Мензула — это геодезический инструмент в виде приспособления, стоящего на штативе из трех или четырех ног. Мензула переводится с латинского "столик". Это приспособление или планшет, сделанный из доски, что стоит на штативе. Стол покрыт белым ватманом и крепится к штативу с помощью мензульной коробки. Снабжается планшет приспособления визирным прибором в виде кипрегеля или алидады, отвесом и компасом. Верхний корпус мензулы вращается на нижнем основании с помощью закрепительных и наводящих винтов. Кипрегелем визируют точки местности, будь то гора, река, перекресток или озеро и другие.

Понятие мензулы

Мензула оснащена уровнем для того, чтобы быть уверенным в ее горизонтальном расположении относительно местности. Помимо зрительной трубки, кипрегель состоит из медной линейки, с помощью которой можно рассчитать масштаб, длину, высоту измеряемого и фиксируемого объекта. О его строении мы поговорим отдельно.

Появилось это изобретение в Баварии в начале 17 века для составления топографического плана местности. Сегодня мензулу используют для изготовления карт на относительно небольших территориях с приблизительным масштабом от 1:5000 до 1:500. Недавно появились мензулы с полуавтоматическими механизмами кипрегелей. Они позволяют снимать масштаб местности 1:10000, что значительно автоматизирует процесс.

Общие понятия

Геодезические приборы измеряют углы, направление и расстояние. После съемки люди занимаются вычислением координат у себя в кабинете, записывают и вычерчивают результаты на готовый топографический план. Мензульную съемку как правильно проводить? Ее технологический процесс отличается от остальных тем, что все вычисления, построение и черчение - это работа по фиксированию местности. Она производится непосредственно в поле в ручном режиме.

Мензульная съемка - технологический вид геодезической который при минимальных затратах сил и времени дает возможность прямо на месте получить план территории, где отображается рельеф и прочие особенности в виде условных знаков. Это совокупность работ для составления графического плана. С помощью различных приспособлений наносятся точки, обозначающие какие-либо объекты, в соответствии с рассчитанным масштабом.

Строение мензулы

Мензула устанавливается в необходимом месте на устойчивом штативе. Коробка оснащена разными винтами. Она называется мензульной, и в ней находятся:

• наводящие винты;
• подъемные;
• винты, закрепляющие мензулу и планшет.

Изготовленная обычно из липы, мензульная доска крепка, легка и очень долгое время не трескается. Она имеет идеально ровную поверхность толщиной в 3 см, а в длину и ширину по 60 см. Поверх этой доски устанавливают листы из алюминия или фанеры. На них, предварительно смочив в воде, наклеивают чертежную бумагу хорошего качества, которая после того, как высохнет, принимает идеально ровную форму. Приклеивая бумагу, необходимо разглаживать ее от центра к краю так, чтобы не оставалось клея или крахмала, а также пузырьков воздуха. Обычно в поле для мензульной доски носят большой зонт, для того чтобы бумага не выгорала, не попадала под дождь и не ослепляла глаза при сильном солнце.

Установка мензулы для проведения геодезических работ

Для того чтобы центрировать мензулу, посмотрите, находится ли изображаемый вами пункт сети на одной линии с выбранной вами точкой или объектом. Сориентировать прибор можно, поворачивая или вращая основание мензулы до совпадения с нужными вам объектами на местности. Проверить, правильно ли ваш геодезический пробор сориентирован, можно, приложив линейку и измерив расстояние от одной точки до других, наблюдая при этом, совпадают ли вехи в зрительной трубке с точками на бумаге.

В местах, где не живут люди, разрешается ориентировать мензулу по магнитному азимуту. Для этого некоторые специалисты используют ориентир-буссоль. Его применяют, чтобы сориентироваться относительно сторон горизонта. Уровень на линейке кипрегеля должен показывать пузырек на нуле. Это будет означать, что ваш прибор в правильном, горизонтальном положении.

Подготовительные работы

Помимо того чтобы правильно установить мензулу на местности, необходимо провести некоторые подготовительные работы. Перед осуществлением геодезических работ необходимо на планшет нанести пункты основы, сетку, углы рамки, сверху нанести чертежную бумагу, рубашку, а затем прорезать окна в местах расположения мензулы. Карандаш, которым наносятся обозначения и углы, должен быть твердым и всегда острым, при необходимости легко и быстро стирающимся резинкой-ластиком. Наколы, производимые с помощью измерителя, должны быть также очень тонкими, едва заметными. Все лишние карандашные линии должны быть стерты без промедления и пятен грязи.

Центрирование над необходимой точкой можно проводить мензульной вилкой. Особенно если масштабы крупнее 1:2000. Если параметр меньше, то его можно проводить на глаз. Новые полуавтоматические кипрегели позволяют наносить точки на план, не перемещая его по местности. Их колонки оснащены вертикальным кругом, цилиндрическим уровнем, позволяющим установить прибор горизонтально, и трубой с 30-кратным увеличителем.

Порядок работы и применяемые приборы

Для правильного построения плана местности необходимо не только провести подготовительные работы, но и соблюсти ряд условий при составлении карты.

Применяемые при мензульной съемке приборы и порядок выполнения:

• Установите мензулу над определенной ранее точкой.
• Ценрализируйте и ориентируйте с помощью мензульной вилки и уровня.
• Нивелируйте, смотря на уровень на линейке и используя подъемные винты.
• Сориентируйте по магнитному меридиану или линиям на плане.
• Обозначьте начальную кривую, используя трубу кипрегеля.
• Рассчитайте расстояние от начальной кривой до новой точки.
• Получите высоту точки по соответствующей формуле.
• Прибавив высоту новой точки к основной, получите новую отметку, которую можно зафиксировать на планшете.
• Обозначьте направление на точку на полях вашего планшета тонкой линией.

Если измерить углы между сделанными линиями, то можно получить примерную высоту того или иного отображаемого объекта. Но это еще не все. С помощью измеренной высоты на карте местности можно отобразить и рельеф. Если участок измеряемой местности большой, свыше 15 кв. км, нужно построить опорную геодезическую сеть и дополнить ее пунктами съёмочной, аналитической сетки и цепями. Для масштаба до 1:5000 допускается проводить съемку на 1 съемочной сети.

Сети мензульной съемки

Точки, с которых проводится мензульная съемка и топографическая съемка, особенности которых зависят от рельефа и вида местности, зовутся опорными пунктами при геодезической съемке или сетями. Координаты этих точек либо уже известны, либо они получаются с помощью расчетов аналитически. Они создаются за счет разных методов, но итог их и результат одинаков. Хотя условия расчетов могут быть разными. Различные методы служат для точного определения всех измерений. Допустим, при площади 2500 га нужно, чтобы на плане было примерно 120-130 опорных точек, если масштаб 1:10000.

Принцип выполнения

За счет правильных графических построений можно выполнить фототриангуляцию, в зависимости от условий съемки. Для этого существуют различные методы, в которых реализованы принципы выполнения мензульной съемки:

• Прямой засечки (с двух известных точек).
• Боковой засечки (с одной известной и другой недоступной точки, используя расчеты).
• Обратной засечки задачи Потенота.
• Обратной засечки по методу Болотова.

Мензульная съемка: сущность м етода

Расставив правильно точки объектов, можно составить топографический план, не перемещаясь с одного места на другое. Эта съемка создается полярным способом в зависимости от ориентировки планшета.

Для мензульной топографической съемки выбирают точки, которые закреплены на местности. При этом они имеют как координаты, так и высоты. Существует несколько видов ходов топографической съемки. Мензульные ходы строят по направлениям, измеряют линейкой и нитяным дальномером.

Мензула должна быть устойчивой, поверхность чистой и плоской, расположенной правильно, двигающейся легко. Кипрегель должен быть исправен, работать плавно, его линейка должна быть ровной. Зрительная труба перпендикулярна оси вращения и вертикальной нити сетки. Можно обосновать графическим и аналитическим способом плановую мензульную съемку.

Бумага перед проведением мензульной съемки должна быть расчерчена координатной сеткой. Прибор установлен над основной точкой, допустим «А». Она должна совпадать с той, что в планшете, и с той, что на местности. Отвес поможет провести центрирование, линейка кипрегеля предназначена для проведения ориентирования. Расстояние определяется дальномером и циркулем-измерителем в нужном масштабе. Тахеометрические таблицы и вертикальные углы линий предназначены для расчета высоты возвышения, или наоборот. При обозначении точки высчитанный объект записывают рядом с наколом точки.

В завершение работы, когда все точки местности перенесены на планшет, рассчитаны все возвышенности, координаты и учтены все углы, начинают вычерчивать план местности. При этом условными обозначениями наносят рельеф. После непосредственной сверки план несут дорабатывать в кабинетных условиях, обводя чернилами и внося оставшиеся обозначения.

Преимущества методики

Можно выделить ряд достоинств мензульной съемки местности:

• Недорогостоящий способ снятия плана местности.
• Проводится на месте, поэтому обладает высокой точностью.
• Не очень громоздкое оборудование, которое можно перевезти с одной точки на другую.
• Некая эстетическая составляющая от близкого контакта с местностью.
• Минимум трудовых ресурсов. Сделать все может один человек.

Недостатки технологии

Есть и недостатки, из-за которых такой вид съемки стал не очень востребован. Сегодня его заменяют более автоматизированные методы составления геодезических планов местности. К недостаткам стоит отнести:

• Зависимость от погодных условий.
• Долгий процесс съемки, а также расчет данных и доведение плана до разумного заключения, которые проводятся практически в устном порядке.
• Тяжелая, трудоемкая деятельность.
• Этот процесс не автоматизирован, и поэтому, прежде чем увидеть результат в электронном виде, необходимо изрядно потрудиться. И лишь затем его можно сканировать или сфотографировать.

Во всех сферах деятельности материального производства и отношений между человеком и обществом. Эта популярность формируется широким спросом при оформлении земельных участков, организации любого нового строительства, изучении природных ресурсов, их разработкой, эксплуатацией и другими изменениями фактического их положения и юридическими взаимоотношениями.
Топографические съемки можно считать одновременно технологическим инструментом, производственным процессом и методом в получении точного отображения поверхности местности в необходимом масштабе. Такое изображение имеет название топографический план и содержит всю информацию, полученную в результате съемочных работ, в пространственной привязке к действующей системе координат . Основой для проведения топографических съемок служат пункты государственной геодезической опорной и съемочной сетей.

Основные этапы топографической съемки

В состав топографических съемок могут входить различные технологические процессы в зависимости от измерительного геодезического оборудования , применяемого для этого. Но структура действий и та последовательность операций, которая просматривается в проведении съемок, позволяет выделить общие основные этапы.
Первым из них считается подготовительный этап. В него входят все работы, выполняемые до начала непосредственно измерительного процесса. В нем, как правило, происходят организационные работы. В этот период происходят:
. получение технического задания;
. изучение местности;
. проектирования схемы и выбора методов съемки;
. организация и сбор архивных топографических планов, схем подземных сетей и инженерных коммуникаций;
. установление сметной стоимости;
. выполнение метрологических проверок приборов;
. подготовка выезда в район геодезических измерений.
Вторым этапом топографических съемок считаются полевые работы с привязкой к пунктам опорной сети , контрольными измерениями, предварительными вычислениями и оценкой точности в полевых условиях. К этому, пожалуй, основному этапу следует отнести все плановые и высотные, линейные и угловые геодезические измерения контуров всех капитальных строений, временных сооружений, рельефа местности и других физических параметров, предусмотренных технологией измерений.
Третий этап, под названием камеральные работы, включает окончательную вычислительную обработку и оформление топографической съемки в графическом или электронном виде с соблюдением требований по вычерчиванию условных знаков в выбранном масштабе. К этому этапу работ можно еще определить составление экспликаций по инженерным сетям, подземным коммуникациям, принадлежащих предприятиям водоканала, энерго поставляющих, телекоммуникационных, газо- и теплоснабжающих компаний. Согласования с ними на топографическом плане всех линейных сооружений, которые находятся на их балансе.
Четвертым, заключительным этапом работ можно считать этап завершения работ, составления технического отчета в нескольких экземплярах, каждый из которых сдается в соответствующие управления градостроительства и архитектуры, геодезического контроля и заказчику.

Сутью съемочных процессов в топографических работах , безусловно, является получение данных (координат) пространственного положения всех снимаемых точек относительно той геодезической основы, которая и формирует всю систему координат страны. И на основании этих работ вычерчивание топографических планов. При этом следует отметить два направления измерений съемочных элементов:
. съемку ситуации, представляющую собой определение координат всех точек контурных объектов;
. съемку рельефа, заключающуюся во множественном получении сведений (координат точек) о форме и содержании рельефа местности.
Съемка ситуации имеет своей задачей нахождение оптимального числа характерных точек для измерений и естественно строительства всего контура изображения.
Основными предметами съемок ситуации являются:
. все городские и сельские населенные пункты;
. отдельные строения в них;
. все виды наземных сооружений;
. водоемы и водные объекты;
. земельные участки всех видов и назначений;
. всевозможные границы городских районов, контуров и отводов для автомобильных, железнодорожных дорог, аэропортов и других замкнутых контуров промышленного, сельскохозяйственного, культурного и спортивного назначения.
Для съемки ситуации критериями оценки контуров всех элементов ее изображения на топографических планах считаются материалы, из которых они возведены. Они разделены на два вида контуров:
. твердые контуры, построенные из прочных материалов (железобетон, кирпич);
. нетвердые, созданные из непрочных материалов, и естественные контуры.
При определении контуров зданий правильной конфигурации производят измерения необходимого количества угловых точек, а линейными промерами рулеткой недостающие до замкнутого контура. При съемке строений неправильной геометрической формы выполняют измерения всех углов.
При съемке рельефа выполняется измерения высотных координат совместно с контурной съемкой на незастроенной территории. На плотно застроенных территориях обычно горизонтальные и вертикальные съемки выполняют отдельно друг от друга. С использованием современных технологий в топографических съемках эти процессы объединены.
Рельеф на топографических планах отображается изолиниями с одинаковыми высотными отметками (горизонталями). Как правило, для наилучшего отображения рельефа местности выбирается оптимальное количество съемочных точек. Для сплошных съемок разных масштабов расстояния между съемочными точками имеют различные значения и рекомендуются в соответствующих нормативных документах.
Для съемок и прорисовок рельефа используют такие характерные точки:
. вершины холмов и курганов;
. головки рельсовых путей;
. точки вдоль осей дорог;
. места сопряжений и откосов около мостов;
. вдоль контуров насыпей и выемок;
. у оснований сооружений и зданий;
. у колодцев подземных коммуникаций;
. многих других точек, характерных для описания рельефа местности.

Виды топографических съемок

В зависимости от используемого геодезического оборудования в различные периоды применяли, а некоторые из них до сегодняшнего времени и применяют, следующие топографические съемки:
. тахеометрическим способом, с использованием современных электронных тахеометров ;
. горизонтальные (теодолитные) и вертикальные (нивелирования) на застроенных участках местности;
. фототеодолитные;
. нивелирование поверхности по квадратам, различных размеров (200×200, 100×100) в зависимости от местности и масштабов съемки.
. съемки городских проездов и внутренниих кварталов в населенных пунктах с густой застройкой. В них ранее использовались высокоточные рулеточные измерения способом линейной засечки от характерных угловых точек зданий с привязкой к съемочному обоснованию. Могут также применяться и другие инструментальные способы измерений такие, как способ перпендикуляров, полярный способ, створов и комбинированный. Наиболее эффективным в городской черте можно считать самый современный способ лазерного сканирования. Особенно при создании цифровых моделей съемки местности.
. с использованием глобальной навигационной спутниковой системы и GPS-приемников в RTK режиме кинематики реального времени;
. мензульный способ может представлять в настоящее время разве, что только исторический интерес.
Каждый из этих видов имеет свою специфику измерительного процесса, различное геодезическое оборудование, дополнительные инструменты и принадлежности. Но все они служат главной задаче выполнения точных геодезических измерений для построения топографических планов земной поверхности и объектов, находящихся на ней. Они регламентируются соответствующими инструкциями, в которых установлены требования, определенные методологические принципы и технологические схемы их проведения.

Упрощенная топографическая съемка местности. Производится с помощью планшета, визирной линейки и компаса на глаз, с небольшой степенью точности и применением самых простых приборов. Краеведу надо уметь составлять такие планы местности.

Возьмите планшет - квадратную доску или папку. К нему прикрепите лист плотной бумаги размером 24×36 см, компас ; необходимо также иметь трехгранную визирную линейку длиной около 30 см, простой карандаш и резинку. Тонкими карандашными линиями лист бумаги расчертите на одно- или двухсантиметровые квадраты. Линия север‑юг на компасе должна быть параллельна длинному ребру планшета. Внизу справа на листе отметьте линейный масштаб в шагах или в метрах. На планшет нанесите исходную точку. Если снимаемая местность лежит от нее на север, то точку поставьте на южной, нижней части планшета. Теперь надо ориентировать планшет по странам света, поворачивая его до тех пор, пока буква «С» на компасе не совпадет с направлением темного конца магнитной стрелки, указывающего на север.

Отметив карандашом исходную точку, следует осмотреть местность, замечая отдельный холм, высокое дерево, строение, водоем, мост, насыпь и т. д. Это ориентиры . От исходной точки карандашом прочертите, например, направление дороги до поворота. Для этого планшет поднимите на уровень глаз, нацельте визирную линейку по линии дороги и прочертите её направление на планшете.

Удобнее работать вдвоем: один следит за положением планшета, другой визирует. Еще лучше - установить планшет на треногу, колышек, пень, камень. Далее, не меняя положения планшета, визировать и прочерчивать направления на характерные местные предметы.

Так появляются ряд линий и условные обозначения ориентиров. Но где на линии они находятся? Их местоположение определяется двумя способами: первый - измерение расстояния на глаз или шагами; второй - метод засечки: визирование на тот же ориентир с другой точки (в месте пересечения линий и будет находиться снимаемый предмет). Размер шага высчитывается на заранее отмеренном 100‑метровом отрезке по среднему арифметическому из нескольких промеров.

Значительно проще и удобнее метод засечки . Провизировав и прочертив на планшете направление на предмет с исходной точки, надо двигаться по ходовой линии, измеряя расстояние шагами. Отметив остановку точкой, снова взять направление на тот же ориентир и прочертить линию. В месте пересечений и будет находиться предмет, помечаемый условным топографическим знаком. Во второй точке стояния (ТС 2) работа производится в том же порядке: засечкой определяется положение предметов, визируются и прочерчиваются направления на ориентиры. Закончив работу в ТС 2, следуют по дороге в ТС 3, и так до конца снимаемого участка.

Когда на план нанесены ориентиры, он дополняется деталями местности. Топографическими знаками изображаются кустарники, огороды, сады, болота, канавы, реки и др. Они покрывают пространство между ориентирами. В нашем случае участок снимался с дороги. Её может заменить тропа, а если и её нет, то можно идти и без дорог - от одного ориентира к другому.

Если имеется карта данного района, то можно скопировать нужный узкий участок, по которому пролегает маршрут похода, и затем, уже в походе, наметить на карте этот путь и прилегающие к нему дополнительные ориентиры. Такая узкая полоска карты называется маршрутной лентой . На ней обозначают страны света и надписывают, куда идут все отходящие от маршрута дороги, какое расстояние до ближайшего населенного пункта, и размечают путь в километрах. На основании наблюдений и сведений, полученных от местных жителей, карта дополняется и уточняется; на нее наносятся места стоянок, вновь появившиеся дороги, поселки, карьеры, лесные насаждения и т. п. Для удобства маршрутные ленты наклеивают на куски картона, покрытые полотняными полосками; тогда карту можно складывать.

В полевой работе часто приходится измерять высоту холмов, определять крутизну склонов. Есть несколько способов их измерения.

1. Измерение с помощью двух реек и ватерпаса. Длина рейки - 2 м; на нее наносятся сантиметровые деления. Вешками или колышками обозначается направление, по которому ведется измерение. У подножия холма ставится первая рейка, вторая кладется горизонтально между рейкой и склоном. Вертикальность и горизонтальность реек выверяются ватерпасом. По первой рейке отсчитывается высота, на которую поднялась горизонтальная рейка, а по второй - расстояние от верха первой рейки до склона холма. Записав эти данные, надо перенести вертикальную рейку на точку, где горизонтальная рейка касалась склона холма. Вторую рейку опять устанавливают горизонтально… Так производятся измерения по склону холма, шаг за шагом, до его вершины. Сложив все отсчеты вертикальной рейки, получаем высоту холма. Зная отсчеты и по горизонтальной рейке, нетрудно изобразить поперечный профиль склона, отложив в масштабе вертикальные и горизонтальные расстояния, как это показано на рисунке.

2. Измерение способом «горизонтального визирования». У подножия холма или обрыва поднимают к уровню глаз на вытянутой руке полевую книжку, держа её строго горизонтально. Визируют на какую‑либо приметную точку (камень, цветок, пучок травы). Поднимаются по склону до этой точки и снова визируют. Высота вашего роста известна. По числу отсчетов определяют высоту склона берега, холма, оврага. Для большей точности рекомендуется пользоваться простейшим нивелиром, который держат рукой за кольцо, как показано на рисунке.

3. Измерение отвесного или почти отвесного обрыва веревкой, размеченной на метры (мерной лентой).

4. Измерение крутизны склона самодельным эклиметром - прибором для измерения углов наклона на местности. Сделать его можно из картона размером 15×20 см, на который с помощью транспортира нанести полуокружность, разметив её на градусы; в центре полуокружности подвесить на нитке грузик. Как им пользоваться - видно из рисунков. Отсчет градусов производят, прижимая пальцем нить отвеса.

5. Определение крутизны склона по величине отклонения отвеса от транспортира, как показано на рисунке.

Высоту отдельных предметов (для записи в маршрутной книжке), например дерева, можно измерить несколькими способами.

1. При помощи точно измеренного шеста и при известном росте производящего измерение, а также, когда известно расстояние от него до дерева; высоту дерева определяют из вычисления пропорции подобных треугольников AED и ACB.

2. При помощи транспортира наблюдатель занимает положение, при котором отвес транспортира показывает угол в 45°. Строится прямоугольный треугольник ABC, в котором угол BAC 45°, а следовательно, и угол ABC также равен 45°; поэтому катеты треугольника АС и ВС равны. Измерив расстояние от наблюдателя до дерева, узнают величину AC и BC. Значит, высота дерева равна расстоянию от него до наблюдателя плюс высота роста наблюдателя.

После съемки местности «в поле» чертеж оформляют начисто в «домашних условиях», обычно тушью, реки и озера закрашивают акварельными красками, тщательно делают надписи.

Все измерительные работы, которые проводят на местности для определения положения точек, называют съемкой.

Совокупность измерений, выполняемых на земной поверхности для построения планов и карт, называют геодезической или топографической съемкой.

Топографическую съемку местности выполняют для получения топографического плана или карты участка местности; объекты местности, контуры и рельеф изображаются на плане или карте с помощью условных знаков.

Съёмка выполняется с точек, расположенных определённым образом на местности и положение которых заранее известно. В процессе съемок выполняют такие измерения, по которым можно определить проекции точек, линий и углов, а также высоту точек.

Принцип топографической съемки состоит в следующем. Обычный вид топографических карт и планов – листы бумаги, на которых в условных знаках изображен участок местности (графические документы). Если внимательно посмотреть на карту или план, отвлечься от цвета, заполняющих условных значков и конфигурации условных знаков, то можно заметить, что вся ситуация – это набор линий и точек. Но и любая линия – это совокупность точек; таким образом, можно сказать, что вся ситуация на плане или карте – это набор точек.

Съемка любого сооружения или угодья сводится к съемке его границ – прямых или кривых линий. Кривую линию можно с некоторым приближением заменить ломаной. Каждый отрезок ломаной линии является прямым, а прямая линия вполне однозначно определяется положением двух точек.

Таким образом, точка является элементарным объектом съемки; другими словами, съемка местности сводится к определению координат и отметок отдельных точек, характеризующих местоположение объектов местности и ее рельеф. При съемке геодезисты часто используют различные местные системы координат; планы и карты издаются в зональной прямоугольной системе координат Гаусса.

Различают аэрофотосъемку, наземную и комбинированную съемки.

Аэрофотосъемка обычно выполняется стереотопографическим методом, когда снимки местности получают с помощью фотоаппаратов, установленных на самолете, а обработку снимков и рисовку плана выполняют в камеральных условиях на стереоприборах.

Наземная съемка выполняется с поверхности земли.

Комбинированная съемка является комбинацией аэрофотосъемки и наземной съемки; плановая ситуация рисуется по аэроснимкам, а рельеф снимают на фотоплан в полевых условиях.

Аэрофотосъемка и комбинированная съемка являются основными методами создания карт и планов на большие территории.

Наземную съемку применяют при создании крупномасштабных планов небольших участков, когда применение аэрофотосъемки либо невозможно, либо экономически невыгодно.

При выполнении работ под строительство различных объектов обычно применяют наземные виды съемки: тахеометрическую и теодолитную, реже – мензульную. Наземная съемка местности включает создание съемочной сети, съемку подробностей, обработку результатов измерений с составлением плана местности.

В ХХ веке в связи с началом космических полетов в геодезии стали применять космическую съемку.

Вид съемки выбирают с учетом экономических затрат на ее выполнение, площади снимаемого участка, наличия геодезических приборов, подготовленности исполнителей и др.

В зависимости от методики съемки и применяемых приборов наземная съемка может быть следующих видов :

– тахеометрическая съёмка, в результате которой получают изображение рельефа и контуров предметов;

– мензульная съёмка, при выполнении которой топографический план (карта) строят непосредственно на местности. В этом заключается преимущество этой съёмки, так как имеется возможность уже в процессе съёмки сравнивать полученное изображение на плане (карте) с оригиналом;

– горизонтальная или теодолитная съёмка; при горизонтальной съемке получают план участка местности, на котором нет изображения рельефа, т.е. находят ТОЛЬКО взаимное расположение точек в плане;

– вертикальная съёмка – при этом получают план с изображением рельефа практически без плановой ситуации; определяют высоты точек местности, которые используются для построения рельефа. Этот вид геодезических работ иначе называют нивелированием. Различают тригонометрическое, геометрическое, барометрическое, гидростатическое и механическое нивелирование.

– сочетание горизонтальной и вертикальной съёмок составляют топографическую съёмку, в результате которой изображаются рельеф и местные предметы.

– фототеодолитная съемка – при этом снимки местности получают с помощью фототеодолита, а их обработку и рисовку плана выполняют на стереоприборах. Снимки являются основой для построения топографического плана;

– теодолитная съёмка, в результате которой получают контурный или ситуационный план. При теодолитной съёмке измеряют горизонтальные углы, углы наклона и расстояния.

– глазомерная съёмка относится к упрощённым видам съёмок и выполняется в поле при помощи визирной линейки и компаса.

Съёмочные работы сопровождаются появлением погрешностей, которые накапливаются по мере удаления съёмки от начальных точек. Появление погрешностей может привести к искажению изображаемой на карте местности.

В процессе съёмочных работ необходим своевременный контроль измерений и вычислений.



Топографические съёмки

5.1 Технология топографических съемок. Виды съемок .

Съёмке и изображению на планах подлежат все элементы ситуации местности, существующей застройки и т.д. Точки, определяющие положение контуров на плане, условно делят на чёткие и нечёткие. К твёрдым относят чётко определённые контуры сооружений, построенных из долговременных материалов. К нетвёрдым относятся границы лугов, лесов и т.д. На топографические планы наносят пункты высотных и плановых геодезических сетей, а также точки, с которых производилась съёмка ситуации и рельефа. Топографическую съёмку производят только с точек с известными либо легко определимыми координатами (съёмочное обоснование ). Съёмочное обоснование развивается от пунктов опорных сетей. На небольших участках съёмочное обоснование может быть создано как самостоятельная сеть. При построении обоснования определяют положение точек в плане и по высоте. Наиболее распространённый вид планового обоснования – полигонометрические (теодолитные) ходы. Точки съёмочного обоснования закрепляются на местности, как правило, вре менными знаками – кольями, столбами и т.д.; при необходимости долговременной их фиксации устанавливают постоянные знаки. Для составления топографических планов применяют аналитический, мензульный, тахеометрический, аэрофототопографический, фототеодолитный методы съёмок. Применение того или иного метода обусловлено, в первую очередь, масштабом и условиями съёмки.

5.2 Горизонтальная и высотная съемки . Горизонтальную съёмку ситуации выполняют в масштабах 1:2000, 1:1000 и 1:500. Результаты съёмки отображают на абрисе – схематическом чертеже, выполняемом в произвольном масштабе, с соблюдением приятых условных знаков. Съёмку выполняют различными способами. Способ перпендикуляров применяется для съёмки проездов. Измерению подлежат длина перпендикуляра, опущенного из точки на линию съёмочного хода, и расстояние от вершины хода до основания перпендикуляра. При способе линейных засечек измеряются расстояния от фиксированных точек до точки определяемой. Способ прямой угловой засечки часто применяется при съёмке недоступных точек. Для определения положения точки измеряются углы между линиями хода и направлениями на точку (не менее трёх). Полярный способ применяется при съёмке удалённых от хода точек (внутриквартальная застройка, нечёткие контуры). При этом измеряются угол между направлением на точку и линией хода и расстояние от точки хода до определяемой точки. Створный способ применяю при съёмке внутриквартальной ситуации. Створы задаются, как правило, продолжением линии здания, линией, соединяющей два твёрдых контура и т.д. От линии створа производят съёмку методом перпендикуляров или линейных засечек.

Способ обратной угловой засечки (после периода забвения с появлением электронных тахеометров ставший одним из наиболее перспективных в настоящее время) требует измерения не мене трёх углов (с вершинами в определяемой точке) между направлениями на известные точки (рис. 24). Определение положения точки M по координатам известных точек l, p, s и измеренным углам α и β (задача Потенота) может быть выполнено графически или аналитически. При графическом методе положение точек определяется как пересечение окружности lpz (точка z – пересечение линий, проведённых под углами β и α к линии lp в точках l и p соответственно) и прямой линии sz (рис. 25). При аналитическом методе пользуются различными формулами, например, формулами Кнейссля: 1) a = ctgγ 1 , b = ctg γ 2 ; 2) x" B = x B – x A , y" B = y B – y A , x" C = x C – x A , y" B = y C – y A ; 3) k 1 = ay" B – x" B , k 2 = ax" B + y" B , k 3 = by" C – x" C , k 4 = bx" B + y" C ; 4) c = (k 2 – k 4)/(k 1 – k 3) = ctg (AP); 5) y" = Δy = (k 2 – ck 1)/(c 2 +1) = (k 4 – ck 3)/(c 2 +1), x" = Δx = cΔy; 6) y = y A + Δy, x = x A + Δx (рис.).

Рис. 24. Обратная угловая засечка.

Рис. 25. Графическое решение задачи Потенота.

Как правило, нивелирование выполняют методом геометрического нивелирования после снятия и нанесения на планшет ситуации. Нивелирование начинают с точек высотного съёмочного обоснования; на характерных точках (расположенных не реже чем через 50 м) определяют высоты съёмочных точек (пикетов).

5.3 Тахеометрическая съемка. Из наземных съёмок наибольшее применение находит тахеометрическая съёмка. Съёмка местных предметов ведётся, как правило, способом полярных координат. Съёмке подлежат все элементы ситуации городской территории, выражающиеся в заданном масштабе. К этим элементам относятся пункты опорной геодезической сети, границы кварталов, все здания и сооружения (как жилые, так и нежилые) с указанием этажности, назначения, материала стен, со всеми уступами и выступами, особенно с архитектурными выступами, если их величина более 0,5 мм в плане; сады, огороды, памятники, трамвайные и рельсовые пути, трамвайные и троллейбусные мачты, фонари освещения, электрические провода, выходы подземных сетей, люки смотровых колодцев водопровода, канализации, теплосети, газа, водостока, телефонной сети, пути сообщения (железные, шоссейные, грунтовые дороги), линии электропередач и связи, водная сеть и т.д.

Рельеф территории снимается тщательно, затем изображается горизонталями на плане. На территориях городов не подлежат съёмке временные и переносные сооружения, а также заборы на стройплощадках. Наиболее сложными являются съёмки застроенных территорий, поэтому съёмку застроенной части подразделяют на съёмку фасадов и проездов и внутриквартальную съёмку.

5.4 Особенности съемки застроенных территорий. Проезды снимаются аналитическим методом с линий и точек ходов съёмочного обоснования. Для съёмки фасадов применяется способ перпендикуляров, засечек и полярный. Планы проездов составляются в масштабе 1:2000 или 1:500. Помимо съёмки всех точек ситуации производятся обмеры по фасадам и измеряются габариты всех снятых строений, сооружений и расстояния между зданиями. Зарисовку при съёмке фасада и запись всех результатов выполняют в абрисных тетрадях. Внутриквартальная съёмка выполняется обычно после съёмки проездов. При съёмке внутриквартальной ситуации особое внимание уделяется съёмке опорных зданий, т.е. таких зданий, которые будут приняты в качестве исходных для проектирования красных линий. Список опорных зданий выдаётся планировочными организациями. В масштабе 1:2000 снимаются по два угла всех основных зданий, а в масштабе 1:500 – все углы основных и капитальных зданий непосредственно с ходов съёмочного обоснования. Помимо съёмок точек внутриквартальной ситуации необходим тщательный обмер всех строений с архитектурными выступами, уступами, крыльцами, террасами, приямниками и т.п. Обмеры производят также по всем заборам и границам между точками изломов.

Поскольку на городских территориях проводится большое количество строительных работ, составленные планы быстро стареют. Для городских территорий характерно, что в результате строительства изменяется как ситуация, так и рельеф при выполнении работ по вертикальной планировке территорий. Непрерывно выполняемые проектные и строительные работы нуждаются в планах, отображающих положение ситуации и рельефа на момент проектирования, поэтому ранее составленные планы городских территорий подвергают полевому обследованию, в процессе которого производят съёмку текущих изменений и обновление планов.

Съёмку текущих изменений и обновление планов в масштабах 1:5000 и 1:2000 целесообразнее производить методами аэрофотосъёмки. Сличением повторы аэроснимков с ранее произведёнными выявляются изменения в ситуации и рельефе, происшедшие за период между съёмками. Эти изменения наносятся на фотопланы. Планы в масштабе 1:500 обследуются и сопоставляются с ситуацией и рельефом непосредственно на местности. Мелкие текущие изменения доснимают в процессе полевого обследования от сохранившихся на местности точек ситуации, а при больших изменениях ситуации и рельефа, обнаруженных при обследовании, производят специальные съёмки текущих изменений. При съёмке мелких текущих изменений с большей эффективностью может быть использован метод створов, при котором в качестве съемочных линий используют продолжения створов зданий и сооружений, а также линия, соединяющая две характерные точки ситуации, имеющиеся на местности и на плане. Вновь появившиеся каменные строения, а также изменения, охватывающие большие территории, снимают инструментально с точек и линий полигонометрических ходов и съёмочного обоснования. Все текущие изменения ситуации и рельефа отображают на планшетах городских съёмок. На обороте планшетов указывают дату обследования и съёмки текущих изменений.

5.5 Нивелирование поверхности. Высотную съёмку равнинной местности с небольшим количеством контуров выполняют нивелированием поверхности. Нивелирование может вестись по квадратам, по параллелям, по характерным линиям рельефа, но в любом случае высоты пикетов определяют геометрическим способом. При нивелировании по квадратам на местности при помощи теодолита и мерного прибора разбивается и закрепляется колышками сетка квадратов (со сторонами 40 м для масштаба 1:2000 и 20 для масштабов крупнее). При нивелировании небольших квадратов (стороны менее 100 м) с одной постановки прибора возможно нивелировать вершины нескольких квадратов: прибор ставится посередине, а рейка – последовательно на всех вершинах; результаты измерений подписываются на схеме квадратов. При нивелировании по параллельным линиям прокладывают один или несколько параллельных магистральных ходов, по обеим сторонам которых разбивают поперечники. По ходам и поперечникам через равные промежутки закрепляют точки; вместе с разбивкой пикетажа производят съёмку ситуации. Магистральные ходы можно прокладывать по характерным линиям: тальвегам, водоразделам и т.п.

Глава VI

Геодезические работы при инженерных изысканиях. Перенесение проектов планировки и застройки на местность

6.1 Общие сведения об этапах строительства . В ходе строительства необходимо анализировать и учитывать целый ряд природных, экономических и технических факторов. Это достигается последовательным решением задач и разделением строительства на три этапа – изыскания, проектирование, возведение объектов.Изыскания – комплекс проблемных, экономических и технических исследований района предполагаемого строительства. Технические изыскания – комплексное изучение природных условий района строительства. Проектирование – разработка комплекса графических, технических и экономических документов, обосновывающих возможность и целесообразность строительства в заданном районе, методы возведения и стоимостные показатели. Проектирование объектов осуществляют в одну стадию – для типовых зданий и сооружений и технически несложных объектов, в две стадии – для крупных и сложных объектов. Возведение зданий и сооружений целесообразно проводить в строгом соответствии с проектом; оно представляет собой процесс воссоздания на местности проектного решения при помощи выполнения различных строительных работ.

6.2 Инженерно-геодезические изыскания. Их планирование и организация. Программа инженерно-геодезических изысканий. Инженерные изыскания выполняют в три периода: подготовительный, полевой и камеральный. В подготовительный период изучают имеющуюся информацию по объекту изысканий и намечают мероприятия по производству изыскательских работ. В полевой период параллельно с полевыми работами выполняют и часть камеральных. В камеральный период осуществляют обработку всех материалов.

В зависимости от назначения и вида сооружения, стадии проектирования в состав инженерно-геодезических изысканий входят:

– изучение физико-географических и экономических условий участка;

– сбор и анализ имеющихся материалов;

– построение и развитие опорных геодезических сетей;

– создание планово-высотной съёмочной сети;

– топографическая съёмка в масштабах 1:10000 – 1:500;

– трассирование линейных сооружений;

– геодезическое обеспечение других видов инженерных изысканий;

– исполнительная съёмка.

Геодезические изыскания выполняют в соответствии с техническим заданием, в состав которого входят: наименование объекта и его характеристика, указания о стадиях проектирования, данные о местоположении участка работ, сведения о назначении, видах и объёмах работ, данные о площадях съёмок, высотах сечения рельефа, указания об очередности выполнения работ. Проект составляют при выполнении комплекса сложных работ, требующих предварительной разработки методов их выполнения. Программа производства геодезических изысканий составляется для производства несложного комплекса работ по типовым схемам. Проект (программа) на геодезические изыскания составляется на полный комплекс работ и является документом, определяющим состав, методы и сроки работ, смету и стоимость.

Проект (программа) состоит из текстовой части и приложений. Текстовая часть содержит: общие сведения, проектируемые опорные и съёмочные сети, топографические съёмки, съёмки подземных коммуникаций, привязка выработок и т.д., в том числе объёмы, сроки и стоимость работ. В приложениях приводятся: копия технического задания, схема проектируемых сетей, картограмма расположения участков с разграфкой листов планов и т.д. Порядок, методика и точность работ определяются нормативными документами и инструкциями (см., например, СНиП 11-02-96 и СНиП 11-04-97 и «Инструкция по топографическим съёмкам в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500» ГКИНП-02-033-82 ).

При изысканиях для площадных сооружений намеченную площадку и часть прилегающей территории снимают в масштабе 1:2000 с сечением рельефа 1 м. Составляют ситуационный план в масштабе 1:10000 – 1:25000. На план наносят контуры площадок промышленного предприятия, жилого посёлка, водозаборных и очистных сооружений, дороги, реки, лесные массивы и т.д. На топографическую съёмку застроенных территорий необходимо обращать особое внимание. В существующих городах обязательно использование геодезического фонда города; в случае отсутствия необходимых материалов – производится съёмка. На полученном из геодезического фонда материале (геоподоснове) указываются изменения границ проезжих частей, тротуаров и т.д., обнаруженные при съёмках территории. Коррекция геоподосновы проводится не только в плане, но и в высотном отношении. Помимо корректировки геоподосновы, в геодезические изыскания входит составление продольного профиля по оси или лоткам проезжей части. В состав изыскательских работ входит сбор данных для расчёта водосточной сети. На жилые нежилые строения в зоне строительства составляются ведомости, в которых указывается адрес, назначение, материал, этажность, площадь заселённость, владелец и т.п.

6.3 Инженерно-геодезические изыскания для строительства линейных сооружений .Камеральное и полевое трассирование. Разбивка круговых кривых. Вертикальные кривые. Геодезические изыскания для линейных сооружений имеют свои особенности.

Основными элементами являются план (проекция на горизонтальную плоскость) и профиль (вертикальный разрез). В плане трасса состоит из прямых участков, сопряженных дугами окружностей. В продольном профиле траса состоит из линий различного уклона, соединённых вертикальными кривыми. Комплекс изыскательских работ по выбору трассы называют трассированием. Проектирование трассы по картам и т.д. называют камеральным трассированием, перенос трасы на местность – полевым трассированием.

Для камерального трассирования используются цифровая модель местности или карты масштаба 1:25000 или 1:50000. Трассу прокладывают между фиксированными точками, руководствуясь проектным уклоном. По проектному уклону вычисляют заложение, по которому определяют участки «вольного» (существующий уклон меньше предельно допустимого) и «напряжённого» (больше допустимого) ходов. На участках вольного хода трассу намечают, как правило, по кратчайшему пути; на «напряжённых» участках намечают линию нулевых работ – вариант расположения трассы с нулевым объёмом земляных работ при выдержанном проектном уклоне. Линию нулевых работ на карте получают, последовательно засекая горизонтали циркулем с раствором, равным заложению. Из полученных нескольких вариантов выбирают оптимальный. По выбору трассы разбивают пикетаж – отмечают по трассе точки через 100 м.

Начинают проектирование от мест с заданными высотами (участки мостовых переходов, перевалы, пересечения с уже существующими магистралями и т.д.), при этом придерживаются следующих правил: проектные уклоны не должны превышать заданного допуска; проектируемые элементы с однообразным уклоном должны быть максимально длинными; переломы профиля не должны совпадать с плановыми кривыми (желательно, но не обязательно); на участках плановых кривых, при соблюдении минимума земляных работ, желательно назначать предельный уклон, уменьшенный на величину Δi = 700/R, где R – радиус плановой кривой; алгебраическая разность уклонов на соседних участках не должна быть больше заданного проектного уклона; в местах пересечений трасы с тальвегами должны быть запроектированы (и показаны на профиле) трубы диаметром 0,5 – 1 м и более и т.д.

На местности трассу определяют её главные точки: начало, конец, вершины углов поворота, середины кривы, точки пересечения с осями сооружений. Способ закрепления их на местности (столбы, трубы, колья) зависит от необходимого срока сохранности. Перенос трассы с карты на местность осуществляют либо по координатам её главных точек, либо по данным привязки трассы к предметам местности. Координаты точек и элементы привязки определяют, как правило, по карте. После перенесения на местность главных точек прокладывают полигонометрические ходы, в которые включают все эти точки. В ходе этих работ производят вешение и измерение линий, разбивают пикетаж с отметкой плюсовых точек и поперечников. Кроме пикетов на закруглениях трасы должны быть обозначены главные точки кривой: начало, конец и середина кривой. Для разбивки пикетажа в пределах кривой производят предварительные расчёты. По измеренному значению угла поворота φ и принятому радиусу R рассчитывают элементы кривой: тангенс Т, длину кривой К, биссектрису Б и домер (разность длин ломаной и кривой между началом и концом кривой) Д. Формулы для расчета легко вывести по рис. 26.

Рис. 26. Элементы круговой кривой

Т = R tg φ /2; Д = 2Т – К; Б = R + Б – R = R/cos (φ /2) – R = R (sec (φ /2) – 1); К = πR(φ/180º).

Предварительно установленные пикеты оказываются на тангенсах кривой и их требуется перенести на кривую. Этот перенос выполняют либо методом прямоугольных координат, либо методом полярных координат. Для составления продольного и поперечного профилей по пикетажу трассы и поперечникам производят техническое нивелирование.

На железнодорожных трассах вертикальные кривые устраивают для плавного сопряжения участков, на автомобильных – для улучшения видимости. Вертикальные кривые проектируют только на тех переломах проектного профиля, где величина биссектрисы больше 5 см. Элементы вертикальных кривых Т, К, Б выбирают из специальных таблиц по аргументам, радиусу вертикальной кривой и разности уклонов смежных участков Δi . При отсутствии таблиц можно воспользоваться приближёнными формулами К = R Δi , Т = R Δi /2, Б = Т 2 /2R. На трассах железных дорог радиусы принимаются равными 5000 или 10000 м, на автодорогах – в зависимости от категории дороги и от характера уклонов – от 7000 до 2500 м на выпуклых кривых и от 8000 до 1500 м на вогнутых.

Перенесение проектов планировки и застройки на местность

6.4 Геодезическое обоснование на строительных площадках. Плановое обоснование . Для разбивки осей и выполнения работ по геодезическому обеспечению строительства необходимо иметь ряд пунктов с известными плановыми и высотными координатами. Систему таких пунктов называют обоснованием инженерно-геодезических работ (разбивочной основой). Опираясь на разбивочную основу, производят топографические съёмки при изысканиях, составляют исполнительную документацию, осуществляют разбивочные работы при строительстве зданий, выполняют наблюдения за деформациями. Такое широкое использование опорных геодезических сетей определяет различие схем и методов построения. Плановые и высотные сети представляют собой систему геометрических фигур, вершины которых закреплены на местности. Инженерно-геодезические сети обладают следующими особенностями: они часто создаются в условной системе координат; форма сети определяется формой территории; как правило, сети невелики по размерам; длины сторон не большие; условия для наблюдений неблагоприятные. Выбор метода построения зависит от многих причин – типа объекта, формы и размеров участка, требуемой точности и т.д. Так, например, наиболее распространённым видом основы на объектах массовой жилой застройки являются полигонометрические ходы как наиболее манёвренный вид построения. Такое обоснование позволяет легко осуществить разбивку осей зданий.

6.5 Строительные сетки, способы создания, точность . При возведении крупных промышленных комплексов, где многие сооружения связаны технологическими линиями, требования к точности посадки зданий более высокие. Как правило, в качестве разбивочной сети в таких случаях пользуются строительными сетками – системами прямоугольников, вершины которых определены с высокой точностью. Стороны сетки располагают, как правило, параллельно осям зданий. Такое расположение осей задаёт на местности систему прямоугольных координат, что облегчает привязку осей сооружений. В отличие от остальных опорных сетей, точную конфигурацию и расположение пунктов в строительной сетке проектируют заранее. Строится сетка в виде квадратов; в зависимости от назначения строительной сетки сторону квадратов определяют от 100 до 400 м, в цеховых условиях для монтажа оборудования проектируют стороны длиной 10 – 20 м. При осевом способе разбивки с технической точностью выносят два взаимно перпендикулярных направления, пересекающихся приблизительно посередине. Угол между вынесенными направлениями несколько раз измеряют с целью редуцирования построенного угла. После исправления положения оси вдоль осей откладывают в створе по теодолиту отрезки, равные длинам сторон сетки. Закончив разбивку на конечных пунктах, в них строят прямые углы и продолжают построение. Построенная таким образом сетка не отличается большой точностью, поэтому на больших территориях или при работах, требующих высокой точности, применяют способ редуцироваиия. При построении сетки на генплане намечают положение пунктов сетки, определяют систему координат и вычисляют теоретические координаты X и Y пунктов сетки. От неё техническим теодолитом и стальной лентой строят прямоугольник и намечают предварительное положение пунктов, которые закрепляют постоянными знаками в виде металлической пластины. По периметру прокладывают полигонометрический ход и вычисляют фактические координаты пунктов. Для проведения редукции на миллиметровке по фактическим и теоретическим координатам в масштабе 1:1 наносят фактическое и теоретическое положении пункта, а также направления на смежные пункты сети. Совместив точку с фактическими координатами с построенной на местности точкой и направив изображённые направления на соответствующие пункты, отмечают керном на установленном знаке местоположение пункта с теоретическими координатами. После редуцирования пунктов по сторонам основного прямоугольника приступают к построению внутренних пунктов створами и промерами по створам. Такой метод неприемлем при реконструкции или расширении предприятия. В этом случае строительную сетку развивают как продолжение существующей; если знаки сетки не сохранились, то её следует восстановить от осей цехов, установок. Требования к точности построения сетки зависят от её назначения. Как показывает опыт, ошибки во взаимном положении смежных пунктов должны быть в среднем 1:10000 (2 см при расстоянии 200 м). Прямые углы сетки должны быть построены со средней квадратической погрешностью 20"".

В качестве высотной основы для создания топографических планов, производства работ и т.д. используют систему знаков, абсолютные высоты которых определяют проложением нивелирных ходов II, III и IV классов. Высотные опорные сети опираются на не менее чем два репера государственного нивелирования более высокого класса (при наблюдениях за деформациями и некоторых других работах сеть является свободной и опирается на один репер только для привязки – висячий ход).

6.6 Проект производства геодезических работ (ППГР) . Для обеспечения точности и своевременности выполнения геодезических работ на строительной площадке составляют специальный проект. В проекте производства геодезических работ (ППГР), который является составной частью общестроительного проекта, рассматриваются: построение исходной геодезической основы; организация и выполнение разбивочных работ, исполнительных съёмок; применение соответствующих приборов для обеспечения требуемой точности измерений и другие вопросы, зависящие от конкретного объекта и условий его строительства. Содержание ППГР согласуют с проектом организации строительства и проектом организации работ. В качестве исходных материалов используются материалы инженерно-геодезических изысканий, проектные и строительные генеральные планы, рабочие чертежи, технические решения по организации строительства. ППГР обычно состоит из пояснительной записки и графических документов. В пояснительной записке приводят: исходные данные и основные положения проекта; обоснование точности геодезических работ; методику и точность построения геодезической основы; методику геодезических работ при возведении подземной и наземной частей сооружения; технологию производства исполнительных съёмок; методику наблюдения за деформациями. Из-за многообразия строительных решений и конструктивных особенностей предрасчёт и обоснование точности создания внутренней и внешней разбивочных сетей являются наиболее важными задачами при разработке ППГР. Разработанную методику геодезических работ иллюстрируют чертежами и рисунками: схемами плановых и высотных сетей; схемами зон видимости; схемами производства разбивочных работ и т.п. Структурно ППГС соответствует последовательности строительных работ и процессов.

Глава VII

Геодезические разбивочные работы

7.1 Построение в натуре проектных углов, отрезков, линий заданного уклона . При построении на местности проектного угла β заданы вершина A и сторона AB. Построение угла с технической точностью начинают с установки над вершиной A теодолита, визирования точки B и снятия соответствующего отсчёта b по горизонтальному кругу. Предвычисляют отсчёт c = b + β (если угол откладывают по часовой стрелке). Открепив алидаду, устанавливают отсчёт c и фиксируют точку C 1 по центру сетки нитей. Аналогично строят точку C 2 при другом положении вертикального круга. Отрезок C 1 C 2 делят пополам точкой C и угол BAC принимают за проектный.

МУЛЬТФИЛЬМ 7

Для построения на местности отрезка заданной длины используют, как правило, способ редукции. Для этого по заданному направлению откладывают расстояние d 1 , 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 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 d 2 и расстояние от точки основы до основания перпендикуляра d 1 . В натуре по линии сетки откладывают расстояние d 1 и в полученной точке теодолитом строят прямой угол; по полученному направлению откладывают расстояние d 2 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 d 1 была больше d 2 .

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 β 1 и β 2 . 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 пересечения основных осей A 1 и A 5 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 α i = ΔY/ΔX; d i = ΔY/sin α i = ΔX/cos α i .

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.