходимости, для построения внешней разбивочной сети здания (сооружения), производства исполнительных съемок, наблюдения за осадками и другими деформациями. В соответствии с требованиями [19] СП 126.13330.2012 разбивочная сеть создается в виде: а) красных или других линий регулирования застройки; б) строительной сетки, как правило, с размерами сторон 50 м, 100 м, 200 м; в) центральных систем, микротрилатерации, микротриангуляци и др. Схемы разбивочных сетей различных видов на строительных площадках приведены на рис. 1.2. 20 а) в виде строительной сетки б) в виде красных линий в) в виде центральной системы Рис. 1.2. Схемы разбивочных сетей Условные обозначения: - пункты разбивочной сети строительной площадки; - пункты государственной геодезической сети; - строительная площадка; -проектируемые здания 3) Внешняя разбивочная сеть здания (сооружения) создается для перенесения в натуру и закрепления проектных параметров здания (сооружения), производства детальных разбивочных работ и исполнительных съемок». Внешнюю разбивочную сеть здания (сооружения) следует создавать в виде геодезической сети, пункты которой закрепляют на 21 местности основные (главные) разбивочные оси, а также углы здания (сооружения), образованные пересечением основных разбивочных осей. Для прокладки трасс дорог, надземных и подземных коммуникаций разбивочная сеть должна создаваться в виде линий, параллельных трассам с расположением их в местах, где обеспечивается их долговременная сохранность. Примерные схемы построения внешней разбивочной сети здания (сооружения) приведены на рис. 1.3. 22 Рис. 1.3. Примерные схемы построения внешней разбивочной сети здания (сооружения) а - завод; б - жилое здание; в - цех; г - жилое здание типа «звездочка»; д - резервуарный парк Схемы внешних и внутренних здания приведены на рисунке 1.3. 23 разбивочных сетей Рис. 1.3. Схемы внешних и внутренних разбивочных сетей здания Условные обозначения: - репер, совмещенный с осевым знаком; - временный осевой знак, конструкция которого приведена в обязательном приложении К ; - постоянные осевые знаки, конструкции которых приведены в приложении К; - осевой знак на здании; -пункты разбивочной сети строительной площадки; - пункты геодезической сети 4) Внутренняя разбивочная сеть здания (сооружения) должна создаваться в виде сети геодезических пунктов на исходном и монтажных горизонтах 24 здания (сооружения). Схема внутренней разбивочной сети здания на исходном горизонте приведена на рисунке 3, б. В соответствии с требованиями СП 126.13330.2017 [17] геодезическую разбивочную основу на строительной площадке или вблизи объекта строительства следует создавать в виде сети закрепленных знаками геодезических пунктов, определяющих положение здания (сооружения) на местности и обеспечивающих выполнение дальнейших построений и измерений в процессе строительства с необходимой точностью. В соответствии с СП 126.13330.2017 [17, табл. 5.1] требования к густоте и расположению пунктов геодезической разбивочной основы строительства и допустимые погрешности их определения в плане и высоте устанавливаются в зависимости от видов зданий и от занимаемой площади (таблица 1.5). Таблица 1.5 Характеристика объектов строительства Величины среднеквадратических погрешностей построения разбивочной основы строительства Углов ые измерения, с Линей ные измерения Определение превышения на 1 км хода или отметок смежных реперов на застроенной (незастроенной) территории, мм 3 1 25000 3 (10) Предельн ая погрешн ость взаимног о плановог о положен ия смежных пунктов разбивоч ной основы X , Y, мм Предельн ая погрешн ость взаимног о высотног о положен ия смежных пунктов разбивоч ной основы, мм 50 10 Плотность пунктов разбивочной основы на застроенной (незастроенной) территории 1 Предприятия и группы зданий (сооружений) на участках площадью 25 16 (4) более 1 км2; отдельно стоящие здания (сооружения) с площадью застройки более 100 тыс.м2 2 Предприятия и 5 1 10000 6 30 5 10 1 5000 10 20 5 1 2000 5 группы зданий (сооружений) на участках площадью 9 менее 1 км2 ; отдельно стоящие здания (сооружения) с площадью застройки от 10 до 100 тыс.м 2 3 Отдельно 4 (16); для сетей стоящие здания (сооружения) с площадью застройки менее 10 тыс.м2; сети инженернотехнического обеспечения в пределах застраиваемых территорий 4 Сети инженернотехнического обеспечения вне застраиваемых территорий; земляные сооружения, в том числе вертикальная планировка 5) 30 Геодезические перемещений сети сооружений 50 для создаются 10 инженернотехнического обеспечения пункты располагать не реже чем через 100 м, параллельно осям трасс и в точках резкого излома трасс Для сетей инженернотехнического обеспечения - то же, что и в пункте 3; для земляных сооружений и вертикальной планировки согласно ППГР и картограмме земляных работ наблюдения вертикальных методом геометрического нивелирования. Развитие высотной сетей обычно выполняется в две ступени. Первая ступень при определении осадок методом геометрического 26 нивелирования прокладывается в виде одиночного нивелирного или системы нивелирных ходов с узловыми точками, опирающимися на исходные репера или кусты реперов. Вторая ступень прокладывается по осадочным маркам и опирается на реперы первой ступени. Геодезические сети для наблюдения за горизонтальными перемещениями зданий и сооружений создают одним из следующих методов: – линейно-угловыми построениями для получения абсолютных перемещений; – построением створов для получения относительных перемещений; – с применением ГНСС-приемников; – методом трилатерации. Линейно-угловые построения представляют собой отдельные хода полигономеитрии или системы полигонометрических ходов. При необходимости создают лине йно-угловые сети системы замкнутых фигур (треугольников, геодезических четырехугольников). Для определения прямолинейности технологического оборудования создают створы. Створом принято называть вертикальную плоскость, в которой располагается прямая линия, проходящая через два опорных пункта. Одна из схем створных измерений приведена на рисунке 1.4.[9]. 1 i S Ai А q1 βi qi γi δi q2 y 2 Рис.1.4. Схема общего створа 27 S Bi В х В схеме полного створа (рис. 6) нестворность q каждой точки относительно общего створа определяется в прямом и обратном направлениях, т. е. дважды (при постановке прибора на обоих концах створа). 6) Геодезические сети на территории городов. Инженерно-геодезические сети на территории городов выполняют функции опорных и разбивочных сетей. Инженерно-геодезические сети на территории городов создаются в соответствии с Руководстве ГКИНП (ОНТА)- 01-271-03 [6] . В настоящем принята следующая классификация городских геодезических сетей (табл. 1.6): Таблица 1.6 Тип сети Точность Относительная Значения определения ошибка погрешностей координат, см определения положения пунктов, мм линий не грубее Спутниковые сети исходный пункт 1-2 1:1 000 000 - каркасная сеть (КС) 1-2 1:500 000 15 спутниковая 1 - 2 1:150 000 20 1:150 000 - (ИП) 3 городская геодезическая сеть 1 класса (СГГС-1) 4 спутниковая 1 - 2 городская геодезическая сеть 2 класса (СГГС-2) 28 средних взаимного Традиционные сети Тип сети Относительная СКП ошибка угла по невязкам в измерения Допустимая угловая невязка входах и полигонах Полигонометрия 4 1:25000 2" 5" √ n 5" 10" √ n класс Полигонометрия 1 1:10000 разряда Один или несколько исходных пунктов (ИП) создаются в городах площадью не менее 100 кв. км с населением не менее 500 тысяч человек и при наличии перспективы преобразования их в пункты ФАГС, ВГС или постоянно действующие пункты для навигационных систем. Для населенных пунктов площадью до 20 кв. км допускается объединение исходных пунктов (ИП) и пунктов каркасной сети (КС). Дальнейшее развитие спутниковых городских геодезических сетей выполняется по методике СГГС-1. Спутниковая городская геодезическая сеть 2 класса (СГГС-2) создается в виде исключения при необходимости создания геодезического обоснования на отдельных участках территории города. Полигонометрия 2 разряда создается также в виде исключения. Таким образом, ранее созданная сеть городской триангуляции перекрывается спутниковой городской геодезической сетью (СГГС) и теряет свое значение. Общая плотность закрепленного городского геодезического обоснования должна соответствовать: – плотно застроенная территория не менее – 16 пунктов на 1 кв. км. 29 – слабо застроенная территория не менее – 4 пункта на 1 кв. км. – незастроенная территория не менее – 1 пункт на 1 кв. км. Принципы построения городской геодезической сети с использованием спутниковых технологий [6]: 1. Один или несколько исходных пунктов (ИП), устанавливающих связь с общеземной геоцентрической системой координат, должны быть определены относительно не менее трех близлежащих пунктов ФАГС, ВГС либо международных постоянно действующих пунктов. 2. В спутниковой геодезической сети необходимо выделить каркас в объеме не геодезического менее 3 пунктов обоснования для городской создания высокоточного сети для и связи с государственной сетью. 3. Пункты каркасной сети (КС) должны быть максимально совмещены с исходными пунктами ранее созданной городской сети и ближайшими пунктами государственной сети для передачи государственной системы координат на пункты городской сети с максимально возможной точностью. 4. При построении спутниковой городской геодезической сети необходимо использовать максимальное количество одновременно работающих спутниковых приемников, что позволяет за счет избыточных измерений повысить точность и надежность результатов наблюдений. 5. Пункты спутниковой городской геодезической сети (СГГС) должны быть максимально совмещены с сохранившимися пунктами городской триангуляции, полигонометрии. Координаты пунктов инженерно-геодезических сетей (опорных геодезических сетей и городских геодезических сетей) вычисляются в двух системах координат: государственной и местной. Пункты 30 разбивочных сетей имеют координаты в местной системе координат и локальной. Типовые схемы спутниковых городских геодезических сетей (рис.1.5, 1.6.) Рис. 1.5. Схема спутниковой городской геодезической сети с тремя исходными пунктами - Исходные пункты -Пункты каркасной сети - Пункты СГГС Рис. 1.6. Схема спутниковой городской геодезической сети с одним исходным пунктом 31 Инженерно-геодезические сети обладают рядом характерных особенностей: 1) сети часто создаются в условной системе координат с привязкой к государственной системе координат; 2) форма сети определяется обслуживаемой территорией или формой объектов, группы объектов; 3) сети имеют ограниченные размеры, часто с незначительным числом фигур или полигонов; 4) длины сторон, как правило, короткие; 5) нет висячих пунктов, необходимо замыкать ход; 6) к пунктам сети предъявляются повышенные требования по стабильности положения в сложных условиях их эксплуатации; 7) условия наблюдений, как правило, неблагоприятные; 8) при строительстве плотин значительной высоты в узких речных долинах возникает необходимость в построении многоярусной сети, позволяющей осуществлять поярусную разбивку строящегося объекта. 9) При строительстве тоннелей и некоторых видов прецизионных сооружений повышенные требования предъявляются к точности построений лишь по одному определенному направлению. В настоящее время ИГС создаются с помощью ГНСС технологий. При расчетах точности инженерно-геодезических сетей следует различать два основных варианта использования сетей в зависимости от уровня требований к точности геодезических работ. Во-первых, требования к точности разбивочной основы могут быть примерно одного порядка с точностью съемочного обоснования. В этом случае ГРО развивается по принципу от общего к частному с использованием сетей старших классов и разрядов в качестве исходной 32 основы с жесткой привязкой к их сторонам и пунктам сетей младших классов. Во-вторых, требования к точности разбивочных работ могут быть существенно выше точности топографических работ. В таком случае создаются специальные опорные геодезические сети. При построении локальных сетей пункты старших классов используются только для передачи ориентирования на одну из сторон сети и координат - на один из пунктов этой сети. При построении специальных геодезических сетей их точность и плотность могут существенно меняться при переходе от одного этапа строительства сооружений к другому. Так, например, при возведении гидроузла: 1) на стадии изысканий геодезическая сеть строится из расчета на удовлетворение требований съемочных работ, 2) на стадии строительства - на удовлетворение требований к точности разбивочных работ, 3) в период эксплуатации сооружения - на удовлетворение требований к точности работ, выполняемых при наблюдениях за осадками и деформациями основных сооружений гидроузла. При этом требования к точности геодезических измерений возрастают от этапа к этапу. Стремятся максимально использовать результаты ранее выполненных геодезических работ при переходе к обеспечению следующего этапа строительства сооружения [11]. Принципы проектирования. Расчет точности построения взаимного планового положения опорных сетей. Предельная погрешность смежных пунктов опорной геодезической сети после ее уравнивания не должна превышать 5 см. Существует значительное разнообразие 33 опорных сетей, как по конфигурации, так и по точности их создания. Выбор вида построения зависит от многих причин: 1. типа объекта, его формы, занимаемой площади; 2. назначения сети; 3. физико-географических условий; 4. требуемой точности; 5. наличия измерительных средств у исполнителя работ. Например, полигонометрию применяют на закрытой местности или застроенной территории (полигонометрия - наиболее маневренный вид построения); линейно-угловые построения - при необходимости создания сетей повышенной точности; трилатерацию - обычно на небольших объектах, где требуется высокая точность; строительные сетки - на промышленных площадках. В зависимости от площади, занимаемой будущим объектом, и технологии строительства, инженерно-геодезические сети могут строиться в несколько последовательных стадий (ступеней). При этом возможно сочетание различных видов построений. Развитие измерительных средств во многом определяет выбор метода построения опорных сетей. Широкое внедрение в производство электронных тахеометров привело к тому, что линейно-угловые сети и полигонометрия используются наиболее часто. В настоящее время наиболее популярный метод создания сетей с применением спутниковых приемников. Полигонометрия является наиболее распространенным видом инженерно-геодезических сетей. В зависимости от площади объекта, его формы, обеспеченности исходными пунктами полигонометрию проектируют в виде одиночных ходов, опирающихся на исходные 34 пункты высшего класса (разряда), систем ходов с узловыми точками или систем замкнутых полигонов. Наиболее широко применяемые в практике инженерно- геодезических работ полигонометрические сети состоят из ходов 4 класса и 1 разряда. Основу любого геодезического проектирования составляют требования к точности выполнения работ. При проектировании полигонометрической сети : 1) рекомендуется предусматривать минимальное число порядков, как правило, ограничиваясь полигонометрией 4 класса и 1 разряда; 2) при применении тахеометров для измерения длин линий устанавливаются только минимальные длины сторон (предельные длины не устанавливаются); 3) допускается абсолютная линейная невязка 10 см при проложении ходов длиной до 1 км полигонометрии 1 разряда и длиной до 0,5 км 2 разряда ; 4) не допускать близкого расположения пунктов, принадлежащих разным ходам, так как в этом случае ошибка их взаимного положения может значительно превосходить ошибки соединяющего их хода; 5) при построении городской полигонометрии разрешается параллельное прокладывание ходов одного класса или разряда на расстоянии 2,5 км друг от друга для 4 класса и 1,5 км для 1 разряда; 6) Ходы стараются проектировать на местности, удобной для линейных и угловых измерений; 7) Учитывают требования техники безопасности, ходы не должны проходить вблизи ж/д и ЛЭП; 8) ходы должны редко пересекать автодороги, учитывать видимость между соседними пунктами; 35 9) городская полигонометрия может строиться в виде отдельных ходов, опирающихся на два исходных пункта высшего класса (разряда) и два исходных дир. угла, или сети, покрывающую всю территорию города; 10) стороны в ходе полигонометрии должны быть примерно равные. Особенности угловых измерений [11]: 1) необходимость более тщательного центрирования прибора и визирной цели (т.к. короткие стороны); 2) неустойчивость штатива из-за нагретого асфальта ; 3) интенсивное движение (создает организационные трудности); 4) Вследствие климатологических условий города на пути визирного луча создаются множества местных полей рефракций, изменяющихся в пространстве и времени. Суточные и сезонные изменения боковой рефракции заставляют выбирать достаточно четко определенное время для производства угловых измерений. Наблюдения лучше всего выполнять ранней весной и осенью. Наиболее благоприятные часы утренних и вечерних наблюдений устанавливаются в зависимости от времени года и состояния погоды. Неблагоприятные условия для измерения расстояний обусловлены [11]: 1) наличием пыли в атмосфере, что ограничивает дальность работы светодальномера; 2) турбулентностью атмосферы, вызывающей пульсацию светового пучка, в результате чего происходит пульсация сдвига фазы. 3) существенные колебания температуры, давления и влажности в условиях города; 36 4) насыщенность территории города линиями электропередачи высокого напряжения и др Основные характеристики городской полигонометрии приведены в таблице 1.7. Таблица 1.7. Широкое внедрение в практику геодезических работ электронных тахеометров привело к распространению линейно-угловых построений. Линейно-угловая сеть позволяет вычислить координаты пунктов точнее, чем в сетях триангуляции и трилатерации, примерно в 1,5 раза. При проектировании сетей следует обращать внимание на количество ступеней в сети. Поскольку увеличение количества приводит к понижению точности конечной ступени. 37 При проектировании разбивочной сети в виде строительной сетки следует учитывать следующие особенности. Строительная сетка создается в основном в 2 ступени. По периметру прокладывают полигонометрию 4 класса, а заполняющие ходы 1 разряда. Местоположение пунктов рекомендуется проектироваться с учётом параллельности сторон сети габаритным осям основных сооружений проекта. Точность создания опорных и разбивочных регламентируется в СП 47.13330.2012. (СП 11-104-97) сетей Инженерно- геодезические изыскания для строительства и СП 126.13330.2017 [17]. Геодезические работы в строительстве [17] - в зависимости от площади участка, вида сооружений (табл. 1.5.) Для каждого проекта требованиями СНиП сети, созданного в соответствии с СП, должен быть выполнен предварительный расчет точности координат и отметок пунктов. Расчет точности выполняется с применением сертифицированных программных продуктов CREDO DAT. Исходя из размеров участка, в соответствии с данными таблицы 1.5, выбрать класс сети по точности. Кроме того, в общих параметрах настройки проекта необходимо включить режим проектирования [16]. Поскольку в ведомости оценки точности пунктов приведены СКП пунктов, то необходимо вычислить СКП взаимного положения смежных пунктов в наиболее слабом месте сетки. Например, если смежные пункт 2 и пункт 3 в сети имеют максимальные СКП положения пунктов, то СКП их взаимного положения mвз.п. вычисляется по формуле: mвз.п.  m22  m32 38 (2.1) Если СКП взаимного положения смежных пунктов не превышает 30 мм, то в качестве разбивочной основы рекомендуется использовать полигонометрию 1 разряда. В случае превышения СКП взаимного положения смежных пунктов допустимого значения в 30 мм, выполняют повторное проектирование сети, например, повышают точность измерений на пунктах сети до точности полигонометрии 4 класса или уменьшают количество полигонов в сети, увеличивая длины сторон. 39 Лекция 3 ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЕДИНОЙ СИСТЕМЫ КООРДИНАТ НА ТЕРРИТОРИЯХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПЛОЩАДОК, ГОРОДОВ И ДРУГИХ УЧАСТКОВ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ СИСТЕМЫ КООРДИНАТ В ИНЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТАХ ПЕРЕХОД ОТ ОБЩЕГОСУДАРСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ К ЧАСТНОЙ (СТРОИТЕЛЬНОЙ) ВЫБОР ПОВЕРХНОСТИ ОТНОСИМОСТИ В Российской Федерации большие массивы геодезических данных, картографических материалов были созданы в государственных системах координат: СК-42, СК-63, СК-95. Кроме государственных систем координат использовалось большое количество местных систем координат. Поэтому для обеспечения единой системы координат на территориях промышленных площадок, городов и других участков земной поверхности необходим пересчет координат геодезических пунктов из одной системы в другую. Классификация систем координат (СК), применяемых в Российской Федерации, приведена в таблице 1.9 [13]. Таблица 1.9 Сведения о применяемых в РФ системах координат Статус СК Название СК Международна ITRF-2008 Количес тво СК 1 Срок действия Область применения Постоянно Международные я проекты, IGS WGS-84 1 Постоянно ГНСС GPS ПЗ-90.11 1 с 1.01.2017 ГЛОНАСС Государственн ГСК-2011 1 с 1.01.2017 Геодезические, ая СК-95 1 до 1.01.2021 картографические, СК-42 1 до 1.01.2021 кадастровые работы СК-63 19 Отменена МСК_NN_42 ≈ 100 Действуют Геодезические, МСК_NN_95 ≈ 10 Действуют картографические, Местная 40 Свыше МСК Локальная По Действуют кадастровые работы Сотни Время Градо- тысяч строительства строительство 30 000 названию объекта строительства Геодезические сети специального государственных системах координат назначения создаются в СК-95, ГСК-2011 и ПЗ-90 (параметры Земли – поверхностью относимости является общеземной эллипсоид ) или в местных системах координат. Для пунктов сетей ФАГС, ВГС, СГС-1, триангуляции и полигонометрии 1...4 классов используется государственная система координат СК-95. Государственная система координат СК-95 получена в результате совместного уравнивания трех самостоятельных геодезических построений различных классов точности: космической геодезической сети (КГС), доплеровской геодезической сети (ДГС) и астрономо-геодезической сети (АГС) по их состоянию на период 19911993 годов. Она пришла на смену СК-42. В результате переуравнивания были получены уточненные координаты, которые обозначаются как координаты системы координат СК-95. Для пунктов сетей ФАГС, ВГС, СГС-1 используются две системы координат ПЗ-90.11 и СК-95, ГСК-2011. Следует отметить, что системы координат СК-95, СК-42 нельзя использовать при создании новых пространственных данных с 1.01.2021г., но данные, созданные в этих системах координат ранее, использовать не запрещается. Большинство используемых на территории РФ местных систем координат (МСК), в том числе местных систем координат населенных 41 пунктов и СК, применяемые в отношении субъектов РФ, созданы на основе СК-42. С целью повышения качества МСК в последнее десятилетие в субъектах РФ МСК, основанные на СК-42, модернизованы до МСК, основанных на СК-95. Локальная система координат (ЛСК) – это система координат, устанавливаемая и используемая для выполнения топографо- геодезических работ при изысканиях, строительстве и эксплуатации зданий и сооружений. По требованию нормативных документов необходимо, чтобы пункты ГРО имели координаты в двух системах: в локальной системе координат и в местной системе координат. Международные системы координат WGS-84, ITRF-2008 используются на территории РФ пользователями GPS-системы и сервисами международной IGS-службы. Преобразования координат между этими международными СК и государственными системами координат выполняется потребителями с помощью ПО ГНАП. Местные системы координат населенных пунктов, к которым относятся кроме собственно МСК, устанавливаемых в отношении населенных пунктов также и МСК, устанавливаемые в отношении промышленных объектов и других объектов экономической и природоохранной деятельности насчитываются свыше 30 000 МСК). В этих МСК используется эллипсоид Красовского и проекция ГауссаКрюгера, поэтому при пересчете координат из ГСК в МСК и наоборот используются формулы координатных преобразований, основанные на семи параметрах (три параметра смещений начала систем координат ∆Х, ∆У, ∆Н, три угла разворота координатных осей и масштабный коэффициент). 42 Следует отметить, что МСК отличается от МСК_NN и СК-63 тем, что в них используется одна координатная зона, поэтому они принадлежат к классу беззональных СК. Например, при создании строительной сетки используют локальную прямоугольную систему координат. Начало этой системы выбирают таким образом, чтобы все пункты строительной сетки имели положительные значения абсцисс и ординат. координатных осей строительной сетки Ориентирование (рис. 1.7.) относительно общегосударственной системы координат может быть произвольным. Рис. 1.7. Переход от государственной системы к частной системе сетки производят по формулам: А = (х- a) cos + (у - b)sin (1.1) В = (х- a) sin + (y — b) cos . где x и y – координаты точки М в государственной системе; А, В – координаты точки М в строительной сетки; а, b – координаты начала строительной сетки в государственной системе; 43 - угол поворота сетки относительно государственной системы. При повороте оси А по отношению к оси х на угол против хода часовой стрелки: А = (х- a) cos - (у - b)sin ; (1.2) В = (х- a) sin - (y — b) cos . Применительно к рисунку 1.7 переход от системы строительной сетки к общегосударственной выполняют по формулам: x= a+Аcos -B sin ; (1.3) у= b+ A sin +B cos , При повороте оси А по отношению к оси х на угол против хода часовой стрелки: А = (х- a) cos - (у - b)sin ; (1.4) В = (х- a) sin - (y — b) cos . Переход от системы строительной сетки к общегосударственной применительно к рисунку 1.9. производят по формулам x= a+Аcos -B sin ; у= b+ A sin +B cos , Выбор системы координат и поверхности относимости при инженерно-геодезических работах 44 (1.5) Выбор поверхности относимости, т.е. поверхности, на которую будут спроецированы измеренные элементы сети, в частности измеренные длины сторон [11]. Измеренные геодезические данные (расстояния и углы) проецируются на поверхность относимости для последующего уравнивания. В инженерной геодезии при создании локальных (разбивочных) или опорных сетей (небольших) не выполняют редуцирование (так как строительство фундаментов сооружений производится на естественном основании, то важно получить результаты измерений в «натуральном» виде, без искажения их поправками). В качестве поверхности относимости принимают уровенную поверхность проходящую через точку, имеющую отметку, равную средней отметки проектируемого сооружения или отметки наиболее ответственного сооружении (рис 1.8). Поправка за редуцирование длины линии на поверхность относимости вычисляется по формуле: ∆Н=- пов отн ’ (1.6) Или Н =- пов отн Рис. 1.8. где R= 6370 км (средний радиус кривизны земного эллипсоида), S – длина измеренной стороны, Hm – средняя отметка измеренной линии, Hпов.отн – отметка поверхности относимости. 45 (1.7) Если поставить условие, чтобы поправка за редуцирование длины линии на поверхность относимости не превышала 1:200000 т.е. пов отнН Тогда Н пов отн ≤ , = -31,85 м = 1:100 000 ≥ , (1.8) (1.9) (1.10) где S - длина линии, y – среднее значение ординат концов максимальной длины линии на объекте. y (1.11) y =28 км (-28 и + 28 от начала Y), размер участка м.б. до 56 км. Для того, чтобы величина поправки в длины линий за переход от сферической поверхности Земли на плоскость в проекции Гауса-Крюгера не превышала 1:100000 – размер участка м.б. до 56 км(-28 км и +28 км от начала ординат). Y0 = 100 000 м, чтобы избежать отрицательных значений ординат Y. Для того, чтобы величина поправки в длины линий за переход от сферической поверхности Земли на плоскость в проекции Гауса-Крюгера не превышала 1:200000 – размер участка м.б. до 40 км(-20 и +20 км от начала ординат). Применение этой локальной системы возможно лишь в узкой полосе с ординатой вычисленной по формуле. 46 При использовании пунктов государственной геодезической сети для обоснования территорий городов, промышленных площадок возникает необходимость в двойном введении редукционных поправок. Сначала в вычисленные расстояния между пунктами триангуляции или полигонометрии следует ввести поправку ∆Н с обратным знаком, приводя, таким образом, величины расстояний на уровень физической поверхности земли, а затем при необходимости – поправку за переход на выбранный уровень поверхности относимости строительной площадки. 47 Лекция 4 СПЕЦИАЛЬНЫЕ ЛИНЕЙНО-УГЛОВЫЕ СЕТИ СХЕМЫ СЕТЕЙ НА ЗАСТРОЕННЫХ ТЕРРИТОРИЯХ И СТРОИТЕЛЬНЫХ ПЛОЩАДКАХ ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ СТРОИТЕЛЬНАЯ СЕТКА НАЗНАЧЕНИЕ И ТРЕБОВАНИЯ К ТОЧНОСТИ ПОСТРОЕНИЕ СЕТКИ НА МЕСТНОСТИ РАЗЛИЧНЫМИ МЕТОДАМИ Линейно-угловые сети на мостовых сооружениях позволяют обеспечить большую точность, чем триангуляционные или трилатерационные сети, т.к. в линейно-угловых сетях появляется большое число избыточных измерений, что обеспечивает надежный контроль в построениях [11]. Одним из классических вариантов ГРО является сдвоенный геодезический четырехугольник с двумя базисами по берегам реки для строительства больших и внеклассных мостов (рис. 1.9.) Рис. 1.9. Сдвоенный геодезический четырехугольник. с расположением базисов на берегах При наличии островов целесообразно размещать пункты ГРО на островах. В этом случае существенно улучшается форма засечки, применяемой при разбивке центров русловых опор. Схемы ГРО с размещением пунктов на островах представлены на рис. 1.10. 48 Рис. 1.10. Сдвоенный и простой геодезические четырехугольники с пунктами на островах При отсутствии видимости вдоль берегов базисные стороны располагают поперек течения реки (Рис. 1.11.) . Рис. 1.11. Одинарный и сдвоенные геодезические четырехугольники без базисных сторон вдоль берегов В настоящее время, также как и ранее, для определения деформационного состояния гидротехнических сооружений, в том числе и шлюзов, предусматривающая построение линейно-угловой сети. Данное геодезическое построение было обоснованным в периоды, когда ошибки измерения горизонтальных углов были меньше ошибок измерения расстояния (базисов). Такая же схема геодезического построения применялась и на шлюзе Усть-Каменогорской ГЭС. Она состоит из шести пунктов триангуляции, заложенных по обоим берегам р. Иртыш. При выполнении угловых измерений визирный луч проходит над водной поверхностью, что приводит к влиянию боковой рефракции на результаты угловых измерений. 49 В последнее время изменились приоритеты в методах построения специ-альных геодезических сетей из-за изменения соотношения в величинах средних квадратических ошибок линейных и угловых измерений для определѐнных размеров сетей. Это изменение связано с тем, что ошибки линейных измерений уменьшились значительно, в то время как величины угловых ошибок практически не уменьшились. Так расстояние до 1 км может быть измерено с ошибкой порядка (1,5 – 2,0) мм. При традиционном построении угловой сети ошибка угловых измерений в 0,7" в линейной мере равна 3,5 мм. Это, во-первых. Вовторых, при выполнении угловых измерений в районе расположения гидротехнических сооружений на положение визирного луча значительное влияет боковая рефракция. Особенно еѐ влияние заметно при прохождении визирного луча на границе суши и водной поверхности. Поэтому при проектировании геодезических построений необходимо максимально избегать угловых измерений, а применять линейные измерения. Примерные схемы построения плановой основы для определения деформационного электронных состояния тахеометров шлюза ГЭС (светодальномеров) технологий (рисунок 1.12.). 50 с использованием и спутниковых Условные обозначения: ∆ - исходный пункт линейно-угловой сети; - - опорный пункт створа а) схема линейно-угловой сети при расположении исходных пунктов на разных берегах; б) схема линейно-угловой сети при расположении исходных пунктов на одном берегу; в) схема линейно-угловой сети при расположении нескольких исходных пунктов в зоне влияния гидротехнического сооружения Рис. 1.12. Схемы опорных сетей для однокамерного шлюза На промышленных площадках в основном применяется строительная сетка. Строительная сетка создается в основном на промышленных площадках и служит основой для разбивочных работ, монтажа технологического оборудования и производства исполнительных съемок. Строительная сетка представляет собой закрепленную на местности систему прямоугольных координат, облегчающую привязку осей сооружений и производство разбивочных работ. В отличие от других видов опорных сетей точную конфигурацию и расположение пунктов строительной сетки проектируют заранее. Проектирование строительной сетки выполняют на генеральном плане будущего сооружения. Основное требование, предъявляемое к ориентированию сетки,- строгая параллельность координатных осей сетки наиболее важным осям сооружений. При этом места расположения пунктов строительной сетки намечают таким образом, чтобы обеспечить сохранность наибольшего их числа в процессе производства строительных работ на площадке. В зависимости от назначения строительной сетки и типа строящегося объекта длину стороны квадрата сетки принимают от 100 до 400 м. Наибольшее распространение получила сетка со стороной 200 51 м. В цеховых условиях для расстановки технологического оборудования сетку проектируют со стороной 10 - 20 м. Как было написано выше, при создании строительной сетки используют локальную прямоугольную систему координат. Нумеруют пункты от левого нижнего угла. Так, например, номер пункта, обозначенный А1/В3, будет указывать, что этот пункт имеет координаты: X=100 м, Y=300 м (рис. 1.13). Рис. 1.13. Схема строительной сетки Для точек, координаты которых не кратны 100 м, запись их обозначений производят подобно пикетажным; например, запись А14 + 25,65/B8 + 30,50 будет означать, что точка имеет координаты Х= 1425,65 м, Y= 830,50 м. Опыт строительства крупных промышленных комплексов показывает, что в большинстве случаев для выполнения основных разбивочных работ и исполнительных топографических съемок в масштабе 1:500 ошибки во взаимном положении смежных пунктов строительной сетки в среднем должны составлять 1:10.000 или 2 см для 52 расстояний между ними в 200 м. Прямые углы сетки должны быть построены со средней квадратической ошибкой 20". Вынос в натуру строительной сетки с соблюдением (в пределах заданной точности) намеченных мест расположения ее вершин производят в несколько этапов. Первоначально выносят в натуру исходные направления. На одном из них выбирают две точки 1 и 4 (рис. 1.14.), координаты которых определяют графически и, используя координаты пунктов плановой основы, как правило имеющихся в районе строительства, решают обратные геодезические задачи и вычисляют полярные координаты S1 и S2,  1 и  2 . Для исключения грубых ошибок целесообразно вынести в натуру третью точку 13 по элементам S3,  3 . После закрепления точек 1, 4 и 13 на местности измеряют угол 4-1-13, по отклонению которого от 90° можно судить о точности выполненных работ. C S3 D β3 13 14 15 9 10 11 16 12 B S2 5 6 7 β2 1 2 β1 3 8 4 S1 А Рис. 1.14. Схема выноса основных направлений строительной сетки Так как координаты точек 1, 4, 13 определялись по генплану 53 графически, то точность их выноса в натуру составит около 0,2 - 0,3 мм на плане. Но это не играет существенной роли, так как на эту величину сместится весь комплекс проектируемых сооружений. При реконструкции или расширении строящегося предприятия новую строительную сетку следует развивать как продолжение существующей. От вынесенного и закрепленного в натуре исходного направления выполняют детальную разбивку строительной сетки осевым способом и способом редуцирования. Для проектирования разбивочных работ удобнее иметь такую сетку, координаты пунктов которой практически не отличаются от проектных. Это можно получить при построении сетки способом редуцирования. Способ редуцирования. Строительная сетка создается в основном в 2 ступени. По периметру прокладывают полигонометрию 4 класса, а заполняющие ходы 1 разряда [16]. Разбивка пунктов строительной сетки на местности способом редуцирования выполняется в следующей последовательности. 1. Вынос исходного направления для разбивки сетки. На местность выносят не менее трех точек исходного направления сетки линейно–угловыми засечками от пунктов геодезической сети. 2. разбивки При создании сетки способом редуцирования на этапе положение пунктов сетки определяют с точностью теодолитного хода (1:1000 – 1:2000) и закрепляют временными знаками (так как координаты пунктов сетки будут значительно отличаться от их проектных значений и, следовательно, будет требоваться повторная закладка центров) 54 3. Затем выполняют линейно–угловые измерения на пунктах строительной сетки (или с применением спутниковых технологий) с точностью, определённой в проекте.( в поле подсчитывают угловые невязки в полигонах и сравнивают с допустимой) 4. Уравнивают сеть для получения уравненных координат и дирекционных направлений. 5. По проектным и уравненным координатам путем решения обратных геодезических задач определяют угловые θ и линейные l элементы редукций для каждого пункта 6. Составляют разбивочный чертеж, на который выписывают дирекционные углы всех направлений и элементы редукций: линейный l и угловой элементы θ (i ) . 7. Выполняется редуцирование пунктов сетки на местности. (Над временным знаком устанавливается и приводится в рабочее положение тахеометр (теодолит). От направления стороны сетки откладывается направление. угловой Вдоль элемент этого редукции направления при  и фиксируется помощи рулетки откладывается линейный элемент редукции и закрепляется временным знаком. Таким образом, на местности будет определено проектное положение точки, координаты которой соответствуют проектным координатам пункта сетки. Аналогичным образом редуцируют все пункты строительной сетки. 8. знаками, Редуцированные пункты сетки закрепляют постоянными представляющими собой железобетонные монолиты или забетонированные отрезки металлических труб с приваренными сверху металлическими пластинами размером 200×200×15 мм. (Для того, чтобы при закладке постоянного знака не утратить положение 55 редуцированного пункта, поступают следующим образом. Перед установкой знака положение пункта фиксируют двумя створами. После установки знака по меткам на верхних торцах кольев, закрепляющих створы, натягивают струны (леску) и восстанавливают на знаке положение пункта сетки кернением пластины.) 9. Выполняют контрольные измерения линейных и угловых элементов сетки выборочно на пунктах, расположенных в шахматном порядке, с таким расчетом, чтобы охватить все стороны сетки. Контрольные промеры будут отличаться от их теоретических значений. Эти отклонения не должны превышать 10–15 мм в длинах сторон, 10 – 15" – в прямых углах. Если в результатах контрольных промеров недопустимых ошибок не обнаружено, то в дальнейшем при разбивке осей сооружений принимают координаты пунктов сетки, равными проектным значениям, а углы между сторонами сетки – равными 90°. Положение центра пункта обозначают высверливанием на пластине отверстия диаметром 2 мм. Если разбивка пунктов будет выполняться с точностью 1:5000, то для редуцирования в пределах металлической пластины может использоваться геодезический транспортир и металлическая линейка. При элементах редукций, превышающих размер пластины, порядок работы аналогичный отложению редукций от временных пунктов. По пунктам строительной сетки прокладывают ходы нивелирования Ш - IV классов. В этом случае строительная сетка служит высотной основой. 56 Лекция 5. ВЫСОТНЫЕ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ СЕТИ. НАЗНАЧЕНИЕ И ТРЕБОВАНИЯ К ТОЧНОСТИ ВЫСОТНЫХ СЕТЕЙ. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕТЕЙ. РАСЧЕТЫ ТОЧНОСТИ СЕТЕЙ Точность высотных ИГС и их плотность зависит от точности разбивочных работ и съемочных работ, а также от размеров территории. Высотные ИГС базируются на государственной нивелирной сети I IV классов, развитой в большинстве районов страны в виде сплошного обоснования на освоенных территориях [11]. Нивелирные сети I и II классов составляют главную высотную основу, посредством которой устанавливается единая система высот на территории страны. Сети нивелирования I класса прокладываются на территориях крупных городов страны площадью, превышающей 500 км2 (Москва, Ленинград и др.). Сети нивелирования II - IV классов создаются в зависимости от размеров территории, указанных ниже. Классы нивелированных сетей на территории городов зависимости от занимаемой площади приведены в таблице 1.10. Таблица 1.10. Площадь городской территории, км2 Классы нивелирования Свыше 500 I От 50 до 500 II, III и IV » 10 » 50 III и IV » 1 » 10 IV 57 в Точность высотных сетей характеризуется допустимыми невязками (табл.1.11). Таблица 1.11. Показатели Классы нивелирования I III IV 4 15 4 1 5 2 I Максимальная длина хода, км: между исходными пунктами между узловыми точками Допустимые невязки в полигонах и по линиям 5 L 10 L 20 L нивелирования в мм, где L в км Нивелирные ходы II класса прокладываются так, чтобы марки и грунтовые реперы располагались равномерно на всей территории работ. Нивелирование выполняется в прямом и обратном направлениях. При сгущении нивелирной сети II класса нивелирование III класса прокладывается в виде отдельных ходов или систем ходов и полигонов, опирающихся на марки и реперы нивелирования высших классов. Если сеть нивелирования III класса является самостоятельной опорной сетью, то она строится в виде систем замкнутых полигонов. В этом случае нивелирные ходы прокладываются в прямом и обратном направлениях. В остальных случаях ходы III класса нивелируются в одном направлении. 58 Нивелирование IV класса производится в одном направлении по стенным и грунтовым реперам и центрам опорных геодезических сетей. На территориях современных городов выполняются инженерногеодезические работы самых разных видов. Наибольшие требования к точности основных разбивочных работ по высоте возникают при строительстве метрополитенов (III кл) и крупных самотечных канализационных коллекторов (II или III класс в зависимости от уклона и расстояния между колодцами). Для строительства гидроузлов сети II – IV кл. Все работы на строительных площадках производятся в единой системе высот, принятой в период изысканий для проектирования сооружений. Характерной особенностью специальных нивелирных сетей является существенное уменьшение расстояний между реперами и длин ходов. При этом сохраняется методика государственного нивелирования II - IV классов. Система высот При определении разности высот точек поверхности земли методом геометрического нивелирования возникает некоторая неопределенность в значении превышений вследствие того, что уровенные поверхности различных точек Земли не параллельны между собой [11] . Это обусловливается неравномерностью распределения масс земной коры и суточным вращением Земли. В зависимости от принципа учета непараллельности уровенных поверхностей различают: – нормальные высоты; – динамические высоты; – ортометрические высоты. 59 Ортометрические высоты отсчитываются от поверхности геоида до точек земной поверхности. По предложению М. С. Молоденского в России принята система нормальных высот. Нормальные высоты точек отсчитываются по направлениям отвесных линий от поверхности квазигеоида. Поверхность квазигеоида близка к поверхности геоида. В открытых океанах и морях поверхности геоида и квазигеоида совпадают. Поверхность квазигеоида относительно точек земной поверхности однозначно определяется по внешнему гравитационному полю Земли. Поверхность квазигеоида относительно поверхности референцэллипсоида определяется с помощью астрономо-гравиметрического нивелирования. На рис. 1.15 H m - нормальная высота точки N,  - аномалия высоты в точке N (расстояние между поверхностями квазигеоида и эллипсоида в точке N). Рис. 1.15. Взаимное расположение поверхностей Измеренные превышения между пунктами нивелирования I и II классов, а также нивелирования III класса в горных районах исправляют поправками за переход к системе нормальных высот, которые вычисляются на основании гравиметрических измерений. 60 При выполнении инженерно-геодезических работ поправка в измеренные превышения, обусловливается точности, либо либо очень как правило, применением малой не вводится. нивелирования протяженностью Это технической высокоточных нивелирных ходов. Вместе с тем, при производстве ряда инженерных работ введение поправок в измеренные превышения бывает необходимо, например, при высотном обеспечении строительства туннелей, плотин в горных районах, строительства испытательных линий большой линейной протяженности. Динамическую систему высот целесообразно применять для инженерно-технических расчетов, связанных с учетом работы, совершаемой в гравитационном поле Земли, в метеорологии. Для вычисления результатов нивелирования при создании государственных геодезических сетей динамические высоты не применяются. Проектирование высотных сетей Высотные сети проектируются в виде систем ходов. При проектировании нивелирные ходы лучше всего размещать вдоль дорог, избегая участков местности с большими уклонами, болотами, торфяниками [15]. На территории городов - следует намечать вдоль улиц с небольшим движением транспорта. На территориях гидроузлов сеть знаков высотного обоснования располагается с таким расчетом, чтобы высотные отметки на ответственные бетонные сооружения были переданы от двух реперов и по возможности не более чем с трех постановок нивелира. При проектировании высотных деформационных сетей в составе сети нивелирования II класса должно быть не менее двух кустов реперов повышенной устойчивости (по три репера в каждом кусте), 61 установленных в местах, не подверженных оседанию и выпучиванию. Куст реперов служит исходной высотной основой, определяет ее стабильность, как во время строительства, так и в период эксплуатации. Расстояния между реперами в кусте не должны быть более 12 метров. Эти реперы используются для контроля рабочих реперов II класса, используемых для наблюдений за осадками сооружений. Приведённая на рис. 1.16 нивелирная сеть состоит из нивелирного хода I класса проложенного между реперами № 3 и № 4 кустов реперов № 1 и № 2. В ход включено два рабочих репера № 1 и № 2. Вторая ступень сети состоит из ходов нивелирования II класса от рабочих реперов к осадочным маркам и ходов по осадочным маркам расположенных на здании. При расчёте точности нивелирной сети на первом этапе выполняют оценку точности нивелирного хода I класса хода между кустами реперов. На втором этапе выполняют расчёт точности нивелирных ходов II класса по осадочным маркам. Рис.1.16. Схема нивелирной сети при определении осадок здания 62 Нивелирные сети на промышленных площадках часто уравнивают как свободные с включением одного репера старшего класса в сеть более низшего класса. Расчет точности сетей Например, для строительства комплекса сооружений предлагается участок местности примерно 300×700 метров. На участке запроектировано строительство несколько зданий. С учётом размеров площадки варианта генплана, требуемая СКП измерения превышения на станции на 1 км хода не должна превышать 6 мм, а отметок смежных реперов – 5 мм в соответствии с требованиями СП [16]. Такую СКП определения превышения обеспечивает нивелирование III класса. Для III класса СКП измерения превышения на станции на 1 км хода составляет 5 мм. При оценке точности проекта нивелирной сети в CREDO DAT 5.0 необходимо вычислить по данным ведомости «оценки точности положения пунктов» дополнительно СКП определения отметок смежных пунктов строительной сетки. При расчёте точности в качестве исходных реперов необходимо взять пункты триангуляции, отметки которых определены из нивелирования II класса. Расчёт точности сети выполняется в CREDO DAT 4.0. Настройка свойств проекта должна соответствовать параметрам нивелирования III класса (допустимая невязка на 1 км хода – 10 мм). При расчёте точности сети вначале необходимо выполнить настройки в команде «Пункты ПВО». В качестве исходных пунктов указываются не менее 2 пунктов триангуляции с отметками определёнными из нивелирования II класса. Далее выполняется команда «Нивелирные хода». Нивелирным ходом считаются хода от исходного репера до узловой точки и хода между узловыми точками. 63 После обозначения первого хода выполняется команда «Точки нивелирных ходов». При выполнении предварительного расчета точности превышения считать равными нулю, для определения числа станций определяются длины секций между пунктами по растру с точностью до одного метра. Активировав последовательно «Предобработка» и «Уравнивание», команды: «Расчёт», выполняют анализ ведомости оценки точности определения отметок пунктов сети. Значения средних квадратических погрешностей положения отметок соседних пунктов сети взаимного не должны превышать допустимого значения в 5 мм для данной площади строительства в мм в соответствии с требованиями СП [17]. Поскольку в ведомости оценки точности пунктов приведены только средние квадратические погрешности (СКП) отметок пунктов, то необходимо вычислить СКП взаимного положения отметок смежных пунктов в наиболее слабом месте сетки по формуле: mвз.п.  m22  m32 (1.12) В случае превышения СКП допустимого значения в 5 мм, выполняют повторное проектирование нивелирной сети, например, уменьшают длины ходов, проектируют дополнительные узловые точки в сети. Пункты высотного обоснования закрепляются нивелирными знаками (реперами), которые должны отвечать следующим основным требованиям: 1) обеспечивать стабильность знака по высоте; 64 2) иметь конструкцию, обеспечивающую длительную сохранность знака в месте его закладки; 3) простота изготовления знака. Рекомендации по закреплению пунктов: – на территории городов нивелирные знаки должны закладываться в стены капитальных зданий и сооружений, построенных не менее чем за два года до закладки знака и не более одного репера в стены одного здания; – марки закладываются на высоте 1,5 - 1,7 м, а реперы - на высоте 0,3 - 0,6 м над поверхностью земли; – не рекомендуется стенные нивелирные знаки закладывать в стены зданий и сооружений, расположенных вблизи железнодорожных путей; – грунтовые реперы закладываются только при отсутствии капитальных зданий и сооружений. Места закладки грунтовых реперов следует выбирать по возможности на выходах коренных пород, на участках с глубиной залегания грунтовых вод не менее 4 м и благоприятными условиями для стока поверхностных вод. В практике строительства весьма эффективными оказались геодезические знаки в виде свай. Свайные реперы обеспечивают надежную сохранность высотного положения центра знака. Они просты и экономичны в изготовлении. Особенности нивелирования при создании высотных инженерногеодезических сетей При построении инженерно-геодезических сетей на территориях городов, гидроузлов, нивелирование крупных соответствующих промышленных классов комплексов выполняется согласно рекомендациям и требованиям инструкции по нивелированию I, II, III и IV классов. Вместе с тем следует обращать особое внимание на 65 устойчивость прибора и реек и исключение в ряде случаев неблагоприятного влияния внешних условий. При нивелировании II и III классов на застроенных территориях ножки штатива следует устанавливать на асфальте в сделанные специальным пробойником углубления, на мостовых - между камнями мостовой. Ножки штатива необходимо защищать от прямого попадания солнечных лучей. Для установки штатива на бетонных мостовых целесообразно применять чугунные плиты специальной конструкции. Реечники должны оберегать поставленные башмаки и костыли от наезда транспортных средств и других воздействий. Для ослабления влияния вертикальной рефракции нивелировать в пасмурные дни. Пересечение линии электропередач (ЛЭП) необходимо выполнять под углом 90˚. Вдоль линии электропередач создается практически однородное магнитное поле, поэтому нивелирные хода необходимо прокладывать параллельно проводам ЛЭП; Основными методами точного инженерно-технического нивелирования являются [9]: 1) метод геометрического нивелирования при коротких визирных лучах, примененный при изучении осадок фундаментов; 2) метод гидростатического нивелирования; 3) метод, основанный на применении микронивелиров; 4) тригонометрическое нивелирование; 5) определение отметок с применение ГНСС приемников. 66 (1) Методом геометрического нивелирования можно определять разность высот двух точек, расположенных на расстоянии 10 - 15 м, со средней квадратической ошибкой 0,03 - 0,05 мм. Разность высот точек, расположенных на расстоянии нескольких сотен метров одна от другой, определяется со средней квадратической ошибкой 0,l-0,2 мм. Такая высокая точность достигнута в результате принятия ряда мер по ослаблению отдельных источников ошибок: 1) тщательный отбор приборов для нивелирования. Наибольшую точность обеспечивают уровенные нивелиры с плоскопараллельной пластинкой типа Н1 и компенсационные Ni 007 и Ni 002; 2) тщательное определение цены деления головки микрометра на различных его участках с помощью измерительных микроскопов; 3) изготовление специальной прецизионной нивелирной подставки, позволяющей плавно менять высоту прибора и нивелировать при двух горизонтах инструмента; 4) использование специальных визирных целей, в наибольшей степени способствующих повышению точности отсчитывания; 5) защита нивелиров от теплового воздействия в условиях открытого воздуха специальным теплозащитным кожухом. Это позволяет более чем в два раза стабилизировать значение угла i. При выполнении инженерно-геодезических работ в сложных условиях геометрическое нивелирование может быть заменено тригонометрическим с короткими, до 100 м, лучами визирования. Тригонометрическое нивелирование подразделяют на следующие виды: 1) одностороннее нивелирование, когда измеряют один угол наклона (или зенитное расстояние); 67 2) двустороннее, когда одновременно измеряют эти же элементы в конечных точках линий; 3) нивелирование из середины, когда теодолит устанавливают в середине между точками. В зависимости от типа теодолита и расположения подписей на вертикальном круге измеряют угол наклона v или зенитное расстояние z. Зимний период ввиду сильного влияния рефракции непригоден для производства тригонометрического нивелирования. Тригонометрическое нивелирование коротким лучом целесообразно применять в горной местности для обоснования топографических съемок, а также наблюдений за осадками сооружений. 68 Лекция 6 ПРИМЕНЕНИЕ ГЛОБАЛЬНЫХ СПУТНИКОВЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СЕТЕЙ ПРИ СОЗДАНИИ И РАЗВИТИИ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ СЕТЕЙ Общие сведения о глобальных навигационных спутниковых системах В настоящее время используются для высокоточного определения координат пунктов две спутниковые навигационные системы: ГЛОНАСС (Россия) и NAVSTAR (США) [1 ,2, 3, 4]. Система GPS (ГНСС) состоит из трёх основных сегментов (рис.1.17.): 1) космический сегмент; 2) сегмент управления и контроля; 3) сегмент пользователей. Рис. 1.17. Сегменты Глобальной навигационной спутниковой системы Космический сегмент – это совокупность спутников, общее количество которых составляет 24. Для обеспечения возможности определения трёхмерных координат точек в любой точке земного шара 69 спутники GPS вращаются на шести орбитах по 4 спутника (спутники ГЛОНАСС вращаются на трех орбитах по 8 спутников) (рис.1.18.). Рис. 1.18. ГНСС: а) GPS; б) ГЛОНАСС Наряду с полностью развернутыми ГНСС GPS и ГЛОНАСС на стадии развертывания находятся еще 2 глобальные навигационные системы: BeiDou Navigation Satellite System (КОМПАСС/Бейдоу, Китай) и GALILEO (Галиллео, Европейский Союз). Введение в эксплуатацию в глобальном масштабе данных систем, планируемое в 2020 году При запуске спутник размещается на орбите в предвычисленной точке пространственной структуры системы. Группировки спутников ГНСС запроектированы так, чтобы в любой точке земного шара можно было одновременно наблюдать над горизонтом не менее 4 спутников (рис. 1.19.). Рис.1.19. Не менее 4-х спутников над горизонтом в любой точке земного шара в любое времени 70 Спутники системы GPS (ГНСС), с помощью радиотехнической аппаратуры, передают необходимую для потребителей информацию в закодированном используются виде. два При типа этом, кодов: для код кодирования для сигналов, несанкционированных пользователей (С/А – код) и код (Р - код) для военных и аккредитованных гражданских пользователей. Закодированные сигналы получают при помощи высокостабильных опорных генераторов. Получаемые на выходе несущие колебания с частотами L1и L2 позволяют реализовать высокоточный метод относительных измерений в геодезии. Основной задачей сегмента контроля и управления GPS (ГНСС) является поддержка постоянной работоспособности спутников навигационной системы. В состав сегмента входят ведущая станция управления, пять станций слежения и три загружающие станции. Функции: 1) Станции слежения, координаты которых известны с максимально возможной точностью, в автоматическом режиме принимают сигналы со спутников на частотах L1и L2. 2) Все собранные данные передаются на ведущую станцию. 3) Основной задачей ведущей станции является обобщение и анализ поступившей информации. 4) На основе полученных данных предсказываются орбиты спутников и поправки к показаниям часов спутников, которые передаются на спутники через определённые интервалы времени через станции загрузки. Наибольший интерес для потребителей представляет приёмновычислительный комплекс, составляющий основу сектора потребителей. 71 Не рассматривая потребности военных пользователей, можно отметить две основные линии в использовании GPS (ГНСС): 1) использование GPS (ГНСС) для целей навигации; 2) использование GPS (ГНСС) для точных и высокоточных геодезических работ. В соответствии с основными направлениями использования GPS, в настоящее время, можно выделить две основные группы приёмновычислительных комплексов, называемых в дальнейшем геодезической навигационной аппаратурой потребителей (ГНАП). К первой группе можно отнести компактную, сравнительно недорогую, ГНАП, работающую в режиме определения абсолютных координат и обеспечивающую метровую точность определения местоположения. Ко второй группе ГНАП, работающей в относительном методе, относят спутниковые геодезические приёмники. Данный класс ГНАП обеспечивает наивысшую точность определений приращений координат. Комплект ГНСС- приёмников для высокоточных измерений состоит, из не менее чем, двух двухчастотных приёмников и специализированного программного обеспечения для камеральной обработки полевых измерений, так называемой “пост-обработки”. Два и более приёмников позволяют выполнять измерения относительным методом, при котором с высокой точностью получаются приращения геоцентрических координат между пунктами, на которых установлены приёмники, в системе координат ГНСС. Общий вид комплекта приведен на рис. 1.20. Trimble R10 являются двухсистемными приёмниками, работающими с современными ГЛОНАСС и NAVSTAR (GPS). Все современные двухчастотные приёмники как 72 правило, являются двухсистемными. Так точность измерений во многом определяется спутников, количеством то наблюдаемых применение во двухсистемных время измерений приёмников для высокоточных работ является дополнительным преимуществом, по сравнению с применением односистемных приёмников [15]. Рис. 1.20. Комплект ГНСС-приёмников Trimble R10 Комплект приёмников позволяет: –выполнять приём радиосигналов от спутников ГНСС; – организовать определения регистрируемых величин; –выполнить предварительную обработка полученных результатов непосредственно на пункте в ходе выполнения наблюдений – выполнить окончательную обработку измерений с помощью программного обеспечения, входящего в комплект приёмника. Работа спутниковых геодезических приёмников при выполнении наблюдений максимально автоматизирована. С помощью клавиатуры контроллеров оператор может вводить параметры для выбранного режима измерений и наблюдать, при необходимости, значения 73 некоторых параметров в ходе измерений. Технические характеристики ГНСС-приёмников Trimble R10 приведены в табл. 1.12. Таблица 1.12. Характеристика Значение характеристики Тип приемника GNSS RTK Точность при постобработке статика: ±3 мм + 0,1мм/км, (план/высота) ±3,5 мм + 0,4 мм/км Точность при постобработке Кинематика ±8 мм + 1 мм/км, (план/высота) ±15 мм + 1 мм/км Точность в режиме RTK статика ±8 мм + 0,5 ppm, (план/высота) ±15 мм + 0,5 ppm Память Внутренняя память объемом 4 Гб Емкость вмещает более трех лет записи данных сырых измерений (примерно 1.4 Мб /день), при записи данных от 14 спутников в среднем с 15-ти секундным интервалом Рабочая температура (приемник с - 40 до +65 C внутренними аккумуляторами) Методы определения координат Определение координат точек местности с применением ГНССтехнологий осуществляется тремя основными методами: абсолютным, дифференциальным и относительным. Рассмотрим абсолютный и относительный методы определения координат. В основе технологии спутниковых определений лежит вычисление расстояний от спутника до приёмника. При вычислении расстояний от приёмника до нескольких спутников, при известных координатах спутников, реализуется метод пространственной линейной засечки. На основе этого метода вычисляются координаты приёмника. При работе 74 одного приёмника могут быть вычислены его координаты, на основе метода линейной засечки, в принятой системе координат с метровой точностью. Такой метод использования GPS получил название абсолютного метода определения координат (рис.1.21). Рис. 1.21. Абсолютный метод определения координат Измеряемое расстояние между спутником и приёмником вычисляется по формуле [4]: Rизм  ( X S  X P ) 2  (YS  YP ) 2  (Z S  Z P ) 2  c(t пр - t c )  t атм (1.13) где t пр и t c - ошибки синхронизации часов приёмника и спутника относительно эталонного времени; t атм - временные задержки при прохождении радиосигнала от спутника, обусловленные влиянием атмосферы, т.е. ионосферы и тропосферы; X P ,YP , Z P - координаты точки стояния приёмника; Rизм - измеряемое расстояние между спутником и приёмником; X S ,YS , Z S - координаты спутника. 75 Параметры t c и t атм в формуле (1.13) считаются известными с достаточной для абсолютного метода точностью. Составляя систему из четырёх уравнений, при синхронном наблюдении четырёх спутников, находят Rизм и t пр . Основная причина недостаточной, для геодезического применения, точности координатных определений в абсолютной методе является невозможность полного учета влияния систематических ошибок на измеряемые расстояния до спутников. Кроме того, погрешности данного метода увеличиваются из-за возможного умышленного понижения точности эфемерид спутников и точности показаний часов спутников для несанкционированных пользователей GPS. Относительный метод определения координат обеспечивает измерение базовой линии с точностью порядка 5 мм+1 мм/км, что делает этот метод наиболее приемлемым для выполнения работ по созданию геодезических сетей. В относительном методе наблюдения, сделанные двумя ГНССприемниками синхронно на опорном (координаты которого известны) и определяемом пункте, обрабатываются совместно. В результате обработки определяется вектор между опорным и определяемым пунктом, называемый вектором базовой линии, задаваемый в пространстве приращениями координат от исходного к определяемому пункту. Координаты же определяемого пункта вычисляются как сумма координат исходного пункта и приращений координат, определенным по итогам спутниковых относительных измерений. Ошибки ГНСС наблюдений и методика ослабления их действия. На точность определения координат ГНАП влияют [1, 2, 3, 4]: 76 – ошибки наблюдателя (ошибки сбора метеоданных на пунктах наблюдений, ошибки центрирования антенн и измерения их высоты над центром пункта наблюдений); – ошибки аппаратуры (неточное знание положения фазового центра антенны приѐмника, неучтенные временные задержки при прохождении информационных сигналов и другие); – ошибки за счет влияния внешний условий по пути распространения сигнала (неоднородность тропосферы и ионосферы, многопутность, влияние магнитных бурь); – ошибки математической обработки (не оптимальная геометрия созвездия спутников, ошибки орбит). Источники погрешностей и способы их ослабления приведены в таблице 1.13 [3]: Таблица 1.13. Источник ошибок 1 Ошибки априорных координат пунктов сети 2 Ошибки эфемерид спутников 3 Ионосферная рефракция Способ исключения или ослабления Привязка к станциям Международной GPS службы (МГС, точность привязки на уровне 3 см) Использование точных эфемерид МГС вместо бортовых (точность порядка 5 см) Применение двухчастотной аппаратуры, решение по комбинации фазы несущей, свободной от влияния ионосферы 4 Тропосферная рефракция Проектирование сети с малой разностью высот пунктов, использование при обработке файлов тропосферной задержки от ближайших пунктов МГС 5 Многопутность Использование аппаратуры, устойчивой к многопутности (приемники 5700 и Legacy с антеннами типа choke-ring), длительные сеансы наблюдений, выбор пунктов с открытым радиогоризонтом, удаление наружных знаков (пирамид) на время измерений 6 Нестабильность фазовых Использование приемников с однотипными антеннами центров антенн 7 Геометрия спутников Наблюдения суточными сеансами, разбиваемыми на несколько подсеансов 8 Ошибки центрирования и Принудительное центрирование, специальные переходники измерения высоты антенны для измерений высоты антенны штангенциркулем, измерение высоты до и после сеанса 77 9 Геометрия сети Избыточные связи и примерно равные расстояния между пунктами 10 Шумы измерений, ошибки Измерение комплектами аппаратуры разных фирм, моделей несколькими продолжительными сеансами (более 4-х часов) Рассмотрим более подробно некоторые из источников погрешностей и способы их ослабления. Неточность расхождениями знания между эфемерид связана действительной и с наблюдаемыми расчетной орбитами. Эфемериды спутников СРНС могут представляться в нескольких формах. Эфемериды, транслируемые спутником в составе навигационного сообщения (бортовые эфемериды), приемник получает непосредственно в процессе измерений. При недостаточной точности бортовых эфемерид для вычисления расстояний применяют точные эфемериды МГС (точность порядка 5 см), которые размещаются в открытом доступе через две недели. В настоящее время имеется возможность использовать быстрые точные эфемериды, которые размещаются в открытом доступе на следующий день. К возмущающим факторам действительной орбиты относят силы гравитационного (гравитационное поле Земли, Луны, Солнца) и негравитационного (солнечное радиационное давление, атмосферное торможение) происхождения. Внешняя среда влияет на изменение времени прохождения радиосигналов от спутника до приѐмника, в частности, значительное влияние оказывает на радиосигналы тропосфера и ионосфера [1, 2]. Ионосферная задержка [13]. Прохождение радиосигнала со спутника через ионосферу приводит к его задержке (уменьшению скорости распространения), при этом эффект можно сравнить с преломлением луча света, проходящего через стекло (рис. 1.22). 78 Рис. 1.22. Схема преломления радионавигационного сигнала ГНСС при его прохождении через ионосферу Влияние ионосферы распространяется на слои атмосферы примерно от 50 до 1000 км над земной поверхностью. Максимальная величина ионосферной задержки составляет в зените около 30 м, вблизи горизонта она почти в три раза больше. Дневная величина задержки примерно в 5-10 раз больше, чем ночью. Задержка изменяется в течение года и в течение 11-летнего цикла солнечной активности. Неоднородности в распределении электронов приводят к значительным пространственным изменениям в величине задержки, что затрудняет решение базовых линий длиной более 1000 км. Серьёзные помехи в наблюдениях возникают во время магнитных бурь. При этом возможны кратковременные (в течение нескольких секунд) многократные увеличения задержки. Величина задержки зависит от частоты, и ее влияние на псевдодальности и фазы происходит с противоположными знаками [1, 2, 3]. Факторы, влияющие на величину задержки, вызванной ионосферой [1, 2, 3, 4, 13]: а) Возвышение спутника. Задержка сигналов спутников, находящихся низко над горизонтом, будет больше, чем сигналов спутников, расположенных высоко в зените (рис. 1.24). 79 Рис. 1.24. Схема влияния возвышения спутника на величину ионосферной задержки Б) Плотность ионосферы, зависящей от активности Солнца. Влияние ионосферы ночью гораздо ниже, чем днем. За счет того, что днём солнце увеличивает воздействие ионосферы и замедляет сигнал. Плотность ионосферы, изменяется в соответствии с циклом солнечной активности. Солнечная активность достигает максимума приблизительно через 11 лет. Последний пик (солнечный максимум) был в 2011 году, следующий ожидается около 2022 года. Кроме того, могут происходить и беспорядочные солнечные вспышки, которые также воздействуют на ионосферу. Действия для ослабления ионосферной задержки: а) установление угла отсечения (маски); б) использование моделей ионосферы при обработке ГНССизмерений; в) измерения, выполненные на двухчастотных приемниках, позволяют в значительной мере исключить влияние ионосферы на точность измерений. Тропосферная задержка [3, 4]. Состав атмосферы неоднородный и сложный. Поэтому условия прохождения сигнала через атмосферу существенно отличаются от прохождения 80 света в вакууме, вследствие чего скорость прохождения радионавигационного сигнала сквозь атмосферу меньше скорости распространения света в вакууме. Наибольшее воздействие на сигнал ГНСС оказывает водяной пар, содержащийся в атмосфере, поэтому тропосферную задержку часто называют «влажной» или «гидростатической» задержкой. Величина тропосферной задержки одинакова для наблюдений на L1 и на L2 как для измерений псевдодальностей по кодам, так и для фазы несущей. Значение гидростатической составляющей для зенитного направления составляет около 2.1 м и зависит только от давления, а величина влажной составляющей может колебаться от нескольких сантиметров примерно до 40 сантиметров и зависит главным образом от влажности. При переходе от зенитного направления к наклонным направлениям задержка увеличивается примерно пропорционально секансу высоты, достигая вблизи горизонта 20-30 м. Скорость распространения радиоволн не зависит от их частоты. Поэтому для уменьшения влияния тропосферы используют методы моделирования. Наибольшее распространение получила модель Хопфилд. В этой модели преломляющие свойства тропосферы разделены на “сухую” и “влажную” составляющие. Для повышения точности измерений в приёмники при выполнении измерений необходимо вводить значения давления, температуры и влажности на момент наблюдений. При высокоточных измерениях, радиосигнал со спутников высотой менее 10-15 градусов, получает при прохождении через тропосферу, недопустимые искажения и такие спутники необходимо исключать на этапе конфигурирования измерений или камеральной обработки. 81 При относительном методе измерений на небольших расстояниях между приѐмниками погрешность вычисления расстояний между ними за счет влия-ния тропосферы находится на сантиметровом уровне. Влияние многопутности распространения радиоволн может быть в значительной степени уменьшено выбором мест установки антенн ГНСС-приёмников [15]. На рис. 1.25. приведена схема прохождения радиосигнала при наличии препятствий. спутник отражённый сигнал приёмник Рис. 1.25. Схема прохождения сигналов к антенне приёмника В практике измерений ГНСС-приёмниками под многопутностью понимают такое распространение радиосигналов со спутников навигационной системы, при котором радиосигналы приходят к антенне приёмника, как по прямому пути, так и после отражения от различных препятствий. Степень влияния многопутности зависит от многих факторов: – от свойств отражающих поверхностей; – углов падения сигналов на поверхность; – от типа сигналов (кодовые или фазовые); – от типа антенны; 82 – от алгоритма уменьшение влияния многопутности программного обеспечения. На рис. 1.26. приведён общий вид антенны Choke Ring и антенны, установленной на базовой станции. Антенны Choke Ring предназначены для уменьшения влияния многопутности для выполнения высокоточных измерений при мониторинге деформаций. Рис.1.26. Общий вид антенны Choke Ring а) антенна Choke Ring б) антенна Choke Ring на базовой станции Для уменьшения влияния многопутности можно рекомендовать следующее: – применять при высокоточных измерениях приёмники с антеннами, оборудованные гасителями отражённых сигналов; – устанавливать антенны на пункты при расстоянии нескольких десятков метров от предполагаемых отражающих поверхностей; – в необходимых случаях, при невозможности расположить преемник на необходимом удалении от препятствия, планировать проведение дополнительных сеансов измерений или значительно увеличить их длительность; 83 – устанавливать антенны на высоту не менее 1.5 м. над подстилающей отражающей поверхностью; – использовать для камеральной обработки сигналов программы с алгоритмами устранения влияния многопутности. Перечисленные меры позволят устранить, в значительной мере, влияние многопутности до уровня, необходимого при высокоточных измерениях. Кроме приведённых выше погрешностей на точность выполнения измерений с помощью ГНСС-приёмников влияет геометрия взаимного расположения спутников, так как основе координатных определений в навигационных спутниковых системах лежит пространственная линейная засечка. На рис. 1.27 приведёно влияние взаимного расположения спутников на точность двухмерного определения местоположения. При измерении до спутников S1 и S2 расстояний R1 и R1 с погрешностями m1 и m2 местоположение определяемого пункта будет находиться в пределах, указанной на рис. 10, области. S1 S2 R1 R2 m2 m1 mрез. Рис. 1.27. Геометрическая интерпретация эллипса ошибок По рис. 1.27 видно, что максимальная точность определений достигается при превращении эллипса ошибок в круг. Это происходит при взаимно перпендикулярных направлениях расстояний R1 и R1. 84 В случае с ГНСС-измерениями, эллипс ошибок переходит в двухосный эллипсоид. При наблюдении спутников, углы возвышения к горизонту у которых менее 15 градусов, эллипс становится вытянутым и, как следствие, точность определения координат понижается. Для характеристики степени понижения точности используют параметр, получивший название геометрического фактора и обозначающийся как DOP (Delution of Precision – понижение точности). Конечную точность измерений на пункте можно связать с ошибками измерения расстояний формулой 1.14: mрез=DOPmo (1.14) где mрез- ср. кв. ошибка определения местоположения пункта; mo - ср. кв. ошибка измерения расстояний до спутников. Для различных типов координатных определений (двухмерное, трёхмерное или модификации только по высоте), используют различные DOP. При высокоточных наблюдениях применяется понятие геометрического фактора понижения точности GDOP, который характеризует точность определения пространственных координат и времени (1.15): GDOP  m 2N  m 2E  m 2h  m 2t c 2 mo , (1.15) где, mN, mE, mh - ср. кв. ошибки определения трёхмерных координат пункта; mt - ср. кв. ошибка определения поправки часов приёмника; 85 с - скорость распространения радиосигнала. При выполнении высокоточных измерений допуск на величину геометрического фактора, в зависимости от типа спутниковых приёмников он может быть в пределах от 6 до 8 единиц. В программное обеспечение комплекта ГНСС-приёмников входит модуль по вычислению GDOP места наблюдений по альманаху спутников на дату наблюдений. Анализируя полученную информацию об изменении GDOP в течение планируемого времени измерений, выбираются интервалы времени с минимальным значением GDOP и максимальным количеством спутников. Методика ослабления действия геометрического фактора: а) наблюдение как можно большего количества спутников, расположенных в разных частях небесной сферы, при этом исключая низко расположенные спутники, где ошибки воздействуют в большей степени; б) общее правило при геодезических ГНСС- измерениях – наблюдать спутники с углами возвышения (маской) 15° и выше. в) не производить ГНСС измерения в случае низкого GDOP, GDOP должно быть ≤ 8. Применение глобальных спутниковых навигационных сетей при создании и развитии инженерно-геодезических сетей Методика проектирования геодезических опорных и разбивочных сетей, создаваемых с применением спутниковых геодезических приёмников, должна включать несколько этапов: 1) найти требуемое количество опорных пунктов, находящихся в пределах строительной площадки и ближайшие к площадке за ее пределами; 86 2) в зависимости от типа сооружения уточнить геометрию сети с определением необходимых направлений для прямой видимости между пунктами сети; 3) выполнить оптимальную привязку разбивочной сети к пунктам ГГС для обеспечения пересчёта геоцентрических координат в систему координат строительной площадки; 4) определить требуемое количество узловых точек и избыточных измерений; 5) в зависимости от требований по обеспечению точности координат пунктов запроектировать схему независимых измерений базовых линий; 6) вычислить ожидаемую точность определения координат пунктов в зависимости от типа спутниковых приёмников. Так как при применении ГНСС-технологии координаты контролируемых точек сети определяются в геоцентрической системе координат, а они необходимы в местной или локальной системе координат объекта, то необходим пересчёт из геоцентрической в местную (локальную). Этот переход выполняется, как правило, за счёт включения в наблюдаемую сеть пунктов ГГС (или пунктов в местной системе координат). На первом этапе проектирования сети в соответствии с требованиями ГКИНП (ОНТА)-02-262-02 [5] выбирают не менее 4 пунктов с известными плановыми координатами и не менее 5 пунктов с известными высотами, находящихся в пределах строительной площадки и ближайшие к площадке за ее пределами. Хотя с точки зрения теории для пересчета координат достаточно 3х пунктов с известными координатами и 4-х пунктов с известными высотами (рис.1.28). 87 Рис. 1.28. Расположение на объекте опорных пунктов (желтый треугольник – плановый пункт, квадрат – высотный) [10] При создании геодезических сетей применяются лучевой и сетевой метод измерений. Лучевой метод - это метод, в котором координаты всех определяемых пунктов определяются относительно одного исходного пункта, т.е. все определяемые пункты непосредственно связаны с одним исходным пунктом измеренными базовыми линиями. Недостатком лучевого метода является отсутствие контроля полевых измерений по невязкам в замкнутых фигурах. Достоинством этого метода является минимальный объем измерений для определения координат пунктов. Сетевой метод – это метод, в котором приращения координат передаются от пункта к пункту по цепочке. В сетевом методе определяемые пункты м.б. не связаны с исходными. В сети, созданной сетевым методом, в каждом пункте сети сходятся не менее трех векторов (базовых линий). Достоинством сетевого метода является возможность контроля полевых измерений по невязкам в замкнутых фигурах. 88 Комбинированный метод представляет собой сочетание первых двух способов. В ГНСС измерениях «хорошая» геометрия означает оптимальное сочетание привязки пунктов строительной площадки и опорных пунктов, а также оптимальное число узловых точек и избыточных измерений. На рис. 1.29 представлена схема сети с геометрией, в которой нет контроля по невязкам. а именно, сеть имеет всего одну узловую точку, что при грубых ошибках в измерениях на этой точке приведет к деформации сети. На рис. 1.29 преобладает лучевой метод измерений (в определяемых точках сходятся по два вектора, за исключением двух точек, где сходятся три вектора и более). Рис. 1.29. Схема с плохой геометрией сети [10] На рис. 1.30 представлена схема сети с «хорошей» геометрией. В данном случае представлен сетевой метод измерений (в каждом пункте сети сходятся не менее трех векторов). 89 Рис. 1.30. Схема сетевого метода измерений [10] В случае проектирования применения 2-х приёмников для наблюдений спутников выполнение не вызывает затруднений. Однако, если на объекте планируют использование более 2-х приёмников, и проектируют ведение работ сеансами, включающими наблюдения на 3х и более пунктах, то при составлении программы полевых работ необходимо намечать для каждого сеанса в качестве независимо определяемых линий такие линии, ломаная из соединения которых не пересекает сама себя в точках соединения линий и не замыкается. В качестве примера на рисунке 1.31 представлена схема проекта независимого определения 3-х линий из сеанса, выполняемого на 4-х пунктах. Как видно на рисунке 1.31, ломаная, составленная из линий 12, 2-3, 3-4 не пересекает сама себя в точках соединения линий и не замыкается. Для независимого определения линий 1-3, 1-4, 2-4 необходимо выполнить ещё один сеанс на этих пунктах. Как видно на рисунке, и в этом случае ломаная из соединения этих линий не пересекает сама себя в точках соединения линий и не замыкается. 90 Рис. 1.31. Схема, иллюстрирующая проект независимого определения 3-х линий из сеанса, выполняемого на 4-х пунктах Рассмотрим основные направления применения спутниковых геодезических приёмников при создании планово-высотного обоснования и инженерно-топографической съёмки строительных площадок создании ГРО. Для контроля точности взаимного положения пунктов ГГС необходимо включать в наблюдаемую сеть большее количество пунктов. По результатам анализа координат контрольных пунктов подбирается наилучший набор пунктов ГГС, обеспечивающий минимальную деформацию наблюдаемой сети. При необходимости вычисления отметок пунктов, в наблюдаемую сеть включают несколько реперов нивелирной сети, разнесённых по периметру и в центр объекта. При проектировании сетей следует иметь в виду, что увеличение количества определяемых пунктов в сети приводит к уменьшению точности определения координат. По исследованиям увеличение количества дополнительных связей 91 не приводит к заметному увеличению точности, если эти измерения не связаны с исходными пунктами сети. При проектировании GPS-сетей следует стремиться связывать большее количество определяемых пунктов с исходными пунктами. Что касается геодезических сетей в виде центральных систем, то диагональные направления не приводят к увеличению точности сети, а лишь усложняют и удорожают построение сетей. При лучевом методе определяемые пункты координируются с одного опорного (базового) пункта. Схема сети приведена на рис. 1.32. В лучевом методе создания сетей сгущения можно отметить недостаточную степень контроля полевых измерений. При применении комплекта из трёх и более приёмников вычисляются базисные линии синхронных измерений, например, в треугольнике. Получаемые невязки по приращениям координат в таких фигурах равны нулю, а небольшие отличия обусловлены недостатками в программах обработки измерений. Поэтому невязки по приращениям координат в лучевом методе не могут быть применимы для контроля полевых измерений. Рис.1.32. Схема создания геодезической сети лучевым методом 92 Реальным методом контроля могут быть измерения, выполненные между смежными определяемыми пунктами наземными методами или повторные измерения. Одним из путей решения задачи контроля может быть использование нескольких базовых пунктов, связанных между собой измерениями более высокой точности, чем выполняемые. Там где требуется высокая точность, лучевой метод может быть использован скорее как вспомогательный, как вставки отдельных пунктов в сеть. Измерения при лучевом методе выполняются, как правило, в ускоренном статическом режиме. Длины измеряемых линий не превышают несколько километров. Следует отметить, что при создании плановых сетей трудности возникают только из-за недостаточной плотности пунктов ГГС и, в некоторых случаях, их недостаточной точности, по отношению к спутниковым измерениям. Создание разбивочных сетей с применением ГНСС технологий Как известно, точность планового обоснования топографических съёмок М 1: 500 относительно пунктов опорных геодезических сетей не должна превышать 5 см. Точность привязки строительной сетки к пунктам с Государственных геодезических сетей, выполняемая применением спутниковых геодезических приёмников, не превысит 1520 мм при удалении пунктов ГГС до 10 км. Реальная точность спутниковых измерений, при выполнении рекомендуемых условий измерений, может быть значительно выше. Основным условием приёмников при обеспечение взаимной применения создании спутниковых строительной точности пунктов использующихся при разбивке сооружения. 93 сетки геодезических должно строительной быть сетки, Как известно, максимальная допустимая относительная СКП сторон строительной сетки не превышает величины 1: 25000. Паспортная точность двухчастотных спутниковых геодезических приёмников, при измерениях в статических режимах, для длин линий до одного километра равна 3 мм. Поэтому спутниковые геодезические приёмники могут быть использованы при создании разбивочных сетей, при условии, если проектируемые длины сторон в сети не менее 100 метров. Рассмотрим наиболее простую схему измерений для строительной сетки (размер которой не превышает 1.5  1.5 км), требующую минимальных затрат времени (рис. 1.33). Для выполнения измерений необходим комплект приборов, состоящий из двух двухчастотных спутниковых геодезических приёмников и точного электронного тахеометра, с погрешностью измерения длин линий не более 1-2 мм, и углов 1"-2". Как известно, местоположение пунктов определено в проекте, поэтому обычно строительную сетку создают в три этапа: – предварительная разбивка пунктов строительных сеток; – точные измерения по пунктам строительных сеток; – редуцирование пунктов строительных сеток. Наибольший объём измерений приходится на второй этап. Предлагаемая схема позволяет уменьшить объём измерений на втором этапе. На первом этапе, при предварительной разбивке пунктов строительных сеток, используется режим RTK. С точностью 5 мм определяется местоположение пункта. Закрепляется временным центром. На втором этапе в режиме статики выполняются точные 94 измерения базовой линии между этим пунктом и базовой станцией. Для контроля определяются базовые линии между смежными определяемыми точками. Таким образом, создание сети выполняется комбинированным методом (лучевой+сетевой). В качестве базового пункта может быть выбран один из пунктов ГГС, на рис. 1.33 пункт С, расположенного на строительной площадке, либо специально заложенный пункт. Местоположение базового пункта должно быть выбрано с учетом благоприятных условий измерений и с учётом того, чтобы длины определяемых базовых линий не превышали одного километра. Координаты базового пункта в геоцентрической системе координат определяются либо передаются от пунктов ФАГС, ВГС. Базовый пункт привязывается не менее чем к четырём пунктам ГГС. В указанной схеме измерений пункты строительной сетки определяются Ожидаемая независимо точность и практически взаимного с положения равной любых точностью. пунктов строительной сетки, с учётом паспортной точности спутниковых геодезических приёмников составит не более 7 мм. К недостаткам данной схемы измерений относится отсутствия контроля полевых измерений по невязкам 95 А В 1 2 3 4 5 6 7 8 С D 9 10 11 13 14 15 12 16 E Рис. 1.33. Схема измерений на пунктах строительной сетки (вариант 1) На третьем этапе принимается решение о необходимости редуцирования пунктов в проектное положение. Поскольку каждый пункт в сети определяется независимо, то при применении данной схемы измерений пункты, уничтоженные в процессе строительства, могут быть легко восстановлены с минимальными трудозатратами. При отсутствии благоприятных условий измерений на пунктах для спутниковых геодезических приёмников может быть рекомендована схема измерений, приведённая на рис. 1.34. В благоприятных для измерений местах закладываются базисы разбивки. Пункты базисов разбивки определяются отдельными базовыми линиями от базового пункта. Базисы разбивки проектируют с учётом видимости на максимальное количество пунктов строительной сетки. Для контроля полевых измерений из отдельных базисов может быть образован замкнутый полигон измерением дополнительных базисных линий. После привязки базового пункта к пунктам ГГС выполняется 96 трансформирование измерений спутниковых геодезических приёмников в систему координат строительной сетки. Далее, с пунктов базисов выполняется точный вынос в натуру пунктов строительных сеток полярным методом при помощи электронного тахеометра с вычислением координат в режиме реального времени. А В Б1 1 2 3 Б2 4 Б3 5 6 7 С 9 8 D 10 11 12 Б4 13 Б5 14 Б6 15 16 E Рис. 1.34. Схема измерений на пунктах строительной сетки (вариант 2) Для контроля вынос выполняется не менее чем от двух ориентирных направлений. При расстояниях до 200-300 метров от точек базиса до пунктов строительной сетки точность определения координат электронным тахеометром, с использованием штативной системы, не превысит 5 мм. Таким образом, суммарная погрешность взаимного положения пунктов строительной сетки составит не более 10 мм. Достоинством данной схемы измерений является отсутствие необходимости редуцирования пунктов строительной сетки в проектное положение. Первая и вторая схемы измерений предусматривает частичный 97 контроль качества полевых измерений. Наиболее надёжным критерием качества полевых измерений является контроль по невязкам полигонов. В этом случае необходимо выполнять измерения непосредственно между пунктами. Схема измерений в этом случае предусматривает на первом этапе предварительный вынос в натуру пунктов строительной сетки при помощи электронных тахеометров по первой или второй схеме измерений. На втором этапе выполняется создание ходов, по предварительно вынесенным пунктам строительной сетки, с применением двухчастотных спутниковых геодезических приёмников. Схема измерений может предусматривать создание сети как в две ступени, так и одноразрядную сеть. При проектировании сети в две ступени, первая ступень создаётся в виде замкнутого хода по периметру строительной сетки, при необходимости с измерением дополнительных базисных линий. После уравнивания хода пункты, расположенные по периметру, используются в качестве исходных пунктов при развитии заполняющих ходов. Создание строительной сетки в две ступени может быть оправдано только при строительстве больших промышленных комплексов. При проектировании строительных сеток на территории строительства энергетических объектов сеть может быть развита как одноразрядная. Пример одноразрядной сетки приведён на рис. 1.35. Для контроля качества измерений, а также повышения точности измерений рекомендуется замыкать траверсы через 3-4 линии. Паспортная точность современных двухчастотных спутниковых геодезических приёмников равна 3 мм. Уточним, что линии измеряются последовательно комплектом спутниковых геодезических приёмников, состоящим из двух приёмников. 98 А В 1 2 3 4 5 6 7 8 С D 9 10 11 13 14 15 12 16 E Рис. 1.35. Схема измерений на пунктах строительной сетки (вариант 3) СКП координат пункта 4 относительно погрешности координат пункта 1, составит 5,2 мм. СКП координат пункта 8 относительно погрешности координат пункта 1 составит 6 мм. Точность взаимного положения пунктов 4 и 8 составит 7,9 мм, что при длине линии в 200 м в относительной мере составит 1: 25000. При замыкании траверса через 4 линии погрешность взаимного положения пунктов в точке замыкания возрастёт до 9 мм. Дополнительные связи позволят по величине невязок в пунктах замыкания более точно определить точность взаимного положения пунктов соседних траверсов в сети. Максимально реальную картину точности взаимного положения соседних пунктов в сети можно получить лишь при измерении всех смежных направлений с каждого пункта сети, что влечёт значительные дополнительные трудозатраты и должно быть обосновано в проекте. Применение указанных схем измерений, или их элементов, 99 позволит сократить сроки создания строительной сеток без потери точности, особенно в условиях поэтапного строительства. Кроме того, позволит эффективно восстанавливать уничтоженные в процессе строительства пункты сеток. 100 Лекция 7. КРУПНОМАСШТАБНЫЕ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ СЪЕМКИ. НАЗНАЧЕНИЕ И ВИДЫ СЪЕМОК. МЕТОДЫ И ТОЧНОСТЬ СОЗДАНИЯ ПЛАНОВО-ВЫСОТНОГО ОБОСНОВАНИЯ. Топографическая съемка применяется в качестве основы для ландшафтного проектирования, проведения земляных работ, при строительстве новых зданий и сооружений. Геоподоснова требуется для составления планов наружных инженерных коммуникаций, проектирования автомобильных дорог, а также для других типов работ, требующих на стадии разработки проектной документации высокой деталировки участка строительства. В зависимости от назначения специализированных планов различают следующие виды съемок: – крупномасштабная топографическая съемка предназначена для создания планов местности; – специального назначения для генеральных планов, планов подземных коммуникаций, проектирования, вертикальной планировки и т.д.; – подеревная топографическая съемка с отображением каждого дерева, куста и подеревной ведомостью для составления дендроплана; – съемка сооружений подземных и надземных инженерных коммуникаций; – для ландшафтного проектирования; – исполнительная топографическая съемка для контроля реализации техпроекта, выявления отклонений от него. Съемочную сеть в соответствии с требованиями [20] создают: – методом спутниковых определений (в том числе с применением референцных базовых станций); 101 – проложением теодолитных ходов; – построением линейно-угловых сетей; – засечками (прямыми, обратными и комбинированными); – сочетанием различных методов. Требования к точности определения планового положения пунктов съемочной геодезической приведены в сети таблице относительно 2.1 исходных [21, пунктов табл. 5.5]. Таблица 2.1 – Точность определения планового положения пунктов съемочной геодезической Масштаб создаваемого инженерно-топографического плана сети СКП определения координат пунктов съемочной геодезической сети относительно исходных геодезических пунктов, м, не более на застроенной территории; на открытой местности на незастроенной территории на незастроенной территории, закрытой растительностью 1:5000 0,50 0,75 1:2000 0,25 0,35 1:1000 0,10 0,15 1:500 0,08 0,10 1:200 0,05 - Методы крупномасштабной съемки в зависимости от площади изысканий и условий местности подразделяется на: – стереотопографический или комбинированный методам; – наземные топографические методы, такие как тахеометрический, а на застроенных территориях - теодолитный и нивелирование поверхности; – метод с использованием спутниковой геодезической аппаратуры; – метод с применением наземного и воздушного лазерного сканирования. 102 Стереотопографическая съемка. Это наиболее эффективный метод инженерно-топографических съемок. В настоящее время получают распространение стереоприборы с автоматической регистрацией координат и аналитические способы обработки результатов измерений. Значительно уменьшены деформации аэрофотоматериалов и искажения изображений на аэрофотоснимках. Все это повысило возможности крупномасштабной аэрофотосъемки, ее рентабельность, точность фотограмметрических определений точек в плане и по высоте. На незастроенной стереотопографическая или малозастроенной съемка производится территории путем составления фотоплана и изображения рельефа на стереоприборах. На территориях со сплошной застройкой, особенно многоэтажной, составляют графические планы, на которых ситуация и рельеф создаются по аэрофотоснимкам на универсальных приборах. Крупномасштабная аэрофотосъемка выполняется в масштабе, который в 4 - 6 раз мельче масштаба создаваемого плана, при этом стремятся, чтобы отдельные населенные пункты, городские кварталы, предприятия по возможности располагались в пределах одного аэрофотоснимка. Оси залетов проектируют параллельно основным линейным контурам и улицам. Продольное перекрытие назначают около 80 %. Для съемки применяют аэрофотоаппараты (АФА) с высокими изобразительными свойствами и минимальными геометрическими искажениями снимаемых объектов. В равнинной местности берут АФА с фокусным расстоянием 70 - 100 мм; в застроенных и всхолмленных районах – 140 - 200 мм. Лучшее время для выполнения аэрофотосъемки - ранняя весна или поздняя осень, когда нет листьев на деревьях (меньше тени, повышается 103 качество дешифрирования) и когда отсутствует или небольшой высоты растительный покров (увеличивается точность изображения рельефа). На застроенной территории аэрофотосъемка может быть выполнена в слегка облачную погоду, когда тени меньше закрывают сооружения. До производства аэрофотосъемки выполняют маркирование пунктов геодезической основы, возможных опознаков, колодцев и камер подземных коммуникаций, а также других точек сооружений, координаты которых необходимо определить. Маркировочные знаки делают из недорогих, контрастных по отношению к местности материалов и придают им форму квадрата, круга, креста с размерами не менее 0,2 мм в масштабе аэрофотоснимка. Геодезические работы здесь – это планово – высотная привязка опознака. В случае, если используют спутниковую аппаратуру, установленную на самолете и работающую в реальном времени, то выполняется привязка только одной базовой точки на объекте. Координаты центров аэрофотоснимков определяются синхронно с фотографированием. При фототрансформировании смещение точек снимка от идентичных точек на топографической основе не должно превышать на застроенных территориях 0,4 мм и незастроенных - 0,5 мм. Полевое дешифрирование и инструментальная досъемка не изобразившихся объектов выполняются на фотопланах. При определении оснований зданий и сооружений по изображениям их крыш учитывают поправку за высотное смещение точек по направлениям к точке надира аэрофотоснимка. Эта поправка с точностью до 0,1 мм вычисляется по формуле h  rh H 104 где h - высота сооружения; Н - высота фотографирования; r расстояние от изобразившейся точки до центра снимка (в мм). Кроме этого, необходимо также учитывать величину выступа крыши по отношению к стене и фундаменту, определив эту величину в натуре при помощи нитяного отвеса или обратного оптического центрира. Стереоскопическая рисовка рельефа выполняется на универсальных приборах. Величина расхождения высот точек, определенных фотограмметрическим и геодезическим методами, в среднем не должна превышать mh  H 4000 (2.1) Комбинированная съемка. При комбинированном методе съемки контурная часть плана создается на основе фотоплана, а рельеф снимается в поле топографическими методами с одновременным дешифрированием контуров и досъемкой не изобразившихся на аэрофотоснимках объектов. Основными процессами при комбинированной съемке являются: 1) аэрофотосъемка местности; 2) плановая привязка аэрофотоснимков; 3) фотограмметрическое сгущение планового обоснования; 4) составление фотопланов; 5) дешифрирование и досъемка контуров на фотоплане; 6) построение высотного съемочного обоснования; 7) полевая съемка рельефа на фотоплане. Процессы 1) - 5) выполняются примерно по той же технологии, что и при составлении фотопланов в стереотопографической съемке. Для уменьшения влияния искажений, вызванных рельефом местности 105 [формула (  h  rh )], H аэрофотосъемка в этом методе производится со значительной высоты, и в связи с этим применяют АФА с большим фокусным расстоянием (200, 350, 500 мм). Фотопланы изготовляют методом оптического монтажа или ортофототрансформирования. Для полевой съемки рельефа с сечением 0,5 и 1 м высотное обоснование развивают ходами технического нивелирования, стремясь совместить высотные точки с опознанными на аэрофотоснимках контурами. Одновременно со съемкой рельефа инструментально наносят контуры местности и подземные коммуникации, не «изобразившиеся на аэрофотоснимках, и производят дешифрирование ситуации (сплошное или как дополнение к камеральному). На застроенных территориях корректируют изображения оснований высоких сооружений, а также координируют углы капитальных зданий и сооружений, центры колодцев, стрелочных переводов и др., обмеряют габариты строений. При съемке водоемов определяют высоты уровня воды и глубины по поперечникам. Тахеометрическая съемка. Тахеометрическая съемка является наиболее распространенным методом топографической крупномасштабной съемки небольших площадок со сложным рельефом и вытянутых полос при изысканиях линейных сооружений. Плотность съемочного обоснования на один планшет должна составлять при масштабе плана 1:500 не менее 10 точек, 1:1000 - 20 точек, 1:2000 - 50 точек; для местности с нечеткими контурами это число пунктов может быть уменьшено в 2 раза. На незастроенной территории сгущение съемочных сетей производят тахеометрическими ходами. При съемке масштаба 1:500 линии в таких ходах измеряют лазерно-оптическим дальномером. 106 Предельные невязки тахеометрического хода вычисляют по формулам: угловая: предf   1/  n  1 , (2.2) где n - число сторон хода;   линейная предf S  S (2.3) T n где [s] - общая длина хода, которая для масштаба съемки 1:1000 и 1:2000 не должна превышать соответственно 300 и 600 м при числе сторон n, равном 3 и 4; 1/Т - относительная ошибка измерения линий хода. В резко пересеченной местности при сечении рельефа 1 - 2 м высоты тахеометрического хода могут определяться тригонометрическим нивелированием. В этом случае допустимая высотная невязка хода подсчитывается по формуле: предf h( мм )  50 L , (2.4) где L – длина хода или периметр полигона в км. Высоты точек хода вычисляются до 1 см [7]. В процессе съемки от пунктов съемочного обоснования могут быть определены тахеометром отдельные переходные точки (висячие ходы) с измерением в прямом и обратном направлениях расстояний и превышений. В табл. 2.2 приведены максимальные расстояния, допускаемые при 107 тахеометрической съемке ситуации и рельефа. Таблица 2.2 Масштабы съемки и сечение рельефа, м 1:500 1:1000 1:2000 h=0.5 h=0.5 h=0.5 h=1 Расстояние от тахеометра до пикетных 100 150 200 250 точек рельефа То же, до четких контуров 60 80 100 100 То же, до нетвердых контуров 80 100 150 150 Наибольшее расстояние между пикетными 15 20 40 60 точками Наименование расстояний, м В равнинной местности превышения можно определить горизонтальным лучом, пользуясь тахеометром как нивелиром и устанавливая на вертикальном круге отсчет, равный месту нуля. Одновременно со съемкой ведут абрис, отражая в нем положение станции и пикетных точек, направления скатов, скелет рельефа, элементы ситуации. Для контроля съемку с соседних станций выполняют с небольшим перекрытием, примерно равным допустимому расстоянию между пикетными точками. Составленный план тахеометрической съемки тщательно проверяют в поле. По результатам сравнений контрольных измерений на местности и плане производят оценку точности съемки ситуации и рельефа. Преимущество тахеометрической съемки заключаются в возможности выполнения полевых работ в самые короткие сроки, на застроенной территории, и закрытой местности . Недостаток данной съемки заключается в том, что в ходе составления плана в камеральных условиях не представляется возможным его соотношение с местностью. Это обстоятельство может привести к пропускам единичных объектов съемки и искажению рельефа местности 108 по результатам съемки. Из-за не очень высокой производительности труда тахеометрическая съемка применяется для съемки сравнительно небольших участков местности. Съемка с применением спутниковых геодезических приемников Проектирование методов развития съемочного обоснования и методов спутниковых определений выполняется в соответствии с рекомендациями ГКИНП (ОНТА)-02-262-02 [5] (табл. 2.3). Методы выбираются в зависимости от требуемых масштабов съемки и высот сечения рельефа. Таблица 2.3 Планово-высотное или высотное обоснование Плановое обоснование Масштаб съёмки; высота сечения рельефа Метод развития съёмочного обоснования с использованием спутниковой технологии Метод спутниковых определений Метод спутниковых определений построение сети быстрый статический или реоккупация быстрый статический или реоккупация построение сети быстрый статический или реоккупация 1 :5000 ; 0,5 определение висячих быстрый м пунктов статический или реоккупация построение сети статический построение сети статический 1:10000 , 1 :5000 ; 1 м 1 :2000, 1:1000 , 1 :500 ; 1 м и более 1 :2000 , 1 :1000 , 1 :500 ; 0 ,5 м определение висячих быстрый пунктов статический или реоккупация Метод развития съёмочного обоснования с использованием спутниковой технологии построение сети построение сети быстрый статический или реоккупация При съемке используется комплект приемников, состоящий из двух 109 приемников (двухчастотные и одночастотные). L1 , L2  m xy  5мм  1мм/км  s  20км  удаление m h  10 мм  2 мм / км от базовой точки (2.5) L1  m xy  10мм  1мм/км  s  10км  удаление m h  20 мм  2 мм / км от базовой точки (2.6) При съемке спутниковыми приемниками используются следующие методы: 1) Кинематический. Комплект состоит из двух приемников. На первом этапе выполняется инициализация. Ставится один приемник на базовой точке, а другой на расстоянии до 5 км, время равно 20 минут, на открытом участке с препятствиями не выше 150. После выполнения инициализации приемник может перемещаться на любом транспортном средстве, при этом непрерывно координаты антенны приемника определяются с выбранной оператором дискретностью (1 секунда). При движении на приемник должны поступать сигналы не менее чем от пяти спутников. При потере сигналов оператор останавливается и выполняет повторную инициализацию. В результате получается траектория движения по выбранному пути. Номера точек устанавливают автоматически. Недостаток: невозможно на местности определить положение какоголибо пикета. Точность  m xy  20мм  2мм/км   m h  30 мм  2 мм / км (2.7) 2) Съемка в режиме стою-иду. Это разновидность кинематического метода. Основное отличие в том, что имеется возможность с передвижным приемником подойти к снимаемой точке и на этой точке выполнить запуск съемки. При перемещении от точки на точку приемник не выключается, но 110 измерения не выполняются. Измерения на точке выполняют когда оператор нажмет кнопку пуск. При измерениях вводятся: номер точки и высота антенны. При этом режиме экономится память приемника и имеется возможность координировать и опознавать все характерные точки ситуации и рельефа. Достоинства. Съемка с применением ГНСС-приемников может выполняться одним человеком. При съемке с активной базовой станцией не требуется прямой видимости на подвижный приемник. При съемке в режиме RTK не требуется камеральная обработка для вычисления координат пикетов. Съемка может выполнять в любое время суток и в любое время года при наличии радиовидимости на спутники ГНСС. В качестве недостатков можно отметить, что требуемая точность измерений может достигаться только на участках местности на открытых участках с высотой препятствий не более 10-15º над горизонтом. Для измерений требуется одновременное наблюдение не менее пяти одноименных спутников. При наличии вблизи приемников источников высокого напряжения или радиоизлучения съемка может быть затруднена. На открытых участках местности хорошие результаты дает метод наземного лазерного сканирования трехмерным лазерным сканером. Трехмерные модели сложных технологических объектов Выполнение измерений по модели Получение отметок Рис.2.1 Результаты наземного лазерного сканирования 111 Процесс лазерного сканирования начинается с рекогносцировки территории. Для выполнения сканерной съемки необходимо создать планововысотного обоснование. На первом этапе составляют проект сети. На втором этапе закрепляют точки основного планового высотного обоснования на местности. Затем выполняют планово-высотную привязку заложенных пунктов к ГГС или сетям сгущения с помощью ГНСС приемников с помощью программного обеспечения выполняется уравнивание сети и оценка точности определения координат пунктов. После уравнивания составляют каталог координат пунктов. Схема основного планово-высотного обоснования приведена на рис. 2. Наиболее эффективный способ создания основного ПВО является определение приращений геоцентрических координат пунктов относительно сети активных базовых станций ГНСС. TR1-TR3 – пункты ГГС и ГСС; BAZA – базовая станция; B1,B2; t1 – t6 – пункты планового-высотного обоснования Рис. 2.2 Схема создания основного планового-высотного обоснования 112 Затем создается рабочее планово-высотное обоснование. Схема рабочего планово-высотного обоснования приведена на рис. 2.3. Рис. 2.3. Схема рабочего планово-высотного обоснования В качестве точек рабочего ПВО обычно используются сканерные марки (m1–m12) установленные на штативе на точках с известными координатами или заранее закоординированные характерные точки объектов местности. Затем выполняются измерения на сканерной станции. В результате сканирования получается «облако» съемочных точек на каждой точке стояния прибора. Расстояния между снимаемыми точками заранее устанавливается и может достигать нескольких сантиметров, что позволяет создавать трехмерные модели объектов. Этот метод особенно эффективен при съемке сложных по конфигурации или составу объектов. Широко применяется при съемке объектов под реконструкцию. Высокую производительность метод наземного лазерного сканирования дает при подсчете объема выполненных работ в открытых горных выработках. Следует отметить, что камеральная обработка занимает значительно большее время, чем полевые измерения, и требует высокой квалификации исполнителей. 113 Кроме того окупаемость оборудования может быть обеспечена только при больших объемах работ. Независимо от метода съемки на крупномасштабных планах подробно изображают горизонталями рельеф местности с отметками всех характерных точек, здания и постройки, промышленные и гидротехнические сооружения, железные и автомобильные дороги и искусственные сооружения на них, линии электропередач и связи, трубопроводы, каналы, реки и водоемы с отметками урезов воды, угодия и др. Точность, детальность и полнота планов. Топографический план характеризуется точностью его построения, детальностью и полнотой изображения ситуации и рельефа. Под точностью плана понимают СКО в плановом и высотном положении изображаемых точек ситуации и рельефа. СКО планового положения точек определяется по известной формуле: mТ  m X2  mY2 , (2.8) где mx и my - СКО измерения на плане абсцисс и ординат точек, которые согласно исследованиям мало коррелированы между собой. Приняв mx  my=mk получим mT  m K 2 (2.9) По опытным данным для планов территорий с капитальной застройкой ошибка mк = 0,18 мм и планов малозастроенной местности mk 114 = 0,30 мм. В соответствии с формулой ( mT  mK 2 ) точность плана составляет: mT  (0.2  0.3)  2  0.3  0.4 мм. (2.10) В соответствии с СП 11-104-97 [19] Инженерно-геодезические изыскания для строительства средние погрешности положения пунктов (точек) плановой съемочной геодезической сети, в том числе плановых опорных точек (контрольных пунктов), относительно пунктов опорной геодезической сети не должны превышать 0,1 мм в масштабе плана на открытой местности и на застроенной территории, а на местности, закрытой древесной и кустарниковой растительностью, - 0,15 мм. Средние погрешности определения высот пунктов (точек) съемочной геодезической сети относительно ближайших реперов (марок) опорной высотной сети не должны превышать на равнинной местности 1/10 высоты сечения рельефа, а в горных и предгорных районах 1/6 высоты сечения рельефа, принятой для инженерно-топографических планов. В соответствии с ГКИНП-02-033-82 [7] средние погрешности (ошибки)* в положении на плане предметов и контуров местности с четкими очертаниями относительно ближайших точек съемочного обоснования не должны превышать 0,5 мм, а в горных и залесенных районах - 0,7 мм. На территориях с капитальной и многоэтажной застройкой предельные погрешности во взаимном положении на плане точек ближайших контуров (капитальных сооружений, зданий и т.п.) не должны превышать 0,4 мм Для проектирования важное значение имеет точность взаимного расположения на плане элементов ситуации. На территории с капитальной и многоэтажной застройкой средняя ошибка во взаимном 115 положении близлежащих капитальных зданий и сооружений не должна превышать 0,2 мм, т.е. точность таких планов должна быть значительно выше планов незастроенных территорий. Точность плана будет выражаться в натуре тем меньшей величиной, чем крупнее масштаб плана. Например, точность плана масштаба 1:1000 в 0,3 мм будет соответствовать на местности 0,3 м, а плана масштаба 1:500 0,15 м. Минимальное расстояние между предметами д.б. не меньше 0,5-1 мм. Детальность плана характеризуется степенью подобия изображенных на нем фигур контурам и элементам рельефа местности, т.е. степенью обобщения (генерализации) изображения. Чем крупнее масштаб плана, тем выше детальность изображения и меньше обобщений. При крупномасштабных съемках требуется, чтобы ошибки за счет обобщения четких контуров не превышали на плане 0,5 мм, а архитектурных деталей - 0,3 мм. В этих пределах допускают спрямление искривленных контуров и границ и выступов зданий. Под полнотой плана понимают степень его насыщенности объектами ситуации и элементами рельефа, изображение которых необходимо для проектирования и возможно при принятом масштабе плана и сечении рельефа. Полнота плана выражается минимальными размерами объектов местности и расстояний между ними, которые необходимо изобразить на плане. В застроенной территории требование полноты плана является определяющим при выборе масштаба съемки. При съемке густой сети коммуникаций, расположенных на разных уровнях масштаб плана д.б. 1:500. Наиболее полную и детальную информацию о местности обеспечивают фотопланы и ортофотопланы с досъемкой на них подземных коммуникаций и рельефа. Наиболее часто используют следующие масштабы планов: 116 1) план 1:10 000 с сечением рельефа через 1 - 2 м для выбора направления магистральных трасс и местоположения строительных площадок, составления ситуационных планов района строительства, определения площадей и объемов водохранилищ, предварительного проектирования; 2) план 1:5000 с сечением рельефа через 1 - 0,5 м - для составления опорных планов и генеральных планов городов и промышленных комплексов, разработки проектов инженерной подготовки территории и первоочередной застройки, проектирования линейных сооружений, составления технических проектов мелиорации; 3) план 1:2000 с сечением рельефа через 0,5 – 1 м – для разработки технических проектов промышленных, гидротехнических, транспортных сооружений, проектов инженерных сетей, рабочих чертежей мелиорации, составления генпланов поселков, проектов детальной планировки и застройки городов, планов красных линий; 4) план 1:1000 с сечением рельефа через 0,5 м - для составления рабочих чертежей зданий и сооружений на незастроенных или малозастроенных строительных площадках, генеральных планов городской застройки, разработки детальных проектов подземных коммуникаций и проектов вертикальной планировки; 5) план 1:500 с сечением рельефа через 0,5 м (на спланированной территории с малыми уклонами - через 0,25 м) – для разработки рабочих чертежей городских и промышленных территорий с капитальной застройкой и густой сетью коммуникаций, составления исполнительной документации. Сечение рельефа. Для инженерно-топографических принимаются следующие высоты сечения рельефа: 117 съемок 0,5 м - при съемке в масштабах 1:500 и 1:1000 равнинной и пересеченной местности с углами наклона до 6° и в масштабах 1:2000 и 1:5000 равнинных районов; 1,0 м - при съемке в масштабах 1:500 и 1:1000 горной местности и 1:2000 и 1:5000 пересеченной местности; 2,0 м - при съемке в масштабах 1:2000 и 1:5000 горных районов. 118 Лекция 8. СЪЕМКА ПОДЗЕМНЫХ КОММУНИКАЦИЙ. ИНДУКТИВНЫЕ МЕТОДЫ ПОИСКА ТОКОПРОВОДЯЩИХ КОММУНИКАЦИЙ. АНАЛИЗ ИСТОЧНИКОВ ОШИБОК. Виды подземных коммуникаций. С точки зрения геодезических измерений все подземные коммуникации можно разделить на три вида: 1. Самотечные трубопроводы, отводящие загрязненные сточные воды к очистным сооружениям (промышленная и бытовая канализация) и атмосферные воды в водоемы (ливневая канализация) и построенные из неметаллических труб: железобетонных при диаметре труб 600 мм и выше и асбестоцементных, керамиковых при малых диаметрах. К самотечным трубопроводам относится также дренаж, который строят для понижения уровня грунтовых вод из небольших (0,3 - 0,5 м) асбестоцементных, гончарных и других труб диаметром 150 - 200 мм. 2. Напорные трубопроводы, транспортирующие под давлением жидкостные и газовые продукты и состоящие в основном из стальных труб (водопровод, теплофикация, газопровод и др.). Водопровод различают по назначению: хозяйственно-питьевой, противопожарный, промышленный. В колодцах, расположенных примерно через 100 м, устраивают задвижки для выключения подачи воды и пожарные гидранты; Линия водопровода укладывается ниже глубины промерзания с уклоном около 0,001. Тепловые сети применяют для отопления и горячего водоснабжения и укладывают бесканальными в теплоизоляции и в каналах или подземных туннелях с уклоном 0,002 - 0,003. Для компенсации изменения длин трубтеплоносителей из-за колебаний температуры не реже чем через 100 м устраиваются сальниковые или 119 П-образные компенсаторы. Глубина заложения теплопроводов колеблется от 0,5 до 1,5 м. Переходы через реки и дороги делают в виде надземных эстакад. Газопроводы разделяются на линии высокого, среднего и низкого давления и закладываются на глубину от поверхности земли до верха трубы 0,7 м. На газопроводах устраивают колодцы с задвижками и коверы - контрольные трубки для выявления утечки газа, выведенные на поверхность земли и покрытые металлическими крышками. 3. Кабельные сети разделяются на силовые кабели высокого и низкого напряжения, используемые для электротранспорта и освещения, и на слаботочные линии для телефонной и телеграфной связи, радиовещания, сигнализации. Кабели прокладывают в блоках из бетонных, асбестоцементных и других труб или непосредственно по дну траншеи (в песок), прикрывая их сверху рядом кирпича. Электрокабели напряжением до 10 кВ прокладываются на глубине 0,7-0,8 м, а большего напряжения 1-1,5 м. Подземные коммуникации, как правило, проектируют не ближе 2 - 3 м от фундаментов зданий и сооружений (кабели могут быть расположены в 0,5 м). 4. Коллекторы подразделяются на общие и специальные. В общих коллекторах прокладываются трубопроводы и кабели различного назначения. Специальные коллекторы служат для размещения однотипных сетей (канализация, водосток, кабельные линии). Коллекторы имеют, как правило, прямоугольное или квадратное сечение. Съемку существующих подземных коммуникаций выполняют в сочетании с топографической съемкой участка местности или в качестве специального вида работ, выполняемого с использованием ранее составленных топографических планов. 120 Технологическая последовательность выполнения работ по съемке существующих подземных коммуникации приведена в таблице 2.3 [20]: Таблица 2.4 Съемка существующих подземных коммуникаций Виды работ В объеме с выдачей В объеме, установленном обязательной информации специальным заданием Подготовите Сбор сведений о плановоСбор сведений о плановольные высотном положении и назначении высотном положении, назначении и подземных коммуникаций технических характеристиках подземных Полевые Рекогносцировка подземных Рекогносцировка подземных коммуникаций коммуникаций Обследование колодцев Детальное обследование (камер), вводов, мест разрытий колодцев (камер), вводов, мест земляных работ над коммуникациями Нивелирование подземных Нивелирование всех коммуникаций в оптимальном трубопроводов (кабелей) объеме Отыскивание скрытых Отыскивание скрытых подземных коммуникаций при подземных коммуникаций при помощи трубокабелеискателей или помощи трубокабелеискателей или шурфованием шурфованием Построение (использование Построение (использование имеющегося) планово-высотного имеющегося) планово-высотного обоснования обоснования Съемка колодцев (камер) и Координирование колодцев других сооружений существующих (камер) и других сооружений подземных коммуникаций. существующих подземных коммуникаций Съемка отысканных точек Координирование отысканных подземных коммуникаций точек подземных коммуникаций Составление схемы Составление схемы отрекогносцированных подземных отрекогносцированных подземных коммуникаций и согласование ее с коммуникаций и согласование ее с представителями эксплуатирующих представителями эксплуатирующих организаций организаций Камеральны Составление планов Составление специальных е подземных коммуникаций, планов подземных коммуникаций, совмещенных с топографическими каталогов координат подземных планами участка местности* коммуникаций, технологических схем отдельных видов сетей, эскизов колодцев (камер) 121 Съемка существующих подземных коммуникаций выполняется в масштабе 1:500. Допускается выполнение съемки в масштабе 1:1000 на территориях с редкой сетью подземных коммуникаций, а также на территориях городов, где в большом объеме уже выполнены топографические съемки в масштабе 1:1000. В исключительных случаях на отдельных участках с особо густой сетью подземных коммуникаций разрешается выполнять съемку в масштабе 1:200. При исполнительной геодезической съемке плановое положение подземных коммуникаций и сооружений при них может быть определено: – на застроенной территории от пунктов опорной геодезической сети и точек съемочного обоснования, а также промерами от близлежащих капитальных зданий и сооружений и углов кварталов, координаты которых определены полярным методом с пунктом геодезической основы, и точек съемочных ходов; – на незастроенной территории от пунктов опорной геодезической сети и точек съемочных ходов. При исполнительной геодезической съемке средние погрешности в положении на плане точек подземных коммуникаций относительно ближайших пунктов съемочного обоснования не должны превышать 0,2 мм. На территориях с капитальной и многоэтажной застройкой предельные погрешности во взаимном положении на плане точек близлежащих важных контуров (подземных сетей и сооружений, капитальных зданий и сооружений и т.п.) не должны превышать 0,2 мм. Высотным обоснованием съемки инженерных коммуникаций служат реперы и марки государственной нивелирной сети, пункты опорной 122 геодезической сети, а также точки съемочной сети, высоты которых определены техническим нивелированием. Точность построения высотной геодезической основы зависит от величины уклона самотечных инженерных сетей. Если на территории, подлежащей съемке, имеются самотечные линии с уклонами от 0,001 и более, то следует создавать нивелирную сеть IV класса. Если величина уклона самотечных линий менее 0,001, то должна создаваться нивелирная сеть III класса. Определение высот точек съемочной геодезической сети производится техническим нивелированием. Техническое нивелирование производится отдельными ходами, а также в виде систем ходов и замкнутых полигонов между марками и реперами III и IV классов. Допускается проложение «висячих» ходов технического нивелирования в прямом и обратном направлениях. Методы съемки. Самым простым и в то же время самым точным и достоверным методом является исполнительная съемка уложенных подземных коммуникаций в не засыпанных траншеях, т. е. в процессе их строительства. В плане узловые колодцы, вершины углов поворота, вводы коммуникации и другие точки привязывают к пунктам геодезического обоснования или к осям сооружений. По высоте трубопровод нивелируют. Для составления планов подземных коммуникаций на заводских и городских территориях, где отсутствует исполнительная документация, приходится прибегать к методу шурфования, т. е. к рытью глубоких поперечных траншей на некотором расстоянии одна от другой. Проект шурфов составляют с учетом обнаруженных выходов на поверхность подземных сетей и имеющейся документации и располагают их с таким расчетом, чтобы можно было с достаточной достоверностью выявить все 123 коммуникации. Шурфы (траншеи) разбивают в натуре и осторожно роют их, обнажая трубопроводы и кабели. Стремятся определить повороты линий, вводы в здания, отводы и дать им характеристику. Плановая привязка производится линейными промерами между зафиксированными на поверхности точками по створам, положение которых известно. Высотная привязка выполняется нивелированием. Метод шурфования весьма дорогостоящий. Однако он не гарантирует определение подземных коммуникаций от пропусков и ошибок. В последние годы широко используют для выявления подземных коммуникаций специальные индуктивные приборы - трубо - и кабелеискатели. Эти приборы состоят из трех основных узлов: генератора звуковой частоты, приемного устройства с поисковым контуром (антенной) и головными телефонами, источника питания и рассчитаны на определение планового положения и глубины залегания металлических трубопроводов и кабельных линий. Индуктивный метод поиска подземных коммуникаций Теоретические электромагнитной основы индукции. метода. При В основе помощи лежит задающего принцип генератора, подключенного к отыскиваемой токопроводящей коммуникации, вокруг нее искусственно создается переменное электромагнитное поле звуковой частоты. Перемещая в этой плоскости приемное устройство (антенну), наблюдатель по изменению индукционного тока (звукового сигнала в телефонах) может судить о местоположении коммуникации. Индуктивные приборы поиска (трубокабелеискатели). Они состоят из двух блоков: передающего I и приемного II. Передающий блок включает генератор Г с управляющим устройством, питание (батареи) Б1, провода заземления З и подключения к коммуникации (контакта) К. Генератор служит для создания переменного электромагнитного ноля звуковой 124 частоты. Приемное устройство состоит из магнитной антенны А, каскада усиления У с источником питания Б2, индикаторной части (головных телефонов) И. Трубокабелеискатели по своим техническим характеристикам разделяются на три класса. Приборы I класса имеют мощность генератора на выходе 35 - 50 Вт, коэффициент усиления поискового контура не менее 10 000, снабжены помехозащитным фильтром. В благоприятных условиях дальность прослушивания коммуникации без переключения генератора составляет около 2 км. Приборы II класса имеют мощность генератора на выходе до 20 Вт, коэффициент усиления - 2000. В благоприятных условиях длина участка прослушивания приборами этого класса составляет около 1 км. Приборы III класса применяются для обнаружения кабельных линий. Они имеют небольшую мощность (до 2 Вт) и небольшой коэффициент усиления (1000). В благоприятных условиях дальность прослушивания может быть до 0,5 км[11]. Существующие приборы имеют одну фиксированную частоту. В настоящее время ведутся разработки приборов с двумя (1000, 10 000 Гц) и более частотами генератора, что значительно может повысить точность и эксплуатационные качества приборов. Способы поиска подземных коммуникаций. Определение положения подземных коммуникаций при помощи индуктивных приборов может быть выполнено контактным и бесконтактным способами [11]. Контактный способ является более точным. В этом способе генератор подключается непосредственно к искомой коммуникации и создает вокруг нее электромагнитное поле. Исходным местом для 125 подключения выбирают колодец, вводы сетей в здание. Установив вблизи генератор, его заземляют на расстоянии 8 - 10 м по направлению, перпендикулярному к предполагаемому поиску. При этом следят, чтобы заземлитель не имел непосредственного контакта (гальванической связи) с искомой коммуникацией. Присоединение генератора к трубопроводу или к экранирующей оболочке (броне) обесточенного кабеля производится при помощи провода с магнитным контактом или специального зажима. Подключив генератор к источнику питания и выбрав оптимальное выходное напряжение, при помощи приемного устройства начинают последовательный поиск оси подземной коммуникации, прослушивая в телефоны тон генератора сначала в режиме «максимума», а затем для уточнения ее положения в режиме «минимума» звучания. В режиме «максимум» ось антенны располагают перпендикулярно к предполагаемой оси коммуникации и плавно перемещают ее в поперечном к трассе направлении до наибольшего по громкости звучания сигнала (при визуальной индикации - до наибольшего отклонения от нулевого положения стрелки миллиамперметра) (рис. 2.4,а). Это и будет створ оси коммуникации. Повторив операцию, при движении антенны в противоположной части поперечника, получают на местности вторую точку; расстояние между точками может быть значительное (до 1 м и более). Положение точки уточняют по режиму «минимума» звучания. Здесь располагают антенну таким образом, чтобы ось антенны в створе трассы составляла с местностью угол 45° (рис. 2.4,б). 126 Рис. 2.4 Схема расположения поискового локатора при определении глубины заложения: а) сигнал максимум, б) сигнал минимум [11] Перемещая приемное устройство, как и ранее, в поперечном направлении, добиваются полного отсутствия звуковых сигналов или наименьшего их звучания. Найденную точку фиксируют на местности. Из двух точек, полученных в режиме «минимума» при движении антенны вправо и влево от створа, расстояние между которыми обычно не превышает 0,2 - 0,3 м, берут среднюю точку для геодезической привязки. При высоком уровне помех для отыскания углов поворота и отводов применяют способ шлейфа, в котором генератор подключается непосредственно к двум точкам коммуникации при помощи длинного соединительного провода («шлейфа»). Для устранения помех, вызванных магнитным полем самого шлейфа, соединительный провод относят от отыскиваемой трассы на расстояние не менее 10 м. Если подключение генератора к трубопроводам или кабелям невозможно или нежелательно, то применяют бесконтактный способ, в котором путем заземления в двух (и более) точках работающего 127 генератора создается вокруг коммуникации электромагнитное поле. Оптимальной является схема, когда генератор и один из заземлителей устанавливают около трассы, а другой заземлитель относят на 10 - 15 м в сторону [11]. Дальность прослушивания бесконтактного метода в 2 - 4 раза меньше, чем контактного. Этот способ менее точен и применяется главным образом для выявления приближенного положения коммуникаций с последующим их уточнением. На застроенных территориях, где много блуждающих токов, находящиеся в неглубокого зоне залегания их действия создают металлические вокруг себя трубопроводы магнитное поле с промышленной частотой 50 Гц и могут быть обнаружены одним приемным устройством (без включения генератора). Этим же способом, названным способом наведенных токов, могут быть найдены действующие электрические кабели. Однако следует иметь в виду, что в этом способе через поисковый контур воспринимается общая напряженность магнитного поля от токонесущих коммуникаций и блуждающих токов. Поэтому при наличии в месте поиска нескольких коммуникаций можно определить только примерную полосу их прохождения. Положение отдельных коммуникаций уточняется по колодцам, вводам в здания и другим видимым признакам и применением более надежных способов поиска. Анализ источников ошибок Точность поиска зависит также от комплекса условий: благоприятных и неблагоприятных. Благоприятными условиями, при которых с одной постановки генератора уверенное прослушивание коммуникации может доходить до 1 км и более, являются следующие: 128 1) смежные токопроводящие коммуникации находятся от отыскиваемой на расстоянии 5 м и более (т.е. на расстоянии не менее двойной глубины их заложения); 2) отыскиваемая коммуникация не имеет ответвлений труб равного или большего диаметра; 3) отыскиваемая коммуникация не имеет гальванической связи со смежными (через металлические конструкции в зданиях и сооружениях); 4) уровень помех («шумы») значительно меньше уровня полезного сигнала. В местах разветвления коммуникаций на расстоянии 1 - 2 м принимаемый сигнал значительно ослабляется, но после прохождения этого места вновь восстанавливается. Отвод дополнительно прослушивают по новому направлению. Однако если отвод сделан из труб намного меньшего диаметра, чем основная линия, к которой подключен генератор, то этот отвод может не прослушиваться и для его определения необходимо подключение к нему генератора. Точность поиска подземных коммуникаций, расположенных в благоприятных условиях, характеризуется следующими формулами: ml = 0,075h, (2.11)_ mh = 0,13h, где ml и mh - СКП определения положения коммуникаций соответственно в плане и по высоте, м; h - глубина заложения оси коммуникации, м. Формулы могут быть использованы для предрасчета точности поиска подземных коммуникаций, заложенных на глубину до 3 м. 129 Лекция 9. ПРИБОРЫ ПОИСКА СОСТАВЛЕНИЕ ПЛАНОВ ПОДЗЕМНЫХ КОММУНИКАЦИЙ Индуктивные приборы поиска (трубокабелеискатели) состоят из двух блоков: передающего и приемного. Полное устройство комплекта RD 8000 состоит из следующих составляющих (рис. 2.5.): – трассопоисковый локатор; – генератор Tx-10B; – сумка для переноски; – инструкция по эксплуатации на русском языке; – штырь заземления; – катушка с проводом для заземления; – магнит для подключения генератора к металлическим трубам; – комплект проводов для прямого подключения генератора зажимами типа «крокодил»; – батареи питания для локатора и генератора. Рис. 2.5. Устройство комплекта Передающий блок (генератор) включает: 130 – сам генератор (рис. 2.6, а) с управляющим устройством: клавиатура (рис. 2.7) и жидкокристаллический дисплей (ЖКД) (рис. 2.7); – аккумуляторный блок питания (рис. 2.6, б); – съемный лоток для аксессуаров и сами аксессуары, т.е. провода заземления и подключения к коммуникации (контакта) и штырь (рис. 2.6, в). а) б) в) Рис. 2.6. Генератор, блок питания, съемный лоток и аксессуары Рис. 2.7. Клавиатура и жкд генератора Приемное устройство состоит (Рис.2.8.) из: – магнитной антенны, – каскада усиления с источником питания, – ЖКД и клавиатуры 131 Рис. 2.8. Приемное устройство и описание кнопок на экране приемника 132 Технические характеристики RD 8000 представлены в таблице 2.4. Таблица 2.5 Точность определения глубины от 0,1 до 3 м.(кабели и трубы:±2,5 %), от 0,1 до 7 м.(с помощью зонда:±2,5 %) Максимальная глубина кабели и трубы: 6 метров, с помощью зонда: 18 метров(RD8000 может осуществлять локализацию объектов и на больших глубинах, но с меньшей точностью) Чувствительность Динамический диапазон Избирательность 6Е-15Т (тесла), 5 мкА на расстоянии 1 метр (33 Гц) 140 Дб (среднеквадратическое значение)/Гц 120 Дб/Гц Точность локализации ±2,5 % Диапазон рабочих температур от -20 до +50 °С Дисплей жидкокристаллический с подсветкой Продолжительност ь работы Масса до 30 часов (непрерывно) 1,78 кг(вместе с элементами питания) Генератор Tx-10 Выходная мощность 10 Вт Наличие сигнализации звуковая при изменении сопротивления заземления Время генератора работы 15 часов (непрерывно) Питание 8 батареек типа D (LR20) Масса 2,8 кг (вместе с элементами питания) . 133 Особенности трассоискателя RD 8000: Динамическая защита от перегрузки позволяет использовать локатор на участках с наличием электрических сигналов очень большой амплитуды (электроподстанции, подвесные высоковольтные каб ели железной дороги). Программа SurveyCERTтм позволяет сохранять и просматривать до 1000 записей результатов локации. Загрузив эту информацию в ПК при использовании связи Bluetooth локатора RD8000, вы сможете очень быстро просмотреть данные с помощью программы графического воспроизведения SurveyCERTтм (совместима с Excel). Если ПК имеет приемник сигналов GPS, то программа SurveyCERTтм будет автоматически добавлять к записи отметку времени и координаты положения. StrikeAlertTM предостерегает оператора с помощью звуковой сигнализации, когда тот находится рядом с мелко закопанным силовым кабелем. CD (Current direction, направление тока) - метод выделения заданного кабеля из нескольких параллельно проложенных кабелей при использовании CD-стрелок. Одновременная работа в двух режимах Power и Radio позволяет оператору быстрее выполнять обследование места. По тональности звука оператор судит о типе принимаемого сигнала. Возможность измерения глубины кабеля на частоте 50 Гц без включения генератора (режим Power). Стрелки по направлению к сигналам пикового уровня. Эта функция направляет оператора к осевой линии трубопровода или кабеля путем показа стрелок «вправо и влево» и воспроизведения отличающихся друг 134 от друга тональных сигналов. Чем длиннее стрелка, тем больше расстояние до цели. Функция «Компас» обеспечивает визуальную индикацию направления к кабелю или трубопроводу. С помощью этой функции оператор может легко следовать к заданной линии, а затем корректным образом позиционировать локатор для обеспечения максимальной точности измерения глубины. TruDepthTM Показывает глубину автоматически лишь тогда, когда локатор позиционируется корректным образом над своей целью. SideStepTM Позволяет оператору дистанционно регулировать частоту передатчика для предотвращения приема нежелательной помехи. клиентский выбор частоты - Позволяет оператору выбрать уникальную частоту ниже 1 кГц; - 24 активные частоты; - 3 частоты работы с зондами; - 4 частоты CD (Current direction, направление тока); - 4 пассивные частоты с измерением глубины Power/Radio CATV / CPS. eCALTM – новый метод позволяет оператору проверять исходную заводскую калибровку локатора RD8000 в процессе поиска. Канал iLOC предназначен для дистанционного (до 800 метров) управления работой генератора, а именно выбора частоты, мощности, включения – выключения. А-рамка, присоединенная к локатору позволяет выполнять локализацию дефектов кабелей. С помощью стрелок на экране локатора показывается направление положения дефекта, что помогает оператору 135 определить местоположение дефекта с погрешностью ±1 м. С помощью А-рамки может выполняться диагностика дефектов оболочки кабелей и труб - от короткого замыкания до сопротивления 2 МОм. Антенные режимы для поиска подземных коммуникаций Приёмник RD8000 может работать в одном из четырёх антенных режимов, выбор которого зависит от конкретной задачи и местных условий: – Режим Peak(работа по максимуму сигнала); – Простой антенный режим; – Режим Null (работа по минимуму сигнала); – Комбинированный режим Peak/Null. Режим Максимум является основным режимом поиска токопроводящих коммуникаций.При поиске в этом режиме Максимум (Peak) (режим работы по максимуму сигнала ) достигается наивысшая точность поиска коммуникации в плане и определения глубины заложения. Этот режим может использоваться при контактном и бесконтактном способе поиска. При использовании этого режима на экране ЖКД оператор добивается максимума принимаемого антенной сигнала. В этом режиме на ЖКД могут выводится следующие данные: – глубина заложения; – сила тока при поиске действующих электрокабелей; – уровень интенсивности сигнала; – направление оси коммуникации при движении оператора (компас). 136 Простой антенный режим осуществляет обнаружение с более высокой чувствительностью в пределах более широкого участка пеленгационной характеристики, чем в режиме Максимум. Это особенно полезно для быстрого поиска инженерных сетей глубокого заложения если не нужно идентифицировать каждую из них в отдельности. После того, как вы обнаружили цель в простом антенном режиме, вы должны использовать режим Минимума (Null) или Максимума (Peak) для более точной локализации коммуникации. Режим поиска Минимум (Null) используется в местах с минимальным уровнем электромагнитных помех или при их отсутствии. В этом режиме на ЖКД приемника отображается местоположение коммуникации, но не отображается её ориентация. Режим Минимум сигнала не стоит использовать в районах с электромагнитными помехами. Зондирование и поиск. Имеется несколько методов обнаружения неизвестных подземных коммуникаций. Использование этих методов является особенно важным перед проведением любых земляных работ для обеспечения сохранности подземных коммуникаций. Пассивное зондирование выполняется только поисковой рамкой, т.е. без подключения генератора. Пассивное зондирование в виде перемещений по параллельным маршрутам обеспечит обнаружение любых сигналов Power, Radio, КТВ и систем катодной защиты, которые могут излучаться от подземных проводников. 137 Индуктивный поиск выполняется с применением генератора и приемника, и двух операторов. С функцией iLOC в приемниках и генераторах достаточно одного оператора при хороших условиях до 800 м. Процедура индуктивного поиска является наиболее предпочтительным методом обнаружения неизвестных трасс. Перед началом поиска необходимо определить участок и приблизительное направление трасс, пересекающих его. Затем включить генератор в индуктивный режим. Генератор наводит наиболее мощный сигнал в линиях, непосредственно под собой, которые затем локализуются приемником. Перемещают генератор из стороны в сторону для получения наиболее максимально большого показывает, что сигнала, генератор максимальный находится уровень которого непосредственно над коммуникацией. Делаем отметку (маркировку) на грунте в точке каждого пикового сигнала, обнаруживаемого приемником. Повторяем такой поиск вдоль любых других возможных линий. Составление планов подземных коммуникаций В зависимости от насыщенности подземными и наземными сооружениями коммуникаций допускается составлять[20]: 1) совмещенными планы с изображением на одном листе плана ситуации, рельефа и подземных (наземных) сооружений; 2) планами отдельных подземных (наземных) сооружений, их групп. На планах отображаются планово-высотное положение подземных коммуникаций и их технические характеристики. На планы в масштабах 1:1000 и 1:500 в обязательном порядке наносятся: 138 – плановое положение трасс всех подземных коммуникаций (включая бездействующие) с указанием их основного назначения; – высоты обечаек, верха труб (дна лотков), верха и низа каналов; – диаметры и материалы труб, размеры каналов. Кабельные линии разделяются условными знаками на кабели слабого тока, высокого и низкого напряжения, а также обязательно пишется число кабелей в пучке или канале. При наличии специального задания в содержание планов в масштабах 1:1000 и 1:500 включаются следующие сведения: – марка кабеля; – количество труб в каналах теплосети; – давление газа в газопроводах; – напряжение тока в кабельных линиях и их принадлежность; – высоты вне колодцев в местах перелома профиля, но не реже чем через 50 м; – местоположение задвижек, пожарных гидрантов, вантузов и выпусков; – местоположение элементов антикоррозийной защиты. Планы в масштабах 1:2000 и 1:5000, составляемые по данным съемки подземных коммуникаций на территории сельских населенных пунктов или нефтепромыслов, содержат обязательные сведения о подземных коммуникациях в том же объеме, что и планы масштабов 1:1000 и 1:500. Основные особенности при этом заключаются в следующем: – при нанесении однородных сетей, расположенных практически в одной траншее (на расстоянии 2 м и менее друг от друга) на плане проводится одна линия с указанием количества труб и их диаметров; 139 – основные технические характеристики (диаметр и материал труб, высоты их заложения) выносятся в каталоги, если из-за плотности коммуникаций разместить их на плане не удается; Планы в масштабах 1:2000 и 1:5000, составляемые по материалам съемок более крупных масштабов или исполнительным чертежам, имеют следующее содержание (таблица 2.5). Таблица 2.6. Виды коммуникаций по водопроводу по канализации по газопроводу по теплосети по водостоку Содержание планов в масштабе 1:2000 все коммуникации с указанием диаметра труб без вводов в отдельные здания; все коммуникации без выпусков из зданий и сооружений с указанием диаметра труб и направления стока все коммуникации с указанием диаметра труб все коммуникации, идущие от ТЭЦ, без вводов в здания; местные теплосети показываются при диаметре труб более 150 мм все трубопроводы, имеющие диаметр труб не менее 400 мм, с указанием диаметра труб; Содержание планов в масштабе 1:5000 трубы диаметром 300 мм и более трубы диаметром от 400 мм и более трубопроводы среднего и высокого давления, а также магистральные газопроводы без разделения их на классы теплопроводы, идущие от ТЭЦ, с диаметром труб не менее 300 мм и местная теплосеть с диаметром труб не менее 350 мм коммуникации, имеющие диаметры труб от 600 мм и более по дренажу все трубопроводы, имеющие коммуникации с диаметром труб 400 мм диаметр труб не менее 400 мм, с и более, а также все скважины указанием диаметра труб; глубокого заложения; по кабельным линиям кабельные линии, имеющие напряжение тока 6 кВ и более, а также все телефонные коммуникации районного и городского назначения. кабельные коммуникации с напряжением тока 35 кВ и более, а также телефонные коммуникации районного и городского значения, имеющие не менее четырех отверстий Подземные коммуникации с их техническими характеристиками отображаются на планах в графическом и цифровом видах путем: – нанесения всех данных на топографические планы местности, совмещенные с планами подземных коммуникаций; 140 – нанесения на топографические планы трасс подземных коммуникаций и их основных технических характеристик с вынесением ряда дополнительных сведений и технических характеристик в каталоги колодцев подземных коммуникаций; – составления специальных планов подземных коммуникаций. В отдельных случаях при весьма плотной сети подземных коммуникаций в дополнение к специальным планам могут создаваться технологические схемы, на которых отображаются отдельные виды или группы однородных видов коммуникаций. Составление каталогов колодцев подземных коммуникаций (каждому колодцу должен присваиваться номер и иметь свое назначение). В каталог должны, включаются следующие сведения: – номер колодца; – координаты центра люка; – номенклатура планшета, где расположен колодец; – назначение сети; – диаметры труб в колодце; – материал труб (марка кабеля); – высоты обечайки, земли (мощения) у колодцев, верха труб (дна лотков, верха и низа каналов); – материал колодца и крышки; – схема расположения труб (кабелей) с ориентированием на смежные колодцы или обслуживаемые здания. Составление технологических схем Технологические схемы отдельных видов подземных коммуникаций составляются в масштабах: 1:2000 - для территорий городов и промышленных предприятий; 1:25000 - для территорий нефтепромыслов. 141 На технологическую схему наносят здания и сооружения, связанные с данным видом коммуникаций, основные дороги, трассы обследуемого вида коммуникаций со всеми колодцами, камерами и их номерами. При этом коммуникации характеризуются диаметрами и материалом труб, маркой кабелей, давлением газа и другими характеристиками, предусмотренными техническим заданием. Составление эскизов колодцев Эскизы колодцев составляются, как правило, в масштабах 1:50-1:20 по материалам детального обследования. Эскиз представляет собой чертеж колодца в плане и разрезе. 142 Лекция 10 ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ИНЖЕНЕРНЫХ ИЗЫСКАНИЙ. СОСТАВ РАБОТ ПРИ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЯХ ЛИНЕЙНЫХ СООРУЖЕНИЙ. ПРАВИЛА ТРАССИРОВАНИЯ В РАВНИННОЙ И ГОРНОЙ МЕСТНОСТИ. 1) сбор и обработка материалов инженерных изысканий прошлых лет, топографо-геодезических, картографических, аэрофотосъемочных и других материалов и данных; 2) рекогносцировочное обследование территории изысканий; 3) создание опорных геодезических сетей (плановых сетей 3 и 4 классов и сетей сгущения 1 и 2 разрядов, нивелирной сети II, III, IV классов), а также геодезических сетей специального назначения для строительства; 4) создание планово-высотных съемочных геодезических сетей ( с помощью ГНСС технологий, теодолитных, тахеометрических ходов. Если с помощью ГНСС-приемников определять координаты съемочных пикетов, то съемочную сеть можно не создавать); 5) выполнение топографической съемки различными методами (наземная, аэрофототопографическая, стереофотограмметрическая и др.) в масштабах 1:10000 - 1:200, включая съемку подземных и надземных сооружений; 6) перенесение проекта в натуру с составлением соответствующего акта; 7) обновление топографических (инженерно-топографических) планов в масштабах 1:10000 - 1:200 и кадастровых планов в графической, цифровой, фотографической и иных формах; 8) инженерно-гидрографические работы; 9) геодезические работы, связанные с переносом в натуру и привязкой горных выработок, геофизических и других точек инженерных изысканий; 143 10) геодезические стационарные наблюдения за деформациями оснований зданий и сооружений, земной поверхности и толщи горных пород в районах развития опасных природных и техноприродных процессов; 11) инженерно-геодезическое обеспечение геоинформационных систем (ГИС) поселений и предприятий, государственных кадастров (градостроительного и др.); 12) создание (составление) и издание (размножение) инженернотопографических планов, кадастровых и тематических карт и планов, атласов специального назначения (в графической, цифровой и иных формах); 13) камеральная обработка материалов; 14) составление технического отчета (пояснительной записки). В состав инженерно-геодезических изысканий для строительства линейных сооружений дополнительно входят: – камеральное трассирование и предварительный выбор конкурентно-способных вариантов трассы для выполнения полевых работ и обследований; – полевое трассирование; – съемки существующих железных и автомобильных дорог, составление продольных и поперечных профилей, пересечений линий электропередачи (ЛЭП), линий связи (ЛС), объектов радиосвязи, радиорелейных линий и магистральных трубопроводов; – координирование основных элементов сооружений и наружные обмеры зданий (сооружений); – определение полной и полезной длин железнодорожных путей на станциях и габаритов приближения строений. 144 Трассирование линейных сооружений. Камеральное и полевое трассирование. Беспикетное трассирование. Разбивка круговых кривых; Составление плана и профиля трассы. Трассой называется ось проектируемого линейного сооружения, обозначенная на местности, нанесенная на топографическую карту и фотоплан или заданная координатами основных точек в цифровой модели местности [11]. Основными элементами трассы являются: план - ее проекция на горизонтальную плоскость и продольный профиль - вертикальный разрез по проектируемой линии. В плане она состоит из прямых участков разного направления, сопрягающихся между собой горизонтальными кривыми постоянного и переменного радиуса кривизны. В продольном профиле трасса состоит из линий различного уклона, соединяющихся между собой вертикальными кривыми. По топографическим условиям прохождения на местности различают следующие категории трасс[11]: 1) долинные, 2) водораздельные, 3) косогорные, 4) поперечно-водораздельные. 1) Долинная трасса укладывается на одной из террас долины. Она обычно имеет спокойный план и профиль, но пересекает большое число водотоков и требует возведения дорогостоящих переходов, что сильно увеличивает ее стоимость. Иногда от долинной трассы приходится отказываться из-за неблагоприятных геологических условий. 2) Водораздельная трасса идет по наиболее высоким отметкам местности. В плане трасса сравнительно сложна, но объемы работ 145 небольшие, искусственных сооружений мало, геологические условия благоприятные. Это выгодно отличает водораздельную трассу, особенно в равнинных и среднепересеченных районах. Однако в холмистой местности водоразделы часто бывают узкие и извилистые, поэтому трассу приходится крайне усложнять, что в значительной степени уменьшает ее преимущества перед другими категориями трасс. 3) Косогорная трасса располагается на склонах гор. Она может быть запроектирована с очень плавным уклоном, но обычно весьма извилиста в плане, с большим количеством переходов. Здесь часто встречаются обвалы, осыпи, селевые потоки, которые затрудняют эксплуатацию линии. 4) Поперечно - водораздельная трасса пересекает долины и водоразделы. В плане трасса близка к прямой; в продольном профиле часто встречаются затяжные предельные уклоны; приходится строить сложные переходы. Это наиболее дорогостоящая трасса. Комплекс инженерно-изыскательских работ по выбору трассы, отвечающей всем требованиям технических условий и требующей наименьших затрат на ее возведение и эксплуатацию, называется трассированием. Оптимальную трассу находят путем технико- топографическим планам, экономического сравнения конкурирующих вариантов. Если трасса аэрофотоматериалам трассирование определяется и называют по цифровым моделям камеральным; если местности, она непосредственно на местности, то полевым. При трассировании различают плановые параметры: – углы поворота, – радиусы горизонтальных кривых, – длины переходных кривых, – прямые вставки 146 то выбирается и высотные (профильные) параметры: – продольные уклоны, – длины элементов в профиле («шаг проектирования»), – радиусы вертикальных кривых. Для одних сооружений (самотечные трубопроводы, каналы) наиболее важно выдержать высотные параметры (продольные уклоны). Для других (напорные трубопроводы, линии электропередач и связи) уклоны местности мало влияют на проект трассы и ее стремятся выбрать наиболее короткой, расположенной в благоприятных условиях. Сложными для трассирования являются дорожные трассы, требующие соблюдения и плановых, и профильных параметров. Правила трассирования в равнинной местности. Положение трассы в равнинных районах определяется контурными препятствиями, т. е. ситуацией. В высотном отношении трассу ведут «вольным ходом». В плане стремятся иметь прямую трассу, ведя трассирование по заданному направлению («азимуту стремления») [11]. Однако встречающиеся препятствия в виде водотоков, болот, больших оврагов, а также населенные пункты, ценные сельскохозяйственные угодья и др. заставляют отклонять трассу АВ (рис. 2.9) в ту или иную сторону. Каждый угол поворота  дает некоторое удлинение трассы. Рис. 2.9. Схема вольного хода Для получения наиболее короткой трассы в равнинных районах придерживаются следующих правил трассирования: 147 1) трассу прокладывать по прямой от одного контурного препятствия к другому (рис. 2.9); 2) вершину углов поворота выбирать против середины препятствия с таким расчетом, чтобы трасса огибала это препятствие; 3) углы поворота стремиться иметь по возможности не более 20 - 30°, чтобы заметно не удлинять трассу. Трассирование в горной местности. Положение трассы в горных районах определяется высотными препятствиями, т. е. рельефом. Трассирование здесь ведется «напряженным ходом», когда каждая линия задается предельным уклоном. Чтобы выдержать этот уклон, приходится удлинять трассу, отклоняя ее на большие углы от прямой. Поэтому в горных условиях трасса в плане имеет, как правило, весьма сложную конфигурацию. В зависимости от характера местности применяют различные приемы. Если требуемое удлинение трассы невелико, то развитие линии происходит путем замены прямолинейного направления на S-образное, называемое извилиной (рис. 2.10, а). Для значительного удлинения трассы применяют более сложные кривые в виде петель с заходом в боковую долину (рис. 2.10, в), спиралей, когда трасса, постепенно поднимаясь по высоте, пересекает себя в другом уровне (рис. 2.10, б). Рис. 2.10. Приемы удлинения трассы: а) S-образное удлинение; б) в виде спиралей; 148 в) в виде петель с заходом в боковую долину Таким образом, при трассировании в горных условиях требуется соблюдение следующих правил: 1) трассу вести предельным уклоном, придерживаясь так называемой линии нулевых работ (см. далее). Уклон уменьшать (или делать равным нулю) лишь на отдельных площадках, заданных по техническим условиям; 2) элементы плана трассы и высотные отметки земли подбирать с учетом заранее составленного теоретического профиля и требований сопряжения кривых и прямых; 3) углы поворота и их величины назначать, исходя из условий соблюдения уклона трассирования и расчетного развития линии, при этом стремиться избегать малых радиусов кривых, на которых необходимо значительное смягчение (уменьшение) допустимого уклона. 149 Лекция 11. КАМЕРАЛЬНОЕ ТРАССИРОВАНИЕ ПО ТОПОГРАФИЧЕСКИМ КАРТАМ. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТРАСС. Камеральное трассирование выполняют в основном на стадии проекта по топографическим картам масштаба 1:25 000 или 1:50 000, или цифровой модели местности [11]. Трассирование по топографической карте в зависимости от условий местности выполняют или способом попыток или построением линии допустимого уклона. 1) Способ попыток, применяемый в равнинной местности, состоит в следующем: между заданными точками намечают на карте кратчайшую трассу, по которой составляют продольный профиль с проектом линии будущей дороги. На основании анализа продольного профиля выявляют места, в которых трассу целесообразно сдвинуть вправо или влево, чтобы отметки местности совпали с проектными. Эти места вновь трассируют и составляют улучшенный проект трассы. 2) В условиях местности со сложным рельефом - построение на топографической карте в заданном направлении линии предельно допустимого уклона для данной категории трассы. Для этого по карте данного масштаба 1: М и по высоте сечения рельефа h определяют величину заложения а для предельно допустимого уклона ( i ПРЕД ) [16,11] : a h h  tg i ПРЕД или в масштабе карты: 150 (2.12) a h i ПРЕД  1 М (2.13) По найденному заложению а на карте выделяют участки вольного и напряженного ходов. Участки местности, для которых средний уклон местности больше предельно допустимого уклона, называют напряженным ходом. Участки, где средний уклон местности меньше предельного, называют участками вольного хода. На участке вольного хода трассу намечают по кратчайшему направлению, обходя лишь контурные препятствия. При этом, чтобы удлинение трассы было минимальным, углы поворота трассы должны быть не более 30°. На участках напряженного хода для соблюдения предельного уклона предварительно намечают линию нулевых работ (с помощью раствора циркуля засекают горизонтали), для которой заданный проектный уклон выдерживается без устройства насыпей и выемок (земляных работ). Линия нулевых работ не может быть осью будущей дороги, так как она состоит из большого числа коротких звеньев, сопряжение которых кривыми невозможно из-за ограничений минимальных радиусов. Поэтому линию нулевых работ заменяют участками более длинных прямых (спрямляют). Спрямление вызывает необходимость земляных работ. После спрямления линии нулевых работ транспортиром измеряют углы поворота трассы и, соблюдая нормативные требования, назначают радиусы круговых кривых. 151 Рис. 2.11 Трассирование заданным уклоном Затем по трассе намечают положение пикетов и характерных точек рельефа. Пикет – это точка оси трассы, предназначенная для закрепления заданного интервала. Характерные перегибы рельефа или контурные точки, определяющие пересекаемые трассой сооружения, водотоки, границы угодий, линии связи и т. д., называют плюсовыми точками. Для того чтобы не загружать чертеж, разбивку пикетажа по карте производят сокращенно: через два или пять пикетов. Закрепление пикетов начинают с нулевого. Плюсовые точки обозначают по номеру предыдущего пикета и расстоянию до него в метрах, например, ПК2+35,7. Отметки пикетов и плюсовых точек находят интерполированием по горизонталям. По отметкам и пикетажу строят продольный профиль местности по трассе, а затем, руководствуясь техническими нормативами, проектируют профиль будущей дороги. Трассирование может быть выполнено в нескольких вариантах, из которых после составления продольного профиля и проектирования проектной линии может быть выбран наилучший (оптимальный). 152 В настоящее время имеются автоматизированные системы проектирования трасс. Автоматизированные системы проектирования трасс. «Размеры полосы варьирования конкурирующих вариантов трассы в значительной степени определяют как объемы аэро- и наземных изысканий, так и объемы проектных работ по поиску наилучшего положения трассы. Назначение излишне широкой полосы варьирования приводит к неоправданному увеличению объемов проектно- изыскательскихработ и сильно осложняет поиск наилучшего проектного решения. При занижении ширины полосы варьирования возникает опасность, что наилучший вариант трассы может оказаться за пределами зоны, освещенной материалами изысканий. В связи с этим обоснованию размеров зоны варьирования трассы должно уделяться исключительное внимание. Выбранная зона варьирования должна охватывать все участки местности, где могут пройти конкурирующие варианты автомобильной дороги. При подготовке предварительной ЦММ и аналитического определения границ полосы варьирования конкурирующих вариантов трассы из рассмотрения сразу же исключают объекты и участки местности, проход трассы автомобильной дороги через которые либо заведомо нецелесообразен (ценные сельскохозяйственные угодья, болота, оползни, осыпи, засоленные почвы, закарстованные участки местности, вечномерзлые грунты ит.д.), либо вовсе невозможен (территории промышленных предприятий, населенные пункты, территории оборонных объектов, заповедные зоны и т.д.), а также устанавливают фиксированные точки и направления, проход трассы через которые обязателен. Рассматривают также участки местности, где в ходе аналитического трассирования необходимо решить вопрос возможности их обхода, либо 153 пропуска через них трассы автомобильной дороги. К таким участкам относят отмеченные выше ценные сельскохозяйственные угодья, болота, оползни, осыпи, засоленные почвы, закарстованные участки и, кроме того, пучинистые участки местности, конусы выноса и т.д. Им придают соответствующие стоимостные значения возведения земляного полотна автомобильной дороги, и появляется возможность автоматического альтернативного решения трассы в пользу обхода участка местности с высокой стоимостью строительных работ, либо в пользу прохождения с трассой по этому участку, если его обход связан со значительным удлинением трассы. Границы полосы варьирования устанавливают путем аналитического предварительного компьютерного трассирования с использованием предварительной ЦММ, на которой отмечают границы участков, прохождение трассы через которые заведомо нецелесообразно; границы зон с различными стоимостными показателями возведения земляного полотна автомобильной дороги; структурные линии с точками характерных изломов местности. При этом точки излома контуров и рельефа нумеруют по линиям, располагаемым поперек направления воздушной линии. Компьютерное определение границ полосы варьирования производится в следующей последовательности: – в каждый образованный угол поворота трассы и в каждый перелом продольного профиля вписывают горизонтальные и вертикальные кривые минимальных радиусов, сообразно категории дороги. Зоны размещения кривых ограничивают концом предыдущей и началом последующей кривых; 154 – все варианты, для которых допустимые радиусы кривых в плане и продольном профиле вписаны быть не могут, а продольные уклоны оказываются больше допустимых, из рассмотрения исключаются; – в пределах полученной таким образом зоны осуществляют перебор всех возможных вариантов с сопоставлением их между собой по укрупненным приведенным затратам. К дальнейшему рассмотрению принимают зону, разместившуюся между лучшим вариантом и прилегающими к нему вариантами, приведенные затраты для которых не отличаются более чем на 15 % от лучшего варианта трассы. При этом могут быть получены разобщенные зоны, каждая из которых определяет свое принципиальное направление трассы. Появление разобщенных зон варьирования характерно для ранних стадий проектирования (ОИ). Детальный сбор изыскательской информации осуществляют после этого уже только в пределах обоснованной полосы (или полос) варьирования наилучших вариантов трассы. На ранних стадиях проектирования (ОИ) нередко приходится рассматривать значительное число принципиальных направлений трассы.» CREDO позволяет трассировать автомобильную дорогу в любом из известных стилей: – «жесткая трасса», состоящая из длинных прямых, сопряженных круговыми кривыми зачастую предельного радиуса и короткими переходными кривыми; круговая кривая и прямая в такой трассе – это основные элементы, а переходная кривая – дополнительные; – «плавная трасса», состоящая из круговых кривых, сопряженных достаточно длинными переходными кривыми и прямыми вставками; все элементы здесь равноправны; – «плавная трасса без прямых», состоящая из круговых и переходных кривых; 155 – «клотоидная трасса», состоящая почти исключительно из переходных кривых. 156 Лекция 12. ПОЛЕВОЕ ТРАССИРОВАНИЕ. СОСТАВЛЕНИЕ ПЛАНА И ПРОФИЛЯ ТРАССЫ Полевое трассирование включает следующие виды работ [11] : 1) вынесение проекта трассы в натуру. Вешение линий; 2) определение углов поворота; 3) линейные измерения. Разбивка пикетажа с ведением пикетажного журнала; 4) разбивка круговых и переходных кривых; 5) нивелирование трассы. Установка вдоль трассы реперов; 6) закрепление трассы; 7) привязка трассы к пунктам геодезической основы; 8) съемка площадок, переходов, пересечений; 9) обработка полевых материалов. Составление плана трассы и продольного профиля. Основой для полевого трассирования служат материалы камерального трассирования. 1) Проект трассы, разработанный в камеральных условиях, выносят в натуру (на местность) по данным привязок углов поворота к пунктам геодезической основы (более надежный и точный) или ближайшим контурам местности (рис 2.12). Полевое трассирование начинают с тщательной рекогносцировки местности и нахождения необходимых геодезических пунктов, от которых производят вынос исходных точек трассы, в том числе и начальной. При наличии видимости на выносимую точку используют полярную заческу. При отсутствии видимости – прокладывают ход из 2-3 линий. 157 Рис. 2.12 Схема выноса трассы На точках трассы, найденных на местности, устанавливают вехи и обследуют намеченные направления, в частности, переходы через водотоки и овраги, пересечения существующих магистралей и другие сложные места. Иногда приходится несколько смещать провешенную линию и передвигать вершины углов поворота, чтобы удобнее разместить элементы плана и профиля трассы и обеспечить минимальный объем строительных работ. Окончательно выбранное положение вершин углов поворота закрепляют на местности деревянными или железобетонными столбами и составляют абрис привязки этих точек к местным предметам. 2) Между закрепленными вершинами углов ВУ (рис. 2.13) поворота трассы прокладывают теодолитный ход, измеряя правые по ходу углы  1 ,  2 и т. д. и длины сторон L1, L2 и т. д. Углы поворота  трассы определяют как дополнение правого угла до 180°. При повороте линии вправо: 158  П =180° -  ; (2.14)  Л =  - 180°. (2.15) при повороте линии влево: Углы измеряют одним приемом со СКО =30//. Для контроля угловых измерений одновременно определяют по буссоли прямые и обратные магнитные азимуты. Рис. 2.13 Определение углов поворота На длинных прямых участках в пределах непосредственной видимости через 500...800 м устанавливают створные точки (рис 2.14) (дополнительные углы), которые задают отложением угла 180° при двух кругах теодолита. Угол хода на створной точке также измеряют одним приемом. Он не должен отличаться от 180° более чем на 1/. В противном случае створную точку перемещают на местности. 159 Рис. 2.14. Схема створных точек 3) Расстояния между вершинами углов поворота и створными точками измеряют тахеометрами. mS 1 1   S 1000 2000 По результатам измерений углов и линий и данным плановой привязки трассы к пунктам геодезической основы вычисляют координаты вершин углов поворота. При полевом трассировании разбивают пикетаж трассы. Начальная точка трассы служит нулевым пикетом. Пикеты разбивают через 100 м. Для более детального отражения профиля местности дополнительно фиксируют плюсовые точки. 4 Разбивка круговых и переходных кривых; На углах поворота трасс вставляют круговые и переходные кривые и выполняют по ним пересчет пикетажа. В качестве круговых кривых применяют дуги окружностей больших радиусов. В качестве переходных используют кривые переменного радиуса, который может изменяться от бесконечности до радиуса данной круговой кривой. С помощью переходных кривых более плавно сопрягают прямолинейные участки дорожной трасс и с круговой кривой [11]. . 160 Основные элементы круговой кривой трассы (рис. 2.15):  - угол поворота, измеряемый в натуре; R - радиус кривой, назначаемый в зависимости от условий местности и категории дороги; АС = СВ = Т - длина касательных, называемая тангенсом и вычисляемая по формуле:  Т  R  tg ( ) ; 2 (2.16) AFB = K - длина круговой кривой, определяемая по формуле: K = R (    ); 180 (2.17) CF = Б - длина биссектрисы, которую вычисляют по формуле Б  R  (sec  2  1)  R cos  R. (2.18) 2 При трассировании на кривых линейные измерения ведут по тангенсам, а длину трассы считают по кривой. Поэтому необходимо знать домер Д, т. е. насколько расстояние по двум тангенсам длиннее кривой: Д = 2Т – К Точки НК, СК и КК круговой кривой называют главными. 161 (2.19) Рис. 2.15. Основные элементы трассы На круговой кривой пикетаж разбивают по линиям тангенсов. Сначала по измеренному значению угла поворота  и принятому радиусу R определяют тангенс Т, длину кривой К, биссектрису Б и домер Д. Затем по уже определенному пикетажному значению вершины угла ВУ (ПК ВУ = 14+25.00) рассчитывают пикетажные наименования главных точек кривой (рис. 2.16, а) и, найдя их на местности, закрепляют. При этом начало кривой НК находят промером от уже закрепленного ближайшего пикета, а середину кривой СК - отложением расстояния Б по биссектрисе угла поворота. Рис. 2.16. Расчет пикетажа на кривой (а) и перенесение пикетов с тангенса на кривую (б) 162 Разбивку пикетов от вершины угла по другому тангенсу начинают с отложения от вершины угла ВУ домера Д. От конца домера откладывают расстояние, недостающее до ближайшего целого пикета (на рис. 2.16., а- это расстояние равно 75,00 м до пикета ПК15). Далее обычным путем разбивают пикеты до следующего угла поворота. Зная пикетажное значение конца кривой КК, по ходу разбивки находят его на линии тангенса и закрепляют. Далее разбитые пикеты переносятся с касательных на кривую методом прямоугольных координат (способ хорд, углов) с помощью тахеомера. Для характеристики поперечного уклона местности разбивают поперечные профили (рис. 2.17.) в обе стороны от трассы на 15...30 м и более в зависимости от характера склона и типа дороги. Поперечные профили назначают на таком расстоянии один от другого, чтобы местность между ними имела однообразный уклон. Рис. 2.17. Схема разбивки поперечного профиля В процессе разбивки пикетажа ведут журнал (рис.2.18.), в котором показывают все основные элементы трассы, пункты геодезической основы, ситуацию, отдельные элементы рельефа в полосе шириной по 50...100 м с каждой стороны от оси будущей дороги. Все данные в 163 последующем помещают в соответствующих графах продольного профиля. Эта же информация может быть записана в электронном журнале или блокнотном компьютере. Рис.2.18. Пример абриса Разбивку пикетажа ведут по той же линии, по которой выполняют непосредственный промер между вершинами углов при проложении теодолитного хода, что позволяет контролировать линейные измерения. Расстояние LКОНР между смежными вершинами угла должно быть равноразности их пикетажных значений плюс домер на задней вершине: LКОНТР  ПК n1  ПК n  D . Разность L (2.20) непосредственно измеренной линии и полученной по вышеприведенной формуле в относительной мере не должна превышать 1/1000. 164 Беспикетное трассирование. Разбивка пикетажа через 100 м затрудняет использование дальномеров. Поэтому иногда применяют беспикетный способ полевого трассирования, при котором на местности разбивают не каждый стометровый пикет, а только точки, расположенные на характерных формах рельефа и важных для проектирования элементах ситуации. На планах и продольных профилях пикеты наносят камерально, их отметки определяют интерполированием между ближайшими плюсовыми точками. Если пикеты необходимы для строительства дороги, их разбивают на местности при восстановлении трассы [11]. Нивелирование трассы. Закрепление трассы. Постоянными железобетонными реперами закрепляют трассу через каждые 20-25 км, а также в местах пересечений существующих магистралей, переходов через крупные реки и др. Через 2-3 км дополнительно устанавливаются вдоль трассы временные реперы (деревянные столбы, опоры линий электропередач и др.). Реперы должны находиться вне зоны земляных работ будущего строительства. На каждый репер составляется абрис с привязкой к пикетажу трассы. Для составления продольного и поперечного профилей трассы и определения отметок реперов, устанавливаемых вдоль трассы, производят техническое нивелирование с использованием, как правило, двух нивелиров. Первым прибором нивелируют все связующие точки (пикеты, плюсовые точки, реперы, главные точки круговой кривой, геологические выработки). Вторым прибором - все промежуточные точки (некоторые плюсовые 165 точки, поперечные профили на трассе). Километровые пикеты и реперы как связующие точки обязательно нивелируют обоими нивелирами, что позволяет надежно контролировать превышения в ходе [11]. Нивелирование поперечников может выполняться в процессе нивелирования трассы, но чаще его делают отдельно. Нивелир устанавливают в таких местах, где с одной станции можно прочесть отсчёты по рейкам на возможно большем числе точек одного, двух, а то и трёх поперечников (рис. 2.19.). Отсчёты берут только по чёрным сторонам реек. При этом исходной (задней) точкой служит пикет или плюсовая точка трассы. Зная её высоту, по формуле вычисляют высоту горизонта инструмента. Например, при установке нивелира на станции А такой точкой является ПК6. Высоты точек на поперечниках вычисляют по той же формуле, что и высоты промежуточных точек на трассе. Рис. 2.19. Схема нивелирования поперечников Нивелирование по ходу обычно ведут методом из середины, устанавливая равенство плеч «на глаз». Расстояние до связующих точек принимают равным 100...150 м. Если нивелирование по трассе производят одним нивелиром, превышения между связующими и всеми пикетными 166 точками определяют по черной и красной сторонам реек, а при работе с односторонними рейками - при двух горизонтах нивелира. Рейки применяют шашечные, трехметровые, двусторонние; в пересеченной местности удобны четырехметровые складные рейки. Полевой контроль нивелирования производят на станции и в ходе между реперами превышениями, с известными полученными на отметками. станции из Расхождения межу наблюдений двумя нивелирами или по двум сторонам реек, не должны превышать 7...10 мм. Невязка в ходе между реперами с известными отметками не должна превышать 50 L мм, где L - длина хода, км, а расхождение между суммами превышений, полученными из нивелирования первым и вторым нивелирами, - 70 L MM. 4) Закрепление трассы Все пикеты и плюсовые точки закрепляются с помощью кола диаметром 30 мм, длиной 150 мм, который забивают почти вровень с землей. Рядом с колом на расстоянии 200 мм по направлению хода забивают сторожок - кол длиной 300...500 мм. На сторожке пишут номер пикета, так чтобы надпись была обращена назад по ходу к точке пикета. Пикет окапывают канавкой. Все опорные пункты трассы, фиксированные точки, вершины углов поворота и препятствия створные точки, дополнительно места переходов закрепляют через крупные деревянными или железобетонными столбами и составляют абрис привязки к местным предметам. На углах поворота столбы обычно ставят с внешней стороны угла по направлению биссектрисы на расстоянии около 1 м от закрепленной вершины. 167 На переходах и пересечениях знаки устанавливают по оси рядом с теми точками или вместо тех точек, которые они закрепляют. Положение оси на столбе фиксируется гвоздем. Знаки маркируют масленой краской. При этом на угловых столбах надписи делают на стороне, обращенной к вершине угла; на створных точках – на стороне, обращенной к меньшему пикету. 5) Привязка трассы к пунктам геодезической основы. Для вычисления координат вершин углов поворота абсолютных отметок точек трассу привязывают в начале, конце и через определенные промежутки в середине к пунктам ГГС. Точность привязки должна быть не ниже точности геодезических работ при проложении трассы. Проект привязки трассы к пунктам геодезической основы составляют в начальный период технических изысканий и уточняют после полевых обследований трассы. Ведомственные инструкции ставят в зависимость расстояния, через которые необходимо привязывать промежуточные точки трассы к пунктам геодезической основы, от удаления этих пунктов от трассы. При удалении геодезических пунктов от трассы до 3 км привязку требуется производить не реже чем через каждые 25 км трассы; при удалении пунктов от 3 до 10 км — через 50 км. Правильнее планировать привязку так, чтобы обеспечить необходимую точность проложения теодолитно-нивелирной магистрали как геодезической основы для трассы. Длину хода можно рассчитать по формуле: L = 0,6MT 168 (2.21) Для М 1:10000 и при предельной относительной ошибке хода 1:1500 длина хода равна 9 км; при предельной относительной ошибке хода 1:5000 длина хода равна 30 км. Т.е через рассчитанное расстояние необходимо делать привязку хода. Кроме теодолитного хода привязку можно выполнять с помощью ГНСС приемников. Определяются координаты пар точек с взаимной видимостью между ними в быстрой статике. Весь ход получается разбит на несколько участков. Затем выполняется уравнивание теодолитного хода. Для изысканий используются местные системы координат. При проложении или после проложения теодолитного хода выполняется топографическая съемка. Она может выполняться и до проложения теодолитного хода, если выполняется аэросъемка. Появились беспилотники: можно недорого снять местность и автоматизировано нарисовать горизонтали и ситуацию. 8) Для проектирования таких объектов как станции, разъезды, мастерские, станции обслуживания, заправочные колонки, сооружения (мосты, трубы), соответствующих необходимо участков иметь местности. крупномасштабные Съемка таких планы участков выполняется в крупных масштабах 1:2000...1:500. Для съемки больших площадок создают планово-высотное обоснование в виде теодолитных и нивелирных полигонов. Съемку узкой полосы вдоль трассы ведут по поперечным профилям, разбиваемым на пикетах и плюсовых точках трассы. При наличии крупномасштабных фотопланов подробных съемочных работ на трассе не ведут. На фотопланах обновляют и дополняют ситуацию, в необходимых местах рисуют рельеф. 169 9) Составление плана и профиля трассы Пo окончании полевых работ материалы трассирования обрабатывают: – проверяют полевые журналы, – составляется схема ходов, –уравнивают нивелирные и теодолитные ходы, – вычисляют отметки и координаты точек трассы, – составляют планы, продольный и поперечные профили участков дороги. Продольный профиль разбитой на местности трассы - основной документ, полученный в результате изысканий. Им постоянно пользуются при проектировании и строительстве железной и автомобильной дорог, а также в процессе эксплуатации. Профиль составляют в масштабах: горизонтальном - 1:1.000 для автомобильной дороги и 1:10.000 для железной дороги; вертикальном - соответственно 1:500 или 1:1.000. На продольный профиль (рис. 2.20) в соответствующие графы вписывают все данные, необходимые для проектирования дороги. В графе «Ситуация» показывают контурную часть плана в полосе шириной по 100 м с каждой стороны от оси трассы. Углы поворота в этой графе отмечают стрелкой, а ось трассы вычерчивают красным цветом. При заполнении графы «План линии» проставляют длины и истинные румбы прямых участков; на кривых показывают их основные элементы:  , R, Т, К. Кривую вычерчивают вниз, если трасса поворачивает влево, и вверх, если трасса поворачивает вправо. В графу «Отметки земли» выписывают отметки пикетов и плюсовых точек, определенные в процессе нивелирования по трассе. На продольном профиле отмечают также номера пикетов, расстояния между ними и километраж по трассе. 170 Проектные данные показывают в соответствующих графах красным цветом. «План линии» также вычерчивают красным цветом. По отметкам земли и пикетажу строят фактический профиль. При этом начало масштаба высот выбирают так, чтобы самая низшая точка фактического профиля не доходила до первой графы на 20...30 мм. 171 Рис.2.20. Фрагмент продольного профиля 172 Красную линию профиля проектируют в соответствии с техническими условиями на данный вид и категорию дороги. Кроме того, при проектировании выполняют следующие правила: проектные уклоны задают с точностью до 0,001; проектные отметки относят к бровке земляного полотна; алгебраическая разность уклонов на двух соседних участках проектной линии не должна превышать заданного предельного уклона; на участках плановых кривых предельно допустимый уклон должен быть смягчен, уменьшен для железных дорог на 700/R, где R - радиус кривой, для автомобильных дорог - от 10 до 50%; объем насыпей и выемок должен быть минимальным. Проектирование начинают от мест с заданными отметками, например, от начальной точки трассы. Далее приближенно намечают первый участок проектной линии. По разности отметки земли в конце первого участка и начальной проектной отметки, а также расстояния между этими отметками подсчитывают уклон. Если он окажется допустимым, его округляют до 0,001 и записывают в соответствующую графу профиля, указывая одновременно расстояния. Знаком уклон не сопровождают, его заменяет соответствующая диагональная линия в графе уклонов. По принятому значению уклона и расстоянию вычисляют превышение и, прибавив его с соответствующим знаком к первой проектной отметке, находят отметку конца первого участка красной линии. Дальнейшее проектирование выполняют подобным образом. Разность проектной и фактической отметок данной точки профиля называется рабочей отметкой. Положительная рабочая отметка показывает высоту насыпи, отрицательная - глубину выемки. Рабочие отметки намечают на самом профиле. Точку пересечения проектной линии с линией профиля называют точкой нулевых работ; рабочая 173 отметка этой точки равна нулю. Точки нулевых работ иногда отмечают на профиле трассы, так как они указывают начало насыпи или выемки. 10) Технический отчет состоит из пояснительной записки и приложений. –пояснительная записка; – план и продольный профиль трассы; поперечные профили; – крупномасштабные планы переходов; – схематические планы отвода земель; – ведомости искусственных сооружений, пересекаемых трассой; –ведомости закрепления трассы, прямых и кривых, уравнивания ходов, ведомость координат; – каталоги высот реперов, координат углов поворота, схемы геодезических сетей, чертежи центров и знаков. 174 Раздел 3 Геодезические разбивочные работы Лекция 13. ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОСНОВА СООРУЖЕНИЙ. НОРМАТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ТОЧНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ РАЗБИВОЧНЫХ РАБОТ. В состав геодезических работ, выполняемых на строительной площадке, входят: а) создание геодезической разбивочной основы для строительства, включающей построение разбивочной сети строительной площадки и вынос в натуру основных или главных разбивочных осей зданий и сооружений (для крупных и сложных объектов и зданий выше 9 этажей – построение внешних разбивочных сетей зданий, сооружений), магистральных и внеплощадочных линейных сооружений, а также для монтажа технологического оборудования; б) разбивка внутриплощадочных, кроме магистральных, линейных сооружений или их частей, временных зданий (сооружений); в) создание внутренней разбивочной сети здания (сооружения) на исходном и монтажном горизонтах и разбивочной сети для монтажа технологического оборудования, если это предусмотрено в ППГР, а также производство детальных разбивочных работ; г) геодезический контроль точности геометрических параметров зданий (сооружений) и исполнительные съемки с составлением исполнительной геодезической документации. Разбивкой сооружения, или вынесением проекта в натуру, называют комплекс геодезических работ, выполняемых на местности для определения планового и высотного положения точек и плоскостей строящегося сооружения согласно рабочим чертежам проекта с точностью предусмотренной СП. 175 Геометрической основой проекта сооружений для вынесения его в натуру являются продольные и поперечные оси сооружения, относительно которых в рабочих чертежах даются все проектные размеры. Главные разбивочные оси привязывают к пунктам геодезической основы. В качестве главных осей линейных сооружений (плотин, мостов, дорог, каналов, туннелей, подземных и наземных коммуникаций) служат продольные оси этих сооружений; в проекте зданий - оси их симметрии или чаще габаритные оси внешних стен; отдельных эстакад, колонн, строений - оси симметрии их фундаментов. Продольные оси обозначаются – прописными буквами русского алфавита за исключением букв З, И, О, Х, Ы, Ъ, Ь. Поперечные оси обозначаются арабскими цифрами. Оси обозначаются слева направо и снизу вверх и располагают по левой и нижней сторонам здания или сооружения (рис. 3.1). Рис. 3.1. Схема осей здания Для зданий и сооружений используется термин основные оси. Основные оси это оси наиболее ответственных частей сооружений (агрегатов, установок, конвейерных линий и др.), которые технологически связаны между собой и определяются с повышенной точностью. 176 Детальные (впомогательные оси ), используемые для разбивки всех частей и деталей сооружений и конструкций (котлованов, фундаментов, конструкций и др.) разбиваются от основных осей. Высоты плоскостей, уровней и отдельных точек проекта задают от условной поверхности (в зданиях - от уровня чистого пола первого этажа) и обозначают: вверх со знаком плюс, вниз со знаком минус. Для каждого сооружения условная поверхность соответствует определенной абсолютной отметке, которая указывается в проекте. Для вынесения проекта сооружения в натуру на местности строят плановую и высотную геодезическую основу соответствующей точности и в принятой системе определяют координаты и высоты пунктов этой основы. При геодезической подготовке проекта в этой же системе координат и высот определяют аналитические данные привязки главных осей и исходных уровней. Разбивка сооружений выполняется в три этапа. 1) на первом этапе – производят основные разбивочные работы. От пунктов геодезической основы согласно данным привязки находят на местности положение главных разбивочных осей и закрепляют их знаками. Опираясь на главные оси, производят разбивку и закрепление основных осей сооружения, причем для крупных сооружений для этой цели может возникнуть необходимость построения локальных разбивочных сетей. 2) на втором этапе - детальная разбивка - проводят детальную строительную разбивку сооружения. От закрепленных точек главных и основных осей разбивают продольные и поперечные оси отдельных строительных блоков и частей сооружения с одновременной установкой точек и плоскостей на уровень проектных высот (отметок). Детальная 177 разбивка, определяющая взаимное расположение элементов сооружения, производится значительно точнее, чем разбивка главных осей, задающая лишь общее положение и ориентировку сооружения в целом. Если в общем случае главные оси могут быть определены на местности с ошибкой 3 - 5 см, а иногда и грубее, то основные и детальные оси разбивают с точностью 1 - 2 мм, а то и точнее. 3) третий этап – заключается в разбивке технологических осей. По завершении строительства фундаментов разбивают и закрепляют монтажные (технологические) оси для установки в проектное положение конструкций и технологического оборудования. Этот этап требует наиболее высокой точности геодезических измерений (1 - 0,1 мм и точнее). Таким образом, при разбивке сооружений соблюдается общий принцип производства геодезических работ: от общего к частному. Однако точность выполнения этих работ повышается от первого к третьему этапу. После разбивки для повышения точности осевых знаков прокладывают полигонометрический ход соответствующего разряда или линейно-угловую сеть (все стороны, диагонали и углы), уравнивают и вычисляют координаты осевых знаков. Сравнивают их с проектными и при необходимости выполняют редуцирование осевых знаков. Таким образом, создается внешняя разбивочная сеть. Нормы точности разбивочных работ. Точность разбивочных работ зависит от типа и назначения сооружения, материала возведения, технологических строительными стандартом особенностей нормами «Система и производства правилами обеспечения (СНиП), и определяется государственным геометрической точности строительстве», техническими условиями проекта сооружения. 178 в В проекте задается допуск на разбивочные работы (  ). Симметричное предельно допустимое отклонение от оси  будет равно:    2 (3.1) или среднее квадратическое отклонение  :   3   6 (3.2) В общем случае точность возведения инженерного сооружения зависит от точности геодезических измерений, точности технологических расчетов проекта и погрешностей строительно-монтажных работ. С учетом независимого характера влияния этих факторов средняя квадратическая величина отклонения точки сооружения от теоретического положения может быть представлена в виде:  2   Г2   Т2   С2 , (3.3) где  Г - суммарная величина влияния линейных, угловых и высотных погрешностей геодезических измерений;  Т - суммарные погрешности технологических расчетов проектов установок, агрегатов, автоматических линий;  С - суммарное влияние погрешностей строительных и монтажных работ, включая для сборных элементов погрешности их изготовления. При расчетах точности геодезических измерений часто применяют принцип равного влияния отдельных 179 независимых источников погрешностей, т. е. в формуле (3.3) полагают, что  1   2  ...   n и требуют, чтобы влияние каждого из источников погрешностей не превышало величины i   n , (3.4) где n - количество источников погрешностей. Исходя из найденной величины , рассчитывают точность измерений, разрабатывают методику работ и подбирают инструменты. Иногда применяют принцип пренебрегаемого (ничтожного) влияния отдельных источников погрешностей, т. е. измерения проектируют таким образом, чтобы отдельные процессы выполнялись гораздо точнее, чем это необходимо по расчетам, и при определении суммарной погрешности влиянием этих источников пренебрегают. Рассчитаем для выражения  2   12   22 (3.5) какую часть должна составлять погрешность  2 от  1 , чтобы практически можно было принять   1 (3.6) Примем 2  1 К 180 , (3.7) где К - коэффициент обеспечения точности измерений или 1/К коэффициент пренебрегаемого влияния погрешностей измерений, обычно К 2 Т.к. высокая точность геодезических измерений достигается сравнительно небольшими затратами, принимают влияние погрешностей разбивочных работ на допустимое отклонение  пренебрегаемо малым, т. е. Г  где Г - суммарная  2 , (3.8) предельная погрешность геодезических разбивочных работ. Для обеспечения полной собираемости конструкций коэффициент перехода от предельной к средней квадратической ошибке принимают равным 3 (при вероятности р=0,9973) Г  Г (3.9) 3 или с учетом формулы  Г   2 Г   6 . (3.10) Для особо сложных и ответственных сооружений принимают суммарную среднюю квадратическую ошибку детальных разбивочных работ равной '/10 величины допустимого по проекту отклонения 181 конструкции и, исходя из этой погрешности, рассчитывают точности отдельных видов разбивочных работ. Ниже в таблице 3.1 приведены общие требования к точности разбивочных работ в зависимости от типов зданий и сооружений согласно СП 126.13330.2017 Геодезические работы в строительстве. СНиП 3.01.03-84 [17]. Таблица 3.1 Вид работ Значения среднеквадратических погрешностей при измерениях Линейные измерения 1 Вынос в натуру габаритов зданий, сооружений, трасс сетей инженернотехнического обеспечения от пунктов государственных геодезических сетей, сетей и ходов, имеющих координаты и 1/5000 Измерения углов, с 10 182 Определение отметок реперов, среднеквадратичной погрешности на 1 км двойного хода, мм 2 или 5 Предельная погрешность взаимного положения габаритных осей, выносимых в натуру зданий и сооружений, участков трасс сетей инженернотехнического обеспечения в пределах 1 км, (после уравнительных вычислений) в по плане, высоте, мм мм 5 10 отметки в системах координат субъектов Российской Федерации 2 Определение взаимного положения смежных осей, превышений на станции нивелирования 3 Перенос точек по вертикали шаговым методом на высоту 4 Передача отметок шаговым методом на высоту * 2 мм - - 75 м - - На 30 м 2 мм На 75 м - - 2 мм 3 мм - - 25 мм 1,0 - - 2,0 - - 30 м 1 мм На 15 м 1 мм 5 Разметка монтажных ориентиров при монтаже металлических конструкций,* мм Отклонение от риски разбивочной оси в верхнем сечении металлических колонн не должны превышать любой из главных осей поперечного сечения колонны: до 4000 мм свыше 4000 мм до 8000 мм свыше 8000 мм до 16000 мм свыше 16000 мм 6 Разметка ориентирных рисок для монтажа сборных железобетонных конструкций на секции (до 30 м) длины дома, сооружения,* мм 7 Определение отметок на 0,5 0.5 9 мм 11 мм 21 мм 183 монтажном горизонте секции (до 30 м) длины дома, сооружения, мм 8 Определение 20 положения осей сетей инженернотехнического обеспечения в плане (дренажные сооружения, кюветы, откосы и др.) от проектного положения, мм 9 Определение 5 поперечных, продольных уклонов сетей инженернотехнического обеспечения от проектного значения, мм То же, % от 10 проектного значения 10 Вынос в натуру знаков при разработке земляных выемок, вертикальной планировке, дноуглубительных работах насыпей, траншей, насыпей отклонения от проектных назначений разбивок: в плане, мм 50 по высоте, мм 20 * Если иные точности не указаны в проектах - в соответствии с ГОСТ 21778. Точности измерений линий углов превышений (отметок) и вынос в натуру осей (габаритов) зданий и сооружений, а также осей трасс сетей инженерно-технического обеспечения указаны при выполнении работ на пунктах внутренней разбивочной сети в условиях городской застройки. При работе в незастроенной территории допуски на измерения должны указываться в ППГР. Требования к точности выполнения внутренних разбивочных сетей для строительства высотных зданий и комплексов и предельные 184 погрешности взаимного положения смежных осей, вынесенных в натуру после уравнивания, приведены в таблице 3.2. Таблица 3.2 N п.п. Высота (шаг) передачи*, м Предельная погрешность взаимного положения осей, мм 1 30 1 2 60 1 3 90 1 4 120 2 5 150 2 6 180 2 7 210 3 8 240 3 9 270 3 10 300 4 * Высота передачи осей по вертикали и шаг уравнивания взаимного положения осей принят равным 30 м, предельная погрешность округлена до целых долей, мм. Точностные характеристики двух способов передачи отметок исходного на монтажный горизонт приведены в таблице 7.3. Таблица 3.4 N п.п. 1 2 3 4 5 6 7 8 Высота (шаг) передачи*, м до 30 30-60 60-90 90-120 120-150 150-180 180-210 210-240 Предельные погрешности переноса отметок стальной лазерной рулеткой рулеткой, мм или электронным тахеометром, мм 3 2 5 2 7 2 8 3 9 3 10 3 11 3 12 4 185 с 9 1 240-270 270-300 13 14 4 6 * Для зданий высотой свыше 300 м предельные погрешности определяются проектами ПОС и ППГР. 186 Лекция 14 ЭЛЕМЕНТЫ РАЗБИВОЧНЫХ РАБОТ: ПОСТРОЕНИЕ В НАТУРЕ ПРОЕКТНЫХ УГЛОВ, ЛИНИЙ, ВЫСОТ, УКЛОНОВ, ВЕРТИКАЛЬНАЯ ПЛАНИРОВКА ТЕРРИТОРИИ И ОСОБЕННОСТИ ВЫНОСА ПРОЕКТА Построение (отложение) проектного угла 1 Построение (отложение или разбивка) проектного горизонтального угла заключается в нахождении и закреплении на местности (или внутри сооружаемого объекта) направления, образующего с исходным направлением угол, равный проектному. Методика выполнения работы зависит от необходимой точности построения проектного угла и имеющихся у исполнителей приборов. Отложение угла может быть выполнено теодолитом или тахеометром соответствующей точности. Для построения проектного угла: 1) прибор соответствующим устанавливают пунктом в внутренней рабочее положение разбивочной сети над здания (сооружения) или пунктом, закрепляющим ось сооружения (на рис. 3.2 – точка А). Рис. 3.2. Вынос проектного угла 187 2) При круге лево (КЛ) наводят зрительную трубу на точку, закрепляющую исходное направление (пункт В), и берут отсчет по горизонтальному кругу – М. Вычисляют отсчет, соответствующий проектному углу: Мпр. = М ± βпр. (знак «+», если выносимое направление находится справа от исходного направления АВ, и знак «-», если - слева от направления АВ). Открепляют алидаду и поворачивают прибор до тех пор, пока отсчет по горизонтальному кругу не станет равным вычисленному Мпр. 3) Закрепляют полученное направление С1 временным знаком (например, штрих карандашом на бетоне). 4) Для исключения коллимационной погрешности прибора аналогичные действия выполняют при круге право (КП). Получают и отмечают точку С2. 5) Отрезок С1С2 делят пополам и среднюю точку С окончательно закрепляют и используют для дальнейших работ. Предварительные точки С1 и С2 убирают. Правильность построения угла проверяют измерением полученного угла полным приёмом. Для повышения точности построения (рис. 3.3.) сначала угол выносят на местность вышеуказанным способом при одном положении вертикального круга. Затем полученный угол измеряют несколькими приемами. Количество приемов можно вычислить по формуле: n mβ2 2 mβпр. , (3.11) где mβ – средняя квадратическая погрешность измерения угла одним приемом; 188 mβпр. – заданная погрешность построения горизонтального угла. Из полученных результатов измерений вычисляют среднее арифметическое – βизм. Рис. 3.3. Построение угла с повышенной точностью Сравнивают величину измеренного угла с проектным значением, т.е вычисляют поправку в измеренный угол по формуле: Δβ" = βизм - βпр. Далее вычисляют (3.12) величину линейного перемещения, соответствующего угловой величине Δβ" по формуле: d  β // x ρ // , (3.13) где d – длина стороны АС (мм); ρ = 206265" . Найденную величину х откладывают перпендикулярно к направлению АС, учитывая ее знак. Полученную точку Со (рис. 3.3) закрепляют и выполняют контрольное измерение вынесенного угла ВАСо полным приемом. Расхождение между проектным и измеренным 189 значениями угла не должно превышать удвоенного значения СКП измерения угла. Точность построения проектного угла зависит от погрешностей собственно измерения (визирования и отсчета по лимбу), инструментальных погрешностей и влияния внешних условий. 2 Отложение проектного расстояния Отложение (вынос) проектного расстояния (рис. 3.4) заключается в построении на местности (или в строящемся здании) от известной точки А в известном направлении АВ линии, горизонтальное проложение которой равно проектной длине dпр., она может решаться по-разному. Рис. 3.4. Отложение проектного расстояния При использовании для построения рулетки сначала вычисляют расстояние наклонное расстояние D, горизонтальное проложение которого будет равно dпр.. Для этого в него вводят поправки: за наклон линии – Δh, за компарирование мерного прибора - Δк и за разность температур при компарировании и отложении проектного отрезка - Δt D  d пр.  d к  dt  d h . (3.14) Поправки вычисляют: - за наклон линии d h  2 D  sin 2 υ , 2 h2 h4 где D  d / cos υ или d h   3 , 2d 190 8d (3.15) где ν – угол наклона местности, h – превышение между точками А и В; - за компарирование рулетки d d к  ( (lф  l0 )) , l0 где l0 и (3.16) lф – номинальная и фактическая длина используемой рулетки; - за температуру dt  (α  d  (t  t0 )) , (3.17) где α – коэффициент линейного расширения рулетки (если рулетка стальная t и α = 0,0000125); t0 - температура измерения и температура компарирования рулетки соответственно. При измерении линий поправки вводятся: 1) за компарирование (если мерный прибор длиннее, то поправку надо вводить со знаком минус, если мерный прибор укорочен (например, зимой), то поправку надо вводить со знаком плюс.); 2) за температуру мерного прибора (если измеренная температура больше компарированной температуры, то поправку вводят со знаком +); 3) поправка за наклон местности (Эта поправка вводится со знаком минус, так как наклонное расстояние всегда длиннее горизонтального проложения.). Следует обратить внимание, что при отложении проектного расстояния все поправки имеют противоположные знаки, обратные тем, которые вводят при измерении линий! 191 Допустим мерный прибор имеет длину при температуре измерения больше его номинальной длины. Тогда поправку в длину линии надо вводить со знаком плюс, т.к. измеряя мерным прибором большей длины, получаем результат меньший, чем следует. И наоборот, если прибор меньше своей номинальной длины, то поправку следует вводить со знаком минус, т.к. при измерении укороченным мерным прибором получится длина больше, чем следует. Вычислив D, его откладывают по направлению АВ и закрепляют полученный отрезок. Средняя расстояния квадратическая погрешность отложение проектного рулеткой, укладываемой на поверхности строительной конструкции, будет: 2 md  (m2к  mств ) d2 d 2  (mнат  m2h  m2t  mф2 ) 2 l l , (3.18) где l – длина мерного прибора (рулетки), d – длина откладываемой линии, mΔк – СКП определения поправки за компарирование мерного прибора; mств - СКП, вызванная уклонением мерного прибора от створа; mнат - СКП, вызываемая непостоянством натяжения мерного прибора; mΔh - СКП определения поправки за наклон местности при измерении превышений h между концами мерного прибора; mΔt - СКП определения поправки за температуру; mф - СКП фиксации концов мерного прибора. При вынесении проектного расстояния способом редуцирования (рис. 3.5) сначала на местность от заданного пункта А в известном направлении АВ откладывают приближенное значение проектного отрезка (в пределах 1 м), полученную точку В' предварительно закрепляют. 192 Рис. 3.5. Вынос проектного расстояния способом редуцирования Полученный отрезок АВ' измеряют и вводят в полученную длину все необходимые поправки (в этом случае выполняется измерение отрезка, и поправки за наклон, компарирование и температуру имеют обычные знаки, так, поправка за наклон Δh будет иметь знак «минус» и т.д.). Полученный результат измерения отрезка АВ' – dизм. сравнивают с проектным значением dпр. Малый отрезок ВВ' = dпр. - dизм. называют редукцией. При положительном знаке эту величину откладывают вперед от точки В', при отрицательном – назад. Полученную точку В закрепляют. Она будет являться концом выносимого проектного расстояния. Среднюю квадратическую погрешность построения проектного расстояния этим способом находят по формуле ms  m12  m22 , (3.19) где m1 - средняя квадратическая погрешность измерения длины линии АВ', m2 - средняя квадратическая погрешность отложения отрезка ВВ'. При использовании светодальномера используют для построения проектного этот же прием. В точке отрезка В' (рис.3.5) устанавливают светодальномер, а на пункте А - отражатель. Измеряют расстояние, исправляют его необходимыми поправками, сравнивают 193 измеренное расстояние с проектным, вычисляют величину домера (редукции) d  d изм.  d пр. . (3.20) С помощью оптического центрира прибора находят положение его оси вращения, и от этой точки в нужном направлении (с учетом знака) откладывают величину домера. Полученную точку В закрепляют как конец отрезка проектной длины. Точность построения проектного расстояния светодальномером характеризуется средней квадратической погрешностью 2 md  mизм.  m2d  mф2  mdh2  mц2  mdt2 , (3.21) где mизм. – СКП измерения расстояния светодальномером, в паспорте прибора выражена уравнением: mизм.  а  b  106 S ; mΔd и mф - СКП отложения домера Δd и фиксации конца отрезка; mdh - СКП приведения линии к горизонту; mц - СКП центрирования отражателя и фиксации оси вращения прибора; mdt - СКП, обусловленная неточным знанием метеофакторов, в первую очередь температуры вдоль измеряемой линии: mdt  mt d  10 6 , где mt – отклонение принятого значения температуры от среднего для линии. Вынесение в натуру проектных отметок Проектные отметки выносят в натуру от ближайших реперов, используя горизонт инструмента ( ГИ ). Предварительно отметки от уровня чистого пола (или другого условного уровня) перечисляют в систему, в которой даны высоты реперов и произведена съемка рельефа 194 площадки. Вынесение в натуру выполнят в следующей последовательности: 1. Примерно посередине между репером М и проектной (выносимой) точкой Р устанавливают нивелир в рабочее положение. В проектной точке забивают колышек (рис. 3.6). 2. Устанавливают рейку на репер М и берут отсчет по черной ач и красной ак сторонам. При этом контролируют соответствие отсчетов разности пяток рейки. 3. Вычисляют горизонт прибора: ГП = НR + ач ( 3.22) 4. Чтобы установить точку на проектную высоту, вычисляют отсчет по черной стороне рейки в проектной точке при условии, что она уже имеет проектную отметку: bч = ГП - Нпр. Рис. 3.6. Схема к выносу на местность точки с проектной отметкой 195 (3.23) 5. Устанавливают рейку на колышек в проектной точке и забивая его или вытаскивая из земли добиваются того, чтобы отсчет по черной стороне рейки, стоящей на колышке был равен предвычисленному отсчету bч. 6. Закрепляют проектное положение вынесенной точки и берут отсчет по красной стороне рейки в этой точке. Контролируют по отсчетам разность пяток рейки и, если имеется соответствие по отсчетам и фактически, то окончательно закрепляют проектную точку. Основными погрешностями при вынесении проектных высот являются: – погрешности исходных данных, т. е. погрешности в высотах рабочих реперов, от которых устанавливают проектные отметки (т Реп); – погрешность отсчета а по рейке на репере (та); – погрешность установки рейки на проектный отсчет b (ть ). При тщательной работе можно принять та ~ ть ; – погрешность фиксирования проектной точки в натуре (тф ). Можно добиться, чтобы при закреплении точки колышком тф = 3-5 мм, при использовании болтов или шурупов тф = 1 мм и меньше. В общем случае: 2 2 = mреп + mа2 + mв2 + mф2 mпр (3.24) 2 2 mпр = mреп + 2 mа2 + mф2 . (3.25) Или 196 Вынесение в натуру линии проектного уклона Для построения линий проектных уклонов применяют нивелиры, теодолиты, лазерные приборы. Линии заданного уклона с помощью нивелира и реек выполняют двумя способами: – горизонтальным лучом визирования; – лучом, параллельным выносимой в натуру линии. Способ горизонтального луча используют обычно при выносе на местности небольшого числа точек. Способ горизонтального луча используют обычно при выносе на местности небольшого числа точек. Точка Аn закреплена (рис. 3.7, а) и находится на проектной высоте НnА. По заданному направлению откладывают расстояния d и отмечают на местности точки 1, 2,..., n, которые следует затем установить н линии, проходящей через Аn, с заданным уклоном i. Нивелир устанавливают вблизи середины отрезка АПВП и приводят в рабочее положение, берут отсчет аА по рейке в точке Ап. Затем рейку перемещают в точку 1 и устанавливают ее, перемещая вверх-вниз, чтобы отсчет по рейке а1 = аА- id. (3.26) Положение уровня пятки рейки фиксируют колышком 1. Аналогичным образом определяют точки 2,3,..., для которых а2 =аА-2id, a3=аА-3id и т. д. Вп ав = аА-iD. 197 (3.27) Рис. 3.7. Схемы разбивки линий заданного уклона Если точка АП не вынесена на проектную линию, то рейку устанавливают на ближайшую точку с известной высотой НРп, берут отсчет а и определяют ГП = НРn + α, отсчеты по рейке на точках А, 1, 2,.., В вычисляют по формулам: аА=ГП- НnА; α1 = ГП - Нn1; ..., аВ = ГП - НnВ, 198 (3.28) где НnA, Нn1,..., HnВ — проектные отметки выносимых в натуру точек, при этом отметка НnA должна быть задана, а отметки других точек находят с учетом уклона i и расстояния d, т. е. Нn1 = НnA + id; ..., n H В = НnA + iD. (3.29) При большом числе выносимых в натуру точек и при неодинаковом расстоянии между ними разбивку линии заданного уклона выполняют наклонным визирным лучом. 1 способ. Точки Аn и Вn должны находиться в проектном положении, на высотах НnA, HnВ. Если расстояние АВ не превышает 100-150 то нивелир устанавливают у одной из крайних точек, например у точки (рис. 3.7, б), так, чтобы один подъемный винт был направлен в точку В. Измеряют высоту прибора i = ВП и находят отсчет bn = i - (HnA - НA). Наводят на рейку в точке В и вращением элевационного или подъемного винта устанавливают отсчет bn по рейке, при этом визирная ось устанавливается параллельно линии АnВn, и во всех точках при отсчете bn по рейке уровень пятки рейки будет совпадать с линией заданного уклона. В точках 1, 2,... забивают колышки так, чтобы по установленным на них рейкам был отсчет bn. 2 способ. 199 При использовании теодолита его устанавливают над начальной точкой c проектной отметкой и измеряют высоту прибора. На вертикальном круге с учетом места нуля устанавливают отсчет, соответствующий проектному уклону, т. е. v = arctg i, (3.30) например, при i = 0,02 имеем v = arc tg 0,02 = 1°08'45". Отметив на рейке или вехе высоту прибора, выполняют те же действия, что и при использовании нивелира. 3 способ. Нивелир устанавливают на расстоянии 3-4 метров и закрепляют так, чтобы два подъемных винта были примерно параллельны линии АВ. От ближайших реперов устанавливают в точках А и В проектные отметки, вычисленные по заданному уклону. Наклоняя нивелир двумя подъемными винтами (или элевационным винтом), методом приближений добиваются равенства отсчетов по рейкам, поставленным на проектные отметки в точках А и В, т. е. приводят линию визирования нивелира в положение, параллельное проектной линии уклона. Если теперь установить рейку в створе АВ и, поднимая или опуская ее, добиться отсчета по ней, равного отсчету на конечные точки А и В, то пятка рейки будет фиксировать в натуре текущую точку линии заданного уклона. Перемещая рейку через определенное расстояние (например, 5 м), закрепляют в натуре линию заданного уклона от точек А и В. Вертикальная планировка территории и особенности выноса проекта планировки в натуру. 200 При строительстве объектов промышленности и жилой застройки выбирают, как правило, равнинные участки местности с небольшим уклоном. Уклон местности необходим для естественного стока вод. Если нет таких участков, то проектировщики проектируют преобразование рельефа под проектные отметки с необходимыми уклонами для стока поверхностных вод в ливневую канализацию. Пригодными для строительства считается местность с уклоном от 2 ‰ до 6 ‰. Местности с такими уклонами требует минимального объема земляных работ. И делает проект более конкурентно способным по стоимости. Следует отметить, что преобразование рельефа нарушает природную среду и природные ресурсы (режим стока грунтовых и поверхностных вод). Поэтому при составлении проекта вертикальной планировки учитывают возможности появления нежелательных гидрогеологических, эрозионных и гидрологических процессов на территории объекта строительства и близ лежащих территорий. Таким образом, задача вертикальной планировки подразумевает комплексное решение по исключению или минимизации всех этих процессов [12]. При вертикальной планировке проектировщики делают проектные отметки несколько выше отметок земли. Срезка и вывоз грунта экономически не целесообразен, так как грунт обычно не подходит для отсыпки. Каждая стадия проектирования содержит определенный объем разработок по вертикальной планировке. Вертикальная планировка города содержит контуры дорожной сети с нанесением отметок пересечения осей улиц друг с другом и в местах резкого изменения рельефа, уклонов и расстояний между точками с отметками, направлений скатов межмагистральных территорий, трасс главных коллекторов дождевой канализации, мест выпуска поверхностных вод [12]. 201 «Проекты детальной планировки отдельных частей города, как правило, в процессе реализации генерального плана выполняют неодновременно (возможно – различными организациями), поэтому соблюдение общих принципов высотной организации всей городской территории, выраженных в схеме ее высотного решения, обеспечивает увязку отметок проектируемой территории с уже застроенной или осваиваемой в будущем. Рабочие чертежи вертикальной планировки территории в составе проектов застройки представляют собой схему организации рельефа и план земляных масс (М 1:1000 или М 1:500). На схеме организации рельефа подробно показывают проектируемый рельеф со степенью детализации, достаточной для его осуществления в натуре. В пределах участка планировочных работ поверхность изображают в проектных горизонталях, приводят проектные отметки характерных точек поверхности и застройки.» Различают следующие виды вертикальной планировки: – оценка существующего рельефа по топографическому плану; – определение проектных отметок точек; – проектирование проектных горизонталей; – проектирование профилей; – определение объемов работ. После составления проекта вертикальной планировки выполняется вынос проекта на местность. Особенностью проектов и выноса их на местность является высокая степень автоматизации этих работ. При составлении проекта используются программные комплексы системы автоматизированного проектирования (САПР). В этих системах выполняется автоматическое 202 построение проектных горизонталей между точками изменения проектных уклонов. Вынос проектного рельефа выполняется с применением автоматизированных электронных тахеометров или ГНСС приемников, а также автоматизированных систем управления землеройной техникой. В основе автоматизации выноса лежит проект вертикальной планировки, загруженный в программное обеспечение геодезических приборов. Такай метод выноса позволяет обеспечить высокую производительность при выносе проектных отметок и уклонов, и их восстановлении при послойной укладке различных типов грунта. Точность выноса по высоте с применением автоматизированных приборов и систем для грунта составляет не более 10 мм 203 Лекция 15 ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ РАЗБИВОЧНЫХ РАБОТ. ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПОГРЕШНОСТЕЙ ПРИ РАЗБИВОЧНЫХ РАБОТАХ. ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ РАЗБИВОЧНЫХ РАБОТ. ОПТИМИЗАЦИЯ РАЗБИВОЧНЫХ РАБОТ. Способ выноса выбирают, исходя из: – требований к точности выноса; – расположения имеющихся на строительной площадке пунктов разбивочной сети; – условий выполнения измерения; – наличия приборов и других факторов. Разбивка осей может быть выполнена: 1) методом непосредственной разбивки, т. е. построением разбивочных величин с заданной точностью; 2) методом редуцирования, который основывается на предварительной разбивке выносимой точки, близкой к проектной, с последующим ее смещением в проектное положение. К способам разбивки основных осей относятся: – способ полярных координат; – способ прямоугольных координат; – способ угловой засечки; – способ полигонов и др. К способам разбивки детальных осей относятся: – способ линейной засечки; – способ створной линейной засечки. Точность выноса зависит от погрешности собственно разбивочных работ, т. е. способа построения в натуре проектных линий и углов и от 204 геометрии разбивки сооружения, от погрешности фиксации и от влияния погрешностей исходных данных. Способы разбивки основных осей. Способ полярных координат Порядок выполнения разбивки: 1) Исходные данные: координаты исходных пунктов А и В и проектные координаты точки Р (выносимая точка). 2) На основании координат исходных пунктов А и В и проектных координат выносимой точки Р вычисляют разбивочные данныев соответствии с рисунком 3.1: – разбивочный угол    А С   А  В ; (3.31) – разбивочное расстояние d Y X   ΔX 2  ΔY 2 sin  cos  . (3.32) Для выноса точки Р в проектное положение прибор устанавливают в рабочее положение над пунктом A (рис. 3.8.), наводят зрительную трубу на пункт B при круге Лево. Затем вращают тахеометр на рассчитанный угол βпр. и вдоль полученного направления AC рулеткой откладывают проектное (вычисленное) расстояние dпр. Фиксируют точку Р на местности. 205 Рис. 3.8. Вынос точки способом полярных координат Далее производят те же действия, но при КП. За конечное положение точки принимается среднее положение. Для контроля местоположение зафиксированной точки Р выполняют измерения угла и расстояния на точке В и сравнивают с проектными (вычисленными) значениями. Точность разбивки точки методом полярных координат определяется точностью построения разбивочного угла и разбивочного расстояния и зависит от удаленности выносимой точки от исходного пункта. Суммарная погрешность выноса точки Р вычисляется по формуле: mP  mи2  d2 ρ 2 2 , mβ2  md2  mф2  mц,р (3.33) Здесь mи - СКП исходных данных. Если принять, что погрешности исходных данных приблизительно равны (mА=mВ=mА,В), погрешность исходных пунктов будет вычислена по формуле: 206 mи  (1  0,5k 2  0,5k cosβ)mA2 , В , k d пр. d0 , (3.34) где mА - погрешность положения исходного пункта А; dпр. и d0 – расстояния до выносимой точки Р и между исходными пунктами А и В, соответственно; d2 mβ2 – погрешность построения угла (чем больше расстояние, тем ρ2 больше погрешность построения угла). На точность построения в натуре проектного угла оказывают влияние: 1) отсчета; 2) 3) Погрешности собственно измерений: визирования, взятия Инструментальные погрешности; Погрешности влияния внешней среды: боковая рефракция. mф - погрешность фиксации выносимой точки. Погрешность фиксации выносимой точки примерно равна: – при фиксации шпилькой в землю – 0,7 мм; – при насечке на металлической пластине или фиксации карандашом на бетоне – 0,5 мм, – при закреплении деревянным колышком, забиваемом в грунт - 2-3 мм. mц,р – погрешность центрирования прибора и редукции визирной цели (для нитяного отвеса – 2-3 мм, для оптического центрира – 0,5 мм, для лазерного центрира – 1 мм). Влияние погрешности центрирования на положение разбиваемой точки зависит от величины откладываемого угла βпр . При βпр = 0°, т.е. при разбивке точки в створе исходной стороны, влияние этой погрешности будет минимальным. По мере возрастания 207 угла погрешность увеличивается, достигая максимума при βпр = 180°. Поэтому при аналитической подготовке проекта следует выбирать такие исходные пункты, из которых разбивочный полярный угол был бы меньше 90°. Для уменьшения погрешностей центрирования и редукции на точность разбивочных работ необходимо, чтобы разбивочный полярный угол был бы меньше 90° и чтобы проектное расстояние не превышало длины исходной стороны. Способ случаях, прямоугольных когда выносимая координат точка применяют в тех расположена вблизи стороны разбивочной сети или оси сооружения (расстояние до выносимой точки д.б. меньше длины мерного прибора). Разбивочной осью может служить сторона разбивочной сети объекта, сторона внутренней сети возводимого сооружения, уже вынесенные в натуру ось этого сооружения или линия ей параллельная. Положение выносимой точки Р (рис. 3.9) определяется двумя отрезками, один из которых d1 = хР – хA откладывают по направлению разбивочной оси, а другой d2 = уР – уA - в перпендикулярном направлении. Вдоль стороны АВ от пункта А откладывают расстояние d1, получают и временно закрепляют точку Р', на нее устанавливают теодолит и откладывают угол 90º. Затем вдоль полученного направления откладывают расстояние d2. В результате получаем выносимую точку Р. 208 Рис. 3.9. Вынос точки способом прямоугольных координат Данный способ разбивки целесообразно использовать при небольших значениях d1 и d2. Чем меньше их значение, тем точнее будет произведен вынос точки. При разбивке точек способом прямоугольных координат большую координату необходимо откладывать по соответствующей стороне сетки, а меньшую – по перпендикуляру к ней. Погрешность перенесения точки Р на местность способом прямоугольных координат зависит от точности построения прямых углов и расстояний. Ошибку выноса точки Р способом прямоугольных координат вычисляют по формуле: mP  m  m  m  2 и где md1 2 d1 2 d2 mβ2 ρ 2 2 d 22  mц2  mр2  mв2  mфок.  2mф2 , (3.35) и md2 – погрешности отложения расстояний d1 и d2, соответственно; mβ - погрешность построения угла 90º. 209 Модернизированный способ прямоугольных координат В качестве исходной выбирают точку А (например, точка на главной оси здания или имеющийся внутренний угол стены сооружения), ее координаты принимают равными нулю (хА = 0, уА = 0) . Вблизи точки А, с учетом удобства работы с тахеометром, выбирают точку В. Чтобы получить координаты точки В, рулеткой измеряют расстояния ∆х’ и ∆у’. Координаты точки В равны xВ = хА +∆х’ = ∆х’, уВ = уА +∆у’ = ∆у’ . (3.36) Рис. 3.10. Модернизированный способ прямоугольных координат От бетонной стены рулеткой откладывают длину отрезка ∆у’ и закрепляют точку С, которая будет задавать направление для ориентирование тахеометра. Важно отметить, что чем дальше располагается точка С от В, тем точнее может быть выполнено ориентирование тахеометра. 210 Координаты выносимой точки Р относительно точки В равны (рис. 3.10): хP = ∆х и yP = ∆y. Затем тахеометр устанавливают и тщательно центрируют над точкой В, ориентируют прибор по направлению ВС и далее в режиме [Вынос в натуру] в координатной форме выполняют вынос точки Р в натуру. Способ прямой угловой засечки применяется в тех случаях, когда на местности трудно или невозможно отложить проектное расстояние (если применяется для разбивки теодолит). Выносимую точку Р получают в пересечении двух направлений, построенных по разбивочным углам на двух исходных пунктах А и В. Разбивочные углы вычисляются как разность дирекционных углов сторон:  1   АВ   АР  2   АР   АВ (3.37) Дирекционные углы получают из решения обратной геодезической задачи. Например, дирекционный угол  А В вычисляется по следующим формулам. rА В  arctg YА В X А В , (3.38) Где X А В  X В  X А YА В  YВ  YА (3.39) Учитывая знаки приращений, вычисляют дирекционный угол  А В . Аналогично вычисляют и другие дирекционные углы. 211 Для выполнения разбивки способом прямой угловой засечки теодолит устанавливают на пункт разбивочной сети А (рис. 3.11, а), тщательно центрируют. При круге лево (КЛ) наводят зрительную трубу на точку, закрепляющую исходное направление (пункт В), и берут отсчет по горизонтальному кругу – М. Вычисляют отсчет, соответствующий проектному углу: Мпр. = М ± βпр. (3.40) (знак «+», если выносимое направление находится справа от исходного направления АВ, и знак «-», если - слева от направления АВ). Открепляют алидаду и поворачивают прибор до тех пор, пока отсчет по горизонтальному кругу не станет равным вычисленному Мпр. При наличии двух теодолитов одновременно выполняют отложение второго разбивочного угла β2 при круге лево на пункте В. Выносимую точку Р1 находят, перемещая визирную цель (веху) вдоль одного из направлений, например, АР1 до тех пор, пока она не будет находиться на вертикальной нити сетки нитей зрительной трубы теодолита, установленного на пункте В при отложении разбивочного угла β2. Закрепляют полученное направление Р1 временным знаком (например, штрих карандашом на бетоне). Для исключения коллимационной погрешности прибора аналогичные действия выполняют при круге право (КП). Получают и отмечают точку Р2. Отрезок Р1Р2 делят пополам и среднюю точку Р окончательно закрепляют и используют для дальнейших работ. Предварительные точки Р1 и Р2 убирают. 212 Правильность построения угла проверяют измерением полученного угла полным приёмом. Рис. 3.11. Вынос точки способом прямой угловой засечки Если разбивка выполняется одним прибором, выполнив отложение первого разбивочного угла β1 , полученное направление АР закрепляют на местности вблизи ожидаемого местоположения точки Р временными знаками а1 и а2 (рис. 3.11, б). Переносят прибор на пункт В и выполняют аналогичные действия, закрепляя полученное направление ВР временными знаками в1 и в2. Между временными знаками натягивают монтажную проволоку или леску и на пересечении получают положение выносимой точки Р. Ошибку выноса точки Р способом прямой угловой засечки находят по формуле: mP  mи2  mз2  2mц2  2mф2 , (3.41) где mз – погрешность собственно прямой угловой засечки, которая определяется точностью построения разбивочных углов и зависит от 213 удаленности выносимой точки от пунктов разбивочной сети и от угла пересечения линий засечки – γ. mз  mβ d12  d 22 , ρ sinγ (3.42) Где d1 и d2 –расстояния до выносимой точки, γ – угол засечки; mβ - погрешность построения угла. По теореме синусов стороны треугольника синусам противолежащих углов. Следовательно, d1 пропорциональны и d2 могут быть вычислены по формулам: d1  d0 sin 2 sin1 d  d , 2 sinγ sinγ , (3.43) Где d0– базис (расстояние АВ), Тогда СКП собственно прямой угловой засечки будет равна: mз  mβ d0 ρ sin γ 2 sin 2 1  sin 2  2 (3.44) «При заданной величине базиса засечки и принятой точности построения разбивочных углов относительная ошибка прямой угловой засечки зависит только от угла засечки и минимальна при γ = 90°. Всякое отклонение от прямого угла ведет к увеличению этой ошибки (в том числе 214 и при γ = 109°28' )» [11]. При углах γ =150º и 30º достигает величины вдвое больше, чем при γ = 90º. «Абсолютная ошибка прямой угловой засечки зависит не только от величины угла γ, но и от расстояния d до определяемой точки и достигает наименьшего значения при угле γ =109°28'. Именно засечка под этим углом является наиболее благоприятной при выполнении инженерногеодезических работ, в которых обычно основное внимание уделяется соблюдению расчетных абсолютных ошибок измерений» [11]. Построение проектного полигона. Если разбиваемые точки находится на значительном расстоянии от исходного пункта, то приходится полярным способом многократно откладывать проектные углы и расстояния, прокладывая в натуре проектный ход. При наличии прямой видимости между смежными конечными точками хода I и II измеряют примычные углы  и   и используют для их контроля суммы углов образованного замкнутого полигона (Рис. 3.12.). Углы проектного полигона уравнивают, вычисляют координаты вынесенных точек I и II, сравнивают их с проектными и при необходимости смещают (редуцируют) их в проектное положение на местности. 215 Рис. 3.12. Построение проектного полигона К способам разбивки детальных осей относятся: С п о с о б с т в о р н о й л и н е й н о й з а с е ч к и применяют в тех случаях, когда выносимая точка расположена на закрепленной оси сооружения АВ (рис. 3.13). Рис. 3.13. Вынос точки способом створной линейной засечки Для выноса точки Р прибор устанавливают в рабочее положение над точкой А, на точке В устанавливают визирную цель. Ориентируют прибор по направлению АВ, откладывают вдоль него проектное расстояние d1 и закрепляют полученную точку Р, для контроля измеряют расстояние d2. Среднюю квадратическую погрешность выноса точки Р вычисляют: 2 mP  mств.  md2  mф2 . (3.45) Здесь mств.- средняя квадратическая погрешность построения створа между двумя исходными пунктами А и В: 2 mств.  mи2  mц2  mр2  mв2  mфок. , (3.46) где mи - средняя квадратическая погрешность исходных данных; mц - средняя квадратическая погрешность положения определяемой точки изза погрешности центрирования прибора 216 e mц  2 2  d0  d    , d   (3.47) где e – погрешность центрирования прибора, d0 – расстояние между исходными пунктами; mр - средняя квадратическая погрешность положения определяемой точки из-за погрешностей визирной цели: e mр  1 2 d     d0  2 , (3.48) где e1 – погрешность редукции визирной цели; mв – погрешность построения створа из-за погрешностей визирования: mв  20 // 2 d, ρ // v (3.49) где v – увеличение зрительной трубы; mфок.- погрешность построения створа из-за перефокусировки зрительной трубы прибора. С п о с о б л и н е й н о й з а с е ч к и можно применять для выноса точки, расположенной на ровной открытой поверхности, вблизи от исходных пунктов, когда расстояния d1 и d2 не превышают длины используемого мерного прибора (рис. 3.14). 217 Рис. 3.14. Схема выноса точки способом линейной засечки Закрепив нулевые деления рулеток на точках А и В, находят точку пересечения двух проектных расстояний d1 и d2, она и будет являться выносимой точкой Р. На точность выноса влияет величина угла засечки – γ, наиболее благоприятный случай, когда угол γ близок к 90º. Среднюю квадратическую погрешность выноса точки Р вычисляют : mP  mи2  2md2 1  2mф2 sin 2γ , (3.50) где md - средняя квадратическая погрешность отложения расстояния. При разбивке сооружения АВСD (рис. 3.15,а), сторона которого АВ=b определена путем отложения от точки А по рулетке длины АD=l1, а от второй точки В откладывают по рулетке диагональ ВД=l2= l12  b2 . Рис. 3.15. Схема разбивки способом линейной засечки 218 На пересечении замеченных на рулетках концов отрезков l1 и l2 фиксируют на местности точку сооружения D. Аналогично определяют точку С. Разбивку всегда делают с контролем. Для этого измеряют длину стороны DC, которая должна быть равна b (DC=b). «При разбивке сооружения от осевых знаков а, б и в, г (рис. 3.15, б) на знаках а и г устанавливают нулевые штрихи рулеток и по проектным расстояниям l1 и l2 засекают точку А. Таким же образом от знаков г и в засекают точку В, от знаков а и б — точку D и от знаков б и в — точку С. Правильность разбивки проверяют равенством диагоналей АС и BD. Как было сказано выше, линейная засечка может быть применена для непосредственной разбивки сооружения, длина сторон и диагоналей которого не превышает длины мерного прибора» [11]. С п о с о б с т в о р о в ( с т в о р н о й з а с е ч к и ) . Створная засечка обычно применяется при разбивке промышленных и гражданских сооружений, где, одни створы, установленные параллельно строительным осям, пересекаются под прямыми углами с другими створами (рис. 3.16.). Рис.3.16. Схема створной засечки При применении этого способа положение выносимой в натуру точки определяется пересечением двух линий (створов), концы которых закреплены на местности. Створные линии строят: 219 – либо при помощи теодолитов/тахеометров, устанавливаемых на одном конце каждой створной линии и ориентируемых по точке на другом конце линии, – либо натяжением монтажной проволоки (струны) (рис. 3.17.). Рис. 3.17. Схема створной засечки с применением струны Положение точки (С) на местности этим способом определяется на пересечении двух створов (осей), задаваемых между исходными пунктами (1 – 1' и 2 – 2') (рис. 3.18.). Рис. 3.18. Вынос точки способом створов Створы обычно задаются теодолитами. Первый теодолит устанавливают над исходным пунктом (1), а зрительную трубу ориентируют по визирной цели, отцентрированной над исходным пунктом 220 (1'). Вторым теодолитом строят по той же технологией створ 2 – 2'. Точка пересечения этих створов и есть выносимая точка (С). Точность створной засечки m зависит от точности построения первого И второго ( mCтв1,2 ) створов, влияния погрешностей исходных данных ( m И ), а также точности фиксирования найденной точки на местности ( mФ ) СКП выноса на местность точки С вычисляется: 2 mС  mств1,2.  mи2  mф2 , (3.51) где mф - точность фиксации точки С на местности; mств.- средняя квадратическая погрешность построения створа: 2 2 mств.  mвнеш  mц2  mр2  mв2  mфок. где mвнеш - погрешность, , возникающая (3.52) из-за наличия температурного градиента (боковой рефракции), которая может достигать в середине створа 5 мм при длине створа в 300 м и до 30 мм при длине створа 2000 м уменьшения при измерении в утренние и вечерни часы (Для влияния рефракции створные засечки ответственных сооружений выполняют многократно, в разных температурных условиях. При этом стремятся делать так, чтобы линия визирования не проходила ближе 1-2 м от стен и боковых граней фундаментов). mц - средняя квадратическая погрешность положения определяемой точки из-за погрешности центрирования прибора: e  b1  l1  mц    2  l1  221 2 , (3.53) где mе – погрешность центрирования прибора; b1 – расстояние между исходными пунктами; l1 – расстояние между исходным пунктом и выносимой точкой.; mр - СКП положения определяемой точки из-за погрешности визирной цели: m  l1  mð  e1   2  b1  2 , (3.54) где mе1 – погрешность редукции (центрирования) визирной цели; mв – СКП построения створа из-за погрешностей визирования (визируем дважды: в начале на цель, установленную в закрепленной точке оси, затем на цель, фиксирующую выносимую точку сооружения) : mв  20/ / 2 l1 , ρ // v (3.55) где v – увеличение зрительной трубы; l1 – расстояние от исходного пункта до выносимой точки С. mфок.– СКП построения створа из-за перефокусировки зрительной трубы прибора. Погрешность из-за перефокусировки значительно уменьшается наблюдением точки при двух кругах зрительной трубы. При разбивках ближних точек точность центрирования должна быть повышена, особенно в направлениях, перпендикулярных к задаваемому створу. Минимальная погрешность получается в середине створа. Для уменьшения влияния погрешности фокусирования створные измерения необходимо измерять при двух кругах теодолита. 222 Вынос проектной точки в плане с применением электронных тахеометров Полярный способ До начала работ по выносу в память тахеометра следует ввести температуру воздуха и атмосферное давление, по которым будет вычислена и введена в результаты измерений атмосферная поправка, ввести величину постоянной призмы отражателя, на которую измеряется расстояние. Тахеометр устанавливают (рис. 3.19) над исходным пунктом (например, пунктом внутренней разбивочной сети сооружения). Работа ведется в режиме [Вынос в натуру]. В память прибора: – вводят координаты пункта стояния прибора, –ориентируют прибор по второму пункту сети; –затем в память тахеометра вводят данные для выноса точки проектный угол β и проектное расстояние dпр или проектные координаты выносимой точки хпр. и упр; – устанавливают веху с отражателем в предполагаемой выносимой точке и выполняют команду «измерить». На дисплее тахеометра отражаются вычисленные величины необходимых перемещений отражателя, стрелки указывают направление этих перемещений. Перемещая отражатель, добиваются проектных координат точки и закрепляют вынесенную точку на местности. С п о с о б « с в о б о д н о й с т а н ц и и » целесообразно применять на строительной площадке, загроможденной строительными техникой, механизмами и оборудованием или на монтажных горизонтах, когда видимость с пунктов внутренней разбивочной сети ограничена наличием перегородок, крупногабаритного оборудования и пр. 223 В этом способе сначала выбирают удобное для работы местоположение прибора. Затем определяют координаты точки стояния прибора и выполняют разбивочные работы. Координатная форма представления разбивочных данных для этого способе является наилучшей. (Вблизи места выполнения разбивочных работ выбирают удобное место для установки тахеометра, например – точка S на рис. 3.19. С него должна быть обеспечена видимость на пункты с известными координатами. Число таких пунктов определяется видом предполагаемой к использованию засечки. При линейно-угловой засечке число исходных пунктов должно быть не менее 2-х, а при угловой – не менее 3-х. Рис. 3.19. Вынос точки способом «свободной станции» Тахеометр приводят в рабочее положение и в режиме [Обратная засечка] выполняют линейно-угловые измерения на исходные пункты. Используя внутреннее программное обеспечение, тахеометр вычисляет координаты точки стояния и выполняет оценку точности их получения. 224 Для контроля следует выполнить измерения (теперь уже в режиме [Координаты]) на любой из исходных пунктов, и сравнить полученные координаты с координатами этого пункта из каталога. Далее с точки S в режиме [Вынос в натуру] в координатной форме выполняют вынос точки Р. Способ обратной засечки. Вынесение в натуру точки способом обратной засечки возможно только в сочетании с методом редуцирования, так как прибор сначала приходится устанавливать не в разбиваемой точке Р (ее положение неизвестно), а где-то поблизости - в точке Р1 (рис. 3.20). При применении способа обратной угловой засечки важное значение имеет выбор комбинации исходных пунктов. Точность обратной угловой засечки в значительной степени зависит от расположения определяемой точки относительно пунктов сети. При выборе пунктов сети необходимо помнить, что задача не имеет решения, если определяемая точка попадает на окружность, проходящую через пункты сети неопределенности», поэтому до выполнения измерений «круг следует проанализировать взаимное расположение определяемой точки и пунктов сети. Рис. 3.20. Вынос точки Р способом обратной засечки 225 Безопасным является расположение исходных пунктов и определяемой точки, когда: – пункты сети располагаются вдоль прямой линии, – средний пункт сети расположен ближе к точке, – пункты сети располагаются вокруг точки, которая находится внутри треугольника. Тахеометр устанавливают вблизи выносимой точки (точка Р1 на рис. 3.20) и в режиме [Обратная засечка] выполняют измерения на пункты сети. Рекомендуется выполнять линейно-угловые измерения, поскольку избыточные измерения позволяют проконтролировать и повысить точность определения координат. Полученные координаты предварительной точки Р1 сравнивают с координатами выносимой точки Р, и полученные разности – редукции rx и ry – откладывают с помощью линейки с миллиметровыми делениями по направлениям координатных осей. Полученное положение точки Р закрепляют. Оптимальные схемы построения засечек подбираются условием минимума с.к.п. способа разбивки. 226 под Лекция 16 ОСНОВНЫЕ РАЗБИВОЧНЫЕ РАБОТЫ. ДЕТАЛЬНАЯ РАЗБИВКА КОТЛОВАНОВ И ФУНДАМЕНТОВ РАЗБИВКА КОММУНИКАЦИЙ Основные разбивочные работы Разбивку главных и основных осей здания и сооружения следует выполнять на основании генерального плана строительной площадки и разбивочного чертежа, на котором должны быть указаны привязки осей зданий и сооружений к пунктам плановой и высотной разбивочных сетей (красным линиям, пунктах строительной сетки и др.). При строительстве небольших зданий и сооружений разбиваются основные оси. Разбивку осей начинают с выноса двух крайних точек, определяющих положение наиболее длинной продольной оси. Вынос осуществляется способом прямоугольных или полярных координат, линейных или угловых засечек. Поперечные оси разбиваются с ранее вынесенных точек оси путем построения прямых углов. Точки пересечения вынесенных поперечных осей с продольной осью определяются линейными измерениями . Для контроля перенесения в натуру разбивочных осей прокладывают полигонометрический или теодолитный ход, или выполняют контрольные промеры до сторон и пунктов основы, а также измерением диагоналей и сторон прямоугольника, образованного осями. Метод определения координат точек сети (микротриангуляция, микротрилатерация, полигонометрия, засечки,) зависит от требуемой 227 точности разбивочных работ, размеров строительной площадки, условий работы на ней и формы сооружения. После уравнивания результатов выполненных геодезических измерений и вычисления координат точек закрепления осей их сравнивают с проектными значениями и находят величины линейных редукций. В случае недопустимых значений редукций изменяют положения центров осевых знаков на местности. После редуцирования производятся угловые и линейные контрольные измерения. Главные и основные оси зданий могут быть закреплены знаками в виде забетонированных рельс, штырей, труб, вбитых в землю деревянных кольев с гвоздями, специальных марок на капитальных зданиях (рис.3.21). Рис. 3.21 Типы постоянных знаков внешней разбивочной сети здания (сооружения) а , б - для зоны сезонного промерзания; в - для зоны глубинного промерзания; г - для заложения в капитальные сооружения; 228 д - для заложения в бетонные покрытия; 1 - пластина 200 × 200 мм; 2 - наплыв от сварки; 3 - труба диаметром 50 - 70 мм; 4 - якорь, 5 - зона промерзания грунтов ; 6 - рельс; 7 - скважина под бур; 8 - свая; 9 - сферическая поверхность Взаимная перпендикулярность главных осей является одним из основных требований, предъявляемых к их разбивке. Осевые знаки следует закреплять от контура здания на расстоянии не менее 15 м от здания в местах, свободных от размещения временных и постоянных подземных и надземных сооружений, складирования строительных материалов и т.д. Место закрепления знака должно быть удобным для установки на знаке геодезических приборов и ведения наблюдения с них. Точность производства разбивочных работ по выносу главных и основных осей, тип знаков закрепления осей, методика производства разбивочных работ обосновываются и разрабатываются в проекте производства геодезических работ (ППГР) или в отдельном разделе в проекте производства работ (ППР). Точность разбивки назначается по СП 126.13330.2017 (табл. 7.1), обосновывается в ППГР и согласовывается с проектной организацией или непосредственно ею рассчитывается и задается. По окончании разбивочных работ по выносу в натуру главных и основных осей здания должны составляться акт разбивки осей и исполнительный разбивочный чертеж (схема). Проектирование и построение обноски. Оси сооружения должны быть разбиты одна относительно другой с ошибкой порядка ±1–2 мм. Для обеспечения детальной разбивки по периметру сооружения устраивают специальную деревянную или металлическую о б н о с к у. 229 Обноску устанавливают в 2-3 м от верхней бровки котлована. При котлованах глубиной 3 м и более обноску часто располагают в котловане вдоль его нижней бровки. В этом случае контур котлована должен быть соответственно увеличен, чтобы расстояние между наружными гранями фундамента и обноской составляло около 1 м [11]. Обноску делают сплошную, разреженную или створную. Сплошная обноска окаймляет все сооружение. Ее применяют при устройстве монолитных фундаментов с большим объемом опалубочных работ, при сложной конфигурации опалубки, при значительном числе устанавливаемых анкерных болтов, закладных деталей, арматурных выпусков. Разреженную или створную обноску устанавливают по основным и межсекционным осям, температурным швам на расстоянии 18-24 м одна от другой. Такие обноски применяют при устройстве сборных и свайных фундаментов, а также при возведении столбчатых монолитных фундаментов, расположенных на расстоянии 12 м и более один от другого [14]. Когда обноска с п л о ш н а я , примерно через 3 м по всему периметру сооружения на принятом расстоянии от габаритных осей вкапывают в землю столбы, и на одной отметке к ним горизонтально прикрепляют строганые доски или металлические уголки ( рис. 3.22). 230 Рис. 3.22 Фрагмент сплошной обноски С т в о р н а я обноска состоит из отдельно стоящих столбов, скамеек или металлических деталей, каждая пара которых закрепляет какую-либо ось (створ). Столбы устанавливают на одну высоту вне зоны земляных работ, параллельно соответствующим осям сооружения (рис.3.16). Высоту обноски обычно делают в пределах 0,5–1,2 м. Сплошную обноску следует строить только в том случае, когда без нее трудно обеспечить точную разбивку осей, например в случае детальной разбивки фундаментов с большим количеством закладных частей или разбивки осей установок, состоящих из множества отдельных сооружений, технологически связанных между собой. Обноска должна удовлетворять следующим требованиям: – стороны обноски располагают параллельно продольным и поперечным осям сооружения; – она должна быть прямолинейной и горизонтальной. На обноску выносятся главные оси и строятся от главных осей основные оси. «Для разбивки основных осей на основании генплана сооружения и рабочих чертежей фундамента составляют специальный разбивочный чертеж (рис. 3.23), на котором выписывают все расстояния между осями. При этом тщательно проверяют проектную документацию: суммируют расстояния между отдельными осями и сумму сравнивают с общими размерами сооружения, а также с разностью координат главных осей, закрепленных на местности. 231 Рис.3.23. Специальный разбивочный чертеж На построенную обноску путем проектирования коллимационной плоскостью выносят главные оси, устанавливая теодолит в закрепленных на местности осевых знаках I, II, III и IV. При этом учитывают, что на точность проектирования ближних к теодолиту точек влияет главным образом ошибка центрирования, дальних точек – ошибка визирования. Приняв положение одной продольной исходной оси и одной поперечной за твердое, неизменное (на рис. 3.23 оси А–А и 1–1), от них откладывают по обеим параллельным сторонам обноски согласно разбивочному чертежу проектные расстояния, фиксируя на обноске продольные и поперечные оси [11]. Линейные измерения по обноске производят компарированной стальной рулеткой с натяжением по динамометру со средней квадратической ошибкой 1:25 000. В процессе измерений вводят поправки за компарирование и температуру, причем, если суммарная величина этих поправок больше 0,5 мм на пролет (на одно уложение мерного прибора), то целесообразно при помощи измерителя и масштабной линейки вводить поправку в каждый пролет. При меньшей величине поправки последнюю вводят суммарно, 232 после нескольких уложений прибора. Следует обратить внимание на правильный учет знака поправки. Расстояние между разбивочными осями в зданиях производственного назначения обычно кратны 1 м, а в сооружениях — 100 мм. На обноске оси фиксируют острым карандашом и подписывают. Закончив расстояний разбивку между осей, производят каждыми двумя контрольные соседними измерения осями путем трехкратного отсчитывания по шкалам мерного прибора. После введения в измеренные расстояния поправок за компарирование и температуру их сравнивают с проектными данными. В зависимости от расстояний между основными осями разности не должны превышать 1-3 мм. В противном случае несколько перемещают намеченные оси так, чтобы распределить разности на ближайшие пролеты. Закрепление осей. Окончательное положение оси на обноске фиксируют небольшим гвоздем на дереве или керном на металле, обводят масляной краской и подписывают ее номер. При сплошной обноске особо важные оси дополнительно закрепляют грунтовыми железобетонными знаками. Знаки устанавливают рядом с обноской на глубину 1,2—1,5 мм и для большей сохранности закрывают сверху крышками. Оси с обноски переносят на эти знаки при помощи теодолита и фиксируют на металлических центрах накернованной точкой. Сдача основных разбивочных работ. Завершив работы по построению осевой разбивочной основы, составляют акт сдачи работ и исполнительный чертеж, на который наносят: а) пункты геодезической основы, от которых по координатам разбивались главные оси, с указанием разбивочных элементов; б) обноску с расположением осей и с указанием расстояний между ними по результатам контрольных измерений; 233 в) знаки крепления осей. Перенесение креплений осей внутрь зданий и сооружений. Разбитые на обноске и закрепленные вне здания главные и основные оси по мере возведения надземной части сооружения теряют свою практическую ценность. Поэтому для продолжения разбивочных работ при строительстве фундаментов под оборудование и монтаже строительных конструкций приходится знаки крепления осей переносить внутрь зданий. Перенесение знаков производят створным способом по завершении нулевого цикла, когда еще возможно прямое визирование между точками, закрепляющими оси на противоположных сторонах обноски; при этом тщательно центрируют теодолит и марки и добиваются, чтобы ошибка переноса осей не превышала 1–2 мм. В зависимости от размеров сооружения и от требуемой точности монтажных работ оси закрепляют различными знаками. В небольших зданиях иногда бывает достаточно забетонировать с внутренних сторон стен скобы и накренить на них положение осей. Наиболее часто оси закрепляют металлическими знаками, забетонированными в построенные части фундамента или в опорную плиту на исходном горизонте с учетом возможности установки над ними теодолита. Основные оси прецизионных сооружений, требующих высокой точности геодезических работ, закрепляют фундаментальными знаками. Одновременно с плановыми знаками внутрь сооружений переносят и высотные знаки – р е п е р ы. Последние устанавливают в наиболее устойчивых фундаментах или совмещают с фундаментальными плановыми знаками. Таких реперов должно быть не менее 2–3. Однако на крупных сооружениях общее число реперов и их местоположение рассчитывают таким образом, чтобы в любую часть сооружения можно 234 было передать проектную отметку с контролем (от двух реперов) с одной постановки нивелира, т. е. примерно через 100–150 м необходимо иметь репер. Детальная разбивка котлованов и фундаментов Детальную разбивку промежуточных осей производят двумя способами. Первые способ - разбивка промежуточных осей по обноске. Способ в основном применяется при устанавливают сплошной обноске, стороны которой прямолинейно и параллельно соответствующим продольным и поперечным осям сооружения, а верх обрезной доски располагают на одной отметке. При сплошной обноске легко производить линейные измерения. Как было сказано выше, на построенную обноску с точек закрепления осей выносят при помощи теодолита главные, или основные оси. От вынесенных на обноску осей производят линейные измерения. Промежуточные оси на обноске по мере производства линейных измерений фиксируют карандашом и краской. Второй способ - разбивка промежуточных осей по дну котлована с производством линейных измерений по деревянным кольям с последующим выносом осей на разреженную или створную обноску. Способ не требует соблюдения условий прямолинейности сторон обноски и параллельности ее разбивочным осям. При этом способе линейные измерения, в основном, производят по главной продольной оси здания, положение которой определяют от вынесенных на дно котлована основных осей. По створу главной продольной оси на расстоянии длины мерного прибора и в местах прохождения промежуточных осей, которые будут выноситься на 235 обноски, забивают деревянные колья. По кольям производят линейные измерения. Промежуточные оси на кольях фиксируют карандашом. При закрепленных главных осях здания линейные измерения производят от центральной точки пересечения главных осей, которую предварительно определяют с точек закрепления главных осей. Над точками пересечения главной оси с промежуточными, полученными в результате линейных измерений, центрируют теодолит, наводят на крайнюю, наиболее удаленную точку закрепления главной оси и откладывают угол 90° при двух положениях вертикального круга с закреплением проекции визирного луча на разреженной или створной обноске по обе стороны котлована. За окончательное положение промежуточной оси берут среднее из двух проекций. Линейные измерения при детальной разбивке необходимо производить 20-30-метровой компарированной стальной рулеткой с введением поправок за компарирование, температуру, наклон и постоянным натяжением 98 Н (10 кгс). Вынесенные на обноску оси подписывают и закрепляют гвоздем или окраской на обноске, а также штырем под обноской. Оси, которые будут использоваться при переносе плановой сети здания, сооружения с исходного горизонта на монтажный при возведении надземной части, закрепляют выносками - постоянными и временными знаками. Детальная разбивка осей оформляется исполнительной схемой (рис. 3.24). 236 актом разбивки и Рис.3.24. Исполнительная схема детальной разбивки осей [14] Высотное обеспечение детальных разбивок На строительной площадке для каждого здания закрепляют не менее двух строительных (рабочих) реперов, а для многосекционных зданий - не менее одного строительного репера на две секции. Рабочие реперы целесообразно совмещать со знаками внешней разбивочной сети здания, сооружения [14]. Рабочие реперы закладывают на глубину 1-1,2 м в виде забетонированных штырей, труб и деревянных столбов, а также стенных марок различных конструкций. Широко используют под рабочие реперы пробные сваи, а также откраску в виде горизонтальной черты на колоннах и стенах зданий. 237 Рабочий репер должен находиться на удобном для пользования им месте и давать возможность с одной стоянки нивелировать наибольшую площадь строительного объекта. При котлованах глубиной более 22,5 м рабочие реперы необходимо дополнительно закладывать и в котлованах [14] . Высотную отметку на реперы передают по въезду в котлован или с помощью компарированной рулетки, подвешенной на кронштейне, и двух нивелиров (рис. 3.25). Рис. 3.25. Схема передачи отметки на дно котлована [11] На репере и точке в котловане устанавливают рейки и по ним берут отсчеты. Затем одновременно оба нивелировщика отсчитывают по рулетке. Высота точки М в котловане будет вычислена по формуле [11]: HM=Hpen + a – d – b, (3.56) где Hpen – высота репера; а и b – отсчеты по рейкам, установленным соответственно на репере и в котловане; d=n2 – n1 – разность отсчетов нижним и верхним нивелирами по рулетке (нуль рулетки вверху). 238 Для контроля можно передать отметку от другого репера, несколько изменив при этом подвеску рулетки. При выполнении земляных работ достаточно передать отметку на дно котлована с ошибкой 1 см. Передачу высотных отметок на рабочие реперы производят замкнутым ходом, опирающимся на два репера высотной основы. От точки в котловане (рабочего репера) устанавливают в натуре проектные высоты для окончательной зачистки дна. Тип рабочих реперов, места их установки указываются в геодезическом разделе ППР или в ППГР. Затем приступают к его исполнительной съемке. От продольной и поперечной осей, которые передают в котлован наклонным визированием, промеряют расстояния до основания откоса и проводят исполнительное нивелирование дна по сетке 5–10 м. По этим данным составляют исполнительный чертеж котлована (рис. 3.26), на котором указывают размеры котлована от основных осей и выписывают высоты поверхности земли до вскрытия котлована и исполнительные высоты дна. В середине указывают проектную отметку, отклонения от которой в среднем не должны превышать 2–3 см. Отклонения от проектных размеров допускают до 5 см. 239 Рис. 3.26. Исполнительный чертеж котлована [11] Далее вокруг котлована от точек закрепления основных осей производят детальную разбивку осей фундаментов колонн, стен, оборудования и эти точки закрепляют на обноске или специальными центрами и скобами на бетоне. 240 Лекция 17 РАЗРАБОТКА ПРОЕКТА ПРОИЗВОДСТВА ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАЗБИВОЧНЫХ РАБОТ. МЕТОДЫ ПОДГОТОВКИ ДАННЫХ ДЛЯ ПЕРЕНЕСЕНИЯ ПРОЕКТА СООРУЖЕНИЙ (В ПЛАНОВОМ ПОЛОЖЕНИИ) В НАТУРУ. СОСТАВЛЕНИЕ РАЗБИВОЧНЫХ ЧЕРТЕЖЕЙ. «Проект сооружения. Строительство инженерных сооружений осуществляется по рабочим чертежам проекта, которые разрабатываются на основании всесторонних комплексных изысканий. Основными документами проекта для вынесения его в натуру являются следующие: – г е н е р а л ь н ы й п л а н сооружения в масштабе 1:500 - 1 : 2000, в котором на топографической подоснове нанесены все проектируемые строения, указаны проектные координаты главных точек и отметки характерных плоскостей. Для сложных сооружений генеральный план дополняют ч е р т е ж о м разб и в к и г л а в н ы х осей (в городах — к р а с н ы х л и н ий з а с т р о й к и ) с данными привязки к пунктам геодезической основы; р а б о ч и е ч е р т е ж и , на которых в крупных масштабах даются планы, разрезы, профили всех частей сооружений с размерами и высотами деталей; – п р о е к т в е р т и к а л ь н о й п л а н и р о в к и в масштабе 1:1000—1:2000 – проект преобразования естественного рельефа местности для создания поверхности с плавными уклонами, обеспечивающими сток ливневых вод. В проекте по сетке квадратов или поперечников даны высоты поверхности земли и проектные и рабочие отметки. В к а р т о г р а м м е земляных работ приведены объемы выемки и насыпи по квадратам или массивам и показаны направления перемещения земляных масс; 241 – п л а н ы и п р о д о л ь н ы е п р о ф и л и д о р о г , подземных коммуникаций, воздушных линий в масштабах: горизонтальном 1 : 2000—1 : 5000, вертикальном 1 : 200—1 : 500; – с х е м ы г е о д е з и ч е с к о г о о б о с н о в а н и я строительной площадки, чертежи центров и знаков, ведомости координат и отметок; – п о я с н и т е л ь н а я з а п и с к а с обоснованием проектных решений и инженерными расчетами. Кроме этого, изучается п р о е к т о р г а н и з а ц и и строительных и геодезических работ, к а л е н д а р н ы й п л а н строительства, а также проект размещения подсобных производственных предприятий и временных сооружений – с т р о й г е н п л а н. Для выноса проекта сооружений в натуру производят его г е о д е з и ч е с к у ю п о д г о т о в к у , которая включает: а) аналитический расчет проекта; б) составление разбивочных чертежей с данными привязки главных осей к пунктам геодезической основы; в) разработку проекта производства геодезических работ (ППГР). Геодезическая проектирования подготовка сооружения: проекта зависит аналитического, от способа графоаналитического, графического. При аналитическом способе все проектные данные находят путем математических вычислений, при этом координаты существующих зданий и сооружений определяют геодезической привязкой в натуре, а размеры элементов проекта задают, исходя из технологических расчетов и схемы горизонтальной планировки площадки. Генеральный план сооружения служит лишь для наглядности принятых проектных решений. Этот метод проектирования применяют главным образом для реконструкции и расширения предприятий, железнодорожных узлов и др. 242 Чаще используют графоаналитический способ, при котором часть исходных данных для проектирования берется графическим путем с топографического плана (размеры построек, координаты ряда контурных точек), остальные данные определяются аналитически (размеры проектируемых сооружений, координаты углов опорных зданий). Если проект сооружения не связан с существующими строениями, то иногда применяют графический способ проектирования, при котором все основные вопросы планировки решаются на плане графически. Расчет проекта производят по графическим координатам всех его главных точек. Путем решения обратных задач находят длины и дирекционные углы отдельных линий и полярные координаты для вынесения в натуру главных осей от пунктов геодезической основы. Аналитический расчет проекта. Для выноса проекта в натуру независимо от способа проектирования все его геометрические элементы должны быть строго математически увязаны между собою и с имеющимися на площадке капитальными зданиями и сооружениями. Это необходимо, чтобы устранить влияние на точность разбивочных работ ошибок в исходных для проектирования данных (координатах, высотах, длинах линий), особенно взятых графически с плана, и возможных неточностей самого проектирования и тем самым избежать в процессе строительства появления грубых ошибок в расположении сооружений. При аналитическом расчете по проектным размерам и углам вычисляют координаты пересечений осей сооружений, проездов, красных линий застройки; наоборот, по исходным координатам, полученным в результате измерений на местности или взятым по плану, находят расчетные значения длин линий и углов поворота. На трассах определяют элементы прямых и кривых, проектные высоты, уклоны. В опорных 243 зданиях проверяют координаты угловых точек. Главные разбивочные оси привязывают к пунктам геодезической основы. Типовыми геодезическими задачами,, решаемыми при аналитическом расчете проекта, являются прямая и обратная задача; определение точек пересечения двух прямых, прямой и кривой; вычисление уравнений линий, параллельных и перпендикулярных к заданным, координат центров круговых сооружений; расчеты главных элементов кривых и др. Для контроля проектные координаты вычисляют по замкнутым полигонам и по ходам между пунктами геодезической основы. Привязка проекта. Привязкой проекта называют расчеты геодезических данных, по которым на местности разбивают главные оси сооружений. Привязка рассчитывается с гарантированным контролем. При реконструкции и расширении объекта, когда вновь строящиеся сооружения тесно связаны с существующими, данными привязки обычно являются расстояния от контуров или осей опорных строений до проектируемых (рис. 98, а). Для контроля разбивки хотя бы одну из главных точек привязывают к имеющемуся на площадке геодезическому пункту. Для строящихся объектов на новых площадках данными привязки проекта служат разбивочные элементы относительно пунктов создаваемой геодезической основы, при этом точки главных осей задаются полярными или прямоугольными координатами, а также разбивочными углами в случае применения способа угловой засечки (рис. 98, б). На линейных сооружениях типа плотин, мостовых и туннельных переходов, для которых створ сооружения выбирается в натуре в процессе изысканий и закрепляется фундаментальными знаками, эти знаки обычно включают в разбивочную сеть и определяют из обработки сети их 244 координаты. Для этих сооружений точки главной оси или совпадают с пунктами сети, или при некотором уточнении и смещении створа в процессе рабочего проектирования будут находиться вблизи этих пунктов, что значительно упрощает разбивку главной оси. На городских территориях привязка проекта сооружений производится способом полярных или прямоугольных координат к точкам к р а с н ы х линий, разграничивающих поле застройки от полосы проездов (улиц). План красных линий составляют при разработке проекта детальной планировки, при этом рассчитывают координаты всех поворотных точек прямых и главных точек кривых, по которым эти точки выносят в натуру от пунктов полигонометрической сети и закрепляют. Для контроля прокладывают по всем закрепленным полигонометрические точкам (или красных теодолитные) линий ходы, в результате обработки которых получают исполнительные координаты красных линий. Если эти координаты в некоторых точках отличаются от расчетных (проектных) на величину, превышающую допустимое отклонение (3—5 см), то положение этих точек корректируется на местности. Для типовых проектов сооружений привязка их к местности может быть осуществлена и к осям проездов, пересечение которых задают координатами. Очевидно, что вынос проекта в натуру от красных линий или осей проездов может быть заменен разбивкой сооружений от ближайших пунктов геодезической основы с соответствующим пересчетом разбивочных элементов. Составление разбивочных чертежей. На основании генерального плана сооружения, аналитического составляют разбивочный чертеж – расчета и привязки проекта основной документ для разбивки главных осей сооружения в натуре. В этом документе в масштабе 245 1:2000—1:5000 или крупнее в зависимости от сложности сооружения показывают пункты разбивочной основы; положение главных осей с их координатами и разбивочными элементами; контуры сооружения с длинами сторон и углами поворота. Проект производства геодезических работ. На основе изучения генерального плана объекта, стройгенплана и технических условий на возведение отдельных сооружений составляется проект производства геодезических работ (ППГР), который является составной частью общего проекта производства строительно-монтажных работ и тщательно увязывается с ним. ППГР предназначается для своевременного обеспечения геодезическими данными всего комплекса строительных работ и монтажа технологического оборудования. Проект состоит из следующих основных разделов. 1. О р г а н и з а ц и я г е о д е з и ч е с к и х работ на с т р о и т е л ь н о й п л о щ а д к е . Технология и календарный план выполнения работ. Схема геодезической службы и функции ее подразделений. График обеспечения геодезическими приборами. Смета на производство геодезических работ. 2. О с н о в н ы е и н ж е н е р н о - г е о д е з и ч е с к и е раб о т ы . Схема и программа построения на площадке плановой и высотной разбивочной основы и обоснование ее точности. Уравнивание. Типы центров и знаков. Периодичность контроля устойчивости плановой и высотной основы. 3. Г е о д е з и ч е с к и е р а з б и в о ч н ы е р а б о т ы . Разбивка главных осей сооружений. Детальная разбивка сооружений по этапам строительно-монтажных работ. Исполнительные съемки. 246 4. Г е о д е з и ч е с к а я в ы в е р к а конструкций и о б о р у д о в а н и я . Разбивка и закрепление монтажных осей. Установка и выверка конструкций в плане, по высоте, по вертикали. Требование к точности. Приборы. Контрольные измерения. 5. Н а б л ю д е н и я за д е ф о р м а ц и я м и с о о р у ж ений. Обоснование точности. размещения знаков. Методы. Геодезическая Периодичность документация» [11]. 247 основа. наблюдений. Схема Отчетная СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Антонович, К.М. Использование спутниковых радионавигационных систем в геодезии. Том 1. [текст] / К.М. Антонович - Научное издание - М.: Картоцентр, Новосибирск: Наука – 2005. – 334 с. 2. Антонович, К.М. Использование спутниковых радионавигационных систем в геодезии. Том 2. [текст] / К.М. Антонович - Научное издание - М.: Картоцентр, Новосибирск: Наука – 2006. – 360 с. 3. Антонович, К. М. Использование спутниковых радионавигационных спутниковых систем в геодезии: автореф. дис. на соиск. учѐн. степ. док-ра техн. наук, специальность 25.00.32 – «Геодезия» / К. М. Антонович. – Новосибирск: СГГА, 2007. – 64 с 4. Генике, А. А. Глобальная спутниковая система определения местоположения GPS и её применение в геодезии / А.А. Генике, Г.Г. Побединский - М.: Картцентр - Геодезиздат, 1999. - 272 с. 5. ГКИНП (ОНТА)-02-262-02 Инструкция по развитию съёмочного обоснования и съёмке ситуации и рельефа с применением глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS [Текст] – М.: ЦНИИГАиК, 2002. – 47 с. 6. ГКИНП (ОНТА)-01-271-03. Руководство по созданию и реконструкции городских геодезических сетей с использованием спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS" (утв. Приказом Роскартографии от 13.05.2003 N 84-пр) 7. ГКИНП 02-033-82 Инструкция по топографической съемке в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500 [Текст] – М.: Недра 1982. – 98 с. 8. ГОСТ Р 55024-2012 Сети геодезические. Классификация. Общие технические требования / [Текст] – М.: Стандартинформ, 2014 год 9. Жуков, Б. Н. Геодезический контроль сооружений и оборудования промышленных предприятий [Текст] : Монография / Б. Н. Жуков. – Новосибирск : СГГА, 2003. – 356 с. 10. Загретдинов Р. В. Создание опорных геодезических сетей с помощью ГНСС. – Учебно-метод. пособие по курсу «Спутниковые методы высшей геодезии» Казань 2013. [Электрон. Ресурс] https://kpfu.ru/portal/docs/F888851853/Zagretdinov.R.V...Sozdanie.sp utnikovykh.geodezicheskikh.setej.pdf 248 11. Левчук Г. П., Новак В. Е., Конусов В. Г. Прикладная геодезия : Основные методы и принципы инженерногеодезических работ. Учебник для вузов. – М.: Недра 1981, с.438. 12. Леонтович В. В. Вертикальная планировка городских территорий: Учеб. пособие для студентов вузов по спец. «Городское строительство». — М.: Высш. шк., 1985.— 119 с., [Электрон. Ресурс] http://tehne.com/assets/i/upload/library/leontovich-vertikalnaiaplanirovka-gorodskikh-territorii-1985.pdf 13. Обиденко В. И., Скрипников В. А. КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ГЕОДЕЗИЯ», реализуемой в рамках типовой дополнительной профессиональной программы 14. ПОСОБИЕ по производству геодезических работ в строительстве (к СНиП 3.01.03-84) [Текст] – М.: ЦНИИОМТП Госстроя России, 1985. УТВЕРЖДЕНО приказом ЦНИИОМТП № 147 от 10 июля 1985 г., – 73 с. 15. Скрипников В. А., Скрипникова М. А. Прикладная геодезия. Геодезические работы при определении осадок инженерных сооружений автоматизированными системами и приборами. Учеб. пособие.– Новосибирск: СГУГиТ, 2018. – 86 с. 16. Скрипников В. А., Лифашина Г. В , Скрипникова М.А. Прикладная геодезия. Трассирование линейных сооружений. Разбивочные работы (лабораторный практикум) Новосибирск : СГУГиТ, 2015. – 83 с. 17. СП 126.13330.2017 Геодезические работы в строительстве. СНиП 3.01.03-84 [Текст] – М.: Geodetic works in building, 2017 год, УТВЕРЖДЕН приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 24 октября 2017 г. N 1469/пр и введен в действие с 25 апреля 2018 г. 18. СП 126.13330.2012. Свод правил. Геодезические работы в строительстве. Актуализированная редакция СНиП 3.01.03-84" (утв. Приказом Минрегиона России от 29.12.2011 N 635/1) 19. СП 11-104-97 Инженерно-геодезические изыскания для строительства свод правил [Текст] – М.: ПНИИИС Госстроя России, 1998. – 138 с. 20. СП 11-104-97 Инженерно-геодезические изыскания для строительства. Часть II. Выполнение съемки подземных коммуникаций при инженерно-геодезических изысканиях для строительства [Текст] – М.: ПНИИИС Госстроя России, 2001. Электронная ссылка http://docs.cntd.ru/document/1200029632 21. СП 317.1325800.2017 Инженерно-геодезические изыскания 249 для строительства. Общие правила производства работ Стандартинформ, 2018 год 250 М.: