Строительные сетки

метки: Строительный, Сетка, Сторона, Пункт, Сооружение, Способ, Рисунок, Натура

ВВЕДЕНИЕ, Строительная геодезическая сетка

Геодезические работы при строительстве начинаются с создания геодезической разбивочной основы, обеспечивающей выполнение последующих построений и измерений в ходе строительства с необходимой точностью и с минимальными трудозатратами. Виды разбивочных сетей, основные методы и схемы их построения рассмотрены ниже.

Строительство любого сооружения сопровождается большим объемом геодезических построений и измерений. Для их обеспечения создается специальная геодезическая разбивочная основа, состоящая из разбивочной сети строительной площадки, а также внешней и внутренней разбивочной сети сооружения. Такая структура геодезической разбивочной основы наиболее полно отвечает требованиям достижения необходимой точности построений при минимальных затратах времени. Одновременно создаются условия для выполнения построений простейшими методами и с привлечением ограниченного количества геодезических приборов.

К геодезическим разбивочным сетям относят разбивочную сеть строительной площадки и внешнюю разбивочную сеть сооружения.

1. Назначение строительной сетки и ее точность, Геодезические строительные сетки, Строительной геодезической сеткой, Строительные сетки

Их основное достоинство заключается в следующем:

• Строительную сетку проектируют при составлении генерального плана будущего сооружения, а затем переносят на местность в соответствии с проектом.

— Поскольку взаимное расположение пунктов строительной сетки и будущих объектов известно заранее, еще до построения сетки на местности можно выполнить всю аналитическую подготовку для выноса проекта в натуру, что в свою очередь позволяет начинать разбивочные работы сразу же после построения сетки.

способ прямоугольных координат,

Проектировщики и строители предпочитают сетку квадратов, как наиболее простую для составления разбивочных чертежей. С точки зрения длительной сохранности сетки иногда выгодна сетка прямоугольников, внутри которых вписываются основные сооружения. Наиболее распространены сетки квадратов со стороной 200 м; для предприятий с большим числом коммуникаций иногда строят сетки со стороной 100 м. Весьма целесообразно создавать наряду с типовыми проектами предприятий и типовые схемы строительных сеток. В ряде случаев рационально делать строительную сетку разной густоты и конфигурации. Например, для участка первой очереди — сетку прямоугольников, максимально увязанную с генпланом; на площадке второй очереди, для которой окончательный вариант проектного генплана еще не составлен, — сетку квадратов; на площадке технологически не связанных подсобных сооружений — сетку квадратов или прямоугольников со значительно большими длинами сторон.

Выдающиеся строительные сооружения Казахстана

... строительстве полигона для проведения испытаний межконтинентальных баллистических ракет), стал космодромом в 1957. В 1970;1980;х являлся крупнейшим космодромом Советского Союза. После распада СССР в начале 1990;х космодром отошёл Казахстану. ... строительных материалов. В структуру основы входят железобетонные пластины, в ... сооружениями, Норман Фостер. Чтобы посетить стеклянный шар необходимо подняться в ...

При расчете точности измерений для разбивки строительной сетки следует исходить из того, что она должна, во-первых, обеспечить разбивку основных осей сооружений и, во-вторых, служить основой для съемки исполнительного генерального плана.

Для разбивки основных осей сооружений важно выдержать высокую точность взаимного расположения соседних пунктов сетки.

В литературе делалось множество попыток обосновать точность построения строительных сеток в зависимости от шага колонн, точности монтажа и изготовления конструкций или в зависимости от класса сооружения и технологии разбивочных работ.

Приведем средние квадратические ошибки измерений, допускаемые СНиП, для построения геодезической разбивочной основы.

Характеристика объектов	Углы	Стороны	Превышение мм
Предприятия и группы зданий и сооружений на участках более 100 га. Отдельно стоящие здания и сооружения с площадью застройки более 100 тыс. квадратных метров	5І	1/50 000	2
Предприятия и группы зданий и сооружений на участках до 100 га. Отдельно стоящие здания и сооружения с площадью застройки от 10 до 100 тыс. квадратных метров	10І	1/15 000	2
Здания и сооружения с площадью застройки до 10 тыс. квадратных метров	20І	1/5 000	3

Расчет точности построения строительной сетки геодезисты должны выполнять совместно с проектировщиками, учитывая межцеховые связи, коммуникации, автоматические линии и т. п. Кроме того, построение строительной сетки можно разделить на секции, разбиваемые с разной точностью: с более высокой точностью — для основных сооружений и ниже — для складских и вспомогательных.

Строительную сетку вновь создаваемого предприятия проектируют на его генеральном плане.

Предварительно выбрав длину стороны, сетку вычерчивают на кальке в масштабе генплана.

После этого, наложив кальку на генплан, сохраняя параллельность сторон основным осям сооружений, смещают ее так, чтобы минимальное число пунктов попало в зону земляных работ. Этот вариант принимают за окончательный, который переносят на генплан.

Поскольку при этом методе неизбежно какая-то часть пунктов попадает на здания, сооружения или в зону земляных работ, их сразу отмечают, чтобы не закреплять постоянными знаками при построении сетки на местности.

Если же строительная сетка создается для расширения или реконструкции существующего предприятия, ее проект должен быть увязан с уже существующей строительной сеткой или заменяющим ее планово-высотным обоснованием. Если старые пункты не сохранились, сетку увязывают с основными осями построенных сооружений.

Рисунок 37 — Строительная сетка

Одному из углов сетки присваивают начальные координаты с таким расчетом, чтобы в пределах промышленной площадки, с учетом ее расширения, не иметь отрицательных значений координат. Эти начальные координаты делают кратными длине стороны сетки. При возможности, весьма желательно совмещать начальный пункт с имеющимся на площадке пунктом триангуляции или полигонометрии, что облегчит в дальнейшем переход от системы координат строительной сетки к общегосударственной или местной.

А показывает число сотен метров по оси абсцисс

Так, пункт А6 В8 имеет координаты х=600 м и у=800 м.

При создании строительной сетки расширяющегося предприятия обозначения пунктов и их координаты увязывают с существующей системой.

Одновременно с составлением проекта подготавливают данные для его переноса в натуру.

Рисунок 38 — Вынос строительной сетки в натуру

С этой целью намечают исходное направление, от которого затем будет разбиваться вся сетка. Поскольку построению сетки предшествуют изыскательские и съемочные работы, для выноса исходного направления используют пункты их планового обоснования. Наметив два пункта сетки А0В0 и А5В0, составляющие исходное направление А0В0 -А5В0 (рис. 38), определяют их координаты графически с плана и, решив обратные геодезические задачи, находят расстояния S1 и S2 и дирекционные углы, по которым вычисляют полярные углы b1 и b2. Это обеспечивает вынос пунктов A0B0 и A5B0 в натуру.

Во избежание грубых ошибок намечают 3-ю точку A0B6 . После их выноса и закрепления на местности, измеряют теодолитом угол, составленный этими двумя направлениями, по отклонению которого от 90° судят о точности работ. Точки A0B0, A5B0 и A0B6 могут располагаться на одной линии. В этом случае контролируют их расположение в одном створе.

При отсутствии пунктов планового обоснования графически определяют элементы для выноса исходных направлений от четких местных контуров. В этом случае контроль особенно важен.

Поскольку координаты точек A0B0, A5B0 и A0B6 определяют с плана графически, точность их выноса в натуру может составлять 0,2 — 0,3 мм в масштабе плана. Однако это не внесет искажений, ибо на эту величину однозначно сдвинется весь комплекс проектируемого сооружения. Только нужно не допускать грубых ошибок, так как при сложном рельефе значительный сдвиг всей промышленной площадки может привести к изменению первоначального проекта вертикальной планировки.

Иначе обстоит дело с выносом в натуру строительной сетки расширяющегося или реконструируемого предприятия, при котором смещение проектируемой части относительно существующей недопустимо. В этом случае строительную сетку следует разбивать, как продолжение прежней. Если знаки старой сетки не сохранились, следует восстановить на местности оси основных существующих цехов и агрегатов, с которыми технологически связаны вновь создаваемые, и уже от них, как от исходных направлений, разбивать строительную сетку. Поскольку из-за ошибок строительных и геодезических работ между восстановленными осями может не в полной мере соблюдаться соответствие (параллельность или перпендикулярность), то для нахождения оптимального положения продольных и поперечных осей может быть применен принцип наименьших квадратов.

2. Способы детальной разбивки строительной сетки

От вынесенного и закрепленного в натуре исходного направления и выполняют разбивку всей строительной сетки. Для этого используют один из двух основных способов: осевой способ и способ редуцирования

Осевой способ

При осевом способе (иногда его называют способом точного построения элементов) сетку сразу строят на местности с расчетной точностью путем точного отложения проектных элементов. Найденные точки тут же закрепляют постоянными знаками. Выполнив затем между центрами этих знаков точные угловые и линейные измерения, определяют их фактические координаты. Вследствие накопления ошибок они могут оказаться не кратными длинам сторон сетки. С целью корректирования к головке знака приваривают стальную пластинку 10х10 или 15х15 см. Однако и в этом случае, при больших размерах площадки, даже сдвинув центр к краю пластинки, можно не добиться получения проектных координат, что сведет на нет все достоинства строительной сетки. Поэтому применение осевого способа ограничено. В то же время он обладает тем достоинством, что все пункты сетки сразу же закрепляются постоянными знаками.

При разбивке строительной сетки этим способом стремятся вынести два взаимно перпендикулярных начальных направления АВ и АС, пересекающихся примерно в середине площадки (рис.39).

Рисунок 39 — Разбивка строительной сетки осевым способом

Применение осевого способа имеет смысл на небольших площадках или там, где точность разбивочных работ невелика и отступлением координат пунктов от проектных значений в пределах 3 — 5 см можно пренебрегать.

Поскольку способ редуцирования получил наиболее широкое распространение при разбивке строительных сеток вообще, а на больших промышленных площадках исключительно он и используется, дальнейшее рассмотрение строительных сеток в основном на него и ориентировано, хотя основные схемы построения и математической обработки сетей могут быть использованы и при применении осевого способа.

Способ редуцирования

При способе редуцирования сетку вначале выносят в натуру с точностью теодолитного хода и закрепляют временными знаками: деревянными столбами с гвоздем в торце, обозначающим центр; металлическими штырями или трубками на бетоне с накерненными центрами. Затем производят точные измерения, по результатам которых определяют фактическое положение временных пунктов. Из решения обратных задач между проектными и фактическими координатами пункта определяют данные для его смещения (редуцирования) в проектное положение. Найденную точку закрепляют постоянным знаком.

Рисунок 40 — Техника редуцирования

Способ редуцирования является основным при построении больших строительных сеток. Но он имеет существенный недостаток — до установки постоянных знаков возникает опасность повреждения временных, а постоянные знаки можно устанавливать только после того, как выполнены точные измерения, уравнены их результаты и вычислены элементы редукции. Поэтому работу нужно организовывать так, чтобы свести к минимуму разрыв во времени между установкой временных и постоянных знаков. Этого можно достигнуть, лишь быстро выполнив точные измерения и уравняв их результаты.

3. Методы определения координат пунктов строительной сетки

Строительные сетки характеризуются большим объемом измерений и установки постоянных знаков на ограниченных территориях. Геодезических сети обычно имеют двух- или трехразрядное (трех стадийное или трехступенчатое) построение. И в том, и в другом случае выделяют каркасные сети, служащие основой сетки, и заполняющие, используемые для определения координат основной массы пунктов.

Основой каркаса больших строительных сеток обычно служит триангуляция, с крайними пунктами которой совмещают углы сетки (а с внутренними — ее пункты).

При трехразрядном построении сетки следующий этап сгущения каркаса — полигонометрия 1-го порядка, прокладываемая между пунктами триангуляции по периметру сетки или образующая систему полигонов. При двухразрядном построении триангуляцию не строят, создавая каркас в виде замкнутого полигона или системы полигонов полигонометрии 1-го порядка.

Рисунок 42 — Схема создания геодезического обоснования

Каркас заполняют сетями 2-го порядка, охватывающими все пункты сетки внутри него.

Таким образом, выделяют три ступени геодезических построений (рис. 42):

1. по каркасу сетки строится полигонометрия или триангуляция 4 класса, длина сторон принимается равной 1-2 км;

2. по периметру между пунктами 4 класса прокладывают полигонометрические ходы 1 разряда;

3. заполняющая сеть, в которой для определения координат вершин строительной сетки применяют четырехугольники без диагоналей, линейные и створные засечки и др.

При трехразрядном построении основой для заполняющих сетей 2-го порядка служит полигонометрия 1-го порядка, опирающаяся на триангуляцию; при двухразрядном — основой служит полигон каркасной полигонометрии 1-го порядка, проложенный по периметру сетки или сеть, делящая сетку на отдельные полигоны.

Триангуляцию строят на промышленных площадках больших размеров сразу на всю территорию предприятия с учетом расширения. Сгущение же ее полигонометрией 1-го порядка целесообразно выполнять для каждой очереди строительства в отдельности. В этом случае будет обеспечена сохранность знаков и в то же время создана единая основа для всей сетки в целом.

Обычно триангуляция строительной сетки представляет собой геодезический четырехугольник (на открытых площадках) или центральную систему (если в центре площадки холм или водораздел), реже небольшую систему из двух-трех четырехугольников, центральных систем или их сочетаний с треугольниками. Стороны триангуляции, измеряемые в качестве базисов, стремятся точно совместить со сторонами периметра сетки. В этом случае, закрепив в створе базиса точки временными знаками, фиксирующими отрезки, равные длинам сторон квадратов или прямоугольников, можно одновременно с измерением базисов определять и длины сторон полигонометрии 1-го порядка. При использовании для измерения базисов светодальномеров в этом случае целесообразно измерение расстояний в комбинациях.

Для того, чтобы пунктам каркасной сети была обеспечена длительная сохранность, рекомендуется проектировать сетку таким образом, чтобы пункты, расположенные по ее периметру, находились за пределами строительства, но желательно на расстоянии не более 200 — 300 м от его границ. В этом случае каркасная сеть будет служить основой для восстановления сетки при уничтожении отдельных пунктов в процессе строительства и сгущения планового обоснования исполнительных съемок.

Триангуляция строится из одной фигуры или сочетания нескольких фигур (геодезические четырехугольники, центральные системы), в зависимости от местных условий, размеров и конфигурации площадки (рис. 43).

а) Ряд триангуляции

б) Сдвоенные ряды триангуляции

Рисунок 43- Схема развития сетей триангуляции

В сети триангуляции намечают не менее двух базисов, в качестве которых обычно измеряют непосредственно стороны сети. При этом, пункты, закрепляющие базисные стороны, стремятся строго совмещать со сторонами сетки. В этом случае, при измерении базиса, в качестве створных точек определяют положение расположенных на нем пунктов сетки. В зависимости от принятой при проектировании системы координат одному из пунктов триангуляции присваиваются начальные координаты, а одной из ее сторон -начальный дирекционный угол. При обработке триангуляции базисы вычисляют на плоскости (поправки за приведение к проекции Гаусса и уровню референц -эллипсоида не вводят).

Расчет точности измерений в триангуляции выполняют по проекту сети, составленному с использованием полученного при изысканиях картографического материала. Наиболее рациональной с точки зрения построения сетки является сеть четырехугольников без диагоналей, повторяющая конфигурацию сетки и создающая взаимную связь между пунктами по всем направлениям вдоль осей строительной системы координат. Однако, с точки зрения сохранности пунктов, этот способ может привести к увеличению разрыва между постановкой временных и постоянных знаков, ибо для вычисления элементов редукции нужно построить и уравнять всю сеть целиком. Кроме того, иногда может оказаться целесообразным, по мере проведения вертикальной планировки, строить сети 2-го порядка, чтобы быстрее начинать разбивочные работы. Цепочки позволяют решать вопрос оперативнее, чем сплошные сети. Анализ отечественного опыта показывает, что для создания сетей 2-го порядка особо эффективны метод четырехугольников без диагоналей и метод геодезических засечек.

4. Оценка точности построения строительной сетки

При расчете точности строительной сетки следует исходить из того, что она должна, во-первых, обеспечить разбивку основных осей сооружения; во-вторых — служить основой для исполнительной съемки. В связи с этим, предъявляются следующие требования к точности построения строительной сетки:

• чтобы обеспечить разбивку основных осей — ошибки во взаимном положении соседних пунктов в заполняющей сети не должны превышать 1:10 000;
• если сторона принята равной S=200 м, то ошибка должна быть <
• 20 мм;

• если строительная сетка используется в качестве основы для исполнительной съемки, то важно выдержать необходимую точность общего расположения пунктов; предельные ошибки положения пунктов строительной сетки относительно исходных не должны превышать 0,2 мм в масштабе плана ( при М 1:500 t=10 см).

Произведем расчет

Если сторона сетки S=200 м, при двух стадийном построении сетки, для ошибки взаимного планового положения двух смежных пунктов будем иметь: Мвз= 20 мм, Мвз=.

Примем коэффициент понижения точности 2, тогда:

;

;

• Допустимая СКО взаимного положения пунктов в заполняющей сети ±18 мм, а в каркасной — ±9 мм. Тогда:

;

• где mSI, mSII — СКО определения длин сторон сетей I и II порядка;
• maI, maII — СКО определения дирекционного угла в сетях I и II порядков.

mS2+ ma 2= m2, пусть mS= ma= m2, тогда:

mS, ma.

Отсюда:

І»5І

І» 10І

Это допустимые СКО для сетки, которая будет использована для выноса осей зданий. Для сетки, которая будет использована для исполнительной съемки: mI2+mII2=5 см2, принимаем коэффициент понижения точности k=1,5, тогда:

mI=2,7 см.

Для расчета точности используется формула СКО в конце хода для одиночного хода светодальномерной полигонометрии:

• где n -число сторон хода;
• [DЦТ2] — сумма квадратов расстояний от центра тяжести до текущих точек.

Так как mI=27 мм в наиболее слабом месте (в середине хода), тогда:

Для полигонометрии требуется выполнение этого условия, что достигается следующим путем:

• повышают точность угловых и линейных измерений;
• при неизменных mb и mS общий ход по периметру разбивают на несколько ходов (полигонов);
• увеличивают длину сторон сетки.

5. Контрольные измерения строительной сетки

Контрольные измерения предназначены для проверки правильности редуцирования и получения данных о качестве построенной строительной сетки.

Вначале выполняют контрольные угловые измерения, охватывающие всю сетку. Если на отдельных пунктах обнаруживаются ошибки, выходящие за пределы принятых при построении строительной сетки допусков, выполняют повторное редуцирование или дополнительные измерения с целью обнаружения промахов. Контрольные угловые измерения выполняют на пунктах, расположенных в шахматном порядке (рис. 44), с таким расчетом, чтобы охватить все пункты сетки. Для ускорения работы рекомендуется измерять углы одновременно двумя теодолитами, используя общие визирные цели. По величинам отклонения значений углов от проектных судят о качестве построения сетки.

Рисунок 44 — Угловые контрольные измерения в строительной сетке

Рисунок 45 — Схема определения величин отклонений в положении пунктов строительной сетки

Рисунок 46 — Схема определения величин отклонений в положении пунктов строительной сетки

На особо ответственных объектах можно выполнять сплошной контроль построения сетки путем проложения азимутальных ходов. В этом случае между проконтролированными пунктами каркаса прокладывают ходы по линиям сетки, параллельным осям абсцисс и ординат, причем измеряют в них только углы поворота, а затем вычисляют дирекционные углы. Абсциссы вычисляют по ходам, параллельным оси ординат, ординаты — по ходам, параллельным оси абсцисс.

При использовании светодальномеров можно измерять в ходах только линии, образуя продольные линейные ходы, вытянутые вдоль оси ординат, и поперечные, вытянутые вдоль оси абсцисс. Стороны поперечных ходов а этом случае являются приращениями абсцисс, а стороны продольных ходов — приращениями ординат.

Оба способа могут быть использованы и для построения сетей 2-го порядка на небольших площадках, а также для сгущения и восстановления строительных сеток.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

К геодезическим разбивочным сетям относят разбивочную сеть строительной площадки и внешнюю разбивочную сеть сооружения.

Разбивочная сеть строительной площадки используется для создания разбивочных сетей сооружения, выноса в натуру осей зданий, дорог, инженерных сетей и обеспечения исполнительных съемок. Плановые сети строительной площадки создаются в виде строительной сетки (рис. 1.1, а), красных и других линий регулирования застройки (рис. 1.1, б), центральных систем (рис. 1.1, в) и других видов сетей. Выбор вида разбивочной сети зависит от формы возводимых сооружений, их размещения, условий видимости и т. п. Стороны сети стремятся размещать параллельно осям сооружений. На больших строительных площадках, как правило, создается строительная сетка, состоящая из квадратов с длинами сторон 20, 50, 100 и 200 м.

Рис. 1.1. Схема разбивочной сети строительной площадки

Пункты нивелирной сети строительной площадки обычно совмещают с пунктами плановой разбивочной сети. Высоты пунктов сети определяют проложением нивелирных ходов, опирающихся на не менее чем два репера государственной высотной геодезической сети. Внешняя разбивочная сеть сооружения создается для перенесения в натуру и закрепления проектных размеров сооружения, производства детальных разбивочных работ и исполнительных съемок.

Рис. 1.2. Схема внешней разбивочной сети зданий: ? — плановый пункт (осевой знак);

• репер, совмещенный с плановым пунктом.

Внутренняя разбивочная сеть сооружения предназначена для обеспечения построений непосредственно на монтажном горизонте, поэтому в ходе строительства с возведением нового монтажного горизонта она должна строиться заново. Внутренняя разбивочная сеть сооружения создается в виде сети пунктов (осевых знаков), закрепляющих на исходном и монтажных горизонтах главные и основные оси сооружения (рис. 1.3).

На исходном горизонте внутренняя разбивочная сеть сооружения создается от пунктов внешней разбивочной сети сооружения, а на монтажных горизонтах — от пунктов внутренней разбивочной сети исходного горизонта методами наклонного или вертикального проектирования.

Рис. 1.3. Схема внутренней разбивочной сети здания

Сохранность и устойчивость знаков геодезической разбивочной основы проверяются не реже двух раз в год в процессе строительства от пунктов триангуляции и полигонометрии 1-4-го классов и 1-2-го разрядов.

При строительстве крупных объектов в качестве плановой разбивочной сети строительной площадки обычно применяется строительная сетка. Учитывая, что строительная сетка оказывает влияние на выбор методов разбивочных работ, рассмотрим вначале особенности ее создания и применения.

Строительная сетка на местности создается в виде системы квадратов или прямоугольников, ориентированных параллельно осям сооружений (рис. 1.4).

В зависимости от характера строящихся объектов длина стороны квадратов или прямоугольников может составлять от 20 до 200 м.

Работы по созданию строительной сетки включают в себя проектирование, предварительную разбивку, определение фактических координат центров пунктов и редуцирование (перемещение) пунктов в их проектное положение.

Используемая литература

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/stroitelnaya-setka/

— ГОСТ 22268-76

— Учебное пособие Санкт-Петербург Издательство Политехнического университета 2007

— http://batkivshchyna.net/geodezia_t2r15part1.html

— Левчук Г.П. Курс инженерной геодезии. М., Недра, 1970

—