Глава 21 геодезичні роботи при будівництві промислових споруд
21.1. Розбивка промислових споруд
Промислові підприємства являють собою комплекс споруд, що забезпечують виробництво й випуск певної продукції. Вхідні в його склад споруди виробничого призначення називають промисловими. До них ставляться: спеціалізовані будинки, у яких здійснюється певний технологічний процес; пов'язані з ними будинку енергетичних, силових й інших установок; складські приміщення, у тому числі й механізовані; підземні й надземні комунікації й т.д. По своєму об'ємно-планувальному й конструктивному рішенню промислові будинки відрізняються більшою розмаїтістю, що залежить від призначення, послідовності операцій технологічних процесів, розташування й габаритів устаткування й т.д.
Промислові будинки проектують одноповерховими й багатоповерховими, однопрогоновими й багатопрогоновими. По конструкції вони найчастіше каркасні, з несучими елементами перекриттів у вигляді великорозмірних балок або ферм. Як правило, промислові будинки обладнаються вантажопідйомними механізмами - мостовими або козловими кранами. Приведемо основні конструктивні елементи одноповерхового каркасного будинку (рис. 21.1). Колони розміщаються відповідно до сітки поздовжніх і поперечних розбивочних осей будинку. Причому відстані між поздовжніми осями називають прольотом, а між поперечними - кроком колон. Колони встановлюються на фундаменти. Поздовжній зв'язок колон здійснюється за допомогою підкроквяних ферм і фундаментних балок, поперечний зв'язок - кроквяними фермами. Перекриття й стіни зводяться з панелей. Опорою для встаткування мостового крана служать підкранові балки.
При зведенні споруд промислового підприємства виконують великий обсяг геодезичних робіт. Для виносу проекту в натуру будують розбивочну мережа. Від пунктів розбивочної мережі виносять головні й основні осі будинків, споруд, інженерних комунікацій. При детальній розбивці визначають положення окремих елементів конструкцій від винесених і закріплених основних осей. Крім того, виконують розбивки фундаментів, заставних й опорних частин для монтажу технологічного встаткування. Особливе місце в процесі будівництва промислового підприємства займають геодезичні роботи при монтажі технологічного встаткування, що забезпечує виробничий процес.
Рис. 21.1. Конструктивні елементи одноповерхового промислового будинку:
1,6 –панелі; 2 - фундамент; 3- колонна; 4 - підкроквяна ферма; 5 - кроквяна ферма; 7 - підкранова балка; 8 - фундаментна балка
Методика й точність цих робіт залежать від багатьох факторів, основними з яких є форма, розміри й конструктивні особливості встаткування, а також вимоги до взаємного положення їхніх елементів.
Розбивочна основа, як правило, створюється у вигляді геодезичної будівельної сітки з довжиною сторони квадратів 100 - 200 м . Координатні осі сітки строго паралельні основним осям споруд. Будівельна сітка проектується на генеральному плані промислового підприємства таким чином, щоб з урахуванням розташування всього комплексу будинків і споруд її пункти в мінімальному ступені попадали в зону виробництва будівельних робіт і не втрачалися в процесі будівництва.
Тим часом, практика показує, що навіть при самому ретельному плануванні розташування пунктів будівельної сітки значна частина їх у процесі будівництва втрачається й для всіх наступних видів робіт їх треба відновлювати або створювати нове обґрунтування. Крім того, технологія побудови будівельної сітки досить складна й трудомістка.
Оскільки проектувальник прив'язки будинків, споруд дає, як правило в прямокутній системі координат будівельної сітки, те можна неї проектувати, але тільки на генплані. Геодезист же завжди може перерахувати координати й відповідно проектні прив'язки з будівельної (даним проектувальником) системи в геодезичну: державну або місцеву, застосовувану в даному районі будівництва. Для цього на місцевості повинні бути винесені й прив'язані до геодезичної системи координати не менш двох пунктів, місце розташування яких відповідає яким-небудь пунктам сітки на генплані. Це повинне бути зроблене з точністю, необхідної для визначення місця розташування на місцевості всього будівельного майданчика, тобто традиційно. Що стосується геодезичного обґрунтування на місцевості, то воно може будуватися з тією же щільністю, що й будівельна сітка, але з таким розташуванням пунктів, що забезпечило б їхню тривалу схоронність і зручність виконання всіх видів геодезичних робіт.
Розглянемо кілька можливих технологічних схем побудови геодезичного обґрунтування на промислових майданчиках.
У першій з них на площадці будівництва розвивається геодезична мережа в традиційному виді шляхом послідовного її згущення до необхідної щільності положення пунктів для виконання розбивочних робіт. Наприклад, на території всієї майданчика й підходів до неї розвивається мережа тріангуляції або полігонометрії, що потім згущається системою ходів полігонометрії наступних розрядів. При цьому пункти полігонометрії розташовуються в місцях, зручних для розбивки, і поза зоною будівельних робіт. Така технологія виправдана й сьогодні при наявності у виконавця тільки традиційних геодезичних приладів: теодолітів, мірних приладів і т.п., а також традиційних навичок виконання робіт. Не виключено також, що для певних умов така технологія може виявитися дешевше інших.
У другому варіанті на території всієї майданчика й підходів до пий розвивається будь-якого виду каркасна опорна мережа. Пункти цієї мережі розташовуються по можливості, таким чином, щоб на групу пунктів була видимість із багатьох місць майданчика. Надалі разбивочне обґрунтування розвивається по відомому принципу «вільної станції», тобто коли в необхідному місці положення пункту визначається зворотною кутовою зарубкою. Тут можуть мати місце два випадки, У першому випадку (рис. 21.2) станції ррозташованих будинків, що виносять поблизу в натуру, споруд, і розбивка виробляється безпосередньо із закріплених точок цих станцій. Коли ж розташувати станцію в безпосередній близькості від об'єкта розбивки неможливо, вона вибирається в будь-якому зручному місці (рис. 21.3), а від її до виносимих споруд, що, прокладаються підхідні теодолітні або полігонометричні ходи.
Рис. 21.2. Схема розбивки методом вільної станції
При застосуванні супутникових технологій схема рішення аналогічна схемі вільної станції з тими ж варіантами розташування точок розбивочного обґрунтування. Для розбивочних робіт можуть застосовуватися будь-які супутникові приймачі й методи вимірів, що забезпечують точність визначення місця розташування із середньої квадратичною помилкою до 2 см. Виконавцеві необхідно мати, як мінімум, два приймачі, один із яких на увесь час спостережень установлюється на пункті з відомими координатами в місцевій або державній системі, іншої - переміщається в положення заздалегідь відрекогносцірованих і закріплених вільних станцій. Така схема спостережень можлива, якщо відомі не тільки координати одного1 з пунктів у місцевої
або державної системах, але й дирекційний кут якого-небудь напрямку для наступного орієнтування розбивочної мережі при перетворенні координат із системи WGS-84 у місцеву.
Можлива схема, коли опорні спостереження ведуть на двох-трьох пунктах з відомими координатами. У цьому випадку виконавцеві робіт доцільно мати комплект із трьох супутникових приймачів.
Рис, 21.3. Схема розбивки з вилученим розташованої вільної станції
Якщо на великому об'єкті (місто, промисловий об'єкт) організована постійна супутникова служба GPS з обробкою спостережень у єдиному центрі, то виробникові конкретних розбивочних робіт досить мати один мобільний приймач.
Висотна основа на великих промислових майданчиках розвивається у вигляді полігонів нівелювання III класу, що згущають ходами нівелювання IV класу. При наявності будівельної сітки нівелірні ходи прокладають по її пунктах.
Геодезичну розбивку й закріплення основних осей промислових будинків, детальну розбивку фундаментів й установку будівельних конструкцій виконують такими ж способами, у тій же послідовності й з тими ж точностними вимогами, як і для цивільних будинків.
Особливу увагу приділяють установці в проектне положення колон, що є основними несучими конструкціями промислового будинку й більших навантажень, що випробовують, не тільки від інших будівельних конструкцій, але й від вантажопідйомних механізмів. При установці залізобетонних колон необхідно забезпечити точну розбивку фундаментних склянок. Точність установки на фундаментах металевих колон, так само як металоконструкцій й устаткування, залежить від точності установки закладних деталей - анкерних болтів, опорних плит і т.п.
Вихідними для установки закладних деталей є розбивочні осі фундаменту, які виносять на контур опалубки. При установці анкерних болтів найчастіше використовують спеціальний шаблон, називаний монтажним кондуктором. Кондуктор являє собою рамне пристосування з дерев'яних брусків або відрізків металевого профілю (куточка, швелера й ін.). У кондукторі відповідно до проектного розташування анкерних болтів просвердлюють отвору. Кондуктор орієнтують строго по поздовжніх і поперечних осях фундаменту. Установку анкерних болтів на проектну оцінку виконують за допомогою нівеліра. До й після бетонування фундаменту роблять контроль установки анкерних болтів.
Кожна колона встановлюється на фундамент таким чином, щоб її осьові мітки в підстави збіглися з осями, винесеними на верхню поверхню фундаменту. Вертикально колону встановлюють за допомогою схилу, теодоліта або бічним нівелюванням. Зсув відносно розбивочної осі допускається в нижньому перетині до 5мм, відхилення від вертикалі у верхньому перетині - до 15мм при висоті колон менш 15м і до 0,001/7- при висоті, більшої 15м. Відхилення опорної поверхні колон по висоті допускається 5мм.
Установку ферм перекриттів, підкранових балок або ригелів (при відсутності в будинку мостових кранів) виконують також сполученням осьових міток з позначеними на конструкціях колон розбивочними осями. Перед їхньою установкою визначають фактичні позначки опорних поверхонь колон, щоб при необхідності знайти товщину прокладок для вирівнювання конструкцій по висоті.
Для установки підкранових балок уздовж ряду колон похилим променем теодоліта переносять осьову мітку а (рис. 21.4) на спеціальний кронштейн, прикріплений до колони вище балки. Від отриманої точки щ відкладають проектна відстань Л між осями колони й підкранової балки й відзначають на кронштейні положення точки про2 монтажній осі. Між точками на кронштейнах крайніх колон натягають струну, на яку в кожної колони підвішують схил. Сполучаючи поздовжню вісь балки зі схилом, визначають її проектне положення.
Проектне положення технологічного встаткування задається щодо монтажних і технологічних осей. Винос цих осей у натуру роблять від розбивочних осей будівельних конструкцій або їхніх паралелей, перенесених усередину споруджувані споруди. Іноді усередині великих споруд цехового типу з різноманітним розташуванням устаткування створюють спеціальну планово-висотну геодезичну мережу. Це найчастіше будівельна сітка з невеликими розмірами (10 - 20м) сторін квадратів або прямоугольників. Положення пунктів сітки прив'язують до осей будівельних конструкцій. Закріплюють їх, як правило, металевими пластинами, забетонованими в підлозі споруди, а висотну мережу - у вигляді реперів на колонах і фундаментах, а також у вигляді відкрасок на будівельних конструкціях.
Перед монтажем на фундаменти під установку технологічного встаткування виносять його проектні осі, опорні площини доводять до проектних позначок, анкерні болти й інші закладні деталі влаштовують зі строгим дотриманням проектних розмірів і висот. Найчастіше для монтажних робіт розмічають і закріплюють не розбивочні осі, а лінії, їм паралельні.
При геодезичному забезспечені монтажних робіт застосовують
Рис. 21.4. Схема установки в проектне положення підкранових балок
різні методи й прилади. Для завдання створів застосовують струнний й оптичний способи, використовуючи теодоліти, спеціальні прилади для вивірки прямолінійності, лазерні й автоколімаційні системи. Якщо установка встаткування виробляється від створів, паралельних осям, то застосовують різні шаблони, жезли й інші довгоміри, що дозволяють переносити базову пряму в місця установки встаткування. При майданному розміщенні встаткування застосовують способи: прямокутних координат, полярний, кутових і лінійних зарубок, створно-лінійних й ін. Для монтажу на різних горизонтах перенос вихідних точок здійснюють за допомогою приладів вертикального проектування. При висотній установці встаткування використовують геометричне нівелювання, мікронівелювання, гідросистеми.
Відмінною рисою геодезичних робіт при монтажі технологічного встаткування є застосування нестандартних приладів, розроблювальних спеціально для рішення конкретного завдання й забезпечення високих вимог до точності монтажу технологічного встаткування (від 1,0 до 0,05мм).