Способы разбивки главных и основных осей сооружений

Геодезической основой разбивочных работ на строительной площадке являются главные и основные оси. Главными осями называют две взаимно перпендикулярные прямые, относительно которых указывают данные для выноса в натуру сооружений или их отдельных частей. Главные оси разбиваются в случае сложной конфигурации зданий или тогда, когда здания связаны технологическими процессами. Основными осями называют линии, определяющие внешний контур зданий и сооружений в плане. Основные оси разбиваются в случаях простой конфигурации зданий и сооружений. Чтобы обеспечить более высокую точность взаимного положения осей, от пунктов опорной геодезической сети (точек теодолитного хода, пунктов полигонометрии или микротриангуляции …) в натуре разбивается только одна ось. В качестве такой оси выбирается наиболее длинная продольная ось и в натуру выносятся ее крайние точки. Дальнейшая разбивка осуществляется от этой оси.

Для задания на плоскости какой-либо прямой необходимо и достаточно указать две различные точки, принадлежащие этой прямой. Таким образом, задача выноса в натуру осей сводится к задаче выноса в натуру некоторых точек. В свою очередь, задача выноса в натуру точек в определенном смысле является обратной по отношению к задаче топографической съемки каких-либо точек земной поверхности. Чтобы пояснить данное утверждение рассмотрим рис. 9.9.

Рис. 9.9. Съемка или вынос

Пусть точки M и N являются вершинами теодолитного хода, а точка A – некоторая точка земной поверхности. При топографической съемке точка A существует на местности, например, является углом существующего здания. Задача при этом заключается в измерении некоторых неизвестных геометрических величин, определяющих положение точки, например, расстояния d от точки M до точки A и горизонтального угла β между направлением на A и направлением на N в точке M.

При выносе в натуру точка A на местности отсутствует, например, представляет собой угол проектируемого здания. Но при этом известны геометрические величины, определяющие ее положение на земной поверхности относительно точки M: расстояние d и горизонтальный угол β. Задача заключается в нахождении на местности нужной точки и закреплении ее тем или иным способом.

Используемый способ выноса точки в натуру зависит от вида известных геометрических элементов, которые нужно построить на земной поверхности. Поэтому классификация способов выноса в натуру точек повторяет классификацию способов съемки. А именно, вынос в натуру главных и основных осей осуществляется методами: прямоугольных координат, полярных координат, угловой засечки, линейной засечки и створной засечки.

Способ прямоугольных координат применяется для разбивки зданий и сооружений, находящихся вблизи точек опорной сети либо вблизи красных линий (рис. 9.10). Способ заключается в том, что вдоль прямой MN (например, стороны теодолитного хода) от точки M откладывают расстояние , из найденной точки, с помощью теодолита восстанавливая перпендикуляр и откладывая на нем расстояние , находят точку A. Аналогичным образом выносят точку B. Сторона AB служит основой для разбивки других осей здания или сооружения. Для контроля измеряются расстояния, в частности, диагонали AD и BC. Их относительные ошибки не должны превышать 1:2000. Способ прямоугольных координат широко применяется при наличии строительной сетки (рис. 9.10, справа). Строительной геодезической сеткой называют геодезическую сеть в виде системы квадратов или прямоугольников, ориентированных параллельно большинству разбивочных осей сооружений [ГОСТ 22268].

Рис. 9.10. Способ прямоугольных координат

Параллельность выносимых осей и сторон теодолитного хода или сторон строительной сетки не является обязательным условием для применения способа прямоугольных координат. Пусть, например, требуется вынести в натуру здание размером b×l м (рис. 9.11). При этом известны координаты точки A и угол γ между стороной MN теодолитного хода и линией AB. Допустим, что между точками M и A находится некоторое препятствие, и мы не можем применить полярный способ (который описывается ниже).

Рис. 9.11. Способ прямоугольных координат

В данном случае можно применить способ прямоугольных координат. Поскольку координаты точек M и A известны, постольку можно найти расстояние и дирекционный угол стороны MA, решив обратную геодезическую задачу:

;

;

;

;

переход от румба к дирекционному углу осуществляется в зависимости от знаков Dx и Dy (то есть в зависимости от четверти румба) по одной из приведенных ранее формул.

Горизонтальный угол между линиями MA и MN вычисляется как разность дирекционных углов

.

Точка P есть основание перпендикуляра, опущенного на сторону MN из точки A, поэтому

;

.

Таким образом, мы получили и - данные, необходимые для выноса в натуру точки A способом прямоугольных координат.

Если потребуется определить расстояния и , требуемые для выноса в натуру точки B способом прямоугольных координат, то можно выполнить следующие вычисления. Угол γ между линиями MN и AB известен, поэтому можно найти дирекционный угол стороны AB:

.

Теперь по координатам точки A, длине l и дирекционному углу стороны AB можно получить координаты точки B, решив прямую геодезическую задачу:

;

;

;

.

Дальнейшие действия при вычислении расстояний и аналогичны описанным выше действиям при определении расстояний и : из решения обратной геодезической задачи находят дирекционный угол и длину стороны NB, затем вычисляют угол , после чего из прямоугольного треугольника BNQ находят необходимые расстояния и .

Способ полярных координат во многих случаях оказывается наиболее удобным, поскольку данным способом с одной станции можно вынести множество точек. При его использовании из решения обратной геодезической задачи находят необходимые значения углов и расстояний на местности (рис.9.12). В точке M устанавливают теодолит, приводят его в рабочее положение и откладывают горизонтальный угол β. Затем по полученному направлению с помощью мерной ленты или рулетки откладывают заданное расстояние и получают точку A. Аналогичным образом можно вынести любую другую точку, доступную с данной станции.

Рис. 9. 12. Полярный способ

Способ угловой засечки применяется в случаях, когда измерение расстояний затруднительно. На рис. 9.13 слева демонстрируется вынесение одной точки способом угловой засечки. С этой целью на точке M теодолитного хода откладывается левый горизонтальный угол, и закрепляются на местности две точки A₁ и A₂ фиксирующие направление линии MA. Затем в точке N откладывают правый горизонтальный угол, и направление линии NA закрепляют на земной поверхности точками A₃ и A₄. Между парами точек А₁-A₂ и A₃-A₄ натягивают леску, монтажную проволоку или шпагат, их пересечение даст точку A.

Рис. 9.13. Способ угловой засечки

Способ угловой засечки может быть изменен следующим образом (рис. 9.14). С одной из точек, например M, выносят точку A так, как описано выше, и получают точки A₁ и A₂. Натягивают между ними леску (или шпагат, монтажную проволоку) и со второй точки N с помощью теодолита определяют окончательное положение тоски A.

Рис. 9.14. Измененный способ

угловой засечки

Еще один способ состоит в применении одновременно двух теодолитов, установленных в точках M и N. На этих точках каждый из двух наблюдателей устанавливает значение соответствующего проектного угла. После чего их помощник устанавливает вешку так, чтобы она попала на вертикальную нить каждого теодолита. Затем на каждой точке трубу теодолита переводят через зенит и повторяют описанные действия при другом положении вертикального круга. В качестве окончательного положения проектной точки берется среднее из двух полуприемов. После этого выполняется контрольное измерение углов. Разность измеренных значений углов и их проектных значений не должна превышать удвоенную погрешность измерения угла одним приемом.

Способ линейной засечкиприменяется на ровной открытой местности, когда расстояния между точками не более длины мерного прибора. Пусть требуется вынести указанным способом точки A и B (рис. 9.15). От точки M в створе линии MN откладывается расстояние d₁ и закрепляется полученная точка P. Затем от точки M прочерчивается дуга окружности радиусом d₂, а от точки P – дуга окружности радиусом d₃. Пересечение этих дуг даст положение определяемой точки A. Аналогичным образом осуществляется определение положения точки B.

Рис. 9.15. Способ линейной засечки

Во всех случаях после выноса в натуру точек с целью контроля промеряются соответствующие расстояния между ними. Расхождение между измеренным значением и его проектным значением не должно превышать 1:2000 от его проектного значения. На практике при выносе в натуру точек возможно любое сочетание способов; основным критерием при выборе того или иного способа является удобство измерений на местности. Кроме того, чтобы уменьшить ошибки выноса точек в натуру, рекомендуется при их выносе использовать ближайшие точки опорной геодезической сети (теодолитных ходов и т. п.)