Государственные нивелирные сети

Государственная нивелирная сеть является главной вы­сотной основой топографических съемок всех масштабов и геодези­ческих измерений, проводимых для удовлетворения потребностей народного хозяйства и обороны страны, для решения научных и практических задач. Она разделяется на нивелирную сеть I, II, III и IV классов.

Посредством нивелирной сети I и II классов создается единая система высот на всей территории страны. Кроме того, нивелирова­ние I и II классов предназначается для решения таких научных за­дач, как изучение фигуры физической поверхности Земли и ее внеш­него гравитационного поля; изучение современных вертикальных движений земной поверхности; определение разности высот и на­клонов среднеуровенных поверхностей морей и океанов.

Нивелирные сети III и IV классов служат для обеспечения то­пографических съемок и решения инженерно-геодезических задач.

Нивелирная сеть местного значения является высотным обосно­ванием топографической съемки масштабов 1:5000 – 1: 500 и инже­нерно-геодезических работ.

В зависимости от требуемой точности и размера снимаемой площади сеть местного значения развивается в виде одной, двух или трех ступеней ходов и полигонов нивелирования III и IV классов и технического.

Высокоточная нивелирная сеть специального назначения слу­жит высотной геодезической основой для изыскания, строительст­ва, монтажа и выверки сооружений и прецизионных агрегатов, для наблюдений за их осадками и деформациями.

4.3. Разбивочные сети

Опорные разбивочные сети служат основой для выноса проектных геометрических параметров сооружений в натуру. Они создаются на строительной площадке в виде системы закрепленных пунктов. Разбивочную геодезическую основу строят от пунктов государственной сети или сети сгущения. Проект разбивочной сети составляется в соответствии с генеральным планом строительства объекта. Точность построения разбивочной сети устанавливается строительными нормами и правилами. Геодезические разбивочные сети существуют следующих видов: строительная сетка; линейно-угловая сеть; промышленная триангуляция; линейная разбивочная сеть.

Строительная сетка представляет собой систему квадратов или прямоугольников, покрывающих строительную площадку, и состоит из основных и дополнитель­ных фигур. Длины сторон основных фигур составляют 100 – 200 м. Дополнительные фигуры строят в процессе геодезических разбивочных работ с длинами сторон до 20 м.

Координаты пунктов строительной сетки вычисляют в государственной и условной системе координат. Для удобства разбивочных работ в условной системе одной из вершин сетки присваивают координаты так, чтобы координаты всех остальных пунктов были положительными.

Строительная сетка совмещается с вы­сотной основой строительства, для чего по ее пунктам прокла­дывают ходы геометрического нивелирования.

Наиболее рационально строительную сетку проектировать при наличии технических проектов инженерных сооружений на топографическом плане строительной площадки. Пункты сетки намечают в местах, обеспечивающих их достаточную устойчи­вость и удобство выполнения геодезических работ, вне зоны производства земляных работ. Стороны сетки располагают па­раллельно осям основных сооружений.

По точности строительная сетка должна удовлетворять тре­бованиям разбивки главных осей сооружений. В промышлен­ном строительстве относительная погрешность линейных изме­рений принимается равной 1/8000—1/10000, а в гражданском -1/2000—1/5000. В случаях, когда необходимо обеспечить задан­ную проектом точность взаимного положения отдельных соору­жений, обусловленную технологическим процессом производ­ства, выполняют расчет точности угловых и линейных изме­рений.

При разбивке конструкций инженерных сооруже­ний и технологического оборудования создаются специальные высокоточные сети по форме, повторяю­щие геометрическую форму сооружения в плане. При строи­тельстве промышленных и гражданских инженерных сооруже­ний сравнительно простой геометрической формы такие сети строят в виде геодезических четырехугольников или квадратов, рядов из ромбов, центральных систем. Для повышения точности взаимного поперечного положения удаленных пунктов дополнительно из­меряют углы, создавая линейно-угловые сети. Применение раз­личных схем кольцевых и линейных сетей зависит от точности разбивки сооружений.

При строительстве линейных сооружений большая вытянутость полосы исследуемой местности вдоль трассы и сравнительно небольшая ее ширина предопределяют выбор метода построения геодезической сети для обоснования топографических планов и трассы. При тахеометрической съемке, когда ширина полосы не превышает 0,5 км, съемочное обосно­вание строится в виде теодолитного хода, с точек которого про­изводится съемка.

В практике проектно-изыскательских организаций сущест­вует два вида геодезического трассирования: нивелирно-теодо-литный ход с измерением расстояний рулеткой или дальномером, тахеометрический ход с измерением расстояний дальномером и тригонометрическим нивелированием.

Состав и объем геодезической разбивочной основы должен соответствовать требованиям СНиП и технической документа­ции по строительству данного вида линейного сооружения. (Например, СНиП III – 38 – 75 «Железные дороги» или СНиП III – 40 – 78 «Автомобильные дороги»).

При создании разбивочной основы для строительства и ре­конструкции линейных сооружений в пределах полосы отвода на местности вне зоны производства работ размещают:

знаки, закрепляющие в плане вдоль оси сооружения вер­шины углов поворота и главные точки круговых и переходных кривых, а также створные точки на прямых участках трассы не реже чем через 1 км;

реперы вдоль трассы не реже чем через 2 км;

пункты планово-высотного положения в местах пересечений переходов через препятствия и на площадках строительства зданий и сооружений.

При строительстве мостов и мостовых переходов, гидросооружений и плотин электростанций, тоннелей и других важных промышленных объектов создается система промышленной триангуляции. Мостовая триангуляция создается для разбивки соору­жений моста и прежде всего его опор с установленной точ­ностью, для определения длины мостового перехода. Геометрия сети мостовой триангуляции зависит от рельефа, ситуации и требований к точности разбивки опор и представляет собой сдвоенный треугольник, простой или сдвоенный четырех­угольник. При строительстве больших мостов отдельные знаки могут находиться в воде. В этом случае мостовая триангуляция создается в виде центральных систем. В сети мостовой триангуляции должно быть измерено не менее двух базисов. По возможности необходимо создавать ли­нейно-угловые сети, что повышает качество инженерно-геодези­ческих работ.

Положение опор моста определяют прямыми засечками или полярным способом. При исполнительных съемках опор моста применяют комбинированные засечки. Продольную ось моста закрепляют плановыми и высотными пунктами геодезической разбивочной основы не менее чем по два на каждом берегу.

Допустимые средние квадратические погрешности определе­ния координат пунктов геодезической разбивочной основы рег­ламентированы величиной ± 6 мм, отметки постоянных реперов на берегах и опорах ± 3 мм, а временных ± 5 мм.

Гидротехническая триангуляция должна обеспечивать достаточную точность детальной разбивки, ведения исполнительных съемок и наблю­дений за сдвигами и деформациями сооружений гидроузла в пе­риод строительства и эксплуатации. При строительстве ГЭС разбивочные регламентиру­ются «Указаниями по производству основных геодезических ра­бот на строительстве гидроузлов (по планово-высотному обо­снованию)».

В гидротехнической триангуляции средние квадратические погрешности взаимного положения смежных пунктов должны быть не более: для съемочного обоснования в масштабе 1:2000 – ±70 мм;

для строительства гидросооружений ± 10 мм;

Тоннельная триангуляция является для геодезических разбивочных работ в процессе строительства тон­нелей.

Тоннели обеспечиваются локальными сетями триангуляции. При уравнивании тоннельной триан­гуляции рационально проектировать ее на поверхность со сред­ней отметкой земной поверхности в районе трассы тоннеля. Для тоннелей небольшой длины в качестве самостоятельного планового геодезического обоснования можно развивать сети полигонометрии.

4.4. Закрепление геодезических пунктов на местности

Все пункты геодезических сетей закрепляются на местности специальными геодезическими знаками. Они состоят из двух основных частей: подземной – центра пункта, и устанавливаемого над ним наружного сооружения – геодезического сигнала.

Центры геодезических знаков закладываются в землю и служат для обеспечения неизменного положения собственно геодезического пункта и его сохранности в течение продолжительного времени, а также для обозначения тех неподвижных точек, к которым приводятся все угловые и линейные измерения.

Типы закладываемых центров зависят от физико-географических условий района работ, особенно от состава грунтов и глубины промерзания почвы. Они состоят (рис. 17) из железобетонных монолитов, пилонов, свай или асбоцементных труб, заполненных бетонным раствором, и металлических труб, надежно защищенных от действия коррозии.

Рис. 17. Типы центров государственной геодезической сети

1 – металлический стержень; 2 – бетон; 3 – крышка; 4,7 – металлическая пластина с центром; 5 – якорь; 6 – песок; 7 – марка-центр.

В верхнюю поверхность центров заделываются специальные марки с обозначенной точкой (отверстием или крестом). К этой точке

приводятся все угловые и линейные измерения.

Нивелирные знаки делятся на грунтовые и стенные марки и репе­ры. Марки и стенные реперы (рис.18) отливают из чугуна. Марка представляет собой диск с номером и центром посредине. Стенной репер – это также диск, но со спе­циальной полочкой для установки рейки. И марку и стен­ной репер соединяют со стержнем и закладывают в сте­нах каменных зданий, в устоях каменных мостов и других твердых основаниях.

Рис. 19. Геодезический сигнал

Рис. 18. Нивелирные знаки

Геодезические сигналы являются специальными инженерными сооружениями, конструкции которых разрабатываются по правилам строительной механики. Они должны обладать хорошей устойчивостью, жесткостью и прочностью для обеспечения их долговременной сохранности. В зависимости от конструкции, высоты и подставки для угломерного прибора геодезические сигналы строятся следующих типов: туры, пирамиды, простые и сложные сигналы (рис. 19).

По окончании постройки знака со столика сигнала измеряют магнитные азимуты направлений на все соседние пункты, а также высоту сигнала до столика и верха визирной цели, расстояние до ориентирных

пунктов и азимуты на них. Все эти сведения заносят в специальный акт, где указываются также название знака, учреждение, партия, бригада, производившая постройку, тип знака, центра и ориентирного пункта. Каждому пункту присваивается номер, имеющийся на монолите или марке центра.