ГЕОДЕЗИЧНА БУДІВЕЛЬНА СІТКА
Будівельна сітка створюється в основному на промислових майданчиках й є основою для розбивочних робіт, монтажу технологічного устаткування й виробництва виконавчих зйомок.
Характерною рисою будівельної сітки як інженерно-геодезичної мережі є розташування пунктів, що утворять сітку квадратів або рідше прямокутників, сторони яких паралельні осям проектованих споруд або осям розташування технологічного устаткування. Таким чином, будівельна сітка являє собою закріплену на місцевості систему прямокутних координат, що полегшує прив'язку осей споруд і виробництво розбивочних робіт.
На відміну від інших видів опорних мереж точну конфігурацію й розташування пунктів будівельної сітки проектують заздалегідь. Проектування виконують на генеральному плані майбутнього споруди. При цьому місця розташування пунктів будівельної сітки намічають таким чином, щоб забезпечити схоронність найбільшого їхнього числа в процесі виробництва будівельних робіт на площадці.
Залежно від призначення будівельної сітки й типу споруджуваного об'єкта довжину сторони квадрата сітки приймають від 100 до 400м. Найбільше поширення одержала сітка зі стороною 200 м. У цехових умовах для розміщення технологічного встаткування сітку проектують зі стороною 10 - 20м.
При створенні будівельної сітки використовують приватну прямокутну систему координат. Початок цієї системи вибирають таким чином, щоб всі пункти будівельної сітки мали позитивні значення абсцис й ординат. Координатні осі в більшості випадків позначають буквами А і В. Для позначення номера пункту до букв додають індекс, що вказує число сотень метрів по осі абсцис або ординат. Так, наприклад, номер пункту, позначений АЗ/В5, буде вказувати, що цей пункт має координати: X=300 м, Y=500 м. Для точок, координати яких не кратні 100м, запис їхніх позначень роблять подібно пікетажним; наприклад, запис А14 + 25,65/58 + 30,50 буде означати, що точка має координати Х= 1425,65м, Y=830,50м.
Вимоги до точності побудови будівельної сітки визначають виходячи з її призначення. Досвід будівництва великих промислових комплексів показує, що в більшості випадків для виконання основних розбивочних робіт і виконавчих топографічних зйомок у масштабі 1:500 помилки у взаємному положенні суміжних пунктів будівельної сітки в середньому повинні становити 1:10000 або 2см для відстаней між ними в 200м. Прямі кути сітки повинні бути побудовані із середньої квадратичною помилкою 20".
Винос у натуру будівельної сітки з дотриманням (у межах заданої точності) намічених місць розташування її вершин роблять у кілька етапів.
Спочатку виносять у натуру вихідні напрямки. На одному з них вибирають дві точки А і В (рис. 13.5), координати яких визначають графічно й, використовуючи координати пунктів планової основи, як правило наявних у районі будівництва, вирішують зворотні геодезичні завдання й обчислюють полярні координати S1 і S2, β1 й β2. Для виключення грубих помилок доцільно винести в натуру третю точку C по елементах S3, β3. Після закріплення точок А, B i С на місцевості вимірюють кут ВАС, по відхиленню якого від 90° можна судити про точність виконаних робіт.
Тому що координати точок А, В, З визначалися по генплану графічно, то точність їх виносу в натуру складе близько 0,2 - 0,3 мм на плані. Але це не грає істотної ролі, тому що на цю величину зміститься весь комплекс проектованих споруд.
Однак таким способом не можна виносити в натуру будівельну сітку при реконструкції або розширенні споруджуваного підприємства. У цьому випадку нову будівельну сітку варто розвивати
Рис. 13.5. Схема виносу в натуру вихідних напрямків будівельної сітки
як продовження існуючої. Якщо знаки побудованої (старої) сітки не збереглися, варто відновити на місцевості основні осі існуючих цехів або установок, з якими технологічно зв'язані знову створювані споруди, і вже від них (як від вихідних напрямків) розбивати нову будівельну сітку.
Від винесеного й закріпленого в натурі вихідного напрямку виконують детальну розбивку будівельної сітки осьовим способом і способом редукування.
При осьовому способі розбивки будівельну сітку відразу будують на місцевості з розрахунковою точністю шляхом точного відкладення проектних елементів. Для цього, опираючись на закріплені вихідні напрямки, прагнуть винести два взаємно перпендикулярних напрямки АВ й АС, що перетинаються приблизно в середині майданчика (рис. 13.6). Тому що вихідні напрямки винесені в натуру з невеликою точністю, то кут ВАС може значно відрізнятися від прямого. Вимірюють кут β двома-трьома прийомами теодолітом типу 2Т2 й, обчисливши величину відхилення його від прямого кута ∆β=90° — β, виправляють положення точок В і С лінійними виправленнями ∆ SВ і ∆ SС, щоб напрямку АВ й АС стали строго перпендикулярними. Виправлення обчислюють по формулах
(13.30)
причому відстані АВ1 й АС1 беруть із генплану з точністю до 1 м. Виправлене положення точок В і С закріплюють на місцевості і уздовж цих осей відкладають у створі по теодоліті відрізки, рівні довжинам сторін сітки. Виміру виконують рулетками або стрічками з натягом по колах з урахуванням виправлень за температуру, нахил, компарування. Доцільно застосовувати електронні тахеометри, що дозволяють швидко обчислювати горизонтальні прокладання з урахуванням всіх виправлень. Закінчивши розбивку в кінцевих пунктах Р, ДО, ПРО, Е, будують на них прямі кути й продовжують розбивку по периметрі сітки. Після цього тимчасові знаки заміняють на постійні. Потім по створах між відповідними пунктами основних чотирьох полігонів розбивають і закріплюють пункти, що заповнюють, сітки.
Рис. 13.6. Схема розбивки будівельної сітки осьовим способом
Якщо майданчик невелика, а розбивку вершин сітки роблять із високою точністю, то отримані координати вершин сітки будуть незначно відрізнятися від проектних. Однак при розбивці сіток більших розмірів важко з високим ступенем точності виконати розбивку й урахувати всі виправлення при відкладанні довжин ліній. У результаті цього фактичні результати можуть істотно відрізнятися від проектних, що викличе певні утруднення при розбивці споруд. Тому застосовувати осьовий спосіб доцільно на невеликих майданчиках або там, де точність розбивочних робіт невелика й відхиленням координат пунктів сітки від них проектних значень у межах 3 - 5 см можна зневажити.
Для проектування розбивочних робіт зручніше мати таку сітку, координати пунктів якої практично не відрізняються від проектних. Це можна одержати при побудові сітки способом редукування.
При способі редукування сітку спочатку будують із точністю 1:1000 - 1:2000 відповідно до проекту на всій площадці й закріплюють тимчасовими знаками. Потім створюють на площадці планові мережі й визначають точні координати всіх закріплених тимчасовими знаками пунктів сітки.
На більших майданчиках планові мережі будують у кілька етапів. Як головна основа можуть служити мережі тріангуляції, трилатерації, світловіддалемірної полігонометрії або лінійно-кутові мережі.
Пункти головної основи прагнуть розташувати по кутах майданчика; між ними по периметрі прокладають ходи першого порядку, між якими розвивають ходи другого порядку.
Найбільш ефективним методом визначення координат пунктів будівельної сітки першого порядку є світловіддалемірна полігонометрія.
Координати пунктів у мережах, що заповнюють, можуть визначатися різними методами: ходами полігонометрії (світловіддалемірної, траверсної, короткобазисної), тріангуляцією, без діагональними чотирикутниками, лінійними зарубками, кутовими двох-фігурними зарубками проф. А. І. Дурнєва й ін.
Для створення мереж другого порядку особливо ефективним є метод чотирикутників без діагоналей.
Положення пунктів, що заповнюють, будівельної сітки може бути отримане на місцевості також способом створів з пунктів основних полігонів.
Тому що попередня розбивка будівельної сітки виробляється з точністю порядку 1:1000 - 1:2000, те після зрівняння координати пунктів сітки будуть істотно відрізнятися від їхніх проектних значень. Щоб знайти на місцевості проектне положення пунктів, виконують редукування. По фактичних і проектних координатах шляхом рішення зворотних геодезичних завдань визначають кутові β і лінійні l елементи редукцій
Рис. 13.7. Схеми редукування пунктів будівельної сітки (а) і закріплення пункту постійним знаком (б)
(рис. 13.7) і відкладають їх від тимчасових знаків. Для редукування складають розбивочне креслення, на яке виписують дирекційні кути всіх напрямків й елементи редукцій.
Редукування виконується в такий спосіб. Над тимчасовим знаком, наприклад А', установлюється й приводиться в робоче положення теодоліт. Від напрямку А'В’ відкладається кутовий елемент редукції βА і фіксується напрямок А'А. Уздовж цього напрямку за допомогою рулетки відкладається лінійний елемент редукції lA. Таким чином, на місцевості буде визначене положення точки А, координати якої відповідають проектним значенням. Аналогічним образом редукують всі пункти будівельної сітки.
Відредуковані пункти сітки закріплюють постійними знаками, що представляють собою залізобетонні моноліти або забетоновані відрізки рейок, металевих труб і т.п. із привареними зверху марками або металевими пластинами розміром 200x200 мм. Щоб при закладці постійного знака не втратити положення відредукованого пункту, надходять у такий спосіб. Перед установкою знака положення пункту фіксують двома створами 1 й 2 на колах. Після установки знака по мітках на верхніх торцях колів натягають струни (лісочку) і відновлюють на знаку положення вершини сітки.
Після закріплення сітки постійними знаками необхідно виконати контрольні виміри. Лінійні виміри роблять вибірково. Звичайно перевіряють довжину окремих сторін сітки в найбільш слабких місцях (між ходами другого порядку). Контрольні кутові виміри виконують на пунктах, розташованих у шаховому порядку, з таким розрахунком, щоб охопити всі сторони сітки.
Під впливом неминучих помилок вимірів контрольні проміри будуть відрізнятися від теоретичних. Ці відхилення не повинні перевищувати 20 мм у довжинах сторін, 40" - у прямих кутах.
Якщо в результатах контрольних промірів промахів не виявлено, то надалі при розбивці споруд приймають координати пунктів сітки, рівними проектним, а кути між сторонами - прямими.
По пунктах будівельної сітки прокладають ходи нівелювання III - IV класів. У цьому випадку будівельна сітка є висотною основою.
ВИСОТНІ ОПОРНІ МЕРЕЖІ
Як висотна основа для створення топографічних планів, виробництва розбивочних робіт і для спостережень за опадами інженерних споруд використовують систему знаків, абсолютні висоти яких визначають додатком нівелірних ходів II, III й IV класів (табл. 13.6). Висотні опорні мережі, як правило, опираються не менш чим на два реперів державного нівелювання більше високого класу. Однак бувають випадки, особливо при спостереженнях за деформаціями інженерних споруд, коли висотна опорна мережа є вільною й лише для прив'язки опирається на один репер державної мережі.
На територіях великих міст площею, що перевищує 500 км2, висотною основою служить нівелювання I класу. Найбільші вимоги до точності основних розбивочних робіт з висоти виникають при будівництві метрополітенів і великих самопливних каналізаційних колекторів.
Таблиця 13.6
| Основні показники | Класи нівелювання | ||
| ІІ | ІІІ | ІV | |
| Середня квадратична похибка нівелювання на 1км ходу, мм | |||
| Систематична похибка на 1км ходу, мм | 0,4 | - | - |
| Допустимі нев’язки та розходження сум перевищень прямого та оборотного ходів, мм | 
| 
| 
|
| Продовження табл. 13 6 | |||
| Основні показники | Класи нівелювання | ||
| ІІ | ІІІ | ІV | |
| Максимальна довжина ходу, км: | |||
| замкнутого | |||
| між пунктами вищого класу | - | ||
| між вузловими точками | |||
| Відстань між робочими реперами на будмайданчику, км | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
| Найбільша відстань від нівеліра до рейки, м | |||
| Найменша висота візирного променя, м | 0,5 | 0,3 | 0,2 |
Всі роботи на будівельних майданчиках проводяться в єдиній системі висот, прийнятої в період досліджень для проектування споруд. У випадках особливо високої точності, необхідної для будівництва унікальних об'єктів або спостережень за опадами споруд, точність підвищується за рахунок особливої методики вимірів при істотному зменшенні довжин візирних променів, відстаней між реперами й вузловими пунктами.
Висотна опорна мережа на будівельному майданчику повинна забезпечувати виконання розбивочних робіт із середньої квадратичною помилкою 10 мм і можливість спостережень за величинами осаду споруд, які зводяться, із середньої квадратичною помилкою 5мм.
Проектування висотної опорної мережі складається з наступних етапів:
- розробка схеми розміщення марок на території будівництва;
- розрахунок точності визначення позначок реперів, що забезпечує необхідні допуски;
- детальне ознайомлення з територією будівництва для уточнення типів і місця розташування марок;
- складання кошторису вартості робіт.
Проект висотної основи повинен містити: схему мережі; креслення знаків, що закладають, і опис наявних; пояснювальну записку з розрахунком необхідної точності й вартості провадження робіт.
Залежно від розмірів території об'єкта й виду споруди нівелірні мережі звичайно розвивають у два або три етапи.