Разбивочные работы при строительстве дорог. ТТК

Введение……………………………………………………………………………….

1 Геодезические работы, выполняемые при изысканиях дорог…………………..

1.1 Проложение трассы на местности. Измерение углов поворота и линии трассы…………………………………………………………………..

1.2 Разбивка пикетажа, плюсовых точек и поперечников. Съемка дорожной полосы. Пикетажный журнал…………………………………………………

1.3 Круговые кривые, их элементы и главные точки. Разбивка главных точек круговых кривых………………………………………………………………

1.4 Переходные и суммарные кривые……………………………………………

1.5 Расчет пикетажных значений главных точек круговой кривой. Вынос пикетов с тангенса на кривую………………………………………………..

1.6 Привязка трассы к пунктам опорной геодезической сети…………………..

1.7 Нивелирование трассы и поперечников. нивелирования…………

1.8 Высотная привязка трассы к реперам государственной нивелирной сети. Нивелирование через реки и овраги…………………………………………

4 – длина кривой, расстояние от ее начала до ее конца К;

5 – расстояние от вершины угла поворота до середины кривой, которое называется кривой Б;

6 – домер, показывающий, на сколько путь от начала до конца кривой по касательной больше, чем по кривой Д.

Угол поворота трассы (φ) измеряют при трассировании, а величину радиуса кривой (R) выбирают в соответствии с техническими условиями.

Остальные элементы круговой кривой могут быть определены из прямоугольного треугольника (О – НКК – ВУП) на рисунке 1.6 по следующим формулам:

Т = R tg φ / 2,

К = π R φ0 / 1800 ,

Б = R / cosφ / 2 – R,

Д = 2Т – К.

По вышеприведенным формулам составлены таблицы, в которых по известным φ и R находят элементы Т, К, Б и Д (например, Власов Д. И., Логинов В. Н. “Таблицы для разбивки кривых на железных дорогах” ).

Так, например, для φ = 24030′; R = 400 м; Т = 86,85 м; К = 171,04 м; Б = 9,32 м; Д = 2,65 м.

На местности начало и конец кривой получают, откладывая величины тангенса от вершины угла поворота (ВУП) по линиям трассы, а середину кривой (СКК) – отложением величины Б по биссектрисе угла (β/2):

β/2 = (180º – φº) / 2.

Этот угол откладывают при помощи теодолита. Точка О на местности не определяется и не обозначается (см. рисунок 1.6). Для облегчения разбивки длинных кривых их целесообразно разделить на несколько равных частей, называемых кратными кривыми.

Чтобы определить элементы круговых кривых для больших углов поворота при любой величине радиуса, например R = 600 м, можно определить из таблицы 1 элементы для радиуса R = 100 м и найденные значения умножить на радиусов 600:100 = 6, так как величины Т, К, Б, Д пропорциональны радиусу кривой. Это видно из формул (1.3).

1.4 Переходные и суммарные кривые

Для устранения внезапного изменения центробежной силы, действующей на или автомобиль при переходе его с прямой части пути на круговую кривую или наоборот, применяются переходные кривые, радиус которых изменяется от бесконечности до величины радиуса круговой кривой. Переходные кривые вставляют также между смежными круговыми кривыми разных радиусов. В качестве переходной кривой на дорогах применяются клотоиды (рисунок 1.7).

клотоиды (радиальной ) имеет

где ρ – переменный радиус кривизны;

раметром переходной кривой;

ℓ – длина переходной кривой от ее начала

до любой заданной точки.

Величина переходных кривых на дорогах принимается стандартной длины кратной 20 м, в зависимости от радиуса кривой и категории дороги. Для дорог Ι категории (с большими скоростями движения) переходных кривых .

На рисунке 1.8 показана суммарная кривая, состоящая из круговой кривой радиуса R и двух переходных кривых.

Рисунок 1.8 – Основные элементы суммарной кривой

Элементами переходных кривых являются:

ℓ – длина переходной кривой;

р – сдвижка круговой кривой;

m – добавочный тангенс.

Величины p и m определяют по формулам или выбирают из таблиц по заданному радиусу R и длине переходной кривой ℓ в нижней части страницы таблицы 1 :

Кс = К + ℓ = π R α/1800 + ℓ,

Бс = (R + p) / cosα /2 – R,

Дс = 2Тс – Кс.

Радиусы круговой кривой и длины переходных кривых устанавливаются техническими условиями. Угол α измеряется теодолитом. Эти величины являются исходными. Для всех остальных элементов суммарных кривых составлены таблицы, при помощи которых производят их разбивку на местности. разбивки аналогичен разбивке круговых кривых.

1.5 Расчет пикетажных значений главных точек круговой кривой.

Вынос пикетов с тангенса на кривую

Для разбивки трассы необходимо знать не только пикетажное вершины угла поворота, но и пикетажное положение главных точек кривой: начала кривой (НКК), середины кривой (СКК) и конца кривой (ККК). Для этого используют следующие соотношения:

НКК = ВУП – Т, Контроль:

СКК = НКК + К / 2, ККК = НКК + Т – Д,

ККК = НКК+ К. СКК = ВУП – Д / 2.

Пример. Определить пикетажное значение главных точек кривой, если вершина угла поворота (ВУП) находится в точке ПК4 + 28,30, а элементы кривой:

α = 24030′; R = 400 м; Т = 86,85 м; К = 171,04 м; Б = 9,32 м; Д = 2,65 м

Вычисление пикетажа Контроль

ВУП………………ПК4 + 28,30 ВУП…………….ПК4 + 28,30

Т……………… 86,85 + Т……………. 86,65

—————————————- ————————————–

НКК………………ПК3 + 41,45 Σ……………..ПК5 + 15,15

К………………ПК1 + 71,04 – Д …………….. 2,65

—————————————- ————————————-

ККК………………ПК5 + 12,49 ККК……………ПК5 + 12,50

НКК……………….ПК3 + 41,45 ВУП…………….ПК4 + 28,30

К/2………………. 85,42 – Д/2…………….. 1,32

—————————————- ————————————-

СКК……………….ПК4 + 26,97 СКК……………..ПК4 + 26,98

Расхождение между двумя вычисленными значениями СКК и ККК допускается ± 1 см. Все вычисления по определению положения главных точек кривой заносят в пикетажный журнал.

На вершинах поворота трассы все пикетные и плюсовые точки, лежащие на тангенсах, выносят на кривую, Для этого используют способ прямоугольных координат, сущность которого рассмотрим на примере (рисунок 1.9).

Пример. Вынести на круговою кривую с R = 400 м пикет 4, лежащий на тангенсе. Для этого вычисляют расстояние К от НКК до ПК4:

К = ПК4 – ПК3 + 41,45 = 400 м – 341,45 м = 58,55 м.

По таблицам 5 , интерполируя, находят значения К – х и ординаты y. При К = 58,55 м получим:

(К – х) = 0,20 м; y = 4,27 м.

От пикета 4 отмеряют рулеткой по тангенсу в сторону НКК расстояние (К – х) = 0,20 м, из полученной точки по перпендикуляру к тангенсу откладывают рулеткой ординату y = 4,27 м и забивают колышек, который и будет определять положение ПК4 на кривой (см рисунок 1.9).

Аналогично выносят остальные пикеты и плюсовые точки, лежащие на тангенсах.

1.6 Привязка трассы к пунктам опорной геодезической сети

Привязка трассы к пунктам опорной геодезической сети производится для определения общегосударственных координат точек и дирекционных углов линий трассы. Расстояние по трассе между привязанными точками определяется техническими условиями и может быть от 1 до 20 км. Результаты привязки дают возможность определить плановое положение трассы на поверхности Земли и иметь данные для надежного контроля полевых измерений. Рассмотрим некоторые наиболее распространенные способы привязки.

1 Привязка трассы к близко лежащим пунктам опорной сети

Пусть на местности имеется два пункта опорной геодезической сети А и В (рисунок 1.10).

В этом случае для привязки точки 1 трассы от пункта А опорной сети необходимо измерить примычный угол β0 и расстояние d0.

По известному дирекционному углу αАВ вычисляют дирекционный угол линии А1:

αА1 = αАВ + β0.

Затем по формулам прямой геодезической задачи получают координаты точки 1 трассы:

Х1 = ХА + d0 соsαА1,

γ – сближение меридианов.

Сближение меридианов и магнитное склонение обычно приводятся на полях листа карты для данной местности или определяются на ближайших метеостанциях.

1.7 Нивелирование трассы и поперечников. Журнал нивелирования

Нивелирование трассы производят вслед за разбивкой пикетажа, обычно в два нивелира по двухсторонним рейкам. Первым прибором нивелируют все точки по трассе: пикеты, плюсовые точки, реперы, главные точки кривой. Вторым инструментом нивелируют для контроля только реперы, связующие пикеты, а также поперечники и геологические выработки на трассе. Километровые пикеты и реперы обязательно нивелируют, как связующие точки, обоими нивелирами. Связующими называют точки общие для двух стоянок нивелира. Все остальные точки на трассе называют промежуточными.

Нивелирование трассы производят путем проложения вдоль трассы нивелирного хода, состоящего из нескольких станций (рисунок 1.13).

Нивелирование по ходу обычно ведут методом из середины, устанавливая равенство плеч «на ». При этом в зависимости от увеличения зрительной трубы связующие точки можно брать через 100 или 200 м. В первом случае ими будут служить все пикеты, а во втором – 50 % их (через пикет). Превышения между связующими и пикетными точками определяют по черной и красной сторонам реек, а при работе с односторонними рейками – при двух горизонтах нивелира.

Условия местности (крутые склоны и др.) часто заставляют значительно уменьшать расстояния между связующими точками, что является нежелательным, так как увеличение числа станций в ходе ведет к увеличению объема работы и к большему накоплении погрешностей в суммарном превышении.

Рассмотрим сначала нивелирование трассы методом из середины при расстояниях в 50 м от нивелира до связующих точек (см. рисунок 1.13):

h = h1 + h2 + h3 = Σh = Σ(З – П) = ΣЗ – ΣП,

Нпк2 = Нрп1 + Σh.

Если отсутствует второй нивелир, то трассу нивелируют по разбитому пикетажу два раза: в прямом и обратном направлениях. Высотная привязка трассы к реперам производится нивелирными ходами от реперов до точек трассы. В качестве связующих точек, если позволяют условия местности, надо выбирать соседние пикеты и нивелировать с одной станции все промежуточные точки между ними.

а) на связующие точки реечники ставят рейки на верх колышка, забитого вровень с землей; сообразуясь с рельефом местности, нивелир устанавливают между связующими точками так, чтобы при горизонтальном положении визирного луча можно было взять отсчеты по задней и передней рейкам, при этом надо стремиться к тому, чтобы расстояния от нивелира до реек были примерно равны;

б) после приведения вертикальной оси нивелира в отвесное положение наводят трубу на черную сторону задней рейки, берут по среднему горизонтальному штриху сетки нитей отсчет и записывают его в графу 3 журнала нивелирования (таблица 1.1).

Таблица 1.1 – Журнал нивелирования трассы

Наблюдае- мые точки	Отсчеты по рейке	Превышения	превышения	Горизонт нивелира	Абсолютные (условные)
передней

Окончание таблицы 1.1

Наблюдае- мые точки	Отсчеты по рейке	Превышения	превышения	Горизонт нивелира	Абсолютные (условные)
передней

Контроль: (ΣЗ – ΣП)/2 = (18281 – 23633)/2 = 2676, Σhср = – 2676.

Например: hч = Зч – Пч = 343 – 1285 = −1285 мм,

hк = Зк – Пк = 5132 – 6415 = −1283 мм.

Расхождение между двумя значениями превышений допускается не более 5 мм. Если оно допустимо, то затем рейку последовательно устанавливают на плюсовых точках, где берут отсчеты только по черной стороне рейки и записывают в графу 5 журнала;

в) в случае, если разность превышений будет более 5 мм, то производят повторное нивелирование на данной станции.

На местности с большими уклонами земной поверхности часто приходится в качестве связующих точек использовать плюсовые точки или специально устанавливаемые иксовые точки. Это может быть в том случае, если с одной станции невозможно пронивелировать две соседние точки пикетажа (рисунок 1.14, а).

Рисунок 1.14 – Применение иксовой точки

Тогда между точками пикетажа выбирается одна (рисунок 1.14, б) или больше иксовых точек так, чтобы при помощи их можно было бы произвести нивелирование. Иксовые точки служат лишь для передачи отметок, поэтому расстояния от них до пикетов не измеряются и на профиль эти точки не наносятся.

На криволинейных участках трассы нивелируют как промежуточные точки начало, середину и конец кривой, а также все пикеты и плюсовые точки, вынесенные с тангенса на кривую.

Нивелирование трассы через пикет возможно только при равнинной местности. Расстояния от нивелира до связующих точек при этом будут около 100 м. Нивелир в этом случае устанавливают в стороне от оси трассы не менее чем на 10 м. Пикеты через один служат связующими точками, а все остальные нивелируют как промежуточные точки.

Нивелирование поперечников. Поперечники – это прямые линии, перпендикулярные к направлению трассы. Разбивают их обычно с помощью эккера или теодолита на 20–50 м влево и вправо от оси трассы. Если позволяют условия местности, то нивелирование поперечников производят с ближайших к ним станций продольного нивелирования трассы. В противном случае поперечники нивелируют с отдельных станций, причем отсчеты по рейке берут на всех точках поперечника только по черной стороне рейки. Отсчеты записывают на отдельных страницах в конце журнала нивелирования. Образец записи показан в таблице 1.2.

Станции нивелирования на поперечниках выбирают так, чтобы были видны отсчеты на все характерные точки поперечника (правые и левые от его оси), а также на одну или две точки, лежащие на трассе (обычно на задний или передний пикет или плюсовые точки (рисунок 1.15, а). На крутых косогорах нивелирование поперечника с одной станции выполнить невозможно, поэтому поперечник нивелируют с нескольких станций. В этих случаях высоты точек на последующие станции нивелирования передают через связующие точки, лежащие на трассе (рисунок 1.15, б).

Таблица 1.2 – Нивелирования поперечника

С станции	Наблюдаемые точки	Отсчеты по рейке	превышения	Горизонт нивелира	Абсолютные (условные)
	передней

вертикальный 1:200

Рисунок 1.20 – Продольный профиль трассы

Продольный профиль составляют в такой последовательности:

1) на миллиметровой бумаге вычерчивают сетку профиля. Заполняют графы «Пикеты» и «Километры». Каждый десятый пикет подписывают полным номером, а остальные – только последней цифрой;

2) заполняют графы «Расстояния», «Отметки земли» и «Ординаты». В графах «Расстояния» и «Ординаты» проводят вертикальные линии на пикетах и плюсовых точках и в графе «Расстояния» отмечают расстояния между смежными ординатами, контролируя их сумму.

В графу «Отметки земли» выписывают высоты точек из журнала нивелирования с округлением до 1 см;

3) расписывают вертикальный от линии условного горизонта (верхняя линия сетки профиля) и по отметкам земли делают наколку профиля. Расстояние между линией профиля и линией условного горизонта должно быть не менее 6 см;

4) по данным пикетажного журнала заполняют графу «Ситуация», где у оси трассы, нанесенной в виде прямой линии, указывают ситуацию дорожной полосы;

5) в графе «План линии» показывают прямые и кривые участки трассы и их числовые характеристики. При угле поворота трассы вправо условное обозначение кривой показывают в виде дуги 5 мм вверх от осевой линии, а при левом повороте – вниз. Внутри дуг записывают основные элементы кривых: φ, R, Т, К. и конец кривой отмечают перпендикулярами от осевой линии до линии пикетов. На перпендикулярах записывают расстояния от начала и конца кривой до ближайших пикетов. Для прямолинейных участков показывают их длины и дирекционные углы или азимуты. Длины прямых участков трассы получают как разность пикетажных значений начала последующей кривой и конца предыдущей кривой и записывают над осевой линией. Дирекционные углы вычисляют по правилу: последующей прямой равен дирекционному углу предыдущей плюс правый угол поворота или минус левый. Их значения записывают под прямой линией;

6) в соответствии с заданными техническими условиями при достижении минимального объема выемок и насыпей, баланса земляных работ путем последовательных проб наносят проектную (красную) линию. Проектные отметки точек перелома проектной линии определяют графически. По ним с точностью до 0,0001 вычисляют уклоны ( от деления превышений на горизонтальные длины линий) и выписывают в соответствующую графу сетки профиля. После этого вычисляют проектные отметки всех пикетов и плюсовых точек по следующему правилу: проектная отметка последующей точки равна проектной отметке предыдущей плюс произведение уклона линии на горизонтальное расстояние между точками;

7) вычисляют рабочие отметки как разность между проектными отметками и отметками земли. Рабочие отметки насыпей выписывают на профиле над проектной линией, а рабочие отметки выемок – под проектной линией;

8) аналитически рассчитывают положение точек нулевых работ (точки пересечения линии земли с проектной линией) по формуле

Х = a d / (a + b) ,

где Х – расстояние от точки нулевых работ до точки с рабочей отметкой a;

a и b – рабочие отметки ближайших пикетов или плюсовых точек, между которыми находится точка нулевых работ;

d – горизонтальное расстояние

между рабочими отметками.

Профиль вычерчивают и оформляют в соответствии с образцом (см. рисунок 1.20). Проектные данные на показывают красным цветом, точки нулевых работ и расстояния до них – синим, все остальное оформление делают черным цветом.

Поперечные профили составляют на миллиметровой бумаге в масштабах: горизонтальный 1:1000, вертикальный 1:100 (рисунок 1.21).

Горизонтальные расстояния до точек перегиба профиля на поперечнике откладывают вправо и влево от осевой точки трассы, на которой производилась разбивка поперечника. Высоты точек поперечника откладывают по вертикали от принятого условного горизонта в соответствующем масштабе.

1.10 Составление плана трассы. Ведомость углов поворота,

прямых и кривых

План трассы – это проекция трассы на горизонтальную . Составляют план трассы в масштабах 1: 5000 или 1: 10000 по координатам вершин углов поворота, а при небольшой длине трассы – по дирекционным углам (румбам) и длинам линий. Трассу наносят красным цветом. На плане трассы указывают положение пикетных и километровых точек, главных точек круговых и переходных кривых. В условных знаках наносят ситуацию полосы местности. Пример оформления плана трассы показан на рисунке 1.22.

Рисунок 1.22 – План трассы

К плану трассы прилагают “Ведомость углов поворота, прямых и кривых” (таблица 1.3).

ΣП + ΣК = L,

ΣВУП – ΣД = L.

Для вычисления начального прямолинейного участка трассы берут разность пикетажа начала первой кривой и начала трассы. Длина последней прямой получается как разность пикетажа конца трассы и конца последней кривой. Для вычисления расстояний между вершинами углов поворота (ВУП) в графе (13) надо брать разности пикетажа первого угла поворота и начала трассы, каждого следующего угла поворота и предыдущего, конца трассы и последнего угла поворота. Начиная с отрезка, следующего за первым углом поворота, нужно к полученным разностям прибавлять домер предыдущей кривой, поскольку на местности он отложен, а в счет пикетажа не вошел.

Под таблицей 1.3 производят контроль всех вычислений по приведенным формулам:

1) разность правых и левых углов поворота должна равняться разности конечного и начального дирекционных углов линий трассы:

Σβпр – Σβлев = αкон – αнач;

2) сумма всех кривых плюс сумма всех домеров должна равняться удвоенной сумме тангенсов с допуском 0,01 – 0,02м за счет ошибок округления:

ΣК + ΣД = 2ΣТ;

3) сумма прямых участков трассы (ΣП) плюс сумма кривых участков

(ΣК) должна равняться общей длине трассы (L):

φ = k · 1800/ πR.

По данным формулам составлены таблицы (таблица 5 , в которых по аргументам R и φ вычислены значения координат x и y. Для совместной детальной разбивки переходных и круговых кривых данные берут из таблицы 4 . разбивки следующая: вдоль тангенсов откладывают по направлению к вершине угла поворота длины кривых k, соответствующие интервалу разбивки, отмеряя назад значения (k – x). В найденных точках восстанавливают перпендикуляры и откладывают ординаты y, тем самым определяя точки кривой.

Способ прямоугольных координат является наиболее распространенным способом детальной разбивки кривых. Преимущество этого способа состоит в том, что каждая точка строится независимо от предыдущих, что исключает накопление погрешностей. Но быстрое возрастание от точки к точке длин ординат делает невозможным использование этого способа в стесненных условиях, в туннелях, в лесистой местности, по насыпи.

В этих случаях применяют способ углов и хорд . Кривую в этом способе разбивают через заданный интервал S по хорде.

При разбивке данным способом длина хорды S не должна превышать длину мерного прибора (обычно принимают S = 20 м). Затем вычисляют φ, опирающийся на хорду (рисунок 2.3).

sin φ / 2 = S / 2R. (2.3)

Далее, установив теодолит в начале кривой, наводят зрительную трубу по направлению тангенса на вершину угла поворота и откладывают значение первого разбивочного угла φ/2. Вдоль полученного направления откладывают длину хорды S, получая первую точку на кривой. Далее теодолитом откладывают угол φ и получают положение точки 2 линейно-угловой засечкой, откладывая каждый раз от предыдущей точки кривой длину хорды S.

Следует отметить, что в этом способе погрешности построения последующих точек содержат погрешности предыдущих.

Способ продолженных хорд. Задавшись интервалом S детальной разбивки кривой радиуса R, вычисляют угол по формуле (2.3) и, пользуясь выражениями (2.1) и (2.2), разбивают точку 1 кривой способом прямоугольных координат (рисунок 2.4).

Затем по продолжению первой хорды откладывают S и закрепляют полученную точку 2′. Удерживая задний конец рулетки в точке 1, определяют положение точки 2 линейной засечкой радиусами S и d.

Вновь откладывают отрезок S, но уже от точки 2 и вдоль направления второй хорды. Из точек 2 и 3′ на пересечении дуг радиусов S и d определяют положение точки 3 и т. д. Величина отрезка d, называемого промежуточным перемещением, постоянна для всех точек кривой и определяется по формуле

Способ продолженных хорд удобен тем, что все сопутствующие ему измерения выполняются в непосредственной близости от кривой. Это позволяет использовать его в стесненных условиях, там, где другие способы применить невозможно. Кроме того, выполнение разбивки не требует специальных инструментов: ее производят при помощи рулеток.

Недостаток этого способа состоит в быстром накоплении погрешностей разбивки, по мере увеличения числа разбиваемых точек.

После восстановления пикетажа и детальной разбивки кривых трассу закрепляют. Так как ось трассы дороги является геодезической основой для разбивки всех сооружений, ее закрепление должно быть надежным. закрепления устанавливают вне зоны земляных работ так, чтобы сохранялись на все время строительства.

Одновременно с закреплением трассы для удобства обслуживания строительных работ сгущают сеть рабочих реперов с таким расчетом, чтобы на 4–5 пикетов трассы приходился один репер. Кроме того, необходимо устанавливать по одному реперу у каждого малого искусственного сооружения и по два у средних и больших мостов, на станционной площадке и у всех насыпей и выемок с рабочими отметками более 5 м.

В качестве реперов можно использовать различные местные предметы, устойчивые по высоте и установленные ниже глубины промерзания. Реперы должны быть пронумерованы и зарегистрированы в реперов с указанием их отметок, описания вида и местоположения.

2.2 Разбивка земляного полотна

Для выполнения земляных работ, кроме восстановления пикетажа и детальной разбивки кривых, производят детальную разбивку земляного полотна или, как говорят, разбивку строительных поперечников. Эта разбивка состоит в обозначении на местности в плане и по высоте всех характерных точек поперечного профиля земляного полотна: оси, бровок, подошвы насыпей, кюветов и т. д.

На прямолинейных участках трассы поперечники разбивают через 20–40 м и на всех переломах продольного профиля. Для этого при помощи теодолита и рулетки разбивают плюсовые точки между пикетами, например +20, +40, +60, +80 м. Сами поперечники разбивают вправо и влево от этих точек, перпендикулярно к оси трассы.

На закруглениях трассы поперечник разбивают через 10–20 м в зависимости от радиуса кривой. На этих участках поперечники должны располагаться по направлению к центру кривой, то есть перпендикулярно к касательной к кривой в точке разбивки поперечника. При разбивке поперечников на кривой их располагают через равные отрезки. Для задания направления поперечника в осевой точке кривой измеряют угол между хордами, соединяющими эту точку с двумя соседними. Затем делят угол пополам и строят на местности его биссектрису. Направление биссектрисы и будет совпадать с направлением радиуса кривой, вдоль которого от осевой точки и разбивают поперечник.

Одновременно с разбивкой поперечников выносят в натуру проектные отметки, соответствующие отметке бровке дорожного полотна в законченном виде.

Рассмотрим особенности разбивки поперечников в насыпи и в выемке.

Разбивка поперечников в насыпи . При разбивке поперечников в насыпи (рисунок 2.5) на ровных (без поперечных уклонов) участках местности закрепляют положение проекции осевой точки О’, проекции осевой точки, точек подошвы насыпи К, К1 и проекции точек кюветов D, C, E, F. Для этого от оси трассы О’ рулеткой откладывают отрезки В / 2 (В – ширина насыпи по верху) бровки и отрезки h x m до подошвы точек К, К1. Здесь h высота насыпи, 1:m – крутизна (уклон) откоса. Суммарные расстояния от оси до подошвы насыпи одинаковы:

О’К1 = О’К = В / 2 + hm.

На косогорных участках разбивка насыпи несколько усложняется. Вследствие поперечного наклона местности на угол v (рисунок 2.6) расстояние от оси О’ до подошвы насыпи К и К1 будут различны. Положение точек К и К1 может быть найдено, если отложить по наклонной местности отрезки О’К и О’К1. Если обозначить угол откоса через β, то по теореме синусов будем иметь:

О’К = (В / 2 + hm) sin β / sin (β + v),

О’К1 = (В / 2 + hm) sin β / sin (β + v).

Чтобы получить на наклонной местности проекции бровок А’ и А’1, необходимо от осевой точки О’ отложить расстояние

О’А’ = О’А’1 = (В / 2) / cos v.

Разбивка поперечников в выемке. При разбивке поперечников в выемке на поверхности земли фиксируют осевую точку трассы О’ (рисунок 2.7). От осевой точки трассы откладывают отрезки

О’А’ = О’А’1 = В / 2 + D,

Развитие автоматизированных методов обработки пространственной информации привело к появлению нового направления в моделировании – цифрового моделирования. Основными элементами цифрового моделирования являются: цифровая модель рельефа (ЦМР), цифровая местности (ЦММ), цифровая модель объекта (ЦМО).

Система координат

В системе ГЛОНАСС излучаемые спутниками частоты также модулированы дальномерными кодами и навигационным сообщением. Но в отличие от GPS коды всех спутников одинаковы, а разделение сигналов различных спутников – частотное.

Для производства измерений устанавливают на штативе или на полутораметровой штанге (рисунок 4.1), применяемой для выполнения кратковременных измерений. Управление приемником выполняется с помощью клавиатуры и дисплея контроллера (рисунок 4.2).


Рисунок 4.1 – Пример установки датчика

Результаты измерений регистрируются на жестких картах памяти и обрабатываются на персональных компьютерах с помощью специального программного обеспечения.

4.2.2 Съемка с помощью лазерных сканеров

В сканере ScanStation установлен двухосевой компенсатор с разрешением 1″, такой же, как и в тахеометрах Leica. Сканер можно устанавливать на точке с известными координатами, прокладывать тахеометрический ход, определять стояния с помощью обратной геодезической задачи. Эти функции значительно снижают время и полевых и офисных работ, а также делают сканер более универсальным при полевых работах.

Leica ScanStation выполняет каждое измерение с высокой точностью, с такой же, как и тахеометр. Сканер обладает очень малым шагом сканирования и малым лазерным пятном даже на большом расстоянии. Это позволяет достигать оптимального контроля при уравнивании данных в проекте.

Съемка дорог имеет большую сложность при проведении самих работ, так как экономически не выгодно останавливать все . Здесь просто невозможно обойтись без применения лазерного сканера. Даже если по снимаемому участку дороги безостановочно едут автомобили и в результате будет измерений, отраженных от автомобилей, то при обработке в программе Cyclone () можно просто выбрать одну точку, принадлежащую дорожному покрытию и включить функцию построения сглаженной поверхности. Далее программа выберет автоматически все точки, которые лежат на плоскости в пределах, заданных параметрами построения этой поверхности: максимальное отстояние от среднего уровня, угол возвышения, наибольшее расстояние между двумя соседними точками и наибольший диапазон поверхности. Такая функция позволяет без вмешательства человека отобрать только те точки, которые принадлежат дороге, и построить по ним трехмерную . Также в программе Cyclone есть автоматического профилирования отснятых дорог: по нескольким параметрам автоматически строится средняя дорожного полотна и также автоматически строятся профили через заданное расстояние, включая все необходимые отчеты.

4.2.3 Съемка с помощью комплексных систем

Для обеспечения в области съемки железных дорог были разработаны специальные комплексные системы. Данные технологии являются совместными разработками швейцарских фирм Leica Geosystems и Amberg Meastechnik. В них заложено использование высокотехнологичного измерительного оборудования и мощного пакета программного обеспечения.

Система LEICA TMS (рисунок 4.4) используется для геодезического обеспечения и контроля процессов эксплуатации железнодорожного пути. Система состоится из двух главных компонентов: электронных тахеометров LEICA TPS1100plus, программного обеспечения LEICA TMS Office, LEICA TMS SETOUT, LEICA TMS PROFILE.

Рисунок 4.4 – Система LEICA TMS

Автоматическое измерение профилей и определение геометрии пути осуществляется на базе технологии измерения (рисунок 4.5). Использование радиомодема и автоматического наведения на цели дает возможность дистанционного управления работой прибора с любой точки. Загрузка проектных данных и запись данных измерений может выполняться с помощью полевого компьютера или карты памяти PCMCIA.

Гибкость и многофункциональность применения системы.

4.2.4 Съемка с помощью электронных тахеометров

Электронным тахеометром называется прибор, объединяющий в себе светодальномер, электронный теодолит и микроЭВМ (рисунок 4.6). Ведущие производители электронных тахеометрических систем: Spectra Precision ( /Германия), Leica (), Sokkia, Topcon, Nikon, Pentax (),Trimble (США), УОМЗ (Россия).

Светодальномер прибора измеряет расстояние до отражателя, устанавливаемого на штативе или укрепленного для оперативности в работе на переносимой с точки на точку вешке. МикроЭВМ обеспечивает возможность решения целого ряда стандартных геодезических задач, для чего электронный тахеометр снабжен набором необходимых прикладных программ. Полученная в ходе измерений информация высвечивается на цифровом , а также регистрируется внутренней памяти прибора и на флэш-картах для последующего ввода в компьютер с целью дальнейшей обработки.

Электронный тахеометр имеет управления. На панели управления расположены , служащая для управления процессом измерений и ввода информации вручную, и дисплей. Ввод информации и управление возможны и с дистанционного пульта управления (контроллера).

Тахеометр может иметь световой указатель створа, облегчающий установку вехи с отражателем на линию, по которой направлена прибора. Если отражатель находится справа от визирной оси, то светит красным цветом, если слева – зеленым.

Программное обеспечение электронных тахеометров поддерживает решение достаточно широкого круга задач. Обычно бывает предусмотрен ввод и сохранение данных о станции: ее координат, номера точки, высоты прибора, имени оператора, даты, времени, сведений о погоде (ветре, температуре, давлении).

По результатам измерений выполняется вычисление горизонтальных и вертикальных углов, дирекционных углов линий, горизонтальных проложений, превышений, высот точек, где установлены отражатели, приращений координат, плоских и пространственных координат наблюдаемых точек. Предусмотрена возможность вычисления координат по результатам засечек, вычисления расстояния до недоступной для установки отражателя точки и координат недоступной точки, определения высоты недоступного объекта. Для обеспечения разбивочных работ служат программы вычисления угла и расстояния для выноса точки с заданными координатами. При решении задач учитывается рефракция световых лучей в атмосфере.

Использование электронных тахеометров значительно повышает производительность труда, упрощает и сокращает время на обработку результатов измерений, исключает такие ошибки исполнителя, которые имеют место при визуальном взятии отсчетов, записи результатов измерений в журналы, в вычислениях. При работе с электронным тахеометром отпадает необходимость иметь калькулятор для выполнения полевых вычислений. Поэтому электронные тахеометры нашли самое широкое применение при съемке железнодорожных путей и автомобильных дорог.

4.2.5 Съемка с помощью комбинированных систем

Редактор Н. А. Д а ш к е в и ч

Технический редактор В. Н. К у ч е р о в а

Зак. № . Изд. № 71.

Издатель и полиграфическое исполнение

Геодезические работы при строительстве дорог начинают с детальной разбивки её оси по материалам предыдущего трассирования. При этом восстанавливают утраченные пикеты, углы поворота и главные точки круговых кривых. Выполняют детальную разбивку кривых одним из известных способов. Кроме того, производят контрольное нивелирование по пикетажу и плюсовым точкам, разбивают, при необходимости, дополнительные поперечные профили. После выполнения указанных работ трассу окончательно закрепляют на местности знаками, располагаемыми вне зоны земляных работ, и сгущают сеть рабочих реперов из расчета: 1 репер на 4-5 пикетов трассы.

В зависимости от условий местности и положения проектной линии трассы выполняют разбивку земляного полотна дороги для различных случаев положения проектного и поперечного профилей трассы. Разбивка земляного полотна производится с учётом обустройства проезжей части, обочин, откосов и кюветов, соблюдением проектных уклонов в продольном и поперечном направлениях. Поперечные уклоны необходимы для обеспечения отвода воды в том и другом направлениях от оси дороги либо в одном каком-либо направлении, а также для обеспечения необходимой устойчивости движущегося на закруглениях транспорта. Поперечные уклоны не должны отличаться от проектных не более, чем на 0,030.

Исполнительная геодезическая съёмка выполняется после возведения земляного полотна и после окончательного строительства дороги.

Для разбивки под строительство мостовых сооружений создают плановую разбивочную сеть в виде триангуляции, трилатерации, полигонометрии, а также линейно-угловых построений с погрешностью в определении координат пунктов не более 10 мм. Указанные сети уравнивают строгими способами . (О способах уравнивания геодезических построений будет подробно рассказано в последней главе учебника). Разбивочная сеть создается в частной или условной системе координат. Осью абсцисс является ось мостового сооружения.

В мостовых триангуляционных сетях углы измеряют с погрешностью не более 1"-2", с точностью 2-3 мм измеряют контрольные базисные стороны (не менее двух сторон). На рис. Триангуляция. Сдвоенный геодезический четырёхугольник представлена схема триангуляционной сети в виде сдвоенных геодезических четырёхугольников. Может быть использована схема и в виде одного геодезического четырёхугольника с измерением двух базисов на противоположных берегах, например, АВ и DE.

При построении трилатерационных сетей основной фигурой часто является сдвоенный геодезический четырёхугольник или сдвоенные центральные системы (рис. Трилатерация. Сдвоенная центральная система ). Стороны в указанных построениях и их диагонали измеряют светодальномером высокой точности.

Линейно-угловые сети (рис. Линейно-угловые построения ) на мостовых сооружениях позволяют обеспечить большую точность, чем триангуляционные или трилатерационные сети, поскольку в них отсутствуют направления вдоль берегов, что создает одинаковые условия для измерений горизонтальных углов (ослабляется влияние боковой рефракции атмосферы). Кроме того, в линейно-угловых сетях появляется большое число избыточных измерений, что обеспечивает надежный контроль в построениях. Вообще говоря, и при построениях сетей триангуляции и трилатерации, если имеется возможность измерения хотя бы части сторон или углов, то такие измерения целесообразно выполнять. Затраты на выполнение дополнительных измерений того стоят.

Полигонометрические сети строят в виде системы ходов в продольном по оси моста направлении (рис. Система полигонометрических ходов ). Углы в такой сети измеряют с погрешностью 2"-3", а стороны – с погрешностью 5 мм. Полигонометрические сети чаще всего строят на суходольных реках в меженный период (примерно середина лета для средней полосы), когда береговые линии максимально приближаются друг к другу. В систему полигонометрического хода включают точки А и В оси моста. В результате образуется замкнутый полигонометрический ход, состоящий из разомкнутого основного хода А-1-2-3-4-5-В и контрольного В-6-7-8-9-А. В таком построении измеряют горизонтальные углы в узловых точках А и В между линиями полигонометрического хода и осью моста. Кроме того, рекомендуется измерить светодальномером и расстояние АВ и сравнить его с вычисленным по координатам точек А и В расстоянием.

Возможны и другие геодезические построения в виде сдвоенных центральных систем , а также сочетания линейно-угловых построений с полигонометрическими ходами. Вид построения зависит как от необходимой точности разбивочных работ, так и от условий работ.

При строительстве мостовых сооружений и виадуков через ущелья и коньоны, когда опоры на берегах устанавливают уступами, строят линейноугловые сети в вертикальной плоскости. При этом расстояния измеряют светодальномером, а вертикальные углы – теодолитом либо используют для этих целей электронный тахеометр. Здесь следует иметь в виду, что вертикальные углы измеряются с несколько меньшей точностью, чем горизонтальные, поэтому число измерений следует увеличивать до достижения необходимой точности.

Высотная геодезическая сеть представляет собой систему реперов, высоты которых определяют с погрешностью 3-5 мм нивелированием III класса. Особенностями построения высотной сети является передача отметки через водное препятствие, что часто выполняют по схеме, представленной на рис. Передача высот через водное препятствие . Применяют точное геометрическое и тригонометрическое нивелирование. В зимнее время нивелирование выполняют по льду по заранее вмороженным пикетам. На двух станциях необходимо обеспечить строгую симметрию неравных плеч: L1 = L3; L2 = L4 .

Створ оси моста при разбивке задают теодолитом или лазерным визиром и выносят по нему центры опор с помощью компарированных рулеток или светодальномером. На больших суходольных реках центры опор выносят способами прямой или обратной угловой засечки с пунктов разбивочной сети. Прямую угловую засечку выполняют с трёх пунктов, причем одно из направлений обязательно должно совпадать с осью моста. При обратной угловой засечке решение задачи выполняют по четырём исходным пунктам сети. Центр мостовой опоры может быть смещён относительно оси не более, чем на 20 мм.

Детальная разбивка опоры осуществляется от её центра относительно оси опор и перпендикулярного к ней направления – оси опоры.

По окончании строительства опор, а затем – после монтажа пролетных строений, производят исполнительную съёмку.

8.1. Роль инженерной геодезии в строительстве

Инженерная геодезия связана со всеми процессами строительства зданий и сооружений, все виды геодезических работ можно разделить на следующие этапы:

1. Инженерные изыскания:

– гидрологические изыскания;

– геологические изыскания;

– геодезические изыскания;

– крупномасштабные съемки;

– трассирование линейных соору-

– создание съемочного обоснования.

Инженерные изыскания – комплекс работ, проводимых для получения сведений, необходимых для выбора экономически целесообразного и технически обоснованного местоположения сооружения, для решения основных вопросов, связанных с проектированием, строительством и эксплуатацией сооружений.

В процессе инженерно-геодезических изысканий изучению и съемки подлежат ситуация и рельеф на территории предполагаемого строительства,

в результате чего получают крупномасштабные планы, необходимые для проектирования.

В состав топографо-геодезических работ входят:

– построение государственной геодезической сети;

– создание планово-высотного съемочного обоснования;

– топографическая съемка;

– построение крупномасштабных планов для снятого участка. Линейные изыскания имеют ряд особенностей и отличаются в от-

дельных случаях большой сложностью. Поэтому изыскания при проектировании и строительстве железных и автомобильных дорог, каналов, трубопроводов, линий электропередачи, линий электросвязи и т.д. выделяют отдельно.

2. Инженерно-геодезическое проектирование – комплекс работ, проводимый для получения данных, необходимых для размещения сооружения в плане и по высоте. Оно включает:

– размещение объекта строительства по площади и по высоте;

– ориентирование основных осей сооружения;

– проектирование рельефа;

– вычисления объемов земляных работ;

– выполнение расчетов, связанных с составлением проекта сооружений линейного типа (включая расчет горизонтальных и вертикальных кривых, составление продольного профиля будущей трассы);

– выполнение расчетов, необходимых для перенесения проекта в на-

– составления разбивочных чертежей, схем и т.д.

Строительство сооружений производится только по чертежам, разработанным в проекте. Проект представляет собой комплекс технических документов, содержащих технико-экономическое обоснование, расчеты, чертежи, пояснительные записки и другие материалы, необходимые для строительства.

Топографической основой при проектировании являются крупномасштабные планы 1:5000 – 1:500, выполненные на стадии изысканий.

Указания по составу, точности, методам, объемам, срокам и порядку геодезических работ на строительной площадке приводятся в проекте организаций строительства (ПОС), проекте производства работ (ППР) и проекте производства геодезических работ (ППГР), которые являются составными частями общего проекта.

В задачу геодезической подготовки проекта входит увязка между собой отдельно расположенных на стройплощадке сооружений и обеспечение их разбивки на местности с заданной точностью. Геодезические расчеты при подготовке проектов состоят в нахождении координат и отметок точек сооружения, определяющих его положение на местности и разбивочных элементов для выноса сооружения в плане и по высоте.

Проект вертикальной планировки обеспечивает преобразование существующего рельефа застраиваемой территории при размещении зданий, сооружений, подземных коммуникаций, высотное решение площадей, улиц, внутриквартальной территории и отвод поверхностных вод при минимальном перемещении земляных масс.

Основными документами проекта вертикальной планировки являются план организации рельефа и картограмма земляных работ, которые составляются на основе топографического плана, рабочих чертежей поперечных профилей улиц и проездов.

Исходной базой, на которой разрабатываются на практике принципы проектирования геодезических работ на строительной площадке, является ПОС (проект организации строительства) и ППР (проект производства работ). Как ПОС, так и ППР содержит геодезическую часть. В этой части рассматриваются:

– состав, объем, сроки и последовательность выполнения работ по созданию разбивочной и высотной основы;

– состав, объем, сроки и последовательность выполнения разбивочных работ на период строительства;

– необходимая точность, приборы и методы выполнения работ.

3. Проект производства геодезических работ (ППГР) содержит следующие разделы:

1. Организация геодезических работ на строительной площадке.

В этом разделе рассматриваются вопросы согласования схемы производства геодезических работ и календарные планы выполнения измерений, производимые геодезическими группами.

2. Основные геодезические работы. Раздел содержит схемы построения плановой и высотной геодезической основы на строительной площадке, расчеты необходимой точности геодезических измерений, схемы

и способы построения разбивочной сети, типы знаков, реперов и марок, разбивка главных и основных осей.

3. Схема переноса главных и основных осей зданий и сооружений от исходной планово-высотной основы с расчетом точности выноса и методики выполнения работ, схемой размещения осевых знаков, а также детальные разбивочные геодезические работы.

4. Геодезическое обеспечение подземной части сооружения при устройстве фундаментов, разрабатывается методика детальной разбивки под монтаж конструкций, выполнение исполнительной съемки.

5. Геодезическое обеспечение при возведении надземной части сооружений. Включает методику создания и расчеты необходимой точности измерений элементов плановой и высотной геодезической основы на исходном горизонте, выбор и обоснование методов передачи осей и высотных отметок на монтажные горизонты, исполнительная съемка.

6. Проект измерения деформаций сооружений геодезическими методами. Рассматривают необходимую точность измерений, перечень приборов и методики измерений, периодичность измерений и методы обработки результатов.

4. Разбивочные работы

– разбивочные сети

– основные разбивочные работы

– детальная разбивка сооружений по этапам строительства. Геодезические разбивочные работы являются составной частью

строительно-монтажного производства. Различают плановую и высотную разбивки сооружений, в которые входят основные и детальные разбивочные работы.

Основные разбивочные работы заключаются в определении на местности положения главных осей и строительного поля инженерного сооружения. Они переносятся в натуру от пунктов плановой и высотной геодезической основы, построенной в районе возводимого сооружения.

Детальные разбивочные работы состоят в определении планового и высотного положения тех или иных частей инженерного сооружения, которые задают его геометрические контуры. Детальные разбивочные работы выполняются, как правило, от ранее перенесенных в натуру главных осей

сооружения путем разбивки основных и вспомогательных осей, а также характерных точек и контурных линий, определяющих положение всех деталей сооружения.

Работы, связанные с разбивкой сооружений, представляют собой действия, обратные съемке и характеризуются более высокой точностью их выполнения. Если при съемке контура здания допущена ошибка 10 см, то при нанесении контура на план масштаба 1:2000 она уменьшается до 0,05 мм, что невозможно выразить в таком масштабе.

Если же при снятии длины отрезка с проекта, составленного в масштабе 1:2000 будет допущена ошибка 0,1 мм (предел графической точности масштаба), то на местности размер ошибки выразится в 200 мм, что часто может быть недопустимо при выполнении разбивочных работ.

Строительные допуски на смещение осей, отклонений от проектных отметок составляют в основном 2–5 мм. Поэтому, размеры и положение точки на плане получают аналитическим путем, а для снятия координат используют планы масштаба 1:500.

В состав разбивочных работ входит:

1. Построение разбивочной основы в виде триангуляции, полигонометрии, трилатерации, строительной сетки, линейно-угловых построений. Геодезическая разбивочная основа служит для построения внешней разбивочной сети и производства исполнительной съемки.

2. Вынос в натуру главных или основных осей зданий (создание внешней разбивочной основы) и проектных отметок. Внешняя разбивочная основа является базисом для выполнения детальных разбивочных работ.

3. Детальные разбивочные работы на стадии отрывки котлована, разбивки коммуникаций, устройства фундаментов, передачи отметок и осей на дно котлована, возведении надземной части здания.

Основными элементами разбивочных работ являются вынос в натуру проектного угла, проектного расстояния, проектного уклона и проектной отметки.

В зависимости от вида сооружения, условий измерений и требований

к точности его построения разбивочные работы могут выполняться полярным или способом прямоугольных координат, угловой, линейной или створной засечками и другими методами.

5. Выверка конструкций и технологического оборудования

– в плане;

– по высоте;

– по вертикали.

Наиболее важными геодезическими характеристиками, подлежащими определению, являются прямолинейность, горизонтальность, вертикальность, параллельность, наклонность и т.д. Сочетание этих характеристик позволяет определить плановое и высотное положение различных элементов.

По мере ведения строительства для определения планового и высотного положения отдельных элементов выполняют комплекс геодезических работ, который называют исполнительной съемкой. Точность, принятая при исполнительной съемке, должна быть не ниже точности разбивочных работ.

6. Наблюдение за деформациями зданий и сооружений

– оседание оснований и фундаментов

– горизонтальное смещение

– крен сооружений башенного типа.

Деформацией сооружений называют изменение относительного положения всего сооружения или отдельных его частей, связанное с пространственным перемещением или изменением его формы.

Деформации сооружений проявляются в виде прогибов, кручения, крена, сдвига, перекосов и т.д. В общем случае деформацию сооружений можно свести к двум наиболее простым смещениям сооружения – сдвигу в горизонтальной и осадке в вертикальной плоскостях.

Деформации сооружений возникают из-за неравномерной осадки сооружения, вызванной усадкой грунта, а также недостаточной прочностью конструкций. Для своевременного предупреждения аварий и для более детального изучения причин нарушения эксплуатационных качеств сооружений, проводят систематические наблюдения за деформациями их конструкций. С этой целью в конструкции сооружений закладывают специальные осадочные марки и периодически высокоточными геодезическими методами определяют их отметки.

В процессе инженерной деятельности в строительстве геодезисты руководствуются нормативными документами, в частности:

Документ

Название документа

СНиП 11–02–96

Инженерные изыскания для строительства. Основные

положения

СП 11–104–97 Ч.I

тельства

Инженерно-геодезические изыскания для строи-

СП 11–104–97 Ч.II

тельства. Выполнение съемки подземных коммуни-

каций при инженерно-геодезических изысканиях для

строительства

Инженерно-геодезические изыскания для строи-

СП 11–104–97 Ч.III

тельства. Инженерно-гидрографические работы при

инженерно-геодезических изысканиях для строи-

тельства.

Инженерно-геодезические изыскания железных и

автомобильных дорог

Документация исполнительная геодезическая. Пра-

Геодезические работы при строительстве автомобильных дорог: состав, требования и нормы. Как результаты изысканий влияют на качество дорожного полотна, чем грозит нарушение проектных меток.

Исследования в области инженерной геодезии и геологии, в процессе строительства автомобильных дорог, являются комплексные изыскания, направленные на получение детальной информации о местности, ее особенностях, рельефе, геологических характеристиках и условий планировки линейных объектов. К проектированию и дорожному строительству предъявляют высокие требования (износостойкость, надежность, способность выдерживать большие нагрузки), которые регулируются государственными нормативными актами. Один из основных документов – СП 243.1326000.2015.

Компания «Промтерра» выполняет полный цикл геодезических работ при проектировании, реконструкции и строительстве автомобильных дорог, стоянок, парковок, примыканий и пересечений. Исследования проводят на всех этапах, начиная от изучения первоначальной документации, топографической съемки, разбивки осей на местности и до оформления итоговых технических отчетов.

Геодезические работы при строительстве автодорог

Первоначальная задача при проектировании – определение максимально предполагаемой нагрузки на трассу, то есть какой вес она сможет выдерживать при движении легкового или грузового транспорта. Для этого важно правильно произвести все геодезические измерения и выбрать оптимальный участок местности для будущей автомобильной дороги, включая примыкания и пересечения .

На первом этапе проводят анализ имеющихся топографических планов и геоподосновы территории. После выполнения рекогносцировки на местности и трассирования инженеры-геодезисты делают разбивку осей, а также вертикальных и горизонтальных кривых для главных и второстепенных дорог.

Кроме указанных картографических и геодезических работ проводят следующие:

топографическая съемка участка с созданием новых топопланов;
измерения электронными тахеометрами линейных участков;
вынос в натуру высоты полотна и поворотов трассы;
разбивочные геодезические работы с расставлением пикетов и поперечников;
исполнительные съемки и нивелирование в процессе строительства;
разбивка земляного полотна и геодезический мониторинг проектных отметок.

Инженерные изыскания для проектирования и будущего строительства автодорог предполагают, кроме проведение геодезических работ для линейных объектов и топографической съемки участка, гидрометрические, экологические и геологические исследования. Важно правильно расчитать степень воздействия внешних осадков, которые разрушительно влияют на дорожное покрытие и его состояние. От результатов выполнения изысканий зависит выбор участка прохождения линейного объекта, строительных материалов (щебень, песок, асфальт) и финансово-экономическое обоснование целесообразности тех или иных мероприятий.

Результаты геодезических изысканий и рабочая документация

Детальность проведения изысканий в прикладной геодезии и разбивочных работ зависит от требований к точности результатов, которые оговорены в техническом задании. Кроме того, нормы показателей регламентируются сводами правил, ГОСТ и зависят от категории автомобильной дороги.

Объекты дорожной инфраструктуры для которых проводят геодезические изыскания:

автомагистрали и скоростные трассы;
главные и второстепенные дороги;
дороги местного и регионального назначения l-V категории;
стоянки и парковки легкового и грузового автотранспорта;
мосты, туннели, эстакады и другие линейные сооружения.

Вся рабочая документация, которая составляется в процессе работ по геодезии при проектировании и строительстве автомобильных дорог , формируется в соответствии с установленными стандартами. В состав входят топографические чертежи, спецификации на оборудование, планы дорог, перемещения земляных масс, схемы расположения на местности ТСОДД (средств организации дорожного движения).

На каждом этапе строительства автодорог необходимо проводить контроль проектных меток. Отклонения от значений может составлять не более 1 см при укладке слоев насыпи. Большие погрешности значений для дорожного полотна приведут к нарушению технологии строительства и искажению проектных расчетов. Такой факт приводит к дополнительным финансовым затратам и низкому качеству готовой работы.

Компания «Промтерра» предоставляет услуги геодезического сопровождения строительства автомобильных дорог на всех этапах, проводит транспортное моделирование дорожного движения, а также выполняет все необходимые инженерные изыскания для разработки разделов проектной документации. По окончанию работ готовый проект в полном объеме отправляется заказчику исследований для дальнейшего согласования и прохождения независимой экспертизы (оказываем содействие).

ТИПОВАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА (ТТК)

ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАЗБИВОЧНЫЕ РАБОТЫ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

I. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1. Типовая технологическая карта (далее ТТК) - комплексный нормативный документ, устанавливающий по определённо заданной технологии организацию рабочих процессов по строительству сооружения с применением наиболее современных средств механизации, прогрессивных конструкций и способов выполнения работ. Они рассчитаны на некоторые средние условия производства работ. ТТК предназначена для использования при разработке Проектов производства работ (ППР) и другой организационно-технологической документации, а также с целью ознакомления (обучения) рабочих и инженерно-технических работников с правилами производства геодезических разбивочных работ при строительстве автомобильной дороги.

1.2. В карте приведена схема технологического процесса, изложены оптимальные решения по организации и технологии производства геодезических разбивочных работ при строительстве автомобильной дороги рациональными средствами механизации, приведены данные по контролю качества и приемке работ, требования промышленной безопасности и охраны труда при производстве геодезических работ.

1.3. Нормативной базой для разработки технологических карт являются: СНиП, СН, СП, ГЭСН-2001 ЕНиР, производственные нормы расхода материалов, местные прогрессивные нормы и расценки, нормы затрат труда, нормы расхода материально-технических ресурсов.

1.4. Цель создания ТК - описание решений по организации и технологии геодезических разбивочных работ при строительстве автомобильной дороги с целью обеспечения их высокого качества, а также:

- снижение себестоимости;

- сокращение продолжительности строительства;

- обеспечение безопасности выполняемых работ;

- организации ритмичной работы;

- рациональное использование трудовых ресурсов и машин;

- унификация технологических решений.

1.5. На базе ТТК в составе ППР (как обязательные составляющие Проекта производства работ) разрабатываются Рабочие технологические карты (РТК) на выполнение отдельных видов геодезических разбивочных работ при строительстве автомобильной дороги. Конструктивные особенности геодезических разбивочных работ при строительстве подъездной автомобильной дороги решаются в каждом конкретном случае Рабочим проектом. Состав и степень детализации материалов, разрабатываемых в РТК, устанавливаются соответствующей подрядной строительной организацией, исходя из специфики и объема выполняемых работ. Рабочие технологические карты рассматриваются и утверждаются в составе ППР руководителем Генеральной подрядной строительной организации, по согласованию с организацией Заказчика, Технического надзора Заказчика.

1.6. Технологическая карта предназначена для геодезистов, выполняющих геодезические разбивочные работы при строительстве автомобильной дороги, а также работников технического надзора Заказчика и рассчитана на конкретные условия производства работ в III-й температурной зоне.

II. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2.1. Рабочая технологическая карта разработана на комплекс геодезических разбивочных работ при строительстве автомобильной дороги.

2.2. Работы по геодезической разбивке выполняются в одну смену, продолжительность рабочего времени в течение смены составляет:

Где 0,06 - коэффициент снижения выработки по сравнению с 8-ми часовой рабочей сменой.

2.3. Технологической картой предусмотрено выполнение работ комплексным геодезическим звеном с электронным тахеометром Cokkia SET 230 RK , в качестве основного измерительного инструмента.

Рис.1. Электронный тахеометр Cokkia SET 230 RK

2.4. В состав работ, выполняемых при геодезической разбивке автомобильной дороги, входят следующие технологические операции:

- контроль геодезической разбивочной основы;

- разбивка пикетажа, кривых;

- разбивка поперечных профилей земляного полотна;

- разбивка дорожной одежды;

- разбивка водопропускной трубы.

2.5. Работы следует выполнять, руководствуясь требованиями следующих нормативных документов:

- СП 48.13330.2011 . Организация строительства;

- СНиП 3.01.03-84 . Геодезические работы в строительстве;

- СНиП 12-03-2001 . Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования;

- СНиП 12-04-2002 . Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство.

III. ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ

3.1. В соответствии с СП 48.13330.2001 "Организация строительства" до начала выполнения строительно-монтажных работ на объекте Подрядчик обязан в установленном порядке получить у Заказчика проектную документацию и разрешение на выполнение строительно-монтажных работ. Выполнение работ без разрешения запрещается.

3.2. До начала производства геодезических работ необходимо провести комплекс организационно-технических мероприятий, в том числе:

- назначить лиц, ответственных за безопасное выполнение работ, а также их контроль и качество выполнения;

- провести инструктаж членов бригады по технике безопасности;

- подготовить инвентарь, приспособления и средства для безопасного производства работ;

- обеспечить рабочих инструментами и средствами индивидуальной защиты;

- обеспечить связь для оперативно-диспетчерского управления производством работ;

- установить временные инвентарные бытовые помещения для хранения строительных материалов, инструмента, инвентаря, обогрева рабочих, приёма пищи, сушки и хранения рабочей одежды, санузлов и т.п.;

- составить акт готовности объекта к производству работ;

- получить разрешение на производство работ у технадзора Заказчика.

3.3. Разбивочные геодезические работы проводятся в следующей последовательности:

- подготовительные работы;

- восстановление трассы подъездной дороги и осей сооружений;

- восстановление опорных сетей строительства и перенесение на местность основных осей подъездной дороги и запроектированных сооружений;

- детальные разбивочные работы.

3.4. В ходе подготовительных работ необходимо:

- принять от Генподрядчика, не позднее чем за 10 дней до начала строительства, геодезическую разбивочную основу, в объеме гл.9 СП 11-104-97 ;

- изучить проектные материалы, содержащие исходные данные для разбивки;

- выбрать методику измерений;

- составить разбивочные схемы, чертежи и календарный план производства геодезических работ на объекте;

- визуально обследовать трассу строительства дороги.

3.4.1. После выполнения проектной организацией изысканий, Подрядчик в присутствии Заказчика производит полевую приемку вынесенной и закрепленной геодезическими знаками на местности трассы автомобильной дороги. Приемо-передача закрепленной трассы оформляется Актом с приложением к нему необходимых ведомостей и журналов. При приемке высотного обоснования сверяют с каталогом и уточняют в натуре местоположение пунктов государственной нивелировочной сети, используемых изыскателями. Выборочной проверке подлежат отметки пикетажа трассы и выносных точек. Все закрепляемые и выносимые точки заносятся в схему закрепления трассы.

3.4.2. При передаче ГРО Генподрядчик передает закрепленные на местности вне зоны производства работ следующие пункты и знаки:

- границы полосы отвода земель;

- плановые знаки дороги, закрепленные не реже чем через 0,5 км, определяющие ось, начало, конец дороги и промежуточные точки;

- ВУ поворота, точки НК, КК, СК;

- реперы вдоль дороги - не реже чем через 2,0 км (смотри рис.2);

- оси искусственных сооружений;

- места размещения насыпей и выемок.

Генподрядчик также передает следующую техническую документацию:

- схемы закрепления полосы отвода на прямых и криволинейных участках, исполненные в масштабе генерального плана строительства;

- ведомости: линейных промеров дороги; закрепления оси дороги; реперов; углов поворота; прямых и кривых; координат;

- каталоги координат, высот и абрис всех пунктов ГРО.

Рис.2. Постоянные геодезические знаки - реперы

А) - забетонированный обрезок металлической трубы; б) - стальной штырь; в) - обрезок рельса

1 - плановая точка; 2 - стальная труба с крестообразным анкером; 4 - стальная труба; 5 - граница промерзания

3.5. Восстановление и закрепление полосы отвода и оси дороги на местности

3.5.1. Для переноса точек запроектированного и представленного на чертежах плана дороги на местность, необходимо иметь как на плане, так и на местности одни и те же постоянные предметы. Этими предметами могут быть пункты триангуляции, точки пересечения с автомобильными дорогами (кромка проезжей части), линии связи, ЛЭП и т.д. К ним привязываются разбивочные данные, которые берутся из проекта, и от них производится разбивка, процесс который заключается в следующем:

- по плану определяют расстояние от этих точек до постоянных предметов, имеющихся на плане и на местности, и в принятом масштабе определяют фактическое расстояние;

- вешками дают направление дороги, а затем производят коррекцию разбивки;

- полученные точки на местности закрепляют колышками и сторожками (выносками).

3.5.2. После установления соответствия проектных данных местным условиям выполняются работы по восстановлению и закреплению трассы. Данные работы производятся в несколько этапов:

3.6. Перед срезкой растительного слоя грунта:

- визуально провесить ось дороги;

- закрепить пикетаж;

- установить границы растительного грунта и мест его размещения в боковых отвалах.

Границы срезки закрепляют вехами длиной 3,0 м, а отвалы - колышками, по линии пересечения подошвы их откосов с поверхностью земли.

3.7. После срезки растительного слоя грунта:

3.7.1. Восстановление и закрепление границ полосы отвода

Границы полосы отвода закрепляют выносными столбами высотой 50 см, размером 7,0х5,0 см. От столбов на расстоянии 10-20 м (в створе со столбами) забивают колья высотой 1,0 м, на которых указывают высоту () по оси дороги, номер пикета, расстояние до оси трассы, место расположения (слева или справа), отметку репера.

3.7.2. Проверка отметок существующих реперов

Расхождение проверенных двойным нивелирным ходом значений отметок реперов с проектными данными не должно превышать (в мм), ( в км).

3.7.3. Установка дополнительных реперов

В местах расположения искусственных сооружений устанавливаются дополнительные реперы. Репера следует устанавливать за пределами полосы отвода, в местах, не затопляемых, не подверженных размыву и оползням; в местах, обеспечивающих их сохранность до окончания всех строительных работ. Между реперами производится двойное нивелирование с составлением ведомости высотной увязки реперов. Местоположение реперов фиксируется в ведомости реперов. Место постановки рейки на репер должно быть обязательно обозначено костылем, гвоздем или отмечено краской.

3.8. Восстановление и закрепление трассы дороги:

3.8.1. Восстановление трассы производится с целью закрепления на местности всех основных точек, определяющих положение проектной линии дороги. При этом руководствуются документами рабочего проекта: планом и профилем трассы, ведомостью прямых и кривых, схемой закрепления трассы. В состав работ по восстановлению трассы входят:

- инструментальное восстановление пикетажа с контрольным промером линий и углов и с детальной разбивкой кривых;

- закрепление трассы с выносом знаков крепления за пределы зоны земляных работ;

- контрольное нивелирование по пикетажу с дополнительным сгущением сети рабочих реперов;

- возможная корректировка и местное улучшение трассы.

3.8.2. Восстановление трассы начинают с отыскания на местности вершин углов поворота. Отдельные вершины, на которых не сохранились знаки крепления, находят промерами от постоянных местных предметов согласно абрисам их привязки или прямой засечкой по проектным углам из двух соседних вершин трассы. Одновременно с восстановлением вершин измеряют углы поворота трассы и сравнивают полученные значения с проектными. При обнаружении значительных расхождений направление трассы на местности не изменяют, а исправляют значение проектного угла поворота и пересчитывают по исправленному углу все элементы кривых.

3.8.3. Затем приступают к контрольному измерению линий с разбивкой пикетажа. Пикеты и точки пересечения трассой водотоков и магистралей устанавливают в створе по инструменту. При обнаружении во время промера расхождения со старым (изыскательским) пикетажем более чем на 1 м вставляются так называемые рубленные пикеты с целью обеспечить соответствие точек на местности точкам на проектном продольном профиле.

3.8.4. При отсутствии закрепительных знаков на значительном протяжении трассы такой участок укладывают заново в соответствии с проектными данными. Накопившиеся невязки распределяют пропорционально длинам линий с обратным знаком.

3.8.5. Все восстановленные по оси трассы точки надежно закрепляются выносными столбами. Закрепительные знаки устанавливают перпендикулярно к оси трассы за бровкой кювета существующей дороги или за пределами земляных работ.

3.8.6. На прямолинейных участках закрепительные знаки следует устанавливать так, чтобы, установив инструмент на одном из знаков створа, было видно еще два знака других створов. На прямолинейных участках закрепительные знаки - выносные столбы располагают в зависимости от рельефа местности через каждые 200-400 м, между которыми перпендикулярно к трассе выставляют промежуточные выносные колья. Закрепление оси трассы осуществляют прочно забитыми кольями и высокими вехами (длиной 3,0-4,0 м), а также колышками с выносом их за пределы зоны работы машин с указанием расстояния выноски. При этом на длинных прямых участках высокие вехи устанавливаются через каждые 0,5-1 км. На прямых участках такие же вехи ставят в точках, соответствующих тангенсам кривых (см. рис.3).

Рис.3. Схема закрепления оси дороги на прямом участке дороги

3.8.7. На криволинейных участках трассы выносные столбы располагают через каждые 100 м, т.е. на каждом пикете, на линии, перпендикулярной касательной к кривой (см. рис.4).

Рис.4. Схема закрепления оси дороги на криволинейном участке дороги

Выносные промежуточные колья устанавливают на расстояниях, позволяющих удобно разбить кривую. Начало и конец трассы, как и весь ее промер, увязывают с существующим километражом. Вершины углов поворота трассы закрепляют прочно вкопанными угловыми столбами с надписью (диаметром не менее 10 см и высотой 0,5-0,7 м). Закрепляют начальные и конечные точки переходных кривых. Столбы располагают на продолжении биссектрисы угла в 0,5 м от его вершины. Надпись обращают к вершине, которую отмечают колышком. На кривых с малыми биссектрисами устанавливают на продолжении тангенсов (вне зоны работ машин) по две вехи через 20 м от вершины (см. рис.4), при этом составляется ведомость закрепления трассы на участке (табл.1).

Ведомость закрепления трассы на участке

Таблица 1


N знака закреп- ления	Положение закрепленной точки	Привязка		Описание знака закрепления	Эскиз знака	Примечание
		Расстояние от оси, м	Отметка выносных столбов, м