Геодезические работы при проектировании, строительстве и эксплуатации предприятия машиностроения

Федеральное агентство  по образованию

Государственно образовательное  учреждение

высшего профессионального  образования

ПЕРМСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра Маркшейдерского  дела, Геодезии и Геоинформационных  систем

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Прикладная  геодезия»

на тему: «Геодезические работы при проектировании, строительстве и эксплуатации предприятия машиностроения»

Вариант №13

 

 

 

 

 

Выполнил: студент группы ПГ-08……………..……Фадеева Юлия Сергеевна

 

 

 

Руководитель….……………………..…....Голендухин Михаил Александрович

 

 

 

 

 

Пермь,2012

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………………....4

1 КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОМЫШЛЕННОЙ ПЛОЩАДКИ……………………5

1.1 Физико-географическое описание района строительства………………………………...5

1.2 Топографо-геодезическая изученность района работ……………………………………..7

2 СОЗДАНИЕ ПЛАНОВОЙ РАЗБИВОЧНОЙ ОСНОВЫ, ПРОИЗВОДСТВО РАЗБИВОЧНЫХ РАБОТ………………………………………………………….…………….8

2.1 Порядок разбивки осей зданий  и сооружений……………………………….…………….8

2.2 Точность выноса основных разбивочных осей…………………………….………………9

2.3 Проект планового обоснования  для строительства промышленного предприятия……………………………………………………………………………………..10

2.4 Проект выноса исходных направлений  строительной сетки в натуру. Предварительная разбивка сетки…………………………………………………………………………………..13

2.5 Проект разбивки основных  осей здания…………………………………………………..19

2.6 Предвычисление точности угловых  и линейных измерений при выносе основных осей здания в натуру…………………………………………………………………………………21

2.7 Расчет точности угловых и  линейных измерений при построении строительной сетки………………………………………………………………………………………….….24

2.8 Оценка точности строительной сетки как плановой основы

исполнительной съемки………………………………………………………………………..26

2.9 Выбор метода определения  координат пунктов строительной сетки: методика угловых и линейных измерений…………………………………………………………………………28

2.10 Проект детальной разбивки  промежуточных (рабочих) осей………………………….31

3 ПРОЕКТ НИВЕЛИРНОЙ СЕТИ СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКИ………………………34

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………………………43

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………44

Приложение А. Генеральный план предприятия приборостроения (Б) в масштабе 1:10000…………………………………………………………………………………………..45

Приложение Б. План Корпуса №1 приборостроительного завода (7)в масштабе 1:1000……………………………………………………………………………………………46

Приложение В. Схемы постоянных центров для закрепления пунктов триангуляции и полигонометрии ………………………………………………………………………………..47

Приложение Г. План расположения предприятия на карте…………………………………48

Приложение Д. Проектная схема строительной сетки………………………………………49

Приложение Е. Схема выноса исходных направлений………………………………………50

Приложение Ж. Типы центров для временного закрепления вершин строительной сетки……………………………………………………………………………………………..51

Приложение И. Схема разбивки основных осей……………………………………………..52

Приложение К. Схема разбивки точки здания  ………………………………………………53

Приложение Л. Схема разбивки основных осей здания………………………………….….54

Приложение М. Схема строительной сетки………………………………………………......55

Приложение Н. Проектная схема полигонометрии ……………………………………….…56

Приложение П. Типы постоянных центров для закрепления пунктов строительной сетки……………………………………………………………………………………………..57

Приложение Р. Проектная схема строительной обноски и разбивки промежуточных осей……………………………………………………………………………………………....58

Приложение С. Проектная схема высотного обоснования строительства…….…..……….59

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Строительство современных промышленных предприятий с жесткой технологической  связью между отдельными зданиями и  сооружениями, с густой сетью межцеховых коммуникаций невозможно без соответствующего геодезического обеспечения. Недостаточное внимание к вопросам организации геодезического обеспечения строительства приводит к снижению качества строительно-монтажных работ, неоправданным переделкам, увеличению стоимости и сроков ввода сооружений в эксплуатацию.

Для решения вопросов геодезического обеспечения строительства крупных  промышленных объектов в настоящее  время составляется проект производства геодезических работ (ППГР), который  включает разделы:

  1)  создание опорных геодезических сетей;

  2)  геодезические разбивочные работы;

  3) геодезические работы при возведении зданий и контроле установки конструкций;

  4)  проект наблюдений за осадками зданий и сооружений;

  5)  организацию геодезических работ.

 Разнообразие задач, решаемых при составлении ППГР и его реализации в натуре, требует от специалистов по прикладной геодезии наряду со знаниями специальных геодезических дисциплин также определенных знаний в области проектирования, строительства и эксплуатации сооружений.

Инженерно-геодезические работы являются чрезвычайно важной и неотъемлемой частью комплекса работ по изысканиям, проектированию и строительству промышленных предприятий. Главные цели геодезических работ в строительстве – это

-   правильно и точно разместить  здания и сооружения,

- возвести их конструктивные  элементы в соответствии с  геометрическими параметрами проекта  и требованиями нормативных документов.

Решение этих задач  осуществляется поэтапно, в зависимости от стадий строительно-монтажного производства, начиная с принятия решения о проведении строительства объекта и заканчивая его сдачей.

   Исходные  данные для курсового проекта  приведены в индивидуальном задании,  которое включает материалы:

  1. Топографическую карту масштаба 1:10000;

        2. Генеральный план предприятия в масштабе 1:10000 (Приложение А);

        3. План одного из главных корпусов предприятия в масштабе 1:1000 (Приложение Б).

1 КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОМЫШЛЕННОЙ ПЛОЩАДКИ

1.1 Физико-географическое описание района строительства

Нижегородская область расположен при слиянии двух крупнейших водных путей Европейской части России — рек Волги и Оки. Город разделяется Окойна две части: восточную возвышенную «нагорную», расположенную по правым берегам Оки и Волги на северо-западной оконечности Приволжской возвышенности — Дятловых горах, и западную (по левому берегу Оки и правому берегу Волги) низинную «заречную». Устье Оки — географический центр Восточно-Европейской равнины.

Область расположена на Русской платформе, кристаллическое основание которой состоит из гранитов, гнейсов, кварцитов, скрытых под мощными толщами слоистых, более или менее рыхлых осадочных пород. В палеозойскую эру, вся поверхность области несколько раз покрывалась морями. Средняя толщина осадочных пород — от 1 до 3 км. Наиболее отчётливо пласты осадочных пород видны на обрывах правого берега Оки.

В Нижегородской области имеются месторождения торфа, фосфоритов, железных руд.

В бассейне реки Пьяна есть крупное месторождение титан-циркониевых руд («чёрные пески») 

Климат в Нижнем Новгороде умеренно-континентальный, обычно с холодной, многоснежной зимой и умеренно жарким летом.

Речная сеть области густа и  включает свыше 9000 рек и ручьёв. По её территории протекают крупнейшие реки европейской части России — Волга и её правый приток Ока. В нижегородском Заволжье протекают левые притоки Волги — Ветлуга, Керженец, Узола, Линда. Они несут свои воды среди густых таёжных и смешанных лесов.

В правобережье протекают притоки  Волги и Оки. Среди притоков Волги  выделяются Сура, текущая по границе с Чувашией, а также Кудьма и Сундовик. В Оку несёт свои воды Тёша. В восточной части Правобережья течёт Пьяна.

Все железнодорожные магистрали на территории области входят в состав Горьковской железной дороги, управление которой расположено в Нижнем Новгороде.

В Нижегородской области подзолистые  и дерново-подзолистые почвы занимают все низменное Заволжье, Приочье и юго-западную относительно пониженную часть Правобережья. Серые лесные почвы преобладают – на большой части возвышенного Правобережья, а черноземы встречаются Межпьянье, в правобережье Алатыря и левобережье верхнего течения Теши. Пойменные почвы распространены в низменных долинах рек  Волги, Оки, Ветлуги, Суры и других крупных рек. Болота занимают свыше 5% территории области, здесь распространены болотно-подзолистые и болотные почвы с мощным торфяным слоем. Глубина промерзания грунта, применяемая при расчете глубины закладки знаков до 2 м.

Согласно вышеуказанной характеристике грунтов и климата, для закрепления центров триангуляции и полигонометрии утверждены следующие типы центров: 5 г.р., 6 г.р. Характеристики центров:

1. Тип 5 г.р. - Центр пункта, триангуляции, полигонометрии, трилатерации 1 и 2 разрядов и полигонометрии 4 класса в районах сезонного промерзания грунта.

2) Тип 6 г.р. - Центр пункта триангуляции, полигонометрии, трилатерации 1 и 2 разрядов и полигонометрии 4 класса в районах сезонного промерзания грунта.

Центр типа 5 г. р. состоит из двух частей:

- бетонного монолита в виде усеченной четырехгранной пирамиды с нижним основанием 50´50 см, верхним основанием 12´12 см и высотой 40 см;

- бетонного монолита в виде усеченной четырехгранной пирамиды с нижним основанием 30´30 см, верхним основанием 12´12 см и высотой 20 см.

В верхней части монолитов заделываются марки. Монолиты устанавливаются так, чтобы оси марок находились на одной отвесной линии.

Центр типа 6 г. р. представляет собой бетонный монолит в виде усеченной четырехгранной пирамиды с нижним оснований 40´40 см, верхним основанием 15´15 см и высотой 20 см с заделанной в него металлической (асбоцементной) трубой диаметром 60 (60 - 100) мм и толщиной стенок не менее 3 мм; к верхнему концу приваривается марка, а в нижнюю часть трубы вставляются в просверленные отверстия два металлических стержня. Металлическая труба заливается бетоном.

Над центром устанавливается  чугунный колпак с крышкой опорными бетонными кольцами или кирпичной кладкой, заменяющей их.

Схемы вышеуказанных постоянных центров  для закрепления пунктов триангуляции и полигонометрии приведены в приложении В. (Согласно ГКИНП-02-033-82 - Инструкция по топографической съемке в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500)

 

 

 

 

1.2 Топографо-геодезическая изученность района работ

Топографо-геодезическая изученность  района работ необходима для решения  вопроса о возможности использования  ранее исполненных основных геодезических  работ на объекте и прилегающей  к нему территории для вновь проектируемых работ.

В качестве исходных данных имеются топографическая карта масштаба 1:10000 с сечением рельефа 2,5 м., номенклатура карты – У-35-38-А-в-3, генеральный план предприятия машиностроения масштаба 1:10000 и план главного корпуса №1 машиностроительного цеха в масштабе 1:1000. Согласно исходной топографической карте на выбранном участке имеется: 3 пункта полигонометрии 1 разряда, расположение которых позволяет использовать их для проектируемых работ (состояние пригодное для использования); высотные отметки, полученные из нивелирования 4 класса

(приложение Г).

Каталог координат пунктов полигонометрии, расположенных вблизи участка, выбранного для расположения предприятия, приведен в таблице 1.  

                                                                                                                           

Таблица 1 – Каталог координат  пунктов полигонометрии

 

Номер пункта	X, м	Y, м	H, м
I	6066100	5311497	110,0
II	6065037	5312302	102,5
III	6064241	5312076	102,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 СОЗДАНИЕ ПЛАНОВОЙ  РАЗБИВОЧНОЙ ОСНОВЫ, ПРОИЗВОДСТВО  РАЗБИВОЧНЫХ РАБОТ

2.1 Порядок разбивки  осей зданий и сооружений

Для перенесения в натуру промышленных сооружений и зданий производятся геодезические  разбивочные работы. Они подразделяются на основные и детальные.

Цель основных геодезических разбивочных  работ – определить на местности  положение главных или основных осей зданий и сооружений, детальных  – определить на местности положение  рабочих осей относительно главных  или основных осей. Главные, основные, а также дополнительные (промежуточные) оси разбиваются от пунктов специального обоснования, а рабочие оси – от главных, основных или дополнительных осей.

Общий принцип выноса проекта сооружений  в натуру следующий: сначала создается  плановое обоснование, затем от него выносятся главные или основные оси, а для больших зданий (более 100 м) и дополнительные оси. От основных или дополнительных осей выносятся рабочие оси колонн каркасов, по которым непосредственно возводится здание, т.е. ведется монтаж фундаментов, колонн, подкрановых путей и т.д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 Точность выноса  основных разбивочных осей

Точность выноса основных или главных разбивочных осей регламентируется строительными нормами и правилами (СНиП 3.01.03-84) и приведена в таблице 2.

Таблица 2 - Точность разбивки основных и главных осей                                                                                                                                       

Характеристика зданий, сооружений, строительных конструкций	Величины средних квадратических погрешностей, построения внешней и  внутренней разбивочных сетей здания (сооружения) и других разбивочных  работ
	Линейные измерения	Угловые измерения, ˝	Определение превышения на станции, мм
Металлические конструкции  с фрезерованными поверхностями; сборные железобетонные конструкции, монтируемые методом самофиксации в узлах; сооружения высотой свыше 100 до 120 м или с пролетами свыше 30 до 36 м.	1/15000	5	1
Здания свыше 15 этажей, сооружения высотой свыше 60 до 100 м  или с пролетами свыше 18 до 30 м.	1/10000	10	2
Здания свыше 5 до 15 этажей, сооружения высотой свыше 15 до 60 м  или с пролетами свыше 6 до 18 м.	1/5000	20	3

 

Ширина пролета корпуса №1 приборостроительного заводасоставляет 18 м, следовательно, относительная среднеквадратическая ошибка построения основных осей равна 1/10000.

Среднеквадратическая ошибка в  расстоянии между основными осями вычисляется по формуле:

,

 где  – расстояние между основными осями здания (выбирается с плана здания).

Ширина нашего корпуса составляет 54 м, а длина – 146 м

- относительная среднеквадратическая  ошибка построения основных осей.

Следовательно:

 мм; мм

 

2.3 Проект планового обоснования для строительства промышленного предприятия

Геодезические работы при строительстве  инженерных сооружений начинают с создания геодезической основы в виде сети закрепленных знаками геодезических  пунктов, определяющих положение сооружения на местности и обеспечивающих выполнение последующих построений и измерений в ходе строительства с минимальными трудозатратами и с необходимой точностью. Закрепление пунктов геодезической разбивочной основы осуществляется закладкой геодезических знаков в соответствии с требованиями нормативных документов по геодезическому обеспечению строительства. Геодезическую разбивочную основу для строительства создают путем привязки к имеющимся в районе строительства пунктам государственной геодезической сети.

Разбивочную сеть строительной площадки создают для выноса в натуру от пунктов геодезической разбивочной сети с заданной точностью основных осей сооружения, а при необходимости и для построения внешней разбивочной сети, для производства исполнительных съемок. Внешнюю разбивочную сеть инженерного сооружения создают для выноса в натуру и закрепления проектных параметров сооружения, производства детальных разбивочных работ и производства исполнительных съемок.

В зависимости от вида сооружаемого объекта разбивочную сеть строительной площадки создают либо в виде линий регулирования застройки (например, автомобильные дороги, мостовые переходы), либо в виде правильной строительной сетки, как правило, с размерами сторон 50, 100, 200 м (например, аэродромы, промышленные комплексы). В нашем случае плановую разбивочную основу необходимо создать в виде строительной сетки. Виды создания геодезической разбивочной основы для строительства промышленных предприятий определены СНиП 3.01.03-84, где сказано, что геодезическая основа создается в виде строительной сетки с размерами сторон от 50 м до 200 м., в зависимости от плотности застройки. При проектировании строительной сетки необходимо учитывать следующие требования:

1) пункты сетки должны располагаться на свободных от застройки местах;

2) между смежными пунктами должна быть прямая видимость;

3) стороны прямоугольников или квадратов должны быть кратны десяти метрам;

4) крайние пункты сетки должны несколько выходить за территорию площадки, что обеспечит их большую сохранность;

5) расположение пунктов должно позволять удобно производить работы по выносу точек основных осей зданий.

Проектная схема строительной сетки  приведена в приложение Д.

Существует несколько способов разбивки строительной сетки. Наибольшее распространение получили два: осевой способ и способ редуцирования. Рассмотрим их подробнее.

Осевой способ заключается в  следующем. Основываясь на закрепленных исходных направлениях, строят на местности  две строго перпендикулярные оси. Вдоль  полученных осевых направлений от центра откладывают отрезки, равные сторонам сетки. Рекомендуется эти измерения производить шкаловой лентой с натяжением динамометром и учитывать поправки за компарирование, наклон местности и температуру. В конечных точках строят прямые углы и продолжают разбивку по периметру. Поскольку в этом способе неизбежно накопление ошибок, то длины сторон могут несколько отличатся от проектных и не все углы будут равны строго 90°. Величины полученных ошибок могут быть уменьшены перемещением ближайших пунктов сетки. Таким образом, на площадке получают четыре полигона с построенными сторонами сетки. Затем по периметру полигонов закладывают постоянные знаки, прокладывают по ним полигонометрические ходы 1 разряда, уравнивают их и получают координаты всех пунктов, расположенных на границах полигонов. Внутренние точки получают из ходов полигонометрии 2 разряда или при помощи засечек по створам. Осевой способ обычно применяют в том случае, когда строительная площадка сравнительно не велика, или там, где не требуется большая точность и ошибками взаимного положения пунктов 3-5 см можно пренебречь.

При проектировании и разбивке на местности больших предприятий  следует применять способ редуцирования, обеспечивающий значительно более  высокую точность определения элементов  строительной сетки. В этом случае сначала выносят в натуру сетку с точностью обычного теодолитного хода и закрепляют ее временными знаками. Затем на площадке создают геодезическую основу и прокладывают полигонометрию, в результате чего определяют координаты всех пунктов, закрепленных временными знаками. Полученные координаты сравнивают с проектными и определяют величины редукции, на которые следует сместить каждый пункт предварительно разбитой сетки. После редуцирования пункты сетки закрепляют постоянными железобетонными знаками. Координаты временных знаков сетки в зависимости от заданной точности и характера местности могут быть определены способами микро триангуляции, микротрилатерации, полигонометрии и четырехугольников без диагоналей и другими. 

Краткое описание строительной сетки, запроектированной для нашего предприятия машиностроения: площадь, занимаемая сеткой равна 924300 м²; число фигур - 35; длины сторон – от 90 м до 200 м, количество пунктов – 48 (пункты по возможности размещены по проездам между зданиями таким образом, чтобы была видимость между смежными пунктами). Проектные координаты вершин сетки приведены в таблице 3.

 

Таблица 3 – Проектные координаты вершин строительной сетки

№ вершины	Проектные координаты		№ вершины	Проектные координаты
	Х	У		Х	У
1	1000	1000	25	1640	1000
2	1170	1000	26	1170	1640
3	1280	1000	27	1280	1640
4	1420	1000	28	1420	1640
5	1600	1000	29	1600	1640
6	1790	1000	30	1790	1640
7	1790	1130	31	1790	1820
8	1600	1130	32	1600	1820
9	1420	1130	33	1420	1820
10	1280	1130	34	1280	1820
11	1170	1130	35	1170	1820
12	1000	1130	36	1000	1820
13	1000	1260	37	1000	1960
14	1170	1260	38	1170	1960
15	1280	1260	39	1280	1960
16	1420	1260	40	1420	1960
17	1600	1260	41	1600	1960
18	1790	1260	42	1790	1960
19	1790	1460	43	1790	2170
20	1600	1460	44	1600	2170
21	1420	1460	45	1420	2170
22	1280	1460	46	1280	2170
23	1170	1460	47	1170	2170
24	1000	1460	48	1000	2170

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4 Проект выноса исходных  направлений строительной сетки  в натуру. Предварительная разбивка  сетки

Для перенесения проекта строительной сетки в натуру необходимо на кальке или ксерокопии сетки составить схему выноса исходных направлений. Схема выноса исходных направлений приведена в приложении Е. Сначала выбирают два взаимно перпендикулярных направления или одно исходное направление с тремя пунктами сетки, подлежащими выносу. При этом между конечными пунктами должна быть прямая видимость.

Для выноса исходных направлений строительной сетки в натуру на карте выбираются пункты плановой основы – пункты полигонометрии и/или триангуляции, от которых требуется вынести исходные направления строительной сетки в натуру. В нашем случае исходными направлениями являются направления (7,24,48), а пункты плановой основы - пункты полигонометрии пп-I¸ пп-II¸ пп-III. Координаты конечных пунктов исходных направлений, снятые графически, а также координаты пунктов полигонометрии приведены в сводной таблице 4.

 

Таблица 4 - Каталог координат пунктов полигонометрии и строительной сетки, используемые для расчета полярных расстояний и полярных углов.

Номер пункта	X, м	Y, м
I	6066100	5311497
II	6065037	5312302
III	6064241	5312076
7	6065892	5311413
24	6065089	5311889
47	6065251	5312432

 

 

 

Существует четыре наиболее распространенных способа выноса исходных направлений: полярный способ, способ прямоугольных координат, линейная засечка и прямая угловая засечка. На выбор способа влияют: условия измерений, схема построения разбивочной основы, требования к точности разбивки и т.д.

Способ прямой и обратной угловой  засечки – положение на местности  проектной точки находят отложением на исходных пунктах проектных углов, которые вычисляются при решении обратной геодезической задачи. Базисом засечки служит или специально измеренная сторона, или сторона разбивочной сети. Вынос точки производится двумя теодолитами. Точность способа зависит не только от точности отложения углов теодолитом, но и от геометрии засечки.