Геодезические работы при инженерных изысканиях

§ 57. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

 

Изыскания – это комплекс проблемных, экономиче­ских и технических исследований района предполагаемого строительства, с целью получения данных, необходимых для решения основных вопросов проектирования, стро­ительства и эксплуатации сооружений.

Для выявления общих перспектив строительства в на­меченном районе проводят проблемные изыскания для составления технико-экономического доклада о пер­спективах развития данного района (ТЭД) и технико-­экономических обоснований строительства отдельных объектов (ТЭО). Проблемные изыскания служат обосно­ванием для планирования последующих инженерных изы­сканий: экономических и технических.

Экономические изыскания проводят для определения географического района (пункта) размещения и экономи­ческой целесообразности строительства, реконструкции или расширения существующего объекта.

Технические изыскания включают в себя инженерно-геодезические, инженерно-геологические, гидрологические, гидрогеологические, почвенные, климатологические, изыскания месторожде­ний местных стройматериалов, обследование существую­щих инженерных сооружений и сбор исходных данных для составления проекта организации строительства и смет.

В состав инженерно-геодезических изысканий входят:

сбор и анализ имеющихся на район строительства топографо-геодезических материалов прошлых лет;

создание планово-высотных съемочных геодезических сетей; топографические съемки (наземные и аэрокосмические) в масштабах 1:500-1:10000, включая съемки подземных и наземных сооружений;

обновление топографических планов прошлых лет в масштабах 1:500-1:10000;

подготовка цифровых моделей местности;

трассирование линейных сооружений и закрепление трассы и ее сооружений на местности;

привязка инженерно-геологических выработок, геофизических точек;

геодезические работы при производстве гидрометеорологических изысканий;

геодезические работы для изучения опасных геологических процес­сов (например, оползни, карсты, осыпи, переработка берегов водохрани­лищ и т. д.);

геодезические работы для проектирования реконструкции и техниче­ского перевооружения существующих предприятий, зданий и сооруже­ний, включая съемки наземных и подземных сооружений, съемки суще­ствующих автомобильных дорог, гидромелиоративных систем и т. д.;

оформление и тиражирование материалов инженерно-геодезических изысканий. Назад

 

 

§ 58. ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА

 

Состав, объемы и точности геодезических работ при строительстве инженерных объектов должны обеспечивать при размещении и возведе­нии объектов строительства соответствие их геометрических параметров содержанию проектной документации, требованиям строительных норм и государственных стандартов.

Геодезические работы являются неотъемлемой частью технологиче­ского процесса строительного производства и их осуществляют по еди­ному графику для данного объекта строительства, увязанному со сроками выполнения строительно-монтажных и специальных работ.

При строительстве крупных и сложных инженерных объектов (на­пример, тоннелей, титульных мостовых переходов, аэродромов) нередко требуется разработка проекта производства геодезических работ.

В состав геодезических работ для строительства входят: создание геодезических разбивочных сетей объектов строительства; разбивка внутриплощадочных, линейных сооружений и их элемен­тов, временных зданий и сооружений;

создание внутренних разбивочных сетей зданий и сооружений (тон­нелей, мостов, путепроводов и т. д.) и производство детальных разбивоч­ных работ;

геодезическое сопровождение работой строительных машин и меха­низмов;

геодезический контроль строительно-монтажных работ и производство исполнительных съемок с подготовкой исполнительной геодезиче­ской документации;

геодезические наблюдения за деформациями зданий и сооружений и их частей.

Геодезические изыскания выполняют в соответствии с техническим заданием, которое содержит: наименование объектов и их общую характеристику, указание о стадиях проектирования; данные о местоположении и границах участков работ; сведения о целевом назначении, видах и объемах геодезических и топографических работ; данные о площадях и масштабах съемок, о высотах сечения рель­ефа по отдельным участкам; указания об очередности производства работ и сроках выдачи материалов; особые требования к выполнению работ.

К техническому заданию прилагается схема или выко­пировка с плана (карты) с указанием границ участков работ. Основываясь на техническом задании, составляют проект или программу производства геодезических изы­сканий.

Проект составляют при выполнении комплекса разнообразных и сложных работ, требующих предвари­тельной разработки специальных методов их выполнения и расчета точности создаваемых геодезических сетей, а также при инженерных изысканиях для строительства крупных и сложных предприятий и сооружений или при производстве работ в сложных природных условиях (в районах распространения оползней, селей, лавин, карста и т. д.).

Программа производства геодезических изыска­ний составляется при выполнении несложного комплекса работ, не требующих разработки специальных методов их производства и расчета точности геодезической основы, создаваемой по типовым схемам.

Проект (программа) на геодезические изыскания со­ставляется на полный комплекс этих работ и является документом, определяющим состав, методы и сроки вы­полнения работ, а также их объемы и сметную стоимость.

Проект (программа) состоит из текстовой части и при­ложений. Текстовая часть содержит следующие разделы:

общие сведения; краткая физико-географическая ха­рактеристика района работ; геодезическая и топографи­ческая изученность района работ; проектируемые опорные и съемочные геодезические сети; топографические съемки; съемка подземных коммуникаций и сооружений; привязка инженерно-геологических выработок и других точек; технический контроль и приемка работ; сроки, объемы и стоимость проектируемых работ; перечень вы­пускаемых материалов.

В случае, когда перечисленные разделы не охватывают все виды работ, предусматриваемые заданием, в проект (программу) включают дополнительные разделы.

В приложениях к проекту (программе) на геодезиче­ские изыскания приводятся: копия технического задания заказчика; схема проектируемых опорных и съемочных геодезических сетей; картограмма расположения участков топографических съемок с разграфкой листов планов; чертежи геодезических знаков; проект привязки инже­нерно-геологических выработок и других точек.

На топографическую съемку застроенных территорий, как наиболее сложную, необходимо обращать особое вни­мание. В существующих городах, для проектирования реконструируемых и для вновь прокладываемых улиц, а также во многих случаях проектирования различной застройки на новых территориях обязательно исполь­зуется геодезический фонд города, а в случае отсутствия тех или иных материалов производится геодезическая съемка. В соответствии со СНиП II-9-78 «Инженерные изыскания для строительства» при инженерно-геодези­ческих изысканиях устанавливаются следующие масш­табы съемок и высоты сечения рельефа в метрах:

1:10 000………………………5; 2; 1

1:5000……………………….. 5; 2; 0,5

1:2000………………………. 2; 1; 0,5

1:1000……………………….. 1; 0,5

1:500………………………… 1; 0,5

Для разработки проектов детальной планировки съемку магистралей и площадей выполняют в масштабе 1:2000. Для сложных объектов все съемки ведут в масш­табе 1: 500. В отдельных случаях выполняют съемку в масштабе 1: 200 с высотой сечения рельефа 0,5-0,25м. Такую съемку выполняют для составления планов отдель­ных участков промышленных предприятий и улиц (проез­дов, переходов) городов с густой сетью подземных ком­муникаций.

Когда позволяет точность проектирования, топографи­ческие планы в масштабах 1:10000, 1:5000, 1: 2000, 1:1000, 1:500 разрешается увеличивать соответственно до планов 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500, 1: 200. Полу­чив из геодезического фонда города геодезический мате­риал, который называют «геодезическая подоснова» (гео­подоснова), в обязательном порядке выполняют съемку текущих изменений. На плане геоподосновы в масштабе 1: 500, а для сложных участков в масштабе 1: 200, указываются изменения границ проезжих частей, газо­нов, тротуаров, все элементы городских улиц и дорог, все контуры застройки, входы в здания, приямки, окна первого этажа, полуподвала или подвала, въезды в квар­талы и дворы. На геоподоснове указывают линии за­стройки и элементы строящихся зданий и сооружений. Геоподоснову корректируют не только по ситуации в плане, но и в высотном отношении по отметкам всех характерных мест.

Помимо корректировки геоподосновы, в геодезические изыскания входит составление продольного профиля по оси или по лоткам проезжей части улицы с точками через каждые 20м. Кроме того, строят поперечные профили через каждые 20м и дополнительно во всех характерных местах. К характерным местам относятся: пониженные точки рельефа, пересечения, примыкания и ответвления других улиц, трамвайных путей, железных дорог, поло­жение существующих различных сооружений, опор воз­душных проводок и т. д.

Для воздушных линий (электропередач, связи) обяза­тельно определяют направление пересечений и высоту подвески проводов в самой низкой точке и над осью улиц или дороги.

В условиях нового строительства при равнинном рельефе, как исключение, допускается разбивка точек профиля и поперечников не через 20, а через 50м.

Продольный профиль городских дорог, улиц и площа­дей составляют по оси проезжей части или по лоткам в масштабах: горизонтальном – 1:1000 и 1:500, вер­тикальном – 1:100 и 1:50.

Поперечные профили составляют в масштабах: го­ризонтальный – 1:200, вертикальный – 1:100. На поперечных профилях показывают горизонтальное расстоя­ние и высотные отметки всех характерных точек. Причем, если изыскания выполняют для разработки проекта ре­конструкции городской дороги или улицы, поперечники необходимо продлевать на внутриквартальные территории через имеющиеся разрывы между зданиями или ворота для въезда во дворы.

В тех случаях, когда в материалах архитектурно ­планировочного задания отсутствуют необходимые дан­ные о размерах существующего транспортного потока (интенсивность движения в часы пик, право- и левопово­ротные потоки) и его составе (автомобили легковые, гру­зовые с разбивкой по грузоподъемности, автобусы, трол­лейбусы, трамваи и т. д.), а также об интенсивности пе­шеходного движения, получение этих сведений вклю­чается в состав изыскательских работ. Эти сведения уста­навливают специальными подсчетами в часы пик в наи­более напряженных местах. Такие же наблюдения и под­счеты выполняют в тех случаях, когда между периодом разработки проекта планировки (архитектурно-планиро­вочного задания) и изысканиями для технического проекта имеется значительный перерыв.

В состав изыскательских работ входит сбор данных, а в случае необходимости, и натурные обследования, вы­полняемые для расчета водосточной сети, определения площади водосборных бассейнов, коэффициентов стока. А также сбор данных о существующей водосточной сети от истоков до устья, о системе водоотвода и способах осветления стока.

На жилые и нежилые строения, попадающие в зону строительства городских улиц, дорог и площадей, состав­ляют ведомости, в которых указывают адрес строения, назначение, материал строения, этажность, площадь застройки, объемы застройки, заселенность, владельца строения.Ведомость инвентаризации жилых и нежилых строений дополняют документом о степени износа строений, который составляется межведомственной ко­миссией.

В процессе изысканий собирают данные о существу­ющих зеленых насаждениях. Все насаждения, попадаю­щие в зону строительства городских улиц, дорог и пло­щадей, подлежат таксации, их наносят на геоподоснову. Дендролог составляет на них перечетную ведомость, в которой указывает название пород деревьев, количество деревьев и кустарников в штуках, диаметр, возраст, вы­соту, состояние и некоторые другие данные. Отдельно стоящие деревья ценных пород должны быть показаны на плане с отметкой их высотного положения.

На планах застроенных территорий в масштабах 1:5000-1:500 не показывают переносные и временные сооружения, находящиеся внутри проездов и дворов (ларьки, палатки, киоски и т. д.); временные заборы и сооружения на строительных площадках.

На планах застроенных территорий в масштабе 1:5000 не показывают нежилые строения площадью менее 1,5 мм² на плане; границы и заборы владений внутри кварталов, приусадебные огороды; палисадники, тро­туары; линии связи и электропередач низкого на­пряжения; выходы подземных

коммуникаций в горо­дах и на промышленных площадках; стенные марки и реперы.

Рельеф местности изображают горизонталями в соче­тании с отметками точек и условными знаками обрывов, скал, воронок, ям, оврагов, оползней и др. При изобра­жении характерных форм рельефа (гор, котловин, седло­вин, пойм рек, террас и др.) проводятся полугоризонталии вспомогательные горизонтали.

Определяют высоты плотин, мостов, верха и по­дошвы насыпей, шлюзов, пересечений дорог, колод­цев и т. д.

При высоте сечения рельефа более 1м пикеты вычис­ляются до 0,01м и подписываются на плане с точностью до 0,1м. При высоте сечения рельефа менее 1м высоты пикетов вычисляются и подписываются на плане до 0,01м. На каждом квадратном дециметре плана подписывают не менее 5 отметок характерных точек местности.

На топографических картах и планах подписывают названия населенных пунктов, улиц, рек, озер, источ­ников, болот, лесов, гор, хребтов, лощин и других геогра­фических объектов.

Геодезические изыскания, проводимые для проекти­рования линейных сооружений, имеют свои отличия от изысканий стройплощадок под промышленные предприя­тия, городские и другие виды застройки. Назад

 

§59. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЯХ

ТРАСС ЛИНЕЙНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Трассой называется ось проектируемого сооружения линейного вида, обозначенная на местности или нанесен­ная на карте, фотоплане или цифровой модели местности. Основными элементами трассы являются план: – ее про­екция на горизонтальную плоскость и продольный профиль – вертикальный разрез по проектируемой линии сооружения.

В плане трасса состоит из прямых участков разного направления, сопрягающихся между собой горизонталь­ными кривыми постоянного и переменного радиуса кри­визны. В продольном профиле трасса состоит из линий различного уклона, соединяющихся между собой верти­кальными круговыми кривыми. На ряде трасс (электро­передач, канализации) горизонтальных и вертикальных кривых не проектируют.

При построении продольного профиля трассы верти­кальный масштаб для наглядности делают в 10 раз крупнее горизонтального. Для характеристики местности в направлениях, перпендикулярных к трассе, составляют поперечные профили в одинаковом горизонтальном и вертикальном масштабах, например 1:100.

К трассе предъявляют определенные требования, кото­рые устанавливаются в соответствии с техническими усло­виями на ее проектирование. Для дорожных трасс с твер­дым покрытием основными требованиями являются плав­ность и безопасность движения с расчетными скоростями. К трассам каналов и самотечных трубопроводов предъяв­ляют требования по обеспечению требуемых уклонов с целью соблюдения проектных режимов их работы.

Наиболее полной по объему и одновременно наиболее типичной является программа геодезических работ при­менительно к дорожным изысканиям; сущность ее сво­дится к следующему.

Комплекс изыскательских работ по выбору трассы, согласно техническим и экономическим условиям, назы­вается трассированием. Проектирование трассы по топо­картам, планам, аэросъемочным материалам и цифровой модели местности называется камеральным трассирова­нием. Перенос запроектированной трассы на местность, с уточнением ее положения и закрепления в натуре, на­зывается полевым трассированием.

Ка­меральное трассирование дороги выполняется в следующем порядке. Вначале на карте мелкого масштаба намечают в пер­вом приближении наиболее целесообразное направле­ние дороги. За­ тем на планах более крупного масштаба (1:5000, ­1:10000) изучают возможные варианты трассы и выбирают оптимальный вариант.

Обычно трассу приходится проектировать, обходя различные препятствия – жилые кварталы и ценные земли, болота, обеспечивая мостовой переход в наиболее узком месте реки, уменьшая уклон дороги и т. п.

В процессе полевого трассирования утвержденный вариант трассы переносится на местность по координатам вершин углов поворота или по данным их привязки к местным предметам.

По трассе прокладывается теодолитный ход. Вдоль трассы разбивают пикетаж. Для чего от ее начального пункта, называемого нулевым пикетом, последовательно откладывают отрезки по 100м. Концы каждого из них закрепляют деревянными кольями – пикетами, сокра­щенно обозначаемыми ПК0, ПК1, ПК2 и т. д. При таком счете номер пикета указывает расстояние в сотнях мет­ров, пройденное от начала трассы.

­Кроме того, кольями обозначаются точки перегиба скатов, т. е. точки, где меняется уклон местности, а так­же места пересечения трассы с реками, дорогами, под­земными и наземными коммуникациями. Положение каждой из таких точек, называемых плюсовыми, опреде­ляется ее расстоянием от ближайшего младшего пикета.

 

Рис. 76. Пример пикетажного журнала

 

Для обеспечения плавного движения транспорта в местах поворота трассы ее смежные прямые участки со­прягаются кривыми, чаще всего круговыми, т. е. дугами окружностей определенного радиуса. При проходе трас­сы по косогору с поперечным уклоном более 0,200 на местности разбиваются перпендикулярные к трассе ли­нии – поперечники. Длины поперечников назначаются в зависимости от ширины дороги. При раз­бивке поперечника закрепляют кольями его концы, точку пересечения с трассой, а также точки перегиба скатов. Одновременно с разбивкой пикетажа и кривых ведется съемка ситуации прилегающей к трассе местно­сти в полосе шириной по 100м с каждой стороны трассы. Результаты съемки заносятся в пикетажный журнал (рис. 76), в котором трасса изображается условно в выпрямленном виде, а углы поворота указываются стрелками. Пикетажный журнал ведется в крупном мас­штабе, например, 1:2000. В случае сложной ситуации и_рельефа с большим количе­ством плюсовых точек при­меняют более крупный мас­штаб; для местности с одно­образной ситуацией и слабо выраженным рельефом мас­штаб пикетажного журнала уменьшают.

На завершающем этапе изысканий производится техническое нивелирование трассы в прямом и обратном направлениях. В прямом хо­де нивелируются пикеты, плюсовые точки, главные точки кривой и поперечни­ки; в обратном ходе – только пикеты. Для этого нивелир устанавливают посередине между пикетами и берут отсчеты по черной и красной сторонам реек, стоя­щих на пикетах. Плюсовые точки, ось и концы попереч­ника, а также главные точки кривой нивелируют, отсчи­тывая только по черной стороне рейки. При нивелировании крутых скатов бывает невозможным сделать отсчеты по установленным на пикетах рейкам, так как визирный луч проходит или выше рейки, или ниже ее. В таких слу­чаях для связи двух пикетов используют плюсовые точки либо выбирают одну или несколько вспомогательных то­чек, называемых иксовыми, и с их помощью передают от­метку с заднего пикета на передний.

Необходимым условием полевого трассирования яв­ляется привязка трассы к реперам государственного ни­велирования. В этом случае допустимая невязка в превы­шениях вычисляется по формуле

 

f_h = ± 50мм ,

где L – длина трассы в километрах.

По данным нивелирного и пикетажного журналов со­ставляется продольный профиль трассы.

В связи с широким внедрением в геодезическое про­изводство электронных методов измерения расстояний для стадии технического проекта предложен новый спо­соб трассирования линейных сооружений, названный бес­пикетным.

По вынесенной на местность трассе сооружения про­кладывается полигонометрический ход, в котором изме­ряются длины сторон и расстояния между створными знаками, расположенными по трассе через 500м.

Затем по створу трассы нивелируются одни только створные точки и характерные точки рельефа; расстоя­ние до последних определяют нитяным дальномером зри­тельной трубы нивелира. Положение и отметки стомет­ровых пикетов определяют графически по профилю, по­строенному на основе нивелирования створных и плюсовых точек.

В настоящее время развитие аэрофотосъемки и ме­тодов ее обработки позволяет сократить сроки изыскательских работ в 2-3 раза. Такое повышение эффективности изысканий обеспечивается заменой полевого трассирования на первой стадии проектирования камеральным трассированием по аэроснимкам на стереоприборах. Используя пространственное изображение местности, на снимках стереопары намечают положение основных пунктов трассы, разбивают пикетаж, кривые, поперечни­кии определяют отметки всех точек трассы фотограм­метрическим нивелированием. Назад

 

 

§ 60. ЭЛЕМЕНТЫ КРУГОВЫХ КРИВЫХ. ВЫНОС ПИКЕТА НА КРИВУЮ

 

Чтобы разбить круговую кривую, достаточно опреде­лить на местности положение ее трех главных точек, (рис. 77): начала кривой А, середины кривой В ' и конца кривой С (сокращенно НК, СК и КК). Для это­го от вершины угла поворота В нужно отложить отрезки ВА=ВС=Т, а вдоль биссектрисы угла –отрезок ВВ'. Эти отрезки обозначаются соответственно через Т и Б и называются тангенсами и биссектрисой кривой. Кроме того, необходимо знать длину кривой К и величину домера Д, т. е. разность между двумя тангенсами и длиной кривой.

Все указанные элементы кривой могут быть найдены по измеренному углу поворота θ и заданному проектом радиусу R из следующих соотношений:

 

. (60.1)

 

.(60.2)

. (60.3)

Д = 2 Т – К. (60.4)

В формуле (60.3) ρ – коэффициент перевода угла из градусной меры в радианную.

 

 

 

­

 

 

Рис. 77. Круговая кривая Рис. 78. Вынос пикета на кривую

 

 

На практике все элементы кривой выбираются из специальных таблиц по аргументам θ и R.

Расстояния по трассе считаются по кривым, а раз­бивка пикетажа ведется вдоль тангенсов. Поэтому чтобы учесть разницу между длиной двух тангенсов и кривой, все пикеты за вершиной угла смещаются на величину домера.

При больших радиусах кривых длины тангенсов мо­гут достигать нескольких сотен метров и разбивка нача­ла и конца кривой от вершины угла становится неудоб­ной. В этом случае рассчитывают главные точки кривой в пикетных обозначениях.

Пусть, например, радиус кривой R= 100м, вершина угла поворота 6=38⁰34' находится на расстоянии 30м от пикета 2 (сокращенно ПК2+З0,00 м). Выбрав из таблиц остальные элементы кривой Т= 34,99м, К= 67,31 м и Д =2,66 м, вычисляют пикетные обозначения начала и конца кривой по следующей схеме:

Уг.№ 1 ПК2 + 30,00 м

– Т 34,99 м

-------------------------------------------------------------

НК ПК1 + _ 95,01 м____________________

+ К 67,31 м

-------------------------------------------------------------

КК ПК2 + 62,32 м

 

 

Из приведенной схемы видно, что разбивка начала и конца кривой сводится к отложению расстояний 95,01м и 62,32м соответственно от ПК1 и сдвинутого вперед на величину домера ПК2. Независимо от длины кривой эти расстояния всегда будут меньше 100м. Все пикеты, находящиеся на тангенсах, должны быть выне­сены на кривую. Для этого необходимо определить их прямоугольные координаты относительно условного на­чала, расположенного в начале или конце кривой. Пусть на кривую радиуса R требуется вынести пикет под номе­ром n, предыдущий пикет n– 1 находится на расстоянии l от начала кривой (рис.78). По длине дуги К = 100м – l и радиусу R прямоугольные координаты пикета n вычисляются по формулам

 

(60.5)

, (60.6)

где .

Таким образом, для выноса данного пикета на кри­вую нужно отложить от начала кривой НК взаимно пер­пендикулярные отрезки x_n и у_n; пикеты, расположенные за вершиной угла, выносятся на кривую от конца кривой. Назад

 

ГЛАВА 11