Видео 6. Построение угла с технической точностью.

 

Для построения на местности отрезка заданной длины используют, как правило, способ редукции. Для этого по заданному направлению откладывают расстояние d₁, равное проектному, и временно фиксируют полученную точку. Измеряют превышение межу концами отрезка и температуру мерного прибора (если используется измерительный прибор конечной длины – рулетка или лента). Вычисляют поправки в длину линии за компарирование, за температуру, за наклон линии и вычисляют суммарную поправку, которую вводят с обратным знаком в линию (см. «Линейные измерения»).

Проектные отметки, как правило, переносят в натуру геометрическим нивелированием. Для этого нивелир устанавливают посередине между репером и местом перенесения отметки; берут отсчёт a по черной стороне рейки и вычисляют горизонт прибора ГП = H_рп + a и проектный отсчёт b = ГП – H_пр. Рейку устанавливают у обноски и поднимают или опускают до тех пор, пока отсчёт по горизонтальной нити сетки не совпадёт с вычисленным отсчётом b; на обноске в этот момент прочерчивают черту по пятке рейки. Аналогично строят отметки по красной стороне рейки и, в случае несовпадения двух отметок, за окончательную отметку принимают среднюю из них.

Построение линии заданного уклона заключается в построении как минимум двух точек. Если точка A с отметкой H_A закреплена, то вычисляют отметку B по формуле H_B = H_A + i d, где d – расстояние между точками. Если отметка точки A не известна, то в этой точке устанавливают рейку и берут по ней отсчёт a и предвычисляют отсчёт b = a + i d, по которому и выносят точку B в натуру.

7.2 Построение в натуре точек

 

Точки красных линий, зданий и т.д. – так называемые проектные точки – выносят на местность разными способами: полярным, прямоугольных координат, угловой засечки, линейной засечки, створной засечки.

Выбор способа зависит от геодезической основы.

- При полярном способе из точки A геодезической основы теодолитом строится проектный угол и по полученному направлению откладывается проектное расстояние. На точность построения точки влияют погрешности построения угла, построения линии, центрирования теодолита, редукции визирной цели, исходных данных и фиксации точки.

- Способом прямоугольных координат проектные точки переносят в натуру от пунктов геодезической основы в виде строительной сетки. Для этого из точки опускается перпендикуляр на линию сетки и определяется длина перпендикуляра d₂ и расстояние от точки основы до основания перпендикуляра d₁. В натуре по линии сетки откладывают расстояние d₁ и в полученной точке теодолитом строят прямой угол; по полученному направлению откладывают расстояние d₂ и фиксируют точку C. На точность построения влияют погрешности: построения отрезков, построения прямого угла, центрирования и редукции, исходных данных и фиксации точки. Для повышения точности построения необходимо, чтобы величина d₁ была больше d₂.

- При разбивке мостовых переходов и гидротехнических сооружения распространено использование способа угловой засечки. Положение проектной точки в этом случае определяется построением в пунктах триангуляции A и B проектных углов β₁ и β₂. Искомой точкой является точка пересечения направлений AC и BC.

- Способ линейной засечки целесообразно применять при достаточной густоте пунктов основы и при расстояниях, не превышающих длины мерного прибора. При использовании этого метода удобнее всего пользоваться двумя рулетками, перемещая их до совмещения соответствующих проектным длинам отметок. Если положение точки определяется пересечением двух створов, задаваемых одновременно двумя теодолитами, установленными в пунктах геодезической основы, то это способ створной засечки. При расстояниях между створными точками порядка 20-30 метров практикуют получение створов монтажными проволоками.

 

7.3 Оси сооружений

 

При проектировании конструктивные элементы привязывают к линиям, называемым разбивочными осями. Разбивочные оси в совокупности представляют геометрическую схему здания или сооружения. Они являются геодезической основой, по которой ориентируют элементы строительных конструкций и технологического оборудования при установке их в проектное положение. Оси делятся на продольные и поперечные. Продольные обозначают прописными буквами русского алфавита (кроме З, И, О, Х, Ы, Ь, Ъ), поперечные – арабскими цифрами. Оси подразделяют на основные (задающие геометрию здания) и промежуточные (оси отдельных элементов, частей здания); для сложных в плане зданий иногда выделяют главные оси (оси симметрии). Возведение зданий начинают с перенесения проекта сооружения в натуру, т.е. с вынесения и закрепления разбивочных осей. Такие работы называют геодезической разбивкой здания. Разбивку проводят в два этапа. Сначала выносят основные оси, а затем производят детальную разбивку – выносят и закрепляют промежуточные оси.

 

7.4 Разбивка основных и главных осей здания. Требование к точности

 

Геодезическую разбивку основных осей выполняют в соответствии с утверждённой проектно-технической документацией. Процессу перенесения в натуру основных осей предшествует геодезическая подготовка разбивочных данных. Эту подготовку осуществляют графическим, графоаналитическим и аналитическим способами. При графическом способе, когда к точности планового положения не предъявляют особых требований, линейные и угловые разбивочные элементы определяются графическим способом, т.е. непосредственно с плана. При графоаналитическом способе графически определяют координаты некоторых точек, а значения линейных и угловых разбивочных элементов рассчитывают. При аналитическом способе графических определений по плану не делают; координаты как минимум двух точек здания или сооружения уже должны быть известны, дальнейшие расчёты выполняются точно так же, как и при графоаналитическом методе.

Точность перенесения габаритов сооружения должна быть не меньше точности плана, на котором оно запроектировано. Как правило, её определяют из соотношения Δ_пр = 0,2 N, где N – основание масштаба. Точность перенесения габаритов может быть повышена, если это обусловлено проектом.

 

7.5 Геодезическая подготовка данных для перенесения проекта сооружения на местность

 

Наиболее часто применяется графоаналитическая подготовка разбивочных элементов. Пусть известны координаты двух точек A₁ иA₅ и координаты точек полигонометрического хода. Тогда для определения разбивочного угла необходимо знать дирекционный угол α _i направления с точки хода на точку пересечения осей (дирекционный угол линии хода α_I-J известен); тогда разбивочный угол β = α_I-J – α _i (или β = α _i – α_I-J, в зависимости от их взаимного расположения). Угол α _i и расстояние d _i можно найти из решения обратной геодезической задачи:

 

tg αi = ΔY/ΔX; di = ΔY/sin αi = ΔX/cos αi

 

7.6 Закрепление осей

 

Для закрепления оси выносят на обноску, которая представляет собой доску, закреплённую горизонтально на столбах на высоте 400 – 600 мм. Сплошную обноску устанавливают строго параллельно основным осям на расстоянии, обеспечивающем её сохранность на весь период строительства. Сплошная обноска применяется крайне редко из-за её громоздкости и неудобств, создаваемых ею (особенно для землеройной техники). В основном используется створная обноска. Она устанавливается на местах закрепления осей на произвольном расстоянии от взводимого здания. Помимо обноски, оси (как правило, основные) могут быть закреплены постоянными или временными знаками. Выбор конструкции знаков зависит от условий строительства. Постоянные знаки чаще всего бывают грунтовые. Они выполняются из металлических труб или рельсов, опущенных в скважину (глубиной ниже зоны промерзания на 0,5 м) и забетонированных в ней. В верхней части приваривается пластина, на которой керном отмечается положение оси. В качестве временных знаков используют деревянные колья, металлические штыри и т.д. Также широко используют цветные откраски на постоянных и временных зданиях и сооружениях, представляющие собой цветные риски. На продолжении створов осей закрепляют не менее двух знаков с каждой стороны. Высотную разбивочную основу также закрепляют постоянными и временными знаками, к которым предъявляются те же требования, что и к знакам закрепления осей.

 

8.1 Разбивка котлованов

 

К строительным работам по возведению подземной части зданий относятся земляные работы по отрытию котлованов, их обустройству и укреплению искусственными конструкциями. Исходными данными при отрытии котлованов служат топографические планы с нанесёнными на них проектами сооружений. Проекты траншей, котлованов, насыпей, выемок и т.п. выносят в натуру; разбивку контуров выполняют по существующей к началу работ поверхности. При разбивке на местность выносят верхнюю бровку котлована; после выемки грунта – нижнюю. При подготовке разбивочных данных определяют горизонтальное проложение d₀ между верхней и нижней бровками котлована (рис. 27). Проектное значение отметки дна H_д и уклона откоса i _к котлована известны. Определим отметки точки M и точки N и найдём уклон местности

 

i = (HN – HM)/d; d0 = (HN – HM)/(i – i0).

 

 

Рис. 27. Разбивка контура котлована: определение расстояния между нижней и верхней бровками.

 

Рис. 28. Разбивка котлована: построение внешнего контура.

 

Определяя отметки поверхности земли в соответствующих точках всех осей зданий, вычисляют соответствующие d₀. Для перенесения в натуру бровок котлована дополнительно выбирают расстояние d_к между основными осями здания и нижними бровками. Т.о., для построения на местности контура верхней бровки котлована от основных осей откладывают отрезки длины d_к + d_{0 i}, фиксируют эти точки и получают контур (рис. 28).

 

8.2 Подсчет объемов земляных работ

 

Для вычисления объёмов земляных работ контур котлована разбивают на элементарные фигуры. Расчёт объёмов земляных работ не требует высокой точности, поэтому полученные при разбиении тела считают геометрически правильными. Так, скажем, клиновидное тело можно принять за призму; тогда её высотой будет среднее арифметическое высот исходного тела, и объём найдётся как произведение площади основания на среднее арифметическое высот. В результате объём котлована ищется как сумма объёмов образующих котлован тел.

 

8.3 Геодезическое обслуживание свайных работ

 

Места забивки свай определяют от точек пересечения осей. Оси, закреплённые вне котлована, переносят на бровку, а затем – на дно котлована. При однорядном расположении свай на дно котлована переносят все основные оси, промежуточные разбивают между ними так, чтобы расстояния между промежуточными осями не превышали длины применяемой рулетки. Габаритные и промежуточные оси закрепляют на строительных скамейках. Между подвижными марками скамеек натягивают шнур-причалку (леску) и на дно котлована переносят точки пересечения продольных и поперечных осей здания. При расположении свай вне створов осей на расстоянии не более 4 м места погружения свай разбивают, откладывая от натянутой по створу рулетки проектные расстояния между сваями. В полученных точках на глаз восстанавливают перпендикуляры и второй рулеткой определяют места погружения свай.

 

При кустовом расположении свай на дне котлована определяют положение центров кустов, отмеряя расстояния от створов двумя рулетками. По пересечению лески, соединяющей марки одной оси, и длинномерной рулетки, соединяющей марки другой оси, определяют центр куста. Сохраняя направление створов осей, с помощью второй рулетки определяют местоположение каждой сваи. При расположении свай на расстоянии более 4 м от осей откладывают параллельные осям вспомогательные линии, смещённые от осей на расстояние от сваи до предварительно вынесенной оси.

 

8.4 Исполнительные съемки

 

На оголовки установленных свай выносят проектную отметку их срубки. После срубки выполняют исполнительную съёмку положения свай в плане. Съёмку производят от створов линий, параллельно смещённых от осей. Цифрами на схеме исполнительной съёмки обозначают величину смещения оголовка сваи от проектного положения. Место написания цифры показывает направление смещения. Отклонения при погружении свай не должны превышать 0,2…0,4 величины стороны или диаметра сваи.

 

Рис. 29. Пример исполнительной съёмки свай.

 

Проектная привязка центра сваи к оси 1 равна 1400 мм, к оси Б – 435 мм. Смещение оголовка сваи от проектного положения вдоль оси Б: 1400 – (1586 + 1190)/2 = 12 мм, 1400 – (1594 + 1190)/2 = 8 мм; среднее смещение равно 10 мм. Вдоль оси 1 смещение по обеим сторонам равно 435 – (625 + 245)/2 = 0 (рис. 29). Исполнительную съёмку свайных полей начинают с перенесения осей на сваи. Теодолит ставят над створом и приводят в рабочее положение и ориентируют трубу вдоль оси. При расположении свай на створах осей трубу наводят последовательно на сваи, и на оголовках карандашом отмечают створ оси. При расположении свай вне створов к оголовкам свай горизонтально прикладывают нивелирную рейку. Пятку рейки прислоняют к грани сваи, горизонтальным перемещением рейки добиваются отсчёта a – проектной привязки сваи к оси.

 

8.5 Общие сведения о детальной разбивке осей сборных зданий и требование к точности

 

Каждое здание состоит из ограниченного количества основных конструктивных элементов. Эти конструкции подразделяются на несущие и ограждающие; несущие воспринимают нагрузки, а ограждающие предназначены для ограждения внутренних частей здания от снега, дождя и т.п. При возведении сборных зданий (в отличие от монолитных) отдельные конструкции (колонны, ригели, прогоны и т.п.) изготавливают на заводах, а на строительной площадке производят сборку – монтаж. Монтаж типового яруса осуществляют в такой последовательности: детальная разбивка осей, монтаж конструкций, исполнительные съёмки (при исполнительной съёмке определяется фактическое положение закреплённых элементов по отношению к осям). Для обеспечения прочности и долговечности здания к его геометрии предъявляются определённые требования. Одни из основных – совпадение по вертикали осей несущих конструкций и полная собираемость здания (установка конструкций в проектное положение должна выполняться без дополнительной подгонки). Для обеспечения этих (и многих других) требований выполняется комплекс работ, которые называются геодезическое обеспечение строительства. Для разбивки осей необходимо иметь ряд пунктов с известными координатами и отметками – разбивочную основу. Как правило, плановое положение основных осей зданий определяется с точностью порядка 5 см (точность масштаба плана 1:500). Оси детальной разбивки определяющие взаимное положение конструкций здания в плане, имеют требования к точности их разбивки на порядок выше, чем основных осей. При этом на исходном горизонте точность разбивки на порядок выше, чем это необходимо для всего сооружения в целом, так как детальная разбивка на исходном горизонте служит основой для детальной разбивки на монтажных горизонтах, чья точность, как правило, составляет порядка 5 мм. Таким образом, точность построения плановой сети на исходном горизонте характеризуется среднеквадратической ошибкой 1-2 мм (См. СНиП).

 

8.6 Построение опорной плановой и высотной сети на исходном горизонте

 

Положение точек плановой сети на исходном горизонте определяется от осей здания. Оси здания на исходный горизонт переносятся от осей вне здания теодолитом (методом наклонного проектирования). Фиксируют положение двух взаимно перпендикулярных осей (например, I – III и II – IV, рис. 30). Взаимное положение точек базисных фигур определяется в результате выполнения точных измерений, по преимуществу линейных (точки располагают в местах, легко доступных для измерений на всём протяжении строительства). По результатам измерений производятся уравнивание и вычисление координат точек в условной системе координат (начало отсчёта и координатная линия совпадают с одной из точек и направлением оси). Вычисленные координаты сравнивают с проектными и производят редуцирование. Координаты записывают в системе осей; так, абсцисса может быть записана в виде Б+700 и т.п. (Б – номер оси и 700 – расстояние до неё в миллиметрах), а ордината – как 1 + 1000.

 

Рис. 30. Внутренняя разбивочная сеть при детальной разбивке здания

 

Для создания высотной основы на объекте либо прокладывается нивелирный ход, либо закладываются реперы. Число и расположение реперов должно обеспечивать передачу отметок на здание или сооружение с одной постановки нивелира. Минимальное число реперов на стройплощадке, необходимое для контроля их высотного положения – три. Внутренней высотной основой служат реперы (марки), заложенные в конструкции фундамента или первого этажа. Эти реперы называются основными. Их число также не менее трёх. С внешней сети на пункты внутренней отметки передаются геометрическим нивелированием. Отметки основных реперов вычисляют в государственной системе высот и в системе высот здания (от уровня чистого пола). Отметки основных реперов принимают за постоянные на весь период строительства, без учёта осадки.

 

8.7 Проецирование основных точек и передача отметок с исходного на монтажные горизонты

 

Монтажным называют горизонт (условную плоскость), на котором ведут монтаж конструкций зданий (которая проходит через опорные площадки возведённых опорных конструкций). Для того, чтобы конструкции располагались вертикально, пункты сети на исходном горизонте проецируют по отвесной линии на все монтажные горизонты, с первого на соответствующий этаж. Для зданий малой этажности применяют наклонным проектированием с помощью теодолита. Теодолит устанавливают на некотором расстоянии от здания точно в створе переносимой линии. ориентированную по точке на исходном горизонте трубу поднимают и фиксируют направление оси на перекрытии монтажного горизонта. Аналогично действуют при другом положении круга; за истинное направление берётся среднее. Также определяют положение оси в перпендикулярном направлении. Проектируют таким образом только опорные пункты сети; их должно быть не менее трёх и желательно, чтобы два из них находилось на длиной стороне сети, а третий – на перпендикулярной стороне.

В случае, если точки передаются на большую высоту, используют прибор вертикального проектирования (рис. 31). В зависимости от высоты применяют либо более точный сквозной (на все монтажные горизонты с исходного), либо пошаговый (с горизонта на горизонт). Проецирование производят следующим образом. Прибор центрируют и приводят в рабочее положение. На горизонте строительных работ закрепляют прозрачную палетку с координатной сеткой, по которой берут отсчёты, определяя положение проекции вертикальной оптической оси прибора. После переноса базовых фигур выполняют контрольные измерения.

 

Рис. 31. Схема прибора вертикального проектирования PZL. Зрительная труба (для визирования в зенит) состоит из: 1. защитное стекло, 2. объектив, 3. фокусирующая линза, 4. окуляр, 5. сетка нитей; компенсатор состоит из: 6. неподвижная прямоугольная призма, 10. подвижная прямоугольная призма, 11. ось маятника; оптический центрир (для визирования в надир) состоит из: 7. окуляр, 8. поворотная призма, 9. объектив.

 

На монтажном горизонте закрепляется не менее двух реперов, чьи отметки определяют нивелирным ходом, опирающимся на два опорных репера на исходном горизонте. Превышения между точками на исходном горизонте и на монтажном определяют с помощью вертикально подвешенной рулетки (рис. 32).

 

Рис. 32. Передача отметок на монтажный уровень.

 

Для этого над каким-либо отверстием в перекрытиях устанавливают кронштейн с рулеткой, к концу которой подвешен груз. На точках устанавливают рейки и с двух нивелиров берут отсчёты; затем одновременно (по команде) берут отсчёты по рулетке. Тогда отметка на монтажном горизонте может быть вычислена как

 

Hx2 = Hx1 + a1 + (a2 – b1) – b2 (нулевой штрих рулетки внизу)

 

или

 

Hx2 = Hx1 + a1 + (b1 – a2) – b2 (нулевой штрих вверху)

 

8.8 Построение опорной сети на монтажном горизонте. Детальная разбивка осей на исходном и монтажных горизонтах

 

Основой для построения разбивочной сети на монтажном горизонте служат опорные пункты, полученные проецированием с исходного горизонта. Построение сети на монтажном горизонте осуществляют так же, как и на исходном (но с меньшей точностью). Разбивочные оси и монтажные риски наносят на перекрытия монтажного горизонта от пунктов разбивочной сети с помощью створов и проектных отрезков. При небольших расстояниях построения углов с помощью теодолита не используют; точки строятся при помощи линейных засечек. После контрольных измерений расстояний и диагоналей прямоугольников разбивочные оси и монтажные риски закрепляют несмываемой краской.

 

8.9 Выверка колонн и панелей, подкрановых балок, путей и ферм

 

Выверка конструкций, т.е. введение её небольшими перемещениями в проектное положение, осуществляется после временного закрепления конструкции. При выверке колонн установочные риски в нижнем сечении колонны совмещают с рисками разбивочных осей на оголовках колонн нижнего этажа. При совмещении используют нить отвеса, которую прикладывают к установочной риске выверяемой колонны. Выверку по вертикали осуществляют при помощи теодолита. Два теодолита устанавливают на продольную и поперечную оси. Наведя вертикальную нить на риску на оголовке колонны нижнего этажа, зрительную трубу поднимают вверх и перемещают верх устанавливаемой колоны до попадания риски на вертикальную нить. Способ малопроизводителен и требует тщательной юстировки.

При детальной разбивке на перекрытия монтажного горизонта наносят установочные риски; по этим рискам устанавливаются упоры, по которым монтируют боковые грани панелей. При выверке высотное положение панели определяется по высотным маякам на перекрытиях путём совмещения с ними высотных рисок на панели.

 

8.10 Операционный контроль строительно-монтажных работ и исполнительные съемки конструкций

 

При исполнительных съёмках определяют отклонения смещения конструкций от проектного положения. При плановой исполнительной съёмке определяют отклонения оси колонны от продольной и поперечной осей здания. Отклонения определяют методом бокового нивелирования. Для этого от крайних в ряду колонн перпендикулярно оси откладываются одинаковые расстояния a и фиксируются соответствующие точки. Над одной из них ставится теодолит, который наводится на вторую точку. Т.о. задаётся линия, параллельная оси и отстоящая от неё на определённое расстояние. К каждой колонне у основания и оголовка прикладывается рейка. Отсчёты b _i ^н и b _i ^в по рейке снимаются при наведении на неё зрительной трубы, которую вращают только в вертикальной плоскости. Таким образом, разность расстояния от оси до линии, измеренного отсчёта и половины толщины колонны 0,5d даст отклонение центра колоны от оси: Δ = a – b – 0,5d (при вычислении по красной стороне надо вычесть и разность нулей Р0); за окончательное значение отклонения принимают среднеарифметическое из измерений по чёрной и красной сторонам. Аналогично проводят измерения вдоль второй оси. Отклонения колон от проектного положения в верхнем и нижнем сечениях указываются на исполнительном чертеже.

При высотной исполнительной съёмке определяют отклонение отметок опорных поверхностей колонн от проектного значения. Отметки опорных поверхностей определяют геометрическим нивелированием. На рис. 33 показана схема определения отметки верхней поверхности консоли. Горизонт прибора вычисляют как ГП = H_Рп1 + a, где a – отсчёт по рейке 3, установленной на репере с отметкойH_Рп1. Тогда отметка консоли H _i = ГП + b (рейка 2 на кронштейне 1 закреплена пяткой вверх). При вычислении отметок по красным сторонам учитывается разность нулей. Обычно съёмку на одном участке монтажного горизонта ведут с одной постановки нивелира; тогда для контроля в начале и в конце измерений берут отсчёты по рейкам на двух реперах.

 

Рис. 34. Схема высотной исполнительной съёмки колонн

 

При плановой исполнительной съёмке панелей определяют отклонение оси панели от продольной разбивочной оси в нижнем сечении. Для этого металлической линейкой измеряют толщину панели и расстояния от боковой поверхности до установочных рисок; сумма половины толщины и расстояния до риски должно быть равно плановой величине. Для определения отклонения панели от вертикали к середине верхней кромки прикладывают отвес и линейкой измеряют отклонение отвеса от нижней кромки. При высотной съёмке геометрическим нивелированием определяют отметки определенных точек на панели и сравниваю их с проектными, вычисляют отклонения. По полученным результатам составляют схему исполнительной съёмки.

 

9.1 Опорные монтажные сети. Точность их создания

 

При монтаже строительных конструкций и технологического оборудования пользуются, как правило, не проектными осями, а линиями, параллельными осям (параллели) и плоскостям расположения конструкций и оборудования. Расположение параллелей выбирают после изучения рабочих и технологических чертежей (планов расположения разбивочных осей, планов и разрезов по сооружению, монтажных схем и карт, чертежей узлов и блоков оборудования), учитываются доступность и удобство для установки оборудования, а также необходимость использования параллелей при периодических наблюдениях за деформациями. Общие принципы геодезического обеспечения монтажа следующие:

– установка и выверка конструкций ведётся от закреплённых в натуре разбивочных и технологических осей или их параллелей;

– условия монтажа должны обеспечивать применение различных способов измерений с заданной точностью;

– применяемые способы измерений должны соответствовать заданной точности;

– для объекта монтажа определяются его геометрические или технологические оси, а его поверхность должна быть обработана для обеспечения необходимой точности монтажа;

– для выполнения геодезических работ желательно использовать серийные приборы.

Требования к точности геодезического обеспечения монтажных работ определяются проектными и нормативными документами. Нормы точности на монтаж строительных конструкций задаются СНиП. Точностные характеристики на выверку технологического оборудования определяются проектными требованиями (исходя из эксплуатационных параметров). В некоторых случаях нормы точности в явном виде не приводятся, тогда их следует определять путём соответствующих расчётов, исходя из допусков на монтажные работы. Как правило, средняя квадратическая ошибка при монтаже строительных конструкций равна 1 – 5 мм, при установке заводского технологического оборудования – от 0,5 до 1,0 мм, для высокоточной установки оборудования уникальных сооружений – от 0,05 до 0,2 мм.

9.2 Струнные, струнно-оптические и лазерные методы

 

Положение оси, относительно которой определяется положение устанавливаемого элемента, может быть определено струнным или оптическим прибором; соответственно, существуют струнный, струнно-оптический и оптический способы плановой установки. При струнном способе между закреплёнными точками осей протягивают калиброванную струну диаметром 0,1 – 0,5 мм. В местах установки оборудования подвешивают лёгкие нитяные отвесы. Когда струна фиксирует параллель оси, то расстояние от неё до устанавливаемых элементов откладывается с помощью концевых приборов с микрометрами. Струна имеет провес (она принимает форму т.н. цепной линии). Максимальный провес можно подсчитать по формуле f = q l ²/8F, где q – масса 1 м струны, l – длина створа, м, F – натяжение струны, кг. При ветре максимальное боковое отклонение можно найти по формуле f = q v ² l ²/64F, где v – скорость ветра. Если скорость ветра не известна, то можно померить разность отклонений струны Δ f ₁₂ при двух силах натяжения F₁ и F₂; тогда

 

f1 = Δf12F1/ΔF12, f2 = Δf12F2/ΔF12

 

Принято считать, что при тщательной работе в закрытом помещении (где не действует боковое давление воздуха) общая ошибка составляет 2 – 3 мм на 100 м створа. Струна обладает тем преимуществом, что позволяет вести монтаж сразу на нескольких участках. Основным источником погрешностей является нитяной отвес. В струнно-оптическом способе проектирование монтажной оси, заданной струной, ведётся при помощи оптических приборов (теодолиты, приборы вертикального проектирования и т.д.). Чтобы струна не мешала производству работ, её натягивают выше устанавливаемого оборудования. При помощи оптического прибора струну поперечным движением совмещают с центрами знаков. Способ установки в плане оборудования зависит от вида применяемых приборов. Способ оптического визирования является наиболее простым. Монтаж производится при помощи зрительной трубы и визирных марок; монтажной осью служит линия визирования, задаваемая оптическим прибором или лазерным визиром. В начальном пункте монтажной оси устанавливается прибор, в конечном – опорная визирная марка. В створ линии последовательно вводят марки, установленные на соответствующих точках оборудования. Марки либо вводят в створ, перемещая их вместе с оборудованием, либо, сначала измерив отклонение технологической оси от створа, перемещают оборудование на измеренное отклонение.

 

9.3 Специальные методы нивелирования. Микронивелирование

 

Для высотной установки и выверки конструкций и оборудования применяют геометрическое нивелирование, микронивелирование, гидронивелирование и индикаторный способ. При установке строительных конструкций, как правило, требуется геометрическое нивелирование III илиIV класса. Для этого используют нивелиры Н-3 и стандартные шашечные рейки. Отметки на конструкциях делают карандашом или цветной откраской. При необходимости повышение точности достигается уменьшением длин плеч (расстояний от нивелира до реек). При монтаже технологического оборудования применяют более точные приборы и методику. Так, используют прецизионные нивелиры Н-05, штриховые рейки с инварной полосой, металлические линейки с миллиметровыми делениями и т.д. Разности высот могут быть определены на расстоянии 5 – 15 м со средней квадратической погрешностью 0,02 – 0,05 мм или на расстоянии в несколько сотен метров с погрешностью до 0,2 мм. Гидронивелирование применяют для выверки по высоте опорных плоскостей строительных конструкций. Различаю гидромеханическое, гидродинамическое и гидростатическое нивелирование. Гидромеханическое нивелирование основано на измерении превышения как функции давления столба жидкости, измеряемого датчиком; точностьизмерения не превышает 1 – 2 см. Гидродинамическое нивелирование в основном применяется при необходимости непрерывного наблюдения за отметками точек, оно выполняется путём измерения уровней жидкости в сообщающихся сосудах. Микронивелирование производят при проведении в горизонтальное положение опорных плоскостей и точек оборудования. Выполняется оно при помощи монтажного уровня или микронивелира. Микронивелир (рис. 34) состоит из подставки с подвижной и неподвижной опорами. Перемещение подвижной опоры по высоте определяется с помощью часового индикатора (2) с ценой деления 0,01 мм. Закреплённый на подставке уровень (1) имеет цену деления 5 – 8''. При микронивелировании прибор ставят на выверяемые точки и, приведя подъёмным винтом (3) пузырёк уровня в нуль-пункт, снимают отсчёт по индикатору. Поворачивают прибор на 180º и повторяют процедуру. Превышение равно полуразности этих отсчётов.

 

Рис. 3. Конструктивная схема микронивелира.

 

9.4 Установка и контроль положения высотных сооружений по вертикали

 

Установку конструкций и оборудования в вертикальное положение производят при помощи отвеса, проектированием наклонным лучом, используя оптическую вертикаль, боковое нивелирование и т.д. Способ отвесов применяется для предварительной установки и при работах невысокой точности; используются тяжёлые отвесы, погружённые в ёмкость с вязкой жидкостью (масло) для уменьшения колебаний. Ошибка этого метода составляет около 0,001h, h – высота конструкции. Способ проектирования наклонным лучом применяют при установке строительных конструкций.

Пусть например колонну, установленную в проектное положение в нижнем сечении, необходимо установить по вертикали. По направлению, перпендикулярному одной из плоскостей колонны, устанавливают теодолит; после совмещения вертикального штриха сетки нитей с нижней риской трубу прибора поднимают до уровня верхней метки и наклоном колоны добиваются совмещения верхней риски с нитью. Аналогично действуют, установив теодолит на перпендикулярном первому направлении. Основными источниками ошибок являются наклон вертикальной оси, ошибка визирования и нестворность установки теодолита. Наиболее существенным источником ошибок является наклон вертикальной оси теодолита (при этом он не устраняется при измерении при двух положениях вертикального круга).

Способ оптической вертикали требует применения проектирующих приборов. Основными источниками ошибок являются центрирование прибора над исходным пунктом, приведение линии визирования в вертикальное положение, визирование на марку, фиксирование точки, внешние условия. Опытным путём установлено, что инструментальная погрешность прибора вертикального проектирования с компенсатором равна 0,5 – 1 мм на 100 м высоты.

 

10.1 Виды деформаций

 

Из-за природных условий, деятельности человека и т.д. здания и сооружения испытывают различные деформации – изменения их формы, или, конкретнее, изменение положения объекта относительно первоначального.

 

Смещение в вертикальной плоскости называется осадкой сооружения (быстрая осадка называется просадкой).

 

Осадка может быть вызвана давлением собственной массы, карстами и оползнями, изменением уровня грунтовых вод и т.д. Смещение в горизонтальной плоскости (сдви