Элементы разбивочных работ

1.3.4.1. Построение проектного угла

При построении на местности закреплена вершина угла А (рис. 101, а) и задана одна его сторона АВ. Задача заключается в определении направления и закреплении на местности стороны АС, расположенной под углом b_п к стороне АВ.

а)

б)

Рисунок 101 - Схема построения проектного горизонтального угла:

а) с точностью теодолита; б) с повышенной точностью

Теодолит устанавливают над точкой А, визируют на точку В и берут отсчет b по горизонтальному кругу. Предвычисляют отсчет с = b + b_п (если угол b_п строят против часовой стрелки, то с = b - b_п ). Открепив алидаду, отсчет c устанавливают на горизонтальном круге и по центру сетки нитей трубы фиксируют точку С₁. Аналогично строят угол b_п при другом положении вертикального круга и фиксируют точку С₂.

Отрезок С₁ С₂ делят пополам и фиксируют точку С. Угол ВАС принимают за проектный.

На точность построения угла кроме основных факторов, влияет погрешность фиксации точки С. Таким образом, общую погрешность построения угла можно вычислить по формуле:

где m_в, m_о, m_ц, m_р, m_ф -средние квадратические погрешности соответственно визирования, отсчета по горизонтальному кругу, центрирования теодолита над вершиной угла, редукции визирной цели (установки визирной цели в точке В), фиксации точки С.

Условия обеспечения точности построения углов приведены в СНиПе 3.01.03 - 84. Например, для построения угла b_п со средней квадратической погрешностью m_b = ± 30" можно применить теодолит типа Т30, центрировать его оптическим или нитяным отвесом, точку С фиксировать карандашом на поверхности бетона.

При известной длине стороны АС =D погрешность положения точки С определится, как m_с=m_b×(D/r). Если m_с не должна превышать допустимой проектной величины mc_доп , то погрешность построения угла не должна быть более m_{b доп.} = m_{с доп.} × (D/r) при той же величине D. В этом случае при построении угла с погрешностью, не превышающей m_{b доп.} поступают так: предварительно построенный угол b измеряют n = t²_Т /m²_{b доп.} раз, где t_Т - точность отсчетного приспособления, и вычисляют среднее значение угла b_изм. Затем определяют угловую db = b_изм.- b_п и линейную dl_b = D×(db/r) поправки (рис. 101, б).

Точку С перемещают в соответствующую сторону на величину dl_b и фиксируют точку С₀.

1.3.4.2. Построение проектного отрезка

От начальной точки А (рис. 102) в заданном направлении откладывают стальным мерным прибором расстояние, равное проектной длине d_п и временно фиксируют конечную точку В₁. Процесс откладывания расстояния аналогичен его измерению. Определяют нивелированием превышение h между точками А и В₁ и измеряют температуру t прибора (если измерить ее невозможно, измеряют температуру воздуха).

Рисунок 102 - Схема построения проектного отрезка.

Вычисляют поправки в длину линии: за компарирование dd_к, за температурное влияние dd_t , за наклон линии dd_h . Вычисляют суммарную поправку по формуле:

dd ₌ dd_к + dd_t + dd_h

и вводят ее с обратным знаком в линию АВ₁ . Если поправка с минусом, то линию АВ₁ удлиняют на отрезок dd и фиксируют точку В (если с плюсом - линию укорачивают.) На точность построения проектного отрезка, кроме основных факторов, влияет также точность фиксации точек В₁ и В.

Построение линий с повышенной точностью выполняют инварными мерными приборами, а также светодальномерами. Условия обеспечения точности построения проектных отрезков содержатся в приложении 2 СНиП 3.01.03 - 84.

Например, построение проектного отрезка с относительной погрешностью 1/3000 - 1/2000 можно выполнить стальной рулеткой типа ОПКЗ - 20 АНТ/10 с уложением ее в створ «на глаз». Для определения поправок, превышение h концов отрезка может быть оценено глазомерно, температура измерена термометром с погрешностью не более 5°С, средняя квадратическая погрешность компарирования рулетки - не более 1,5 мм, фиксация концов рулетки и конечной точки отрезка производиться карандашом.

1.3.4.3. Перенесение в натуру проектной отметки

Проектные отметки переносят в натуру, как правило, геометрическим нивелированием (рис. 103). Нивелир устанавливают примерно посредине между ближайшим репером и местом перенесения отметки, например, обноской (рис.103).

Для этого берут отсчет a по рейке, установленной на репере. Вычисляют горизонт прибора ГП по формуле ГП = H_Rp + a и, вычтя из ГП проектную отметку H_Rp, находят проектный отсчет b .

Рисунок 103 - Схема построения точки с проектной отметкой

Далее, рейку устанавливают у стойки обноски и перемещают по вертикали до тех пор, пока горизонтальная нить сетки зрительной трубы не совпадет с отсчетом b. В этот момент реечник фиксирует отметку H_пр, прочерчивая по пятке рейки риску на обноске.

Перенесение проектной отметки повторяют по красной стороне реек, также фиксируя риской на обноске отметку H_пр. Если риски не совпадут, определяют среднее положение и маркируют его. На точность перенесения в натуру проектных отметок, кроме основных погрешностей, влияет погрешность фиксации отметки риской.

Условия обеспечения точности перенесения в натуру отметок содержатся в СНиП 3.01.03 - 84. Например, для перенесения отметок со средней квадратической погрешностью 2 - 3 мм можно применить нивелир типа НЗ и шашечные рейки типа РН-3. При этом, высота визирной линии над препятствием не должна быть меньше 0,2 м, а неравенство плеч на станции - 7 м. Проектные отметки можно переносить в натуру также и теодолитами с компенсатором Т15К, Т5К, 2Т5К, а также теодолитами с уровнем при трубе.

1.3.4.4. Построение в натуре линий проектного уклона

Построение заключается в фиксировании в натуре нескольких (минимум двух) точек, определяющих положение линии с проектным уклоном i. Может быть несколько случаев решения этой задачи, в каждом из них расстояние d между точками известно (или его надо измерить).

Точка А с отметкой H_А закреплена (рис. 104 ). Вычисляют отметку точки В по формуле

H_В =H_А +i×d

и выносят ее в натуру. Точка А с проектной отметкой H_А не закреплена. Как и в предыдущем случае, вычисляют отметку H_В, затем точки А и В выносят в натуру.

Рисунок 104 - Построение наклонного направления

Точка А закреплена, но ее отметка H_А неизвестна. Нивелируя, берут отсчет a по рейке, установленной в точке А. Предвычисляют проектный отсчет b по формуле:

b=a + i×d

и по нему выносят точку В в натуру.

Этот вид разбивочных операций наиболее широко применяют при строительстве самотечных трубопроводов и в дорожно-строительных работах.

1.3.4.5. Построение створа

Створ - это направление, проходящее через две фиксированные точки и задаваемое каким-либо прибором (трубой теодолита, нивелира, биноклем, проволокой, струной и т. п.).

Основными погрешностями при построении створа являются:

· исходных пунктов m_и

· центрирования теодолита m_е

· редукции визирных марок m_е1

· визирования зрительной трубой m_виз

· изменения фокусировки зрительной трубы m_фок

Общую погрешность, без учета погрешности фиксации створной точки, определяют по формуле

По характеру действия все эти погрешности являются поперечными. Погрешностями исходных пунктов являются погрешности в положении знаков, закрепляющих створ. Необходимость учитывать эти погрешности возникает при анализе взаимного размещения двух точек, принадлежащих разным створам, например, при разбивке осей сооружений от обноски.

Среднее влияние погрешностей центрирования и редукции на положение створной точки выражается зависимостью:

где e, e₁ - соответственно линейные элементы центрирования и редукции;

b - длина створа;

S - удаление створной точки от теодолита .

Визирными целями при фиксировании створа на строительной площадке служат шпильки, сварочные электроды, карандаши и т. п., обеспечивающие минимальные элементы редукции. В случае наблюдения верха вехи высотой 0,5 - 1,0 м, устанавливаемой в специальном треножнике, обеспечивают ее вертикальность. При отсутствии ветра вместо вехи используют тяжелый нитяный отвес.

Погрешность визирования учитывает наблюдение марки, находящейся в конце створа, и цели, устанавливаемой в створ опорной линии или на ее продолжении. Поэтому совместное влияние этих двух факторов будет определяться по формуле:

где 30" - средняя разрешающая способность невооруженного глаза (при хорошей видимости она составляет иногда 20", а при плохой - 40" и даже 60");

v - увеличение трубы теодолита.

Погрешность фокусировки обусловлена необходимостью изменять фокусировку трубы при наведении на марку и на цель, находящихся на разных расстояниях.

1.3.4.6. Построение наклонной плоскости

Построение наклонной плоскости осуществляется главным образом при вертикальной планировке площадок, проверке плоскостности строительных и машиностроительных деталей. При этом применяют теодолит с горизонтальной трубой или нивелир. Для построения плоскости необходимо иметь на ней по крайней мере три точки А, В, С с известными отметками, например H_А , H_В , H_С (рис. 105).

Рисунок 105 - Построение наклонной плоскости

(1, 2, 3 - подъемные винты прибора)

Прибор устанавливают в одной из опорных точек, например в А, так, чтобы два подъемных винта располагались перпендикулярно к линии АВ, а третий - на ней. Тогда, действуя третьим винтом, наклоняют трубу прибора до тех пор, пока отсчет по рейке, установленной в точке В, будет равным высоте прибора. Затем, направив трубу на точку С, поперечными наклонами прибора при помощи винтов 1 и 2 добиваются отсчета по рейке, равного высоте прибора. В связи с неточностью наклона прибора, эти операции повторяют еще 1 - 2 раза, т. е. выполняют последовательными приближениями.

В этом положении труба прибора описывает плоскость, параллельную заданной и отнесенную от нее на высоту прибора над исходными пунктами. Контроль осуществляется по четвертому пункту с заданной отметкой. Только после этого разрешается определять и закреплять промежуточные пункты в пределах площадки.

1.3.4.7. Построение отвесной плоскости

Отвесная плоскость, чаще всего, применяется для контроля вертикальности стен, панелей и т. п., а также для передачи осей на рабочие горизонты сооружений. При этом, используются способ коллимационной плоскости теодолита или приборы, механические и уровенные рейки-отвесы и лазерные приборы типа «Ротолайт» (США).

Для построения отвесной плоскости теодолит устанавливают на базовой линии и ориентируют по ней так, что при вращении зрительной трубы вокруг оси вращения ее визирная ось описывает отвесную плоскость. Точность построения плоскости зависит от систематических и случайных погрешностей процесса. Наиболее опасна здесь систематическая погрешность наклона оси вращения прибора, которая не исключается работой при двух положениях круга. С учетом случайных погрешностей погрешность проектирования точки отвесной плоскостью выражается зависимостью:

где m_ц, m_нив, m_виз, m_фик - погрешности соответственно центрирования, нивелирования теодолита, визирования им и фиксации точки. Погрешность нивелирования выражается зависимостью:

где k=0.15 -0.50 - коэффициент;

t - цена деления уровня при алидаде горизонтального круга;

H - высота точки плоскости над базовой линией.

Рейки с отвесом или уровнем применяются при контроле вертикальности панелей, блоков, невысоких колонн и других конструктивных элементов зданий и сооружений.

1.3.4.8. Построение отвесного направления

Отвесное направление используется для контроля вертикальности конструктивных элементов сооружений и передачи осей сооружений на рабочие горизонты.

Для построения отвесного направления применяют способы:

* механический (нитяный отвес);

* оптический в виде сечения двух вертикальных плоскостей, построенных при помощи теодолитов;

* оптический с применением приборов вертикального визирования (зенитные, надирные и зенит-надирные центриры).

а) Механические способы

В качестве механического отвеса применяют стальную или капроновую нить диаметром 0,5 - 1 мм с грузом. Масса груза должна быть не более половины разрывного усилия нити. При проверке вертикальности колонн, панелей и других конструкций используется рейка-отвес с нитью, заключенной в трубку (для защиты от ветра), и рейка-уровень. Рейки снабжены консолью для подвешивания на панели, двумя или тремя упорами, которыми они прикладываются к поверхности конструкции. Ось уровня должна быть перпендикулярна к линии, соединяющей концы упоров. Для проверки уровня пользуются контрольной плоскостью.

При использовании механического отвеса для передачи осей на рабочие горизонты, отвес опускают с внешней стороны здания, в шахту лифта или специальные отверстия в перекрытии. В последнем случае по отвесу сверху вниз пропускают шайбы («почту») для проверки свободного подвеса. Точность механического отвеса при тихой погоде составляет 1-2 мм на 50 м высоты. Точность рейки-отвеса и рейки - уровня зависит от шероховатости поверхности и составляет 3 - 5 мм на этаж.

б) Оптические способы

Оптический способ основан на использовании приборов вертикального визирования типа PZL предприятия «Карл Цейс» (Германия).

Для передачи координат пунктов на более высокий монтажный горизонт прибор центрируют над исходными пунктами и горизонтируют. На монтажном горизонте, куда передается точка, помещают координатную палетку (на оргстекле размером 150х150х5 мм), закрепленную в металлическом квадратном обрамлении зенитного отверстия, сделанного в перекрытии здания (рис. 106.). Сетку нитей прибора ориентируют параллельно линиям сетки и по шкале палетки производят отсчеты а и b при 0°, 90°, 180° и 270°. Положению вертикали соответствуют средние отсчеты а и b по палетке.

Рисунок 106 - Передача координат на монтажный горизонт с помощью прибора PZL

Недостаток прибора PZL заключается в односторонней стабилизации вертикали и визировании в зенит. Поэтому, более совершенным является зенит - надирный зеркальный оптический отвес, снабженный двухсторонним компенсатором - горизонтальным двухсторонним зеркалом, подвешенным на кардане и выполняющим одновременно роль фокусирующей линзы.