Геометрического нивелирования
Организация наблюдений за осадками методом
Метод геометрического нивелирования является наиболее точным, удобным и распространенным. Наблюдения осуществляются с помощью высокоточных нивелиров: Н 05; Ni 005А и др. и инварных реек относительно неподвижных геодезических знаков. В качестве последних служат глубинные реперы различных конструкций, закладываемые на глубину до коренных пород.
Для этих же целей используют лазерные приборы. Их преимущество – возможность полной автоматизации процесса измерений с непрерывной регистрацией результатов. В комплект аппаратуры входит лазерный нивелир с самоустанавливающейся линией визирования, нивелирные рейки с фотоэлементами, включенными в полярную схему. Фотоприемное устройство отслеживает положение лазерного пучка. При неравномерном освещении фотоэлементов вырабатывается управляющее напряжение, которое подается на электродвигатель. Электродвигатель перемещает фотоэлементы рейки до тех пор, пока направляющее напряжение не станет равным нулю, что соответствует одинаковой освещенности фотоэлементов. Результаты измерений регистрирует запоминающее устройство. Таким образом, запоминающее устройство непрерывно записывает вертикальные перемещения контролируемой точки. Стабильность горизонтального положения лазерного пучка составляет 0,3-0,5" при наклоне прибора до 15'.
Применяются цифровые нивелиры, которые также позволяют автоматизировать процесс наблюдений за деформациями.
Для наблюдений за основанием сооружений в их цоколе через определенные расстояния закладывают осадочные марки (контрольные реперы) различных конструкций. Если нет прямой связи между глубинными реперами и осадочными марками, то дополнительно закладывают промежуточные (рабочие)
реперы (рис. 107).
Если строящееся сооружение крупное и ответственное, то организуют наблюдения за поведением дна котлована. С этой целью закладывают глубинные марки. Эти наблюдения составляют нулевой цикл, с которым сравнивают все последующие. Он должен быть проведен в момент, когда давление на основании ≈ 0, но не ранее чем через 3-4 дня после закладки осадочных марок и 2-3 месяца после установки глубинных реперов. Результаты нивелирования заносят в журнал установленного образца.
Периодичность последующих наблюдений устанавливается в зависимости от календарных сроков строительства, свойств грунтов, величины и стабилизации осадок. Обычно наблюдения должны производиться по мере достижения веса строящегося сооружения 25, 50, 75 и 100% своей проектной величины (1-3 месяца). Чем несвязнее грунт, тем чаще необходимы наблюдения: через 1-1,5 месяца на песках, 3-4 месяца на связных грунтах (глины, суглинки, илы и т.д.). После полной загрузки здания периодичность составляет 5-6 месяцев для песков и 3-4 месяца для глин в течение 2-3 лет.
Величина относительной осадки определяется как разность отметок одной и той же марки из соседних циклов; абсолютной осадки – как разность отметок марки из нулевого и последнего циклов. Это оформляют в ведомости стандартного образца и графически (линии равных осадок фундамента, график и эпюры развития осадок марок, развернутые графики осадок марок).
По величине осадок вычисляют затем величины других деформаций, указанных в разделе 15.2. Порядок расчета деформации можно заимствовать из специальной литературы.
промежуточный репер
осадочная марка
12 КЖ
глубинный
репер
Рис. 107. Схема расположения осадочных марок, промежуточных и
глубинных реперов
Заключение
В данном учебном пособии подробно рассмотрены вопросы инженерной геодезии, связанные с тематикой лабораторных работ и учебной геодезической практики. В связи с этим некоторые темы рассмотрены лишь в той мере, в какой это было необходимо для ознакомления студентов с некоторыми методиками измерений, приборами (светодальномеры, электронные тахеометры и др.).
Поскольку решение задач на топографической карте подробно рассмотрено в моем практикуме [5], здесь они не рассматривались.
Устройство геодезических приборов рассмотрено на примере таких марок теодолита и нивелира, с которыми студентам предстоит работать в течение учебного года.
В учебном пособии подробно рассмотрены вопросы ориентирования линий местности, угловые и линейные измерения, метод геометрического нивелирования, топографические съемки, геодезические работы на строительной площадке и др. Текст сопровождается богатым графическим материалом. Полагаю, это будет способствовать хорошей подготовке студентов по дисциплине «Инженерная геодезия».
Литература
1. Руководство по наблюдениям за деформациями оснований и фундаментов зданий и сооружений. М., Стройиздат, 1975.
2. Пискунов М.Е. Методика геодезических наблюдений за деформациями сооружений. «Недра», М., 1980.
3. Ганьшин В.Н. (ред.), Стороженко А.Ф., Буденков Н.А. Измерение вертикальных смещений сооружений и анализ устойчивости реперов. «Недра», М., 1981.
4. Багратуни Г.В., Ганьшин В.Н. и др. Инженерная геодезия. М., «Недра», 1984.
5. Кочетова Э.Ф. Практикум по геодезии. Работа с топографической картой. Н.Новгород, ВГИПА, 2004.
6. Федотов Г.А. Инженерная геодезия. М., «Высшая школа», 2006.
7. Дементьев В.Е. Современная геодезическая техника и ее применение. М., Академический проект, 2008.
8. Ямбаев Х.К. Геодезическое инструментоведение. М., «Академический проект», 2011.
Оглавление
Введение ……………………………………………………………………………3
1. Общие сведения ……………………………………….……….………………..4
1.1. Предмет и метод геодезии как науки …………………………...……………4
1.2. История развития геодезии ………………………………………………..….5
2. Общая фигура Земли и определение положения точек земной ……….
поверхности ………………………………………………………………..…….5
2.1. Форма и размеры Земли ……………………………………...………………5
2.2. Метод проекций и системы координат в геодезии ………………………….6
3. Ориентирование …………………………………………………………..……11
4. Связь дирекционных углов и горизонтальных углов полигона ...……......…14
5. Прямая и обратная геодезические задачи ………………………………...….15
6. Топографические карты и планы ……………………………………………..17
6.1. Понятие о плане, карте, профиле………………………………..…………..17
6.2. Цифровые и электронные топографические карты ………………………..19
6.3. Масштабы ……………………………………………………………….……20
6.4. Условные знаки ситуации и рельефа …………………………………...…..23
6.5. Основные формы рельефа и их изображение на картах и планах ………..23
6.6. Номенклатура топографических карт и планов …………...……………….26
7. Угловые измерения …………………………………………………….....……28
7.1. Принцип измерения горизонтального угла и схема угломерного …………..
прибора ……………………………….………………….…………………...28
7.2. Классификация теодолитов ……………………………………………...…..34
7.3. Отсчетные приспособления теодолитов …………………………….……...35
7.4. Поверки и юстировка теодолитов ………………………………..…………37
7.5. Способы измерения горизонтальных углов ..................................................41
7.6. Устройство вертикального круга. Измерение вертикальных……………..
углов..................................................................................................................43
7.6.1. Порядок измерения угла наклона.................................................................45
7.7. Точность измерения углов...............................................................................46
8. Линейные измерения...........................................................................................47
8.1. Способы измерения расстояний......................................................................47
8.2. Измерение длин линий землемерной лентой.................................................49
8.3. Косвенные линейные измерения.....................................................................52
8.3.1. Дальномеры геометрического типа..............................................................52
8.3.2. Физические дальномеры...............................................................................55
8.4. Измерение неприступных расстояний............................................................62
9. Нивелирование и его виды..................................................................................63
9.1. Сущность и способы геометрического нивелирования................................64
9.2. Классификация и устройство нивелиров........................................................68
9.3.Поверки нивелиров с цилиндрическим уровнем............................................76
10. Продольное нивелирование трассы.................................................................77
10.1. Полевые работы..............................................................................................78
10.2. Камеральные работы......................................................................................80
11. Опорные геодезические сети............................................................................81
12. Топографические съемки..................................................................................90
12.1. Теодолитная съемка........................................................................................91
12.1.1. Полевые работы...........................................................................................91
12.1.2. Камеральные работы при теодолитной съемке........................................92
12.2. Тахеометрическая съемка..............................................................................93
12.2.1. Полевые работы...........................................................................................93
12.2.2. Камеральные работы...................................................................................93
12.3. Электронные тахеометры...............................................................................95
12.4. Нивелирование поверхности по квадратам………………………………100
12.5. Фототопографические съемки.....................................................................102
12.5.1. Аэрофототопографическая съемка...........................................................102
13. Элементы теории ошибок измерений............................................................107
13.1. Классификация и свойства ошибок геодезических измерений................107
13.2. Средняя квадратическая, предельная и относительная ошибка...............108
13.3. Средняя квадратическая ошибка функции измеренных величин………109
13.4. Арифметическая середина и ее свойства....................................................110
13.5. Оценка точности ряда измерений по вероятнейшим ошибкам................111
14. Задачи инженерной геодезии в строительстве. Специальная часть……...112
14.1. Способы перенесения проектных углов, точек, линий и плоскостей с…….
плана на местность……...............................................................................116
14.1.1. Построение на местности угла заданной величины...............................117
14.1.2. Перенесение в натуру линии заданной длины........................................119
14.1.3. Перенесение в натуру проектных точек в плане....................................120
14.2. Вынесение на местность проектных точек, линий и плоскостей ….....
по высоте ………...……………………………………………………..….122
14.2.1. Перенесение на местность точек с заданной отметкой.........................122
14.2.2. Разбивка в натуре линии заданного уклона............................................123
14.2.3. Построение на местности горизонтальной и наклонной ……………...….
плоскости....................................................................................................124
14.3. Развитие плановой и высотной геодезической основы на ……………...…..
строительной площадке..............................................................................126
14.3.1. Строительная сетка....................................................................................127
14.4. Разбивочные работы на строительной площадке в подготовитель-………..
ный период……………………………………............................................128
14.4.1. Нулевой цикл строительства и геодезические работы..........................128
14.4.2. Разбивка криволинейных сооружений....................................................129
14.4.2.1. Способ прямоугольных координат.......................................................130
14.4.2.2. Способ продолженных хорд..................................................................131
14.4.3. Передача проектной отметки на дно котлована.....................................132
14.4.4. Устройство фундамента............................................................................134
14.4.5. Разбивочные работы при установке стальных и железобетонных……….
колонн в проектное положение................................................................134
14.4.6. Вынос нулевого горизонта........................................................................135
14.5. Надземный цикл строительства..................................................................136
14.5.1. Установка стальных и железобетонных колонн.....................................137
14.5.2. Контроль за вертикальностью ряда колонн............................................138
14.5.3. Передача осей на верхний монтажный горизонт...................................140
14.5.4. Исполнительные съемки...........................................................................143
15. Наблюдения за осадками и деформациями зданий и сооружений ………145
15.1. Причины деформаций оснований сооружений.........................................145
15.2. Классификация деформаций оснований сооружений...............................145
15.3. Методы и точность измерений осадок и деформаций..............................146
15.4. Организация наблюдений за осадками методом геометриче- ……………...
ского нивелирования...................................................................................147
Заключение……………………………………………………………………….149
Литература..............................................................................................................150
Кочетова Элеонора Федоровна
ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДЕЗИЯ
Учебное пособие
для студентов направления
«Строительство»
Редактор
Н.П. Гришуткина
Подписано в печать ______ Формат: 60×90 1/16 Бумага Печать трафаретная.
Уч. изд. л. Усл.печ. л. Тираж 500 экз. Заказ №
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет» (ННГАСУ)
603950, Н.Новгород, Ильинская, 65.
Полиграфцентр ННГАСУ, 603950, Н.Новгород, Ильинская, 65
[1] По ГОСТ 10815-64 и 7502-89
[2] Под компарированием понимают сравнение мерного прибора (ленты, рулетки), которым производят измерение в настоящий момент, с эталоном.
[3] Более детально вопрос о строительной сетке рассмотрен в следующем разделе.
[4] Нулевая точка или нулевой горизонт это отметка чистого пола первого этажа, принимаемая за нулевую отметку для данного здания или сооружения.