Основные элементы высотных разбивочных работ

1.7.1. Вынос точек с проектными отметками

Для выноса точек с проектными отметками используют методы геометрического, тригонометрического и гидростатического нивелирования. Метод геометрического нивелирования, обладающий высокой точностью и простотой реализации, имеет наибольшее распространение при строительстве. Метод тригонометрического нивелирования характеризуется меньшей точностью, однако этим методом можно значительно быстрее передавать отметки на монтажные горизонты. Гидростатическое нивелирование в строительстве используется обычно при выносе отметок под монтаж оборудования, когда превышения малы и предъявляются высокие требования к точности высотной разбивки.

Построение точек с проектными отметками методом геометрического нивелирования производят двумя способами: выведением и редуцированием.

Пусть требуется вынести на местность точку В с проектной отметкой Н_В (рис. 1.25). Для выполнения этой задачи способом выведения посередине между точкой В и репером А с отметкой Н_A устанавливают нивелир. Производят отсчет а по рейке на репере и находят горизонт инструмента Н_ГВ = H_А + а. Вычисляют отсчет b по рейке на точке В, при котором пятка рейки будет на проектном уровне b = H_ГВ – H_B. Затем рейку устанавливают в точке В так, чтобы отсчет по ней был равен вычисленному значению b. На коле, забитом предварительно в точке B, под пяткой рейки карандашом фиксируют высотное положение искомой точки.

При монтаже конструктивных элементов и установке оборудования применяют способ редуцирования. В этом случае нивелированием из середины находят фактическое превышение точки В над репером и сравнивают его с проектным превышением . В точке B укладывают подкладку толщиной , верх подкладки будет на заданной проектной отметке.

Рис. 1.25. Построение превышения методом геометрического нивелирования

Погрешность построения точек с проектными отметками методом геометрического нивелирования зависит от дальности визирования, точности нивелира и делений рейки, способа отсчитывания и других факторов. Экспериментальными исследованиями установлено, что погрешность измерения превышения составляет, мм:

= 0,02 + 0,002s – для прецизионного нивелира типа Н-05;

= 0,1 + 0,01s – для точного нивелира типа Ni-B3;

= 0,8 + 0,02s – для точного нивелира типа Н-3.

Расстояние s от нивелира до рейки вформулы подставляется в метрах. Оптимальная длина визирного луча составляет 25 м.

Точность способа выведения существенно зависит от способа фиксации высоты разбиваемой точки: при забивании колышка до проектного уровня погрешность фиксации равна 2–4 мм, при прочерчивании по метке (пятке) рейки – 1 мм, при вывинчивании болта с резьбой – 0,1–0,5 мм.

При тригонометрическом нивелировании превышения вычисляют по измеренному расстоянию и углу наклона:

, (1.30)

где s и d – наклонное расстояние и соответствующее ему горизонтальное приложение; – угол наклона; I, – высота прибора и визирной цели; f – суммарная поправка за кривизну Земли и рефракцию.

Наклонные расстояния обычно измеряют светодальномером, а горизонтальные проложения получают из измерений мерными приборами. Угол наклона измеряют со средней квадратической погрешностью 2–3² (теодолитом типа Т2) и 5" (теодолитом типа Т5К).

При использовании метода тригонометрического нивелирования необходимо с высокой точностью знать высоту теодолита I над пунктом разбивочной сети. Высота прибора может непосредственно измеряться с использованием рулетки или определяться косвенным путем с помощью нивелира и рейки.

В косвенном способе на расстоянии 2–3 м от пункта А разбивочной сети (рис. 1.26), на котором будет установлен теодолит, забивают кол или выбирают стабильную точку K. При помощи нивелира и рейки измеряют превышение h между пунктом А и точкой K. Затем над пунктом А устанавливают теодолит, приводят трубу в горизонтальное положение (отсчет по вертикальному кругу равен месту нуля) и делают отсчет b по рейке, установленной на точке K. Тогда высоту I теодолита можно получить из выражения

. (1.31)

Рис. 1.26. Косвенный способ определения высоты теодолита

Погрешность определения высоты косвенным способом составляет 0,3–0,5 мм.

Гидростатическое нивелирование обеспечивает построение превышений с погрешностью 0,01–0,05 мм (с помощью прецизионного нивелира) и 1–2 мм (с помощью технического нивелира). В первом случае диапазон измеряемых превышений составляет всего 25 мм.

В процессе гидростатического нивелирования следует избегать размещения приборов и шланга вблизи источников тепла и вентиляционных каналов, прямого попадания солнечных лучей, а также следует располагать шланги на уровне измерительных головок.

1.7.2. Вынос на местность линий с проектными уклонами

При строительстве многих сооружений (дорог, аэродромов, инженерных сетей и др.) возникает необходимость построения на местности линий и плоскостей с заданными уклонами.

Линию с заданным уклоном i можно построить с помощью нивелира, теодолита, лазерного визира и специальных визирок.

Пусть нужно с помощью нивелира построить на местности линию АВ с проектным уклоном i. Отметка H_A начальной точки А и расстояние D до конечной точки В заданы (рис. 1.27).

Рис. 1.27. Построение линии заданного уклона

Отметку точки В вычисляют по формуле

. (1.32)

В заданном направлении от точки А откладывают горизонтальное проложение D, на котором закрепляют кольями точки , , ..., отстоящие одна от другой на расстоянии d. Точки А и В выносят на проектные отметки путем геометрического нивелирования от ближайшего репера и закрепляют их кольями.

В точке А устанавливают нивелир, измеряют его высоту l над точкой А (см. рис. 1.27) и наводят на рейку в точке В. Затем наклоняют трубу элевационным (подъемным) винтом до тех пор, пока отсчет по рейке в точке В не станет равным высоте прибора в точке А. После этого в точках , , ... забивают колья так, чтобы отсчеты по рейке, устанавливаемой на эти колья, равнялись высоте l нивелира.

При больших значениях проектного уклона наклонные линии удобнее строить с помощью теодолита. Сначала конечные пункты А и В выносят нивелиром. После этого теодолит устанавливают в точке А, а рейку – в точке В. Далее наводят зрительную трубу на деление рейки, соответствующее высоте теодолита. Промежуточные точки разбивают посредством рейки так же, как и при работе с нивелиром.

Рис. 1.28. Построение линии заданного уклона с помощью визирок

Аналогично изложенному выполняют построение наклонной линии с помощью лазерного визира. Положение лазерного пятна на рейке можно фиксировать визуально или фотоэлектрическими способами. На расстоянии до 100 м погрешность фиксирования лазерного пятна 0,5–0,9 мм – в первом способе, 0,3–0,5 мм – во втором.

При большом количестве разбиваемых на данной линии точек детальную разбивку наклонной линии выполняют с помощью двух постоянных и одной подвижной визирки. Постоянные визирки устанавливают в точках А и В (см. рис. 1.28) с помощью нивелира так, чтобы уклон линии А¢В¢был равен значению проектного уклона. Производитель работ визирует глазом через верхние срезы поперечных планок постоянных визирок. Подвижную визирку устанавливают последовательно в точках , , .... и забивают колья до тех пор, пока верхний срез поперечной планки подвижной визирки не совпадет с визирным лучом А¢В¢.

1.7.3. Вынос в натуру плоскостей с заданными уклонами

Для построения плоскости АВСD (рис. 1.29) с проектными уклонами и по направлениям АВ и АD соответственно вначале с помощью нивелира выносят от ближайшего репера точки А, В, С и D на их проектные отметки. Затем устанавливают нивелир над точкой А так, чтобы два подъемных винта подставки располагались параллельно линии АD , а третий – перпендикулярно к ней. Измеряют высоту l нивелира. В точках В и D устанавливают рейки.

Трубу нивелира наводят на рейку в точке D и, действуя двумя первыми подъемными винтами, наклоняют нивелир до тех пор, пока отсчет по рейке не будет равен высоте l нивелира. Наводят нивелир на пункт В и, действуя третьим подъемным винтом, добиваются отсчета по рейке, равного высоте нивелира.

Рис. 1.29. Схема построения проектной плоскости

Операции повторяют, пока описываемая при вращении нивелира плоскость не будет параллельна заданной плоскости АВСD. Контролируют положение плоскости по отсчету на рейке в точке С. Затем производят детальную разбивку плоскости, в процессе которой выставляют колышки в проектное положение по методике, описанной для выноса линии заданного уклона.