Геодезия.

1. Измерение расстояний на местности  с помощью мерных лент.

2. Назначение  нивелиров, их виды. Устройство и установка  нивелира в рабочее  положение.

3. Как передать разбивочные  оси здания в котлован, траншею?

     Вопрос  № 1. Измерение расстояний на местности с помощью мерных лент.

      Расстояния  между точками местности можно  определить непосредственно или  косвенно. Для непосредственного  измерения расстояний используются мерные ленты, рулетки и проволоки. Наиболее часто при линейных измерениях для инженерных целей применяются мерные ленты со шпильками. Длины мерных лент равны 20, 24 или 50 м. Существуют рулеточные мерные ленты длиной 20, 24, 50 и 100 м. Толщина лент находится в пределах от 0,3 до 0,5 мм. Различают ленты штриховые, длина которых равна расстоянию между штрихами, нанесенными у концов ленты против середины вырезов для шпилек, и шкаловые, у концов которых нанесены миллиметровые и сантиметровые деления; их применяют для измерения расстояний с повышенной точностью.

      Каждая штриховая лента разделена на метры и дециметры. Отдельные метры на ленте обозначены пластинками с выбитыми на них порядковыми номерами; полуметры отмечены круглыми заклепками; дециметры – отверстиями диаметром 2 мм. Отрезки линий меньше дециметра отсчитывают по ленте на глаз. При перевозке и хранении ленту наматывают на железное кольцо. К ленте прилагается комплект из 10 (иногда из 5) железных шпилек для фиксации концов ее при измерении.

      В строительной практике широко применяют  рулетки металлические  и тесьмяные длиной 5, 10, 20, 30 и 50 м. В нерабочем состоянии рулетки наматываются на катушку, заключенную в футляр. В соответствии с ГОСТ 7502-69 с 1970 года изготовляют следующие типы металлических рулеток: РС – рулетки самосвертывающиеся, РЖ – рулетки желобчатые, РВ и РК – рулетки из углеродистой стали и др.

      Для производства точных измерений применяют  инварные проволоки длиной 24 и 48 м. Проволоки в процессе измерений подвешивают на специальных станках.

      Перед началом линейных измерений определяют действительную длину мерного прибора путем сравнения с другим прибором, длина которого заранее известна. Такое сравнение длины мерного прибора с другим контрольным называется компарированием.

      Расстояния  обычно измеряют два мерщика в  следующем порядке. Передний мерщик берет в руку ручку ленты и десять шпилек и разматывает ее вдоль измеряемого отрезка линий, а задний, совместив начальный штрих с точкой А, направляет переднего мерщика в створ линии АВ. Передний мерщик, встряхнув ленту, натягивает ее и фиксирует конец шпилькой. Затем ленту протягивают на один пролет, задний конец ее цепляют крючком за первую шпильку и повторяют все действия, которые производились при измерении первого пролета.

      Таким образом процесс измерения линии  продолжается; при этом число установленных передним мерщиком шпилек будет равно числу отложенных лент.

      Если  передний мерщик израсходовал все шпильки, а расстояние еще не измерено до конца, задний передает ему десять шпилек, удерживая конец ленты у точки, где была последняя шпилька. Передачи шпилек фиксируются в журнале измерений. После этого процесс измерения продолжается. В конце линии между последней шпилькой и точкой В измеряют остаток. Для этого ленту цепляют задним крючком за последнюю шпильку, протягивают ее через точку В и против конечной точки линии производят отсчет с точностью до сантиметра.

      Длину линии D определяют по следующей формуле:  

D = 20n + r,  

где n – число отложений ленты, равное числу шпилек, имеющихся у заднего  мерщика, включая передачи;  r –  остаток.

      Если  температура t, при которой производились измерения, отличается от температуры t˳ компарирования на величину, превышающую (8 – 10) ̊ С, то в измеренную длину отрезка линии вводят поправку за температуру, определяемую по формуле

∆ D  =  D α (t – t ˳ ),  

где  α   - линейный коэффициент расширения стали (12,5 * 10‾ º ). Температуру ленты, как правило, измеряют термометром – пращем.  

     Вопрос  № 2. Назначение нивелиров, их виды. Устройство и установка нивелира в рабочее положение.

      Измерения, проводимые для определения отметок точек местности или их разностей, называют нивелированием.

      Существует  несколько видов нивелирования: геометрическое, тригонометрическое, физическое, механическое, стереофотограмметрическое.

      Геометрическое  нивелирование заключается в непосредственном определении разности высот двух точек горизонтального визирного луча.

      Тригонометрическое  нивелирование заключается в  определении превышений между точками  по измеренному между ними расстоянию и углу наклона. Вычисление превышений ведут по формулам тригонометрии.

      Физическое  нивелирование делится на три  вида: а) барометрическое, в основу которого положена зависимость между величиной  атмосферного давления на точке местности  и ее высотой; б) гидростатическое, основанное на свойстве свободной поверхности жидкости в сообщающихся сосудах всегда находиться на одинаковом уровне независимо от превышения точек, на которых установлены эти сосуды; в) радиолокационное, основанное на использовании отражения электромагнитных волн.

      Механическое  нивелирование производят с помощью  специальных приборов, устанавливаемых  на велосипедных рамах, автомобилях  и т.д. При движении такого прибора  автоматически регистрируются пройденные им расстояния, высоты точек и вычерчивается  профиль пройденного пути.

      Стереофотограмметрическое нивелирование основано на определении  превышений по паре фотоснимков одной  и той же местности.

      Геометрическое  нивелирование производят специальными приборами – нивелирами.

      ГОСТ 10528 – 76 предусматривает выпуск следующих нивелиров: высокоточные – Н1, Н2 и НС2; точные – Н3, НС3 и НС4; технические – НТ и НЛС.

      В зависимости от конструкции нивелиры делят на глухие с уровнем при зрительной трубе (Н); с самоустанавливающейся линией визирования (НС); с наклонным лучом визирования (НЛС).

      Нивелир Н3 имеет увеличение зрительной трубы 30˟  , поле зрения 1̊ 20ʹ , цену деления цилиндрического контактного уровня 15ʺ на 2 мм. Он применяется для нивелирования IV класса и технического нивелирования.

      Для работы нивелир Н3 устанавливают на штативе и закрепляют становым винтом. Круглый уровень с ценой деления 5ʹ  на 2 мм служит для приведения оси вращения инструмента в отвесное положение с помощью подъемных винтов, упирающихся в пластинку. Их винтовая нарезка входит в гнезда подставки. Для приближенного наведения на рейку служит мушка. Точное наведение трубы осуществляется через окуляр наводящим винтом при закрепленном винте. Четкое изображение рейки в поле зрения трубы достигается вращением кремальеры. Наименьшее расстояние визирования составляет 2 м, что облегчает работу в стесненных условиях строительных площадок.

      Приведение  визирной оси в горизонтальное положение  производят с помощью элевационного  винта и цилиндрического уровня, заключенного в коробку. Над уровнем  расположено призменное устройство, передающее изображение пузырька в поле зрения трубы. Таким образом, наблюдателю одновременно видны контактный уровень и нивелирная рейка, по которой делается отсчет. При этом изображение половинок концов пузырька уровня будут образовывать в верхней части один овал (совмещены) только в том случае, когда пузырек уровня находится в нульпункте (в середине).

      Нивелир НВ – 1 соответствует нивелиру Н3 и  отличается от него лишь небольшими особенностями. Цена деления цилиндрического уровня НВ – 1 около 20ʺ, что несколько больше, чем у Н3. Больше у НВ – 1 и наименьшее расстояние визирования.

      Нивелир применяется для технического нивелирования  и нивелирования IV класса.

      Нивелир НС4. Инструмент снабжен призменным компенсатором оптико – механического типа, обеспечивающим автоматическую установку линии визирования в горизонтальное положение при углах наклона оси нивелира в пределах ± 15ʹ. Этот предел достигается предварительной установкой нивелира по круглому уровню (расположенному под отражателем) вращением подъемных винтов. Зрительная труба нивелира ломаная. Нивелир не имеет закрепительного винта трубы. Ее предварительное наведение на рейку осуществляется от руки преодолением фрикционного сцепления. Точное наведение трубы достигается вращением бесконечного наводящего винта.

      Нивелир НСМ2А с самоустанавливающейся линией визирования; он служит для нивелирования III и IV классов и технического. Оптический компенсатор (компенсатор – телескопическая система, состоящая из положительной линзы, закрепленной в оправе объектива трубы, и отрицательной, подвешенной на стальных проволоках и уравновешиваемой грузиками) этого нивелира позволяет работать при наклоне оси вращения инструмента в пределах ±10ʹ. Подставка зрительной трубы не имеет закрепительного винта. Окончательное наведение трубы на рейку делается наводящим винтом. Ось вращения инструмента приводят в отвесное положение с помощью подъемных винтов по двум взаимно перпендикулярным цилиндрическим уровням, укрепленным на подставке.

      Нивелир НЛ3 позволяет нивелировать как горизонтальным, так и наклонным лучом визирования в пределах ± 3̊ 30̎ʹ. Он имеет увеличение трубы 31˟, в поле зрения 1̊ 30ʹ, цену деления цилиндрического уровня 30 – 40ʺ  на 2 мм. Нивелир снабжен оптическим высотомером.

      В поле зрения трубы нивелира НЛ3 передаются изображения посеребренной пластинки, высотного штриха и трех горизонтальных нитей – средней и двух дальномерных. Высотный штрих с изменением наклона зрительной трубы меняет свое положение относительно средней нити. Перед каждым отсчетом по рейке пузырек цилиндрического уровня совмещают с нульпунктом микрометренным винтом.

      При нивелировании горизонтальным лучом  пузырек цилиндрического уровня нивелира НЛ3 совмещают с нульпунктом, а затем наводящим винтом трубы  совмещают среднюю нить сетки с высотным штрихом и делают отсчет по рейке.

      Поверки нивелира с элевационным винтом. Нивелир такого типа должен удовлетворять следующим геометрическим условиям.

1. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения инструмента.
2. Вертикальная нить сетки должна быть параллельна оси нивелира.
3. Визирная ось зрительной трубы должна быть параллельна оси цилиндрического уровня.

    Поверки нивелира с самоустанавливающейся  линией визирования.

1. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси нивелира.
2. Вертикальная нить сетки должна быть параллельна оси нивелира.
3. Линия визирования должна быть горизонтальна (главное условие).

Поверки нивелира с наклонным  лучом визирования.

1. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения инструмента.
2. При горизонтальном положении визирной оси высотный штрих должен совпадать со средней горизонтальной нитью.
3. Вертикальная нить сетки должна быть параллельна оси вращения инструмента.
4. Коэффициент высотомера должен быть равен пяти.

     Вопрос  № 3. Как передать разбивочные оси  здания в котлован, траншею?

      Разбивку  контура котлована на местности  производят согласно чертежу, на котором  указывают размеры фундаментов, глубину их заложения, а также все продольные и поперечные оси сооружения. Линию нулевых работ закрепляют кольями, а также рисками или гвоздями на обноске.

      В процессе производства земляных работ  глубину котлована систематически контролируют с помощью постоянных визирок, прикрепленных к обноске, и переносных (ходовых) визирок. При рытье котлованов перебор грунта не допускается.

      При сооружении глубоких и значительных по размерам котлованов на их дне и  на уступах устанавливают временные  реперы. Отметку на дно таких котлованов передают по схеме.  

     Разбивочные работы для монтажа технологического оборудования и строительных конструкций  необходимо выполнять с точностью, обеспечивающей соблюдение допусков, предусмотренных соответствующими нормами и правилами, государственными стандартами или техническими условиями, а также проектной документацией. Непосредственно перед выполнением разбивочных работ исполнитель должен проверить неизменность положения знаков разбивочной сети здания (сооружения) путем повторных измерений элементов сети. При устройстве фундаментов зданий (сооружений), а также инженерных сетей разбивочные оси следует переносить на обноску или на другое устройство для временного закрепления осей. Вид обноски и место ее расположения следует указывать на схеме размещения знаков.

     Разбивочные оси, монтажные (ориентирные) риски следует наносить от знаков внешней или внутренней разбивочных сетей здания (сооружения). Количество разбивочных осей, монтажных рисок, маяков, места их расположения, способ закрепления следует указывать в проекте производства работ или в проекте производства геодезических работ. Внутренняя разбивочная сеть здания (сооружения) создается в виде сети геодезических пунктов на исходном и монтажных горизонтах здания (сооружения). Вид, схему, точность, способ закрепления пунктов внутренней разбивочной сети здания (сооружения) следует приводить в проекте производства работ или в проекте производства геодезических работ. 

   Создание внутренней разбивочной сети здания (сооружения) на исходном горизонте следует выполнять с привязкой к пунктам внешней разбивочной сети, а на монтажном горизонте - к пунктам внутренней разбивочной сети исходного горизонта.

     Передачу  точек плановой внутренней разбивочной  сети здания (сооружения) с исходного  на монтажный горизонт следует выполнять  методами наклонного или вертикального проектирования (проецирования) в зависимости от высоты здания (сооружения) и его конструктивных особенностей. Точность передачи точек плановой внутренней разбивочной сети здания (сооружения) с исходного на монтажный горизонт следует контролировать путем сравнения расстояний и углов между соответствующими пунктами исходного и монтажного горизонтов.

     Строительство любого объекта начинают с разбивки его осей, т. е. разбивки зданий в  плане с закреплением на местности  их положения и размеров относительно пунктов геодезической основы. Геодезические разбивочные работы подразделяют на основные и детальные. Основные геодезические работы включают в себя вынесение на местности главных и основных осей здания.

     Главными  осями здания или сооружения являются две линии, пересекающиеся под прямым углом и определяющие положение здания или сооружения на местности. Главные оси разбивают в тех случаях, когда здание имеет сложную конфигурацию и большие размеры. Основные (габаритные) оси — это линии, определяющие общие размеры и конфигурацию здания. При возведении объектов массовой застройки обычно разбивают не главные, а основные оси. Разбивка основных осей позволяет более надежно осуществлять геодезический контроль при возведении объектов.

     Разбивку основных осей начинают с выноса в натуру двух крайних точек, определяющих положение наиболее длинной продольной оси здания. На разбивочном чертеже указывают все расстояние между осями, привязку конструкций и в первую очередь фундаментов к осям.

     Для этого после разбивки контура здания приступают к устройству обноски, которая предназначена для закрепления основных осей фундамента, стен и других элементов здания. Обноска чаще всего представляет собой два деревянных столба, к верхней части которых горизонтально прибивают доску. Такую обноску устанавливают по углам здания. В ряде случаев обноску выполняют сплошной, т. е. столбы и доски размещают по всему периметру здания. В последнее время применяют инвентарную обноску, состоящую из металлических трубчатых стоек и горизонтальных штанг. Оси здания на обноску переносят с помощью теодолита. На случай повреждения обноски главные оси закрепляют на местности. Для этого в их створе на расстоянии 5... 10 м от будущего здания устанавливают временные контрольные знаки с осевыми ками.

     Для вертикальной разбивки вблизи от строящегося  здания устраивают рабочий репер. Отметку  такого репера определяют от ближайших  реперов государственной нивелирной сети. Чтобы упростить вычисление отметок при возведении зданий и  сооружений, отсчет высоты ведут от условной нулевой отметки — уровня пола первого этажа. Зная абсолютную отметку рабочего репера, определяют абсолютную отметку уровня пола первого этажа. Отметки выше условного уровня пола имеют знак плюс, ниже — минус. На вертикальном разрезе проектируемых отметок показывают отметки уровня пола первого этажа.

     Перед разработкой котлована производят детальную разбивку осей здания, которая  предназначена для установки  в проектное положение конструкций  и частей здания. Детальная разбивка производится с точек закрепления основных, пролетных и межсекционных осей зданий или линий, параллельных им.

     Перед монтажом фундамента на дно котлована  с помощью теодолита переносят  все остальные продольные и поперечные оси, а также оси, проходящие по захваткам. Правильность выноса осей контролируют, измеряя длину диагоналей. Положение угловых и маячных блоков ориентируют с помощью теодолитов. Отметку подошвы фундамента определяют нивелированием. При глубине котлована до 3 м отметки на их дно передают непосредственно с бровки, а при большей глубине — переносят в несколько приемов. Для контроля отметок основания фундаментов на дне котлована должно быть не менее двух реперов на захватку. Для большей точности установки отметку основания под каждый сборный фундамент определяют в нескольких местах.

     Разбивку  осей любого объекта, т. е. закрепление  на местности его положения, начинают с выноса в натуру двух крайних  точек, определяющих положение его  наиболее длинной продольной оси. Точки  выносят от ближайших пунктов  геодезической основы способом прямоугольных или полярных координат, угловых или линейных засечек.

     Способ  прямоугольных координат применяют, если на площадке есть строительная геодезическая  сетка. Вершины сетки, образующие фигуры в виде квадратов или прямоугольников, нумеруют на разбивочном чертеже; длина сторон сетки 50...40 м. 

     После переноса основных осей и характерных  точек здания на местность устраивают обноску, которая служит для закрепления  осей фундаментов, стен, колонн и других элементов здания.

     В зависимости от размера и сложности конфигурации разбиваемых зданий обноска бывает сплошная и в виде отдельных инвентарных скамеек, которые устанавливают по углам здания.

     Для устройства обноски параллельно  внешнему контуру здания на расстоянии 2...3 м от его сторон провешивают линии. В створе этих линий устанавливают на расстоянии З...3,5 м друг от друга деревянные либо инвентарные металлические стойки. Наружные грани стоек должны находиться в одной вертикальной плоскости. К стойкам с внешней стороны прикрепляют доски толщиной 40...50 мм, верх которых должен находиться в одной горизонтальной плоскости. Вместо деревянной применяют также инвентарную металлическую обноску из труб, которые скрепляют муфтами и передвижными фиксирующими устройствами.

     На  обноске закрепляют основные оси здания. Для этого устанавливают теодолит над какой-нибудь точкой, расположенной в створе оси, а на линии визирования наносят на обноске направления осей, отмечая их номера краской. Закрепив основные оси, наносят промежуточные осевые линии (фундаментов, стен и колонн), отмеренные рулеткой по обноске от основных осей.

     На  случай повреждения обноски наиболее важные оси закрепляют на местности. Для этого в их створе на расстоянии 5... 10 м от будущего здания устанавливают  контрольные временные знаки с осевыми рисками, по которым контролируют разбивку осей в процессе производства работ. Оси можно закреплять и на сооружениях; расположенных вблизи строящегося здания.

     Вертикальная  разбивка. Для вертикальной разбивки недалеко от строящегося здания устанавливают рабочий репер, отметку которого определяют от ближайших реперов государственной нивелирной сети.

     В строительстве часто ведут отсчет высоты от условной нулевой отметки  — уровня пола первого этажа, при  этом в проекте указывают абсолютную отметку (т. е. от уровня моря) нулевой отметки.

     При вертикальной разбивке зданий от нулевой  отметки ведут все отсчеты  вниз и вверх. Отметки выше условного  уровня имеют знак плюс, ниже — минус. Например, пол второго этажа жилого дома будет находиться на отметке  плюс 3,000, а вход в дом — минус 0,850.

     От  нулевой отметки можно легко  выполнить вертикальную разбивку дна  котлована, обреза фундамента, оконных  и дверных проемов, междуэтажных перекрытий, карнизов. Для этого  пользуются проектными отметками, указанными на чертежах вертикальных разрезов здания.