Учебники и пособия / Подшивалов В. П. Инженерная геодезия

Рис. 8.43. Места съемки элементов стеновых конструкций зданий

площадок опирания перекрытий на стены (пример записи результатов исполнительной съемки см. на рис. 8.40).

Отклонения габаритов и отметок от проектных значений необходимо сравнивать с величинами допусков, регламентированных соответствующими строительными нормативно-право-

выми документами.

Металлические конструкции. Исполнительную съемку конструкций (кроме металлических каркасов и кожухов печей и труб) выполняют преимущественно в два этапа.

На п е р в о м э т а п е снимают и на схемах показывают отклонения в отметках и смещение опорных мест фундаментов, закладных деталей, анкерных болтов, а в необходимых случаях, специально оговоренных в проектах, – габаритов конструкций после укрупнительной сборки.

В некоторых видах производственных зданий и сооружений колонны и иные опоры, фермы, ригели, пролетные строения, подкрановые балки, стальные настилы, башни и башенные сооружения, трубы, бункера, кожухи различных устройств, копры, тяги, пояса, траверсы и другие конструкции снимают дважды (до и после проведения производственных или приемочных испытаний).

Исполнительная съемка вт о р о го э т а п а проводится после окончания всех испытаний вне зависимости от их числа.

Места съемки, форма отражения результатов съемки, точность измерений, устанавливаются проектной документацией.

Отклонения отметок, габаритов, привязок к осям и другие геометрические назначения сравнивают с допускаемыми, если иные требования не приведены в проектной документации.

330

Деревянные конструкции. При исполнительной съемке таких конструкций снимают и на схемах показывают отклонения в размерах несущих конструкций: по длине, высоте, в расстояниях между осями; в смещениях вертикали, центров опорных узлов от центров опорных площадок, в глубине врубок, размерах поперечных смещений.

Отклонения отметок и габаритов сравнивают с требованиями, регламентированными ТКП, при этом величины допускаемых отклонений могут быть назначены в миллиметрах, про-

центах или относительной мере длины (высоты) конструкций.

Генеральный план и оперативный исполнительный геодезический план строительной площадки. Исходный гене-

ральный план строительства составляется как часть проектного решения застройки и содержит планировочные решения, вертикальную планировку, устройство ливнестоков, размещение инженерных сетей, коммуникаций и др. В графическую часть генплана входят ситуационный план размещения объектов в масштабе 1 : 5000; 1 : 10 000 или 1 : 25 000 с внешними коммуникациями, (автомобильные и железные дороги, инженерные сети и др.); генеральный план с нанесением проектируемых, существующих, реконструируемых и подлежащих сносу зданий и сооружений, очередей строительства, благоустройства и озеленения территории, план внутриплощадочных дорог с указанием типа покрытия в масштабе 1 : 1000; 1 : 2000 или 1 : 5000, картограмма земляных масс; сводный план инженерных коммуникаций с указанием диаметра магистральных трубопроводов; планы и схемы, относящиеся к электроснабжению, тепловым сетям и др.

Строительство крупных промышленных предприятий продолжается обычно несколько лет. Одновременно идет непрерывный процесс уточнения, дополнения, изменения проектной документации, генплана, разбивочных чертежей и т.д. В этих условиях необходим систематически обновляемый комплект исполнительной технической документации, позволяющий снабжать обновленными геодезическими данными исполнителей строительных работ. Для этой цели ведется оперативный геодезический план строительной площадки (ОГП), который показывает текущие изменения на строительной площадке (динамику строительства).

В состав документов ОГП входит основная, детальная и вспомогательная документация.

331

Основная графическая документация ОГП включает:

• обзорную карту района строительства в масштабе 1 : 10 000–1 : 50 000;

•сводный план строительства основных объектов и внешних инженерных сетей в масштабе 1 : 2000–1 : 10 000;

•план строительной площадки в масштабе 1 : 500–1 : 2000;

•план строящегося жилого поселка, микрорайона, квартала в масштабе 1 : 500–1 : 2000;

•план строительства подсобных зданий и сооружений в масштабе 1 : 500–1 : 2000;

•планы крупных карьеров строительных материалов с жилыми поселками при них в масштабе 1 : 1000–1 : 2000.

На сводном плане строительства показывают основные строительные объекты, существующие и входящие в строй инженерные сети, вспомогательные сооружения с их основными коммуникациями. На сводный план наносят пункты геодезической и разбивочной сети, рельеф и ситуацию местности, внешние линейные сооружения и т.п. Всю графическую документацию оформляют в общепринятых условных знаках, а в случае применения нестандартных обозначений дают пояснительные надписи.

На крупномасштабном плане строительной площадки показывают координатную и строительную сетки, пункты геодезической сети, координаты основных и характерных точек зданий и сооружений, инженерные сети и сооружения, рельеф. Все документы должны содержать точные цифровые данные

(координаты, высоты, размеры и т.д.).

Исполнительный чертеж инженерных сетей. По окончании обработки материалов исполнительных съемок инженерных сетей составляют исполнительный чертеж. Его основой служит копия согласованного проекта инженерных сетей в масштабе 1 : 500 или план масштаба 1 : 500, составленный по результатам исполнительных съемок.

При вычерчивании исполнительного чертежа на кальке в полосе не менее 20 м в каждую сторону от оси трассы (если иная ширина полосы съемки не установлена заданием) показывают контуры зданий, их характеристики, контуры и покрытие улиц, деревья, опоры ЛЭП, ограды и прочие объекты, предусмотренные Инструкцией по топографической съемке в масштабах 1 : 5000, 1 : 2000, 1 : 1000, 1 : 500 ГУГК.

332

В состав исполнительного чертежа входят:

•ситуационный план участка в масштабе 1 : 2000 с указанием месторасположения участка работ и наименованием близлежащих улиц и проездов для всех коммуникаций;

•план трассы в масштабе 1 : 500;

•продольный профиль, горизонтальный масштаб которого принимают равным масштабу плана, а вертикальный 1 : 100 или 1 : 200 и в отдельных случаях 1 : 50 (для тепловых сетей и кабеля связи);

•размеры колодцев (камер) с указанием материалов, высоты горловины, расположения и привязкой вводов труб в колодец;

•направления на смежные колодцы и вводы;

•характерные сечения коллекторов, каналов, футляров, блоков, накатов.

Состав исполнительной документации на трубопроводы и подземные сооружения определяют на основании технических условий и проектов на их сооружение. Если прокладка подземных сооружений выполнена с отклонениями от проекта, то на исполнительных чертежах должно быть указано, кем

икогда эти отклонения разрешены.

Исполнительный чертеж входит в состав обязательной исполнительной документации, предъявляемой строительной организацией при сдаче в эксплуатацию законченных строительством инженерных сетей. Контрольную геодезическую съемку подземных инженерных сетей выполняет заказчик (застройщик), осуществляющий технический надзор за строительством. Не позднее чем за 3 дня до засыпки траншей и котлованов строительные организации обязаны вызывать заказчиков (застройщиков) для проведения инструментальной проверки соответствия планового и высотного положения построенных подземных инженерных сетей на местности их отображению на предъявляемых исполнительных чертежах.

По подземным инженерным сетям, имеющим большую протяженность и находящимся длительное время в процессе строительства, исполнительные чертежи представляют частями, оформленными по мере окончания строительства отдельных участков. Ответственность за правильное составление и своевременное представление исполнительных чертежей на проложенные подземные инженерные сети и сооружения несут руководители строительных (специализированных) организаций и лица, ответственные за производство работ и составление исполнительных чертежей.

333

8.13. Геодезические измерения смещений и деформаций зданий и сооружений

Общие причины и виды смещений и деформаций. Здания и сооружения и их отдельные элементы претерпевают различные смещения и деформации в процессе строительства и во время эксплуатации. При увеличении массы возводимого сооружения нарастает давление фундаментов на грунт основания, грунтовый массив сжимается, возникает осадка фундаментов и, соответственно, вертикальное смещение всего здания или сооружения. После завершения строительства осадка постепенно затухает, но может возобновиться по различным причинам, например в результате вымывания частиц грунта из-под фундаментов при протечках водопровода или канализации, от динамических (вибрационных и ударных воздействий) на грунт со стороны тяжелого транспорта, молотов при забивке свай, вибромельниц на угольных электростанциях и др. Осадка фундаментов развивается неравномерно при неоднородном строении грунтов основания (перемежающиеся линзы песков, супесей, глин) и их различных водонасыщенности и сжимаемости, неодинаковом давлении фундаментов на основание. Неравномерная осадка зданий и сооружений возникает также в результате извлечения вблизи них полезных ископаемых (твердых и жидких) и заполнения подземных выработок обрушившимися горными породами.

Естественная структура некоторых пористых грунтов, например лёссовидных, может неравномерно нарушаться в случае их сильного увлажнения под фундаментами возведенных на них объектов. При этом происходит непродолжительная во времени и значительная по величине просадка здания или сооружения. Неравномерные осадка и просадка предопределяют другие виды осадочных деформаций: перекос, перегиб, кручение и крен отдельных конструкций и всего объекта. Боковое смещение сооружения вызывается боковым давлением грунтовых масс (на подпорные стенки), воды (на плотины), оползнями, а также неравномерной осадкой.

Изменения температуры и усадка бетона служат причиной неравномерного изменения длины здания, сооружения, поэтому протяженные здания и сооружения разрезают температур- но-усадочными швами, а наземные стальные трубопроводы горячего водоснабжения оборудуют П-образными вставкамикомпенсаторами их продольных температурных деформаций.

334

Неравномерные вертикальные и горизонтальные смещения приводят к деформациям и образованию трещин в сплошных железобетонных конструкциях и в стыках между элементами сборных зданий и сооружений. При значительных деформациях, превышающих допустимые пределы, происходит снижение прочности сооружения, возникают разломы и конструкция может разрушиться.

Общие смещения и деформации строительных объектов измеряют преимущественно геодезическими методами с помощью нивелиров, теодолитов, электронных тахеометров, сканеров. Локальные деформации контролируют по раскрытию трещин

между стыками конструкций с помощью щелемеров и маяков*.

Задачи геодезического мониторинга общих смещений и деформаций зданий и сооружений состоят в следующем:

•исполнение требований ведомственных инструкций и предписаний проектных организаций на постоянный или временный геодезический контроль осадки, крена и деформаций в процессе возведения и эксплуатации зданий и сооружений, имеющих большое народнохозяйственное значение (например, атомных, гидро- и тепловых электростанций, уникальных зданий, телевизионных башен, фундаментов под сложным оборудованием на крупных промышленных предприятиях и др.);

•выявление степени опасности деформаций эксплуатируемых зданий и сооружений, развивающихся в результате нарушений несущей способности грунтового основания, а также возникающих вследствие оползневых подвижек грунтов или неравномерной их просадки в местах вымывания грунтов под фундаментами, в зоне извлечения жидких, твердых и газообразных полезных ископаемых;

•экспериментальная проверка методов расчетов осадки и

устойчивости зданий и сооружений.

Организация измерений осадки. Для определения вертикальных смещений объекта в его стенах или в фундаменте закрепляют геодезические знаки, именуемые осадочными реперами или осадочными марками, и периодически их нивелируют, находят высотную координату (отметку) Нi каждого знака, а по изменениям его отметки вычисляют вертикальное перемещение – осадку марки. Применяют следующие методы определения осадки:

*Маяк представляет собой гипсовую накладку на конструкции стыка, по раскрытию трещины в нем следят за развитием локальной деформации.

335

•геометрическое нивелирование осадочных марок высокоточными нивелирами способом из середины при коротких лучах визирования до 10–25 м;

•тригонометрическое нивелирование осадочных знаков высокоточным теодолитом или электронным тахеометром;

•гидростатическое нивелирование осадочных знаков переносными гидронивелирами или посредством стационарной системы гидронивелира;

•фототеодолитная съемка объекта и деформационных знаков на нем;

•сканерная съемка объекта и его деформационных знаков. Опорные реперы. Определения осадки марок производят

относительно специальных устойчивых реперов. Глубинные реперы закладывают на глубину в несколько десятков метров, их реперную трубу заделывают в устойчивые горные породы. Защитная труба предохраняет реперную трубу от смещений. Грунтовый трубчатый репер (рис. 8.44, а) заглубляют на несколько метров в устойчивые неводонасыщенные песчаные и глинистые грунты.

Реперы устанавливают группами по 2–3 знака вблизи друг друга. Реперы должны размещаться за пределами осадочной

Рис. 8.44. Опорные реперы и осадочные знаки:

а – грунтовый трубчатый репер; б – плитная марка; в, г – марки закрытого типа (в – в закрытом положении; г – в рабочем положении); д, е – постоянные открытые марки (д – отрезок арматурного стержня; е – отрезок стального уголка)

336

воронки, образующейся в грунтовом массиве вокруг возводимого объекта. Они должны быть не ближе 70–80 м от объектов промышленного и гражданского строительства, не ближе 0,5 км от плотин гидроэлектростанций и заложены ниже пло-

тины по течению реки.

Осадочные знаки. Они бывают различного типа, например в виде стержня с полусферической головкой (рис. 8.44, б), заложенного в углубление фундамента и защищенного крышкой. Марки закрытого типа (рис. 8.44, в) закладывают в стену заподлицо, а во время нивелирования их завинчивают головкой наружу (рис. 8.44, г). Применяют также открытые марки, изготовленные из отрезков арматуры, стальных уголков (рис. 8.44, д, е), дюбелей.

Марки закладывают по периметру наружных стен и внутри здания рис. 8.45). Марки бетонируют в отверстиях или приваривают к стальным колоннам каркасных зданий на высоте 0,2–0,5 м над поверхностью земли или пола, устанавливают на фундаментах под оборудование.

До начала наблюдений необходимо определить отметки опорных реперов А, В, С и D, Е (см. рис. 8.45) высокоточным геометрическим нивелированием. Затем нивелирные ходы прокладывают между опорными реперами через осадочные марки и определяют отметки Н0 последних в начальном (нулевом) цикле измерений. В дальнейшем марки нивелируют через некоторые промежутки времени (выполняют циклы нивелирования) и определяют текущие отметки каждой марки Н1, Н2,…, Нn. Вычисляют осадку марки в цикле с номером i:

Согласно ТКП [12] средняя квадратическая погрешность определения осадки типовых гражданских и промышленных

Рис. 8.45. Примерная схема размещения опорных реперов, осадочных знаков и проложения нивелирных ходов

337

зданий не должна превышать ±2 мм, если объект возводится на прочных песчаных и глинистых грунтах. В табл. 8.4 приведены технические требования к методике и точности геометрического нивелирования осадочных марок.

Таблица 8.4

Технические требования к геометрическому нивелированию осадочных марок

По данным последовательных циклов нивелирования составляют таблицы осадок, в которых указывают дату нивелирования, номера марок, их отметки и разности отметок (осадку). Строят объединенные графики возрастания нагрузки на основание (рис. 8.46, а) и график хода осадки марок во времени (рис. 8.46, б). Кроме того, при необходимости составляют развернутые графики неравномерности осадки, на них в некотором масштабе вычерчивают развертку стен, наносят вертикальные линии места марок, на вертикальных линиях отмечают отрезки и точки, соответствующие приращениям осадки каждой марки. Ломаная линия, проведенная через точки этих

338

Рис. 8.46. Графики изменения давления на основание (а) и осадки марок (б)

отрезков, отражает неравномерность осадки и характеризует

перекос соответствующих конструкций.

Тригонометрическое нивелирование. Применяется при определениях вертикальных перемещений фундаментов в условиях резких перепадов высот (больших насыпей, глубоких котлованов, косогоров и т.д.). Вертикальные перемещения методом тригонометрического нивелирования определяют визирными лучами ограниченной длины (до 100 м), с помощью точных (Т2, Т5 и им равноточных) и высокоточных (Т05, Т1 и равноточных) теодолитов с накладными цилиндрическими уровнями, а также электронных тахеометров соответствующей высокой точности. Допускаемые погрешности измерения расстояний и вертикальных углов приведены в табл. 8.5.

Таблица 8.5

Требования к тригонометрическому нивелированию при определениях осадки

339