Инженерно-геодезические разбивочные работы

выполняют при четырёх положениях горизонтального круга зенит прибора, что позволяет исключить некоторые приборные ошибки. Подставку прибора на штативе также переставляют между приёмами на 120° с целью исключения ошибок центрирования.

Если точка базисной фигуры перенесена вертикальным проектированием  через технологическое отверстие, то тахеометр устанавливается над  ней, ориентируется на любую видимую точку основы и выполняются разбивочные работы. Если нет технологического отверстия, и, следовательно, нет точек базисной сети, то для их построения используют другие способы.

Точность передачи внутренней разбивочной основы с исходного  горизонта на монтажный можно подсчитать по формуле:

mпер=√mисх2+mц2+mвп2+mф2     (5) , где mпер- ср.кв. ошибка передачи точки на монтажный горизонт; mисх- ср.кв. ошибка положения точки на исходном горизонте (согласно ведомости оценки точности по результатам уравнивания равна 1 мм); mц - ср.кв. ошибка центрирования (при установке прибора над знаком с помощью оптического центрира mц=0.5 мм) ; mвп - ср.кв. ошибка вертикального проектирования (при точности зенит прибора 5" и отметке высшего монтажного горизонта 81,9 mвп=sin5"x81.9=1.99мм; mф - ср.кв. ошибка фиксации точки на монтажном горизонте (в среднем можно принять 0.5 мм). Таким образом согласно формулы (5) mпер= 2.34.

 

 

 

Построение  разбивочной основы обратной засечкой. В случае, когда на захватке и, следовательно, на монтажном горизонте нет точек внутренней сети, то задача построения разбивочных осей может быть решена, если с монтажного горизонта есть видимость на пункты внешней разбивочной сети здания или другие пункты, заблаговременно построенные в окрестностях возводимого сооружения. Такими исходными пунктами могут быть марки катафоты пространственной сети.

 

В этом случае плановое положение  тахеометра или любой другой удобной  для производства разбивочных работ  точки находится методом обратной засечки по трем и более точкам. Обратная засечка может быть чисто  угловой (задача Потенота) или линейно угловой. При наличии электронного тахеометра, естественно воспользоваться возможностями современного высокоточного прибора и его встроенными программами, в том числе программой обратной линейно-угловой засечки. При этом разбивка осей на монтажном горизонте производится со «свободной станции» в координатном режиме обычными приемами.

Погрешности разбивки осей будут слагаться из погрешностей планового положения исходных пунктов, погрешностей обратной засечки и  разбивочных работ. Если на «захватке» есть точка внутренней сети, построенная методом вертикального проектирования, то для производства контрольных измерений и разбивочных работ опять-таки необходима видимость на пункты внешней сети сооружения. Это позволит выполнить контрольное определение координат точки стояния прибора и ориентировать его. Если с ростом этажности здания теряется видимость на знаки внешней сети и на окружающей застройке не представляется возможным установить марки катафоты, то, начиная с некоторого монтажного горизонта, засекают окрестные, четко различимые предметы местности (шпили, антенны, громоотводы и пр.), которые могут служить хорошими ориентирами и контролировать перенос точки. На рис. 7 схематически показана ситуация на монтажном горизонте. А и В – ориентирные точки, расположенные соответственно на расстояниях S₁ и S₂ от места производства работ. Точка D соответствует вертикальной проекции точки внутренней (базисной) сети, а реальному ее положению соответствует точка С. Таким образом, ошибка вертикального переноса в линейном выражении есть величина е. Контроль вертикального переноса, как отмечено ранее, производится измерением горизонтальных направлений на предметы местности. Иначе говоря, о качестве вертикального переноса точки судят по разности значений горизонтальных углов х и v, измеренных на данном монтажном горизонте и исходном соответственно. Нетрудно видеть, что на приведенной схеме разность х – v есть ошибка измерения угла из-за ошибки е, т.е. известной ошибки центрирования. Влияние ошибки центрирования на точность измерения горизонтального угла в классическом виде выражается зависимостью

  (6)

Здесь L – расстояние между ориентирными точками А и В.

Из формулы (6) найдем е, а для упрощения расчетов примем L=2S, а также S₁ = S₂, т.е.

.  (7)

Из (7) видно, что при заданной допустимой ошибке , чем больше расстояние S от точки стояния прибора до ориентирных пунктов, тем больше линейный элемент е. Например, при S = 200 м; = 20", получим е = 14 мм. Это недопустимые смещения базисной точки с вертикали. Следовательно, ориентирные визирные цели должны располагаться как можно ближе, а допустимые угловые отклонения не должны превышать нескольких секунд.

Построение  разбивочной основы полярной засечкой. Ранее описанный способ наклонного проектирования может быть использован с некоторым видоизменением при построении точки внутренней плановой разбивочной сети на «захватке» прямым наклонным визированием с ближайшего нижнего монтажного горизонта при наличии прямой видимости между монтажным горизонтом и «захваткой».

Точка или несколько  точек строятся способом полярных координат  с нижнего монтажного горизонта наклонным визированием в прямом и обратном направлениях. Измеряемыми величинами при этом являются полярный (ориентирный) угол и полярное расстояние.

При наличии электронного тахеометра построение точки выполняется  «в координатах», следовательно, закреплённой точке на захватке тут же приписываются и её координаты.

 

С построенной точки  для целей контроля выполняют обратные измерения, используя хотя бы одну точку внешней разбивочной сети вне здания.

Построение  разбивочной основы спутниковыми методами. Разбивочную основу на открытом монтажном горизонте можно построить спутниковыми методами. Для этих целей необходимо иметь несколько спутниковых приёмников, часть из которых устанавливается на пунктах внешней разбивочной сети здания или разбивочной сети строительной площадки. Обычно это два приёмника R₁ и R₂ (рис. 8).

Кроме того, один или два  приёмника устанавливаются на перекрытии в местах с открытым горизонтом (точки В₁ и В₂). Места установки приёмников как над знаками исходной планово-высотной основы, так и на монтажном горизонте тщательно выбирают с тем, чтобы исключить многолучевого приёма отражённых сигналов со спутников. Выполнив наблюдения, результаты обрабатывают специальными компьютерными программами и вычисляют координаты точек на монтажном горизонте.

При спутниковых определениях на высоких объектах (сверхвысоких зданиях, сооружениях башенного типа и т.п.) возникают дополнительные проблемы, связанные с колебаниями сооружений под влиянием ветровых нагрузок, кручения башни из-за неравномерности солнечной радиации и других факторов. В связи с этим немаловажным является выбор времени наблюдений. Это могут быть ночные безветренные часы или облачная спокойная погода.

Построив базисную фигуру на монтажном горизонте и в  конечном итоге, выполнив разбивку осей, приступают к разбивке мест установки  конструкций. Оси или контуры  более сложных элементов конструкций (эркеров, балконов, лифтовых шахт и т.п.) могут быть построены геодезической службой строительной площадки, используя обычные способы разбивок. Наиболее просто и с достаточной точностью на опалубке перекрытия или на гладкой бетонной поверхности самого перекрытия реализуются способы линейной и створно-линейной засечек, способ прямоугольных координат и их сочетания. Естественно, для производства этих детальных разбивок необходимо выполнить предварительную аналитическую подготовку, используя план перекрытия, координаты осей и привязки элементов конструкций к осям сооружения.

Описанная технология детальных  разбивок представляет собой цепочку  последовательных этапов взаимосвязанных построительных и измерительных геодезических работ, конечным результатом которых является планово-высотное положение конструкции.

Повторим эти этапы:

• построение базисной фигуры на монтажном горизонте;
• вертикальное проектирование и построение базисной фигуры на высших монтажных горизонтах;
• построение основных и разбивочных осей на монтажном горизонте;
• разбивка элементов конструкций на перекрытии.

Каждый этап работ  сопровождается и завершается контрольными измерениями. И, тем не менее, накопления ошибок не избежать. Нетрудно видеть, что каждое звено в цепи последовательных построений, не только несёт в себе какие - то ошибки, но и влияет на конечный результат построений. Чем больше дополнительных построений, тем больше ошибка конечного результата. Поэтому естественным является стремление сократить количество промежуточных этапов построений.

Наиболее простой и  получившей сегодня достаточно широкое  распространение схемой производства детальных разбивочных работ на монтажном горизонте является технология разбивок электронным тахеометром посредством «свободной станции». Схема работ в этом случае выглядит так:

• определение координат точки стояния прибора на монтажном горизонте обратной засечкой;
• разбивка осей или элементов конструкций на перекрытии.

Реализуя приведенную  схему, следует придерживаться определённых условий:

• разбивочные работы на монтажном горизонте необходимо выполнять с одной «свободной станции», координаты которой определены;
• для удобства последующих разбивок, с этой «свободной станции» следует построить несколько удобных для производства разбивочных работ вторичных станций.

Эти предосторожности позволяют  избежать влияния ошибок собственно обратной засечки на взаимное расположение конструкций.

Вторая схема детальных  разбивок основана на использовании  спутниковых определений. Эта технология также достаточно привлекательна особенно при строительстве башенных и сверхвысоких сооружений, когда пункты пространственной разбивочной сети здания в процессе его строительства расположились слишком низко по отношению к монтажному горизонту.

Схема работ в этом случае представляется следующим образом:

• определение координат двух точек стояния спутниковых приёмников на монтажном горизонте;
• производство разбивочных работ на монтажном горизонте при помощи электронного тахеометра.

В этой схеме можно  ограничиться определением координат  одной точки на монтажном горизонте при помощи спутникового приёмника, если с этой точки виден хотя бы один пункт внешней пространственной сети здания или пункт разбивочной сети строительной площадки.

Легко видеть, что две последние  схемы работ на монтажном горизонте  требуют меньше трудовых затрат, чем первая, но они достаточно наукоёмкие и предполагают наличие современной высокотехнологичной геодезической аппаратуры.

Собственно разбивка осей на монтажном горизонте может быть реализована также несколькими способами в зависимости от способа перенесения и построения базисной фигуры на монтажном горизонте. Рассмотрим некоторые часто встречающиеся случаи.

1. Точки базисной фигуры  перенесены методом вертикального  проектирования. После контрольных промеров сторон и диагоналей базисной фигуры разбивочные оси строятся по их привязкам к сторонам фигуры способами створно-линейной и собственно линейной засечками. Эти способы описаны в разделе 7.4. Пересечения разбивочных осей сначала отмечаются на бетонной поверхности монтажного горизонта карандашом, а затем закрепляются дюбель гвоздем и открашиваются.

2. Свободная  станция на монтажном горизонте. Если точку базисной фигуры не удалось построить на монтажном горизонте способом вертикального проектирования, но плановое положение произвольной точки на «захватке» определено из обратной линейно угловой засечки по наблюдению знаков внешней плановой сети здания, то разбивку с этой «свободной станции» производят в следующем порядке. Электронный тахеометр переводят в режим «Разбивочные работы». Далее вводят координаты точки стояния, т.е. координаты свободной станции и координаты точки ориентирования, на которую и наводятся. Последовательно вводя координаты точек пересечения осей, производят их разбивку и закрепление. Погрешности разбивки осей (или конструкций) в таком случае будут складываться из погрешностей исходных данных m_ис, погрешностей определения координат свободной станции из обратной засечки m_св, погрешностей разбивки точки полярной засечкой m_пол и погрешности фиксации построенной точки m_ф. Итоговая погрешность разбивки осей на монтажном горизонте посредством свободной станции окажется равной

.  (8)

Некоторые из обозначенных погрешностей нами изучены ранее. Так, под погрешностью исходных данных в  описанной ситуации выступает погрешность планового положения центров марок катафотов, подсчитанная нами ранее для внешней разбивочной сети здания. Для небольших строительных площадок (с условным радиусом окружности около 50 м) эта погрешность составит около 3 мм. Погрешность разбивки точки полярной засечкой тахеометром для расстояний 30 м рассчитана в разделе 9.5 и составляет 2,5 мм. Погрешность фиксации можно принять равной 2 мм. Относительно погрешности координат свободной станции следует сказать следующее. Координаты планового положения свободной станции могут быть получены несколькими путями:

а) из решения обратной угловой засечки по наблюдениям трех и более пунктов с известными координатами;

б) из решения обратной линейной засечки по измеренным расстояниям до двух и более пунктов с известными координатами;

в) из линейно-угловой засечки по измеренным расстояниям до двух и более пунктов и горизонтальным углам между направлениями на пункты.

В инструкциях по эксплуатации электронных тахеометров не сказано, каков способ измерений, и какой алгоритм вычислений заложен в процессор тахеометра. Так для тахеометров фирмы Sokkia в инструкциях указывается, что возможны ситуации, когда прибор может оказаться на «опасном» круге, и обратная засечка в таком случае не решается. Прибор следует переместить в новую точку. Из этого можно заключить, что в приборе заложен алгоритм решения обратной засечки по углам (задача Потенота). В инструкциях к приборам фирмы Trimble говорится, что задача может быть решена и при наличии двух исходных точек. Следовательно, в этих приборах заложен алгоритм решения задачи по измеренным расстояниям до исходных пунктов, или по расстояниям и углу между направлениями на исходные пункты.

Ранее нами была получена формула средней квадратической ошибки планового положения свободной станции, если ее координаты получены из обратной линейно-угловой засечки, см. Методические указания. Часть 1. Если в качестве исходных пунктов принято большее их количество, чем необходимо, то результаты вычисления координат свободной станции усредняются, как это делается во многих тахеометрах.

Так для трёх исходных пунктов, приняв ошибки измерения расстояний тахеометром m_L = 3 мм, ошибки измерения углов m_β = 5", для расстояний L в пределах 50 м получим погрешность свободной станции в пределах 3,0 мм без учета ошибок исходных данных. В результате разбивка точки на монтажном горизонте способом полярных координат со свободной станции для расстояний до 50 м может быть выполнена с ошибкой около 4 мм. Поэтому, чтобы как-то ослабить влияние погрешностей разбивки точек со свободной станции, стремятся производить разбивки на монтажном горизонте с одной станции, для чего её следует закреплять. Иначе ошибки разбивки точек с нескольких свободных станций на одном монтажном горизонте могут достигать недопустимых значений.