КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ГЕОДЕЗИЧЕСКОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ» Для студентов специальности АДА

1

СОДЕРЖАНИЕ

2

Тема 1.Организация инженерно-геодезических работ

1.Состав геодезических работ для строительства автодорог.

2.Назначение и содержание геодезических работ при изысканиях.

3.Стандартизация геодезических работ.

4.Современные геодезические приборы.

В-1. Состав геодезических работ для строительства автодорог.

Геодезические работы – неотъемлемая часть технологии строительства. Строительство крупных и сложных объектов( тоннели, мосты, аэродромы) отдельно разрабатывают ППГР.

Состав геодезических работ для строительства: создание геодезических разбивочных сетей разбивка временных сооружений на стройплощадке

создание внутренних разбивочных сетей и детальные разбивки геодезическое сопровождение работы СМ и М геодезический контроль СМР, исполнительные съемки геодезические наблюдения за деформациями

В-2. Назначение и содержание ГР при изысканиях.

Инженерные изыскания – комплекс специальных работ, обеспечивающих проектирование и строительство инженерных сооружений .

Задачи И.И.:

Изучение природных и экономических условий района Инженерная защита сооружений и обеспечение безопасности населения 3. Прогноз взаимодействия объектов с окружающей средой Виды И.И. :

1 – по этапам проектирования а) предварительные – на стадии ТЭО или ТЭР б) на стадии составления проекта

в) на стадии разработки рабочей документации 2- экономические - цель : определение экономической целесообразности строительства с

учетом наличия сырья, строительных материалов, транспорта, воды, энергии, рабочей силы.

3 – технические – цель: получение сведений о природных условиях района строительства 4 – инженерно-геодезические – цель: получение информации о рельефе и ситуации местности.

На основе И-Г.И. проводят инженерно-геологические, гидрогеологические, гидрометеорологические.

Состав И.-Г.И.:

Создание геодезического обоснования Топографическая съемка Трассирование

Геодезическая привязка геологических выработок, скважин, шурфов, гидрологических створов.

Содержание и объемы И.-Г.И. зависят от типа, вида и размера сооружения и стадии проектирования.

Порядок, методика работ и их точность:

СНиП 11-02-96 «Инженерные изыскания для стр-ва» СНиП 11-04-97 « Инженерно-геодезические изыскания для строительства»

3

В-3. Стандартизация геодезических работ.

В соответствии со СНиП 12-01-2004 «Организация строительного производства» запрещается осуществление СМР без утвержденных ПОС и ППР.

Одним из разделов ППР является раздел «Решения по производству геодезических работ» (ППГР).

Основными нормативными документами при разработке раздела являются: СНиП 12-01-2004 «Организация строительного производства», СНиП 3.01.03-84 «Геодезические работы в стр-ве», СНиП 3.06.03-85 «Автомобильные дороги»,

ВСН 5-81 «Инструкция по разбивочным работам при строительстве, реконструкции и капитальном ремонте автомобильных дорог и искусственных сооружений».

Раздел «Решения по производству геодезических работ» должен включать: Пояснительную записку.

Схему расположения пунктов геодезической разбивочной основы(ГРО). Точность и методы создания сети сгущения.

Типы центров знаков, закрепляющих ГРО и детальную разбивку трассы (искусственного сооружения).

Точность и методы выполнения детальных разбивоч-ных работ, контрольных измерений, исполнительных съемок.

Потребность в материальных и людских ресурсах. График выполнения геодезических работ. Ведомости и журналы ГРО.

Альбом рекомендуемых исполнительных схем. Требования к ТБ при выполнении геодезических работ.

Раздел «Решения по производству геодезических работ» должен включать:

•Пояснительную записку.

•Схему расположения пунктов геодезической разбивочной основы(ГРО).

•Точность и методы создания сети сгущения.

•Типы центров знаков, закрепляющих ГРО и детальную разбивку трассы (искусственного сооружения).

•Точность и методы выполнения детальных разбивочных работ, контрольных измерений, исполнительных съемок.

•Потребность в материальных и людских ресурсах.

•График выполнения геодезических работ.

•Ведомости и журналы ГРО.

•Альбом рекомендуемых исполнительных схем.

•Требования к ТБ при выполнении геодезических работ.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

2.Схема расположения пунктов ГРО должна содержать: Положение на плане местности трассы а/д с ВУП; Разбивку пикетажа, начало и конец кривых; Грунтовые и строительные нивелирные реперы. 3.Точность и методы создания сети сгущения а/д:

4

Временные нивелирные реперы при выполнении строительных работ должны располагаться вдоль трассы не реже чем через 500 м; Нивелирный репер должен быть рядом с каждым искусственным сооружением (на

мостовых сооружениях их количество определяется требованиями СНиП 3.06.0491«Мосты и трубы»).

Отметки временных реперов определяются путем проложения разомкнутого(замкнутого) нивелирного хода.

Точность определения отметок должна соответствовать точности технического нивелирования (<50мм√L, где L-длина нивелирного хода в км).

4.Типы центров знаков, закрепляющих геодезическую разбивочную основу и детальную разбивку трассы.

Закрепление нивелирных реперов: деревянный столб, пень дерева, отрезок рельса.

5.Точность и методы выполнения детальных разбивочных работ, контроль-ных измерений, исполнительных съемок В состав разбивочных работ входят следующие виды работ:

подготовительные работы; восстановление трассы и осей сооружений; перенесение на местность основных осей запроектированных инженерных сооружений; детальные разбивочные работы; геодезическое управление работой строительных машин; исполнительные съемки;

приемка инженерных сооружений в эксплуатацию.

Геодезическому контролю подлежат:

послойная отсыпка земляного полотна, подстилающего слоя (нивелирование); расположение земляного полотна в плане (выборочным промером его отдельных участков с контрольной разбивкой ряда кривых); продольный профиль трассы (нивелирование на всех переломах продольного профиля и на участках с затрудненным водоотводом);

поперечные профили (нивелированием по поперечникам с контролем высот оси полотна, бровок и кромок проезжей части, обочин, дна канав и резервов, крутизны откосов); ширина земляного полотна и проезжей части; размеры кюветов и берм; ровность поверхности покрытия обочин и откосов;

Промежуточной проверке скрытых работ подлежат следующие элементы: дренажные системы, вплоть до выходных их отверстий; планировка корыта или земляного полотна с присыпными обочинами; поверхность основания перед укладкой покрытия.

В-4. Современные геодезические приборы.

4.1.Оптические теодолиты

Согласно ГОСТ 21830-76, теодолит - геодезический прибор, предназначенный для измерения горизонтальных и вертикальных углов.

Теодолиты классифицируют по разным признакам: по области применения (геодезические, астрономические, маркшейдерские, автоколлимационные); по физической природе носителя информации (механические, оптические, электронные, кодовые); по конструкции (с простой или повторительной системой осей, с уровнем при вертикальном круге, с компенсатором); по точности измерения углов.

5

Оптическими называют теодолиты, у которых горизонтальный и вертикальный круги сделаны из особых марок стекла.

По точности измерения углов теодолиты подразделяются согласно ГОСТ 10529-96 на высокоточные, со средней квадратической погрешностью (СКП) измерения угла одним приемом до 1''; точные – 2'' - 5'' и те хнические – 15'' - 60''. В соответствии с этим теодолиты обозначают: Т05, Т1, Т2, Т5, Т30, Т60. В настоящее время теодолиты Т60 не выпускаются.

Взависимости от конструктивных особенностей различают теодолиты в следующем исполнении:

- с цилиндрическим уровнем при вертикальном круге (ВК) (в маркировке прибора обозначение отсутствует); - К – с компенсатором углов наклона, заменяющим цилиндрический уровень при ВК;

- А – автоколлимационные (со специальным окуляром и особой сеткой нитей); - М – маркшейдерские для работы под землёй (в шахтах);

- Э – электронные (цифровые), позволяющие представлять результаты измерений на цифровом табло; - П – со зрительными трубами прямого изображения.

Водном приборе могут сочетаться различные варианты исполнения. Перед обозначением типа теодолита у современных теодолитов указывается порядковый номер модели: 4Т30П, 3Т5КП, 2Т30М и т.д.

По назначению и устройству различают несколько видов теодолитов.

Оптический теодолит – геодезический прибор, предназначенный для измерения

горизонтальных и вертикальных углов или направлений. Особенностью оптических теодолитов является то, что горизонтальный и вертикальный круги сделаны из особых марок стекла. Отчетные устройства выполнены в виде оптических микрометров, шкаловых или штриховых микроскопов.

Наибольшее применение при строительстве, реконструкции и ремонте автомобильных дорог находят точные и технические оптические теодолиты.

Основные технические характеристики теодолитов

К основным техническим характеристикам теодолитов, согласно ГОСТ 10529-96, относятся: допускаемая средняя квадратическая погрешность измерения горизонтального и вертикального угла полным приемом (соответственно, от 1 до 60" и от 1.2 до 90" для высокоточных и технических теодолитов); диапазон измерения горизонтальных (360º) и вертикальных углов (от -90 до +90° для маркшейдерских и от -55 до +60° для остальных теодолитов); увеличение зрительной трубы (от 40х у высокоточных до 15х у технических теодолитов); диаметр входного зрачка (от 50 до 25 мм у высокоточных и технических теодолитов); расстояние наименьшего визирования (5 м у высокоточных, 2.5 м у точных и 1.2 м у технических теодолитов); номинальное значение цены деления цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга (от 10" для высокоточных до 60" у технических теодолитов); масса прибора (от 11 до 2 кг соответственно для высокоточных и технических теодолитов).

Основные поверки и юстировки теодолитов

Перед выполнением геодезических измерений обязательно выполнение действий (поверок), цель которых – убедиться в соблюдении определенных геометрических условий между отдельными частями и в узлах прибора. По результатам поверки, в случае несоблюдения поверяемых условий, выполняют юстировку – действия, цель которых – устранить несоблюдение геометрических условий. К основным проверкам теодолита относятся:

1)Поверка перпендикулярности оси цилиндрического уровня вертикальной оси теодолита;

2)Поверка наклона сетки нитей зрительной трубы;

3)Поверка коллимационной погрешности;

6

4)Определение величины места нуля вертикального круга;

5)Поверка наклона горизонтальной оси теодолита;

6)Поверка параллельности оси оптического центрира вертикальной оси теодолита. Поверки позволяют выявить отклонение в приборе от геометрических условий и оптикомеханических требований, юстировкой устраняют эти отклонения.

4.2. Оптические нивелиры

Согласно ГОСТ 21830-76, нивелир - это геодезический прибор, предназначенный для определения превышений с помощью горизонтальной линии визирования. Для нивелирных работ применяют нивелиры, выпускаемые по ГОСТ 10528-90, а так же равноценные им по точности отечественные и импортные приборы, типоразмер которых утвержден и внесен в Государственный реестр средств измерений.

Нивелиры классифицируют по точности измерений как высокоточные, точные и технические, по типу отсчетного приспособления - с оптическим микрометром и без него, по способу приведения визирной линии в горизонтальное положение – на нивелиры с уровнем при трубе и с компенсатором; по способу отсчитывания по рейке – визуальные (традиционные) и с цифровым отсчетом; по конструкции зрительной трубы – с прямым изображением (труба земного типа) и с обратным изображением визирных целей (астрономическая труба).

В соответствии с государственным стандартом на нивелиры шифр типа нивелира включает букву «Н», цифровой код, соответствующей средней квадратической погрешности превышения на 1 км двойного хода, например Н-05, Н-3, Н-10; для нивелиров с компенсатором в шифр прибора добавляется буква «К», для нивелиров с лимбом – буква «Л», например, Н-3 КЛ, Н-10 КЛ. Для модификаций нивелиров перед буквой «Н» добавляется цифра, означающая серию или типоразмерный ряд приборов, например, 4Н-2КЛ, 3Н-3КЛ.

Всоответствии с ГОСТ 10528-90 по точности нивелиры делят на высокоточные (со средней квадратической погрешностью определения превышения на 1 км двойного хода mh 0.3-0.5 мм), точные (mh в пределах 2-3 мм) и технические (mh в пределах 5-10 мм).

Взависимости от способа приведения линии визирования прибор в горизонтальное положение различают уровенные нивелиры, имеющие цилиндрический уровень и элевационный винт, с помощью которого добиваются горизонтальности визирного луча при нивелировании. Другой тип нивелиров - это так называемые нивелиры с компенсатором (с «самоустанавливающийся» линией визирования), у которых визирный луч занимает горизонтальное положение автоматически после приведения оси прибора в отвесное положение с ошибкой в 5-10'. Подавляющее большинство современных нивелиров имеют компенсатор, т.е. является автоматическими или самоустанавливающимися. Применение нивелиров с компенсаторами повышает производительность труда на 15-20%.

Особенностью нивелира как геодезического прибора является то, что его рабочая мера (шкала, по которой снимаются отсчеты), вынесена за прибор. Такой шкалой служит нивелирная рейка, предназначенная для определения превышений.

Основные технические характеристики нивелиров

К основным техническим характеристикам нивелиров, согласно ГОСТ 10529-90, относятся: допустимая средняя квадратическая погрешность измерения превышения на 1 км двойного хода (для высокоточных, точных и технических нивелиров с компенсатором 0.3, 2 и 5 мм; для высокоточных, точных и технических уровенных нивелиров соответственно 0.5, 5 и 5 мм); увеличение зрительной трубы от 40, 30 и 20 крат для высокоточных, точных и технических приборов; наименьшее расстояние визирования (4, 1.5 и 1 м для высокоточных, точных и технических нивелиров); цена деления уровня при зрительной трубе на 2 мм (от 10, 15 и 45" для высокоточных, точных и технических

7

нивелиров); масса прибора не более 5, 2 и 1.6 кг для высокоточных, точных и технических приборов.

Современные точные и технические нивелиры (серии 3 и 4) имеют зрительную трубу прямого изображения. У данных нивелиров расширены функциональные возможности. С их помощью можно измерять и строить горизонтальные углы с точностью 10-30'. Лимбы оцифрованы через 10, отсчеты берутся на глаз, визирование производится горизонтальным лучом нивелира.

Приборы могут быть укомплектованы дополнительными приспособлениями, повышающими точность измерения (микрометренная насадка на объектив для работы со штриховыми рейками). Призменная насадка позволяет использовать нивелир, как прибор вертикального проецирования, т.е. это устройство позволяет развернуть визирный луч на 900 вверх или вниз.

Конструктивные особенности:

современные нивелиры имеют часть пластмассовых деталей;

-круглые подставки, подъемные винты расположены над подставкой;

-отсутствие закрепительных винтов;

-наличие двух наводящих винтов;

-цилиндрический уровень находится на верхней части корпуса, имеет зеркало и два юстировочных винта;

-у точных нивелиров серии 3 и 4 сетка нитей дополнена биссектором, который служит для работы с микрометренной насадкой для взятия отсчетов по штриховым рейкам.

Основные поверки и юстировки

К основным проверкам нивелира относятся:

1.Поверка круглого уровня;

2.Поверка сетки нитей;

3.Поверка главного условия нивелира.

Для автоматических нивелиров дополнительно выполняется поверка работоспособности компенсатора, которая состоит из определения диапазона его работы и определения систематической погрешности компенсации.

Диапазон работы компенсатора характеризуется максимальным наклоном нивелира (углом компенсации), при котором визирная линия остается в горизонтальном положении.

Угол компенсации у большинства оптических нивелиров должен быть не менее 10′. Систематическая погрешность компенсации δк у технических нивелиров не должна превышать в линейной мере при угле компенсации 10′ и расстоянии до рейки S = 100 м

5 -7 мм.

4.3. Рулетки, мерные ленты, полевые курвиметры, контрольные линейки

Для непосредственного измерения линий на местности используют землемерные ленты (рисунок 4.1) длиной 20 и 24 м, а также стальные рулетки (рисунок 4.2) длиной 20, 30 и 50 м.

Лента представляет собой стальную полосу шириной 15-20 мм и толщиной 0,3-0,4 мм. Метровые деления на ленте обозначены пластинками с выбитыми на них порядковыми номерами, полуметровые - заклепками, и дециметровые – отверстиями.

В комплект ленты входит кольцо, в котором лента закрепляется при хранении и перевозке стопорными винтами, а также 11 или 6 геодезических шпилек для фиксации ленты на местности в процессе измерений.

8

а – общий вид; б – в развернутом виде; в – комплект шпилек Рисунок 4.1 - Землемерная лента

а – на крестовине; б – на вилке; в – динамометр Рисунок 4.2 - Стальные рулетки

Согласно ГОСТ 7502-98, в нашей стране рулетки выпускают со шкалами номинальной длины 1, 2, 3, 5, 10, 20, 30, 50, 100 м. Рулетки бывают с лентами из нержавеющей стали (в условном обозначении - Н) или углеродистой стали (в условном обозначении - У). Вытяжные концы рулеток могут быть с кольцом (в условном обозначении - буква «К») или с грузом (в условном обозначении - буква «Г»). Рулетки до 5 м включительно могут выпускаться с вытяжным концом в виде прямоугольного торца (в условном обозначении - буква «П») или с держателем для закрепления на предмете, подлежащем измерению (в условном обозначении - буква «Д»).

Условное обозначение рулеток должно включать: букву «Р» - «рулетка», номинальную длину шкалы, материал ленты, класс точности, конструктивное исполнение вытяжного конца ленты и обозначение настоящего стандарта. Примеры условных обозначений:

а) рулетка со шкалой номинальной длины 30 м, лентой из нержавеющей стали, 2-го класса точности, кольцом на вытяжном конце ленты: Р30Н2К ГОСТ 7502-98; б) рулетка со шкалой номинальной длины 5 м, лентой из углеродистой стали, 3-го класса

точности, прямоугольным торцом на вытяжном конце ленты: Р5У3П ГОСТ 7502-98. Рулетки должны соответствовать следующим техническим требованиям: допускаемое отклонение действительной длины интервалов шкал рулеток от нанесенной на шкале при температуре окружающей среды 20 °С и натяжении измерительной ленты рабочим усилием должно быть не более указанного в таблице 4.1.

Таблица 4.1- Технические требования к рулеткам

Примечание: L- число полных и неполных метров в отрезке

9

Рабочее усилие натяжения ленты при измерениях:

-(100±10) Н - для рулеток длиной 10 м и более;

-(10±1) Н - для рулеток длиной 1-5 м;

-для рулеток с грузом - усилие натяжения создает сам груз; - для рулеток с желобчатой лентой - без натяжения.

Компарируемым рулеткам присваивают заводской номер. В свидетельстве о поверке указывают действительную длину (по эталону) от нулевого до каждого метрового штриха рулетки с округлением до десятых долей миллиметра.

Рулетки должны быть работоспособными при температуре окружающего воздуха от - 40 до + 50°С и относительной влажности до 98 % при температуре +25°С.

Перед эксплуатацией следует провести расконсервацию рулетки, насухо протереть измерительную ленту мягкой ветошью. После измерений ленту рулетки при наматывании на барабан необходимо протереть сухой мягкой ветошью.

Рулетки должны подвергаться периодическим поверкам согласно нормативным документам.

При измерениях при температурах, отличных от 20 °С, необходимо вводить поправку

Dt на температурный коэффициент линейного расширения, рассчитываемую по формуле Dt = αLИ(t - 20), гдеα - коэффициент линейного расширения материала измерительной ленты (для углеродистой стали α = 1,2×10-5, для нержавеющей стали α = 2,0×10-5);

LИ - длина по шкале рулетки, измеренная при температуре t; t - температура воздуха при измерении, °С.

В строительной практике для измерения линий на местности и на конструкциях сооружений применяют стальные рулетки в закрытом корпусе (РЗ) и на вилке (РВ) длиной 10, 20, 30 и 50 м, рулетки на крестовине (РК) длиной 50, 75 и 100 м (рисунок 6.2). Как правило, цена деления рулеток 1 мм или 1 см (для рулеток длиной 50 м и более).

До начала работ выполняют проверку внешнего состояния мерного прибора и проверку длины его шкалы.

Поверка внешнего состояния лент и рулеток выполняется визуальным осмотром и

опробованием. При этом обращают внимание на качество штрихов делений и надписей, убеждаются в отсутствии на полотне мерного прибора изломов, коррозии, царапин и других дефектов. Прибор проверяют на скручивание и раскручивание, при этом не должно быть заедания механизма перемотки металлической полосы.

Поверка длины шкалы

Поверка длины шкал лент и рулеток выполняется сравнением их с образцовой лентой (рулеткой). Образец (эталон) должен обеспечивать передачу длины к рабочим лентам (рулеткам) с предельной погрешностью 0,1 мм.

Дорожные колеса (курвиметры) предназначены для измерения расстояний там, где нецелесообразно или невозможно использование дальномеров и рулеток. Дорожные колеса изготавливаются из современных материалов и широко применяются для инвентаризации различных объектов, промеров участков дорог, участков лесных угодий, железнодорожных путей, мест дорожно-транспортных происшествий и т.п. Дорожные колеса имеют общий принцип работы и измерения и различаются по размерам, типу колеса (дисковое, со спицами), его диаметру (160; 190; 320 мм) диапазону измерений (от 100 до 10 000 м) и цене деления (0.01 или 0.1 м), а также по способу фиксации результатов измерений подразделяются на электронные и аналоговые (механические). В дорожных колесах предусмотрена возможность измерений вперед, назад, удержание и обнуление отсчета. Точность измерения расстояний мерными колесами (полевыми курвиметрами) составляет от 0.1 до 1% измеряемого расстояния.

Для определения геометрических характеристик дорожного полотна в процессе строительства (реконструкции), ремонта и эксплуатации автомобильных дорог применяются специальные контрольные рейки. Например, 3-х метровая Рейка контроля ровности, уклонов и заложений откосов складная ГОСТ 30412 выпускается 2-видов: с

10