«Инженерно-геодезические изыскания по объекту: «Строительсктво «Гипермаркета «Магнит» на пересечении улиц набережная Леонова и бульвар роз в г. Балаково Саратовской области» (стр. 4 )

Допустимая невязка в ходах тригонометрического нивелирования вычислялась по формуле:

f h доп. = ±50√L, где L – длина хода в километрах.

По результатам вычислений планово – высотная съёмочная геодезическая сеть удовлетворяет требованиям СП . Съёмочные точки закреплялись на местности металлическими штырями диаметром

14 мм и длинной 320 мм, забитыми на глубину 30 см.

Топографическая съемка территории в масштабе 1:500 с сечением рельефа через 0,5 м в местной системе координат (г. Балаково) и Балтийской системе высот была выполнена с точек планово – высотного съёмочного обоснования электронным тахеометром Set 550RХL № 000 полярным методом в сочетании с высотной съёмкой. Измерение горизонтальных углов при съемке выполнялось при одном положении вертикального круга.

Высоты люков колодцев подземных сооружений определялись тригонометрическим нивелированием при двух положениях вертикального круга. Расхождение между превышениями не превышало 2 см.

Предельные расстояния от прибора до четких контуров местности при измерении не превышали 250 метров. До нечетких контуров местности не превышали 375 метров.

Были составлены абрисы, производились обмеры контуров зданий и измерялись контрольные связки между ними.

Для облегчения процесса последующей камеральной обработки была использована так называемая «система кодов». При которой каждому

пикету, сохраняемому в память прибора, присваивается определенный номер, который присвоен какому либо элементу ситуации.

Пикеты набирались согласно требованиям СП не реже, чем через 15 метров, на характерных точках рельефа.

Съёмку скрытых подземных коммуникаций выполняли индукционным методом с помощью трассоискателя английской фирмы RadioDetection модель RD 2000 CPS, с подключением генератора при необходимости. Технические характеристики вместе с наглядными изображениями данного прибора поиска показаны на рисунке 4 и в таблице 8.

Рисунок 4 (Трассоискатель RD 2000 CPS)

Таблица 8

Трассоискатель RD 2000 CPS снабжен влагозащищенным динамиком, двумя встроенными горизонтальными антеннами для поиска в режиме «максимума» и одной вертикальной антенной для режима «минимума» с функцией согласования отраженного сигнала, сенсорным регулятором усиления чувствительности антенн.

Многочастотный генератор RD 2000 CPS – предназначен для подачи в линию коммуникаций испытательных сигналов на различных частотах, включая 2 назначаемых пользователем с выходной мощностью до 5 Вт в трех режимах (прямое подключение, индуктивный сигнал через сигнальные клещи, индуктивный сигнал через грунт). Наличие жидкокристаллического дисплея и удобной панели управления позволяет быстро и качественно произвести поиск трассы пролегания кабеля.

3.3 Камеральные работы и оценка точности

Камеральную обработку инженерно-геодезических изысканий, так же как и полевые работы, можно условно разделить на две части. Первая включает в себя обработку и уравнивание построенной планово-высотной сети. Во второй части производятся работы по составлению цифровой модели местности и оформлению топографического плана.

Для обработки и уравнивания линейно-угловой сети, так же как и для проектирования, был использован программный комплекс CREDO DAT 3.1. Данный программный комплекс поддерживает формат данных электронных тахеометров Sokkia *.sdr. После импорта данных из прибора в программу, была выполнена локализация и нейтрализация грубых ошибок в сетях геодезической опоры. Она включает три основных метода программы:

• L1-анализ: уравнивание с минимизацией L1-нормы поправок;

• метод трассирования;

• выборочное отключение.

В основе L1-анализа лежит процедура уравнивания сети по критерию минимизации суммы модулей (т. е. L1-нормы) поправок в измерения. Этот метод позволяет, выполнив специальную процедуру уравнивания, выделить участок сети, ход или даже отдельное измерение, содержащее грубую угловую, линейную или высотную ошибку. Поскольку точность локализации ошибки существенно зависит от количества избыточных измерений в сети, часто требуется более детальный анализ методами трассирования и последовательного отключения.

Метод трассирования основан на интерактивном построении цепочки смежных пунктов и автоматическом анализе сделанного построения. Если цепочка содержит единственную грубую ошибку, метод с большой точностью определяет пункт или сторону цепочки, содержащие ошибочные измерения.

Суть метода трассирования состоит в следующем. Цепочка рассматривается как изолированный теодолитный ход. Координаты ее пунктов вычисляются в прямом направлении, начиная с первого пункта (прямая трасса), и в обратном направлении, начиная с последнего пункта (обратная трасса). Максимальная угловая ошибка присутствует при пункте, на котором расхождение координат пункта, полученных из хода "прямо" и "обратно", минимально. Поиск грубой линейной ошибки основан на следующем простом факте: при отсутствии в цепочке угловой ошибки дирекционный угол стороны с грубой линейной ошибкой равен с точностью до 180° дирекционному углу невязки прямой или обратной трассы.

Для локализации грубой ошибки используется технология поэтапного

отключения и восстановления отдельных подозрительных пунктов, сторон,

ходов сети и отдельных измерений. Обычно этому предшествуют глобальные

методы поиска, такие как уравнивание по критерию минимизации L1-нормы

и управление балансом весов, а также метод трассирования, которые не

дали положительных результатов в силу слабой обусловленности сети или

присутствия в ней нескольких, близких по величине, грубых ошибок.

Поэтому метод выборочного отключения используется как последнее, но надежное средство, требующее порой долгой и кропотливой работы.

После выполнения предобработки было выполнено уравнивание сети.

Принцип уравнивания тот же, что и при проектировании сети. Он описан во 2-й части работы.

На рисунке 5 и таблицах 9-11 приведены схема и технические характеристики планового съемочного и высотного обоснования.

Рисунок 5 (Схема планово-высотного обоснования)

Таблица 9

Таблица 10

Таблица 11

По полученным характеристикам определили, что построенная нами линейно-угловая сеть удовлетворяет нормативным

требованиям ( СП ).

Далее был произведен экспорт данных из CREDO DAT в программу «Автокад» (AutoCAD). AutoCAD – двух - и трёхмерная система автоматизированного проектирования и черчения, разработанная компанией Autodesk. Ранние версии AutoCAD оперировали небольшим числом элементарных объектов, такими как круги, линии, дуги и текст, из которых составлялись более сложные. В этом качестве AutoCAD заслужил репутацию «электронного кульмана», которая остаётся за ним и поныне. Однако на современном этапе возможности AutoCAD весьма широки и намного превосходят возможности «электронного кульмана».

Для облегчения и ускорения процесса камеральной обработки, при выполнении полевых работ, была использована так называемая «система кодов». При которой каждому пикету, сохраняемому в память прибора, присваивался определенный номер, который соответствует какому либо элементу ситуации. В таблице 12 показаны коды на примере растительности и колода.

Таблица 12

Растительность	Колодец
7 - дерево (широколиственное) 17 - полоса кустарника 70 - контур леса 71 - куст 72 - ель 73 - сосна 74 - мелколиственное 75 - фруктовое 76 - редколесье (знак) 77 - ряд деревьев (широколиственных) 78 - ряд деревьев (ель) 79 - контур кустарника	8 - колодец (неопознанный) 18 - колонка водяная 80 - К/ст. решетка (квадратная) 81 - колодец фекальный 82 - колодец ливневый 83 - колодец связи 84 - колодец теплотрассы 85 - колодец газопровода 86 - колодец водопровода 87 - пожарный гидрант 88 - скважина (артезианская геологическая) 89 - цистерна (емкость, вод. б.)

При открытии подгруженных данных в AutoCAD каждый пикет отмечен присвоенным ему кодом, при этом точечные объекты отрисовываются автоматически при экспорте (Рисунок 6)

Рисунок 6 (Фрагмент чертежа с кодами)

Использование кодов существенно сократило время, затраченное на составление цифровой модели местности. Цифровая модель рельефа представляла собой сетку треугольников, которые строились по зонам, выделяющим характерные участки поверхности. Цифровая модель ситуации формировалась из площадных, линейных, точечных объектов. Планы подземных коммуникаций создавались на полученной топооснове. Семантическая информация об объектах местности выражалась условными знаками и текстовой информацией. Библиотека и классификатор условных знаков открыты для дополнений и изменений в соответствии с запросами пользователя.

4 . Вынос в натуру оси запроектированного электрического кабеля 10 кВ

4.1 Разбивочные работы и способы выноса в натуру

По своему содержанию разбивочные работы противоположны съемочным. Если в процессе съемки контуров и предметов местности плановое положение точек определяется из измерений угловых и линейных величин, то при разбивочных работах координаты точки заданы в проекте, но ее положение нужно найти на местности из построений угловых и линейных размеров.

На строительной площадке проходит много коммуникаций: подземных сетей, надземных трубопроводов, дорог. Каждая коммуникация должна быть вынесена в натуру и построена строго по проекту. В плане коммуникации разбивают с относительной ошибкой в среднем 1: 2000. По высоте наиболее точно устанавливаются самотечные трубопроводы, имеющие, как правило, очень небольшие уклоны, для соблюдения которых проектные отметки лотков в смежных колодцах задают с ошибкой порядка 3—5 мм. Уклоны напорных трубопроводов задаются с меньшей точностью (ошибка установки отметок допускается 1—2 см). Кабельные линии, если они прокладываются по спланированной поверхности, не требуют высотной разбивки, а глубина траншеи задается от уровня этой поверхности.

Разбивочные работы производятся теми же методами и по той же схеме, что и съемка (способом полярных координат, прямой угловой засечки, прямоугольных координат, линейной и створной засечек и др.), но в обратной последовательности.

Выбор способа разбивки зависит от условий производства работ, имеющихся средств измерений, схемы взаимного расположения пунктов исходной разбивочной основы и других факторов. Точность разбивки точки, в свою очередь, будет зависеть от геометрии выбранного способа, применяющихся средств, условий измерений и других факторов.

Ошибки, зависящие от геометрии способа разбивки, то есть от способа построения на местности проектных линий и углов называют ошибками собственно разбивочных работ mср. Эти ошибки можно предрассчитать по известным в геодезии формулам.

Кроме этих ошибок на плановое положение разбиваемой точки вли­яют ошибки исходных данных mи , то есть ошибки в положении опорных пунктов, с которых производится разбивка, а также ошибки фиксации mф, т. е. ошибки проектирования точки с уровня визирной цели на поверх­ность разбивки. Эти ошибки при использовании нитяных отвесов могут составлять 2-3 мм и более. При использовании визирных марок на опти­ческих центрирах точку можно зафиксировать с ошибкой около 0,5 мм,

если отмечать точку иглой, карандашом или гвоздем.

На положение разбиваемой точки оказывают влияние ошибки цент­рирования прибора и визирной цели, а также ошибки визирования. Ошиб­ка визирования зависит от увеличения зрительной трубы прибора Гх, и ее подсчитывают по формуле:

m виз = 20// /Гх

Кроме перечисленных, на точность разбивочных работ могут оказы­вать влияние ошибки из-за внешних условий: турбулентность воздушных масс и боковая рефракция.

С появлением электронных тахеометров самым удобным и эффективным является способ полярных координат. Именно он и был реализован при выносе в натуру оси запроектированного электрического кабеля 10 кВ. Разбивочные работы выполнялись с точек планово-высотного обоснования закрепленных на местности при выполнении инженерно-геодезических изысканий. Для реализации данной задачи использовался электронный безотражательный тахеометр Sokkia Set 550RХ-L № 000 (точность измерения углов составляет 5″, точность измерения расстояний на призму составляет 2мм +2мм х D х10-6 , на плёнку и безотражательно более 400 м – 2мм +2мм х D х10-6 , где D – расстояние в километрах).

В электронный тахеометр заложена программа выноса в натуру точки способом полярных координат. Для того чтобы её задействовать в прибор вводились координаты планово-высотной сети и точек, которые необходимо было вынести. Затем выполнялось ориентирование инструмента – для чего тахеометр центрировался на известном пункте и обнулялся горизонтальный угол на другой известный пункт. После привязки станции стояния к пунктам в меню прибора выбирался пункт «Вынос в натуру» и далее необходимый номер точки из созданного заранее списка. После выбора точки для выноса из списка, прибор поворачивался, пока на дисплее горизонтальный угол до направления на точку не становился 0º00′00″. После чего, речник с отражателем становился в створ. Далее, на призму производились измерения расстояния. Поправки за наклон местности учитывались автоматически. После измерения на дисплее прибора отображалось расстояние, которое необходимо отложить, и направление: к оператору или от него. Таким образом, найти на местности местоположение выносимой точки получалось за три-четыре приёма, а общие трудозатраты были намного меньше классического способа, с использованием рулетки и теодолита.

4.2 Анализ и оценка точности способа полярных координат

Способ полярных координат наиболее распространенный способ разбивки осей, конструкций, точек, особенно в связи с широким внедрением электронных тахеометров, позволяющих одновременно с высокой точностью строить и углы и расстояния (рисунок 7).

Рисунок 7 (Схема способа полярных координат)

Если точка выносится способом полярных координат, то для расчета следует пользоваться формулой средней квадратической ошибки этого способа:

Для тахеометра Sokkia Set 550RХ-L , =2мм +2мм х D х10-6

Действующие инструкции не позволяют нам делать вынос на расстояние превышающее 250 метров. Тогда мы можем рассчитать с какой точностью у нас будет вынесена точка на данном расстоянии.

Так же, к данной ошибке необходимо добавить ошибки центрирования , фиксации , ошибку цилиндрического уровня вехи .

Тогда итоговая ошибка положения вынесенной точки составит порядка 8-9 мм.

Из этого можно сделать вывод, что данный метод с большим запасом точности обеспечивает выполнение поставленной задачи.

5. Организация и экономика инженерно-геодезических изысканиях

5.1 Общие вопросы организации инженерно-геодезических изысканий

Инженерно-геодезические изыскания  имеют целью получение сведений о природных условиях строительства, которые должны служить важной частью исходных данных для составления проекта. Работы выполняются обычно специализированными организациями, имеющими соответствующие лицензии и свидетельства о допуске. В ряде случаев исполнителями могут быть отдельные структурные подразделения проектных организаций (изыскательские отделы), которые также должны иметь допуски. Это особенно характерно для проектных организаций гидромелиоративного или гидротехнического профиля, которые чаще всего пользуются услугами собственных изыскательских отделов.

В зависимости от размеров и сложности проектируемых объектов, сложности геологических условий изыскания выполняются одной или несколькими изыскательскими организациями. В последнем случае одна из организаций выполняет функцию генерального исполнителя, а остальные работают на правах субподряда (т. е. на основе договоров с генеральным исполнителем). В подавляющем большинстве случаев весь объем работ для конкретного строительства производится одной организацией. В период экономических реформ большинство существующих изыскательских организаций РФ стали акционерными обществами (ЗАО, ОАО), реже унитарными предприятиями (ГУП, МУП), некоторые разделились на более мелкие предприятия (преимущественно ООО). Многие из них не изменили своих названий, сохраняя аббревиатуру ТИСИЗ (трест инженерно-строительных изысканий).

Задачи изысканий, требования к результатам, исходные данные устанавливаются в техническом задании, которые выдает проектная организация (реже сам заказчик) изыскателям. 

При выполнения изысканий могут выявляться нюансы, которые существенно влияют на общую стратегию освоения территорий и ведение на ней строительных работ. На основании их выявляется фактическое состояние и перспективы развития сельского хозяйства и промышленности района, возможность привлечения и использования местных трудовых ресурсов и существующей производственной базы выполнения строительных работ и эксплуатации создаваемых объектов и систем.

Инженерным изысканиям предшествует процедура получения различных согласований и разрешений на их проведение, в том числе разрешения местных органов исполнительной власти о предварительном выборе места размещения объекта или предоставлении земельного участка, договора об использовании земельного участка для изыскательских работ, заключенного с застройщиком (собственником, землевладельцем, землепользователем или арендатором), регистрации (разрешения) производства инженерных изысканий. Регистрация производства изысканий оформляется заказчиком или по его поручению исполнителем инженерных изысканий с оплатой соответствующих услуг.

Первым этапом работы изыскателя должно быть тщательное изучение и обобщение имеющихся архивных и литературных данных об условиях изучаемого района, в том числе материалов ранее проводившихся изысканий, опыта строительства в данной местности.

Инженерно-геодезические изыскания  должны давать исчерпывающую информацию о рельефе изучаемой местности, в том числе о его уклонах, геоморфологических особенностях, очертаниях водных объектов (гидрографические работы), обновлять топографические планы, карты, давать точные сведения о расположении существующих инженерных коммуникаций, обеспечивать инженерно-геодезическими данными другие виды изысканий (например, при инженерно-геологических изысканиях давать отметки устья буровых скважин, производить геодезическую привязку инженерных выработок и т. д.). Их задачей также является геодезическое трассирование линейно-протяженных сооружений (каналов, дамб, дорог, линий электропередач и проч.).

Техническое задание на проведение изысканий составляется заказчиком изысканий (проектировщиком, реже заказчиком строительства) с участием исполнителя (изыскательской организации). Содержание его регламентируется нормами по инженерным изысканиям (СНиП 11.02-95). Оно должно включать цели и виды изысканий, данные о местоположении и границах площадки (или трассы строительства), основные сведения о проектируемом объекте, требования к составу, содержанию, форме ожидаемых результатов, требования к срокам представления этих результатов и ряд других указаний, конкретизирующих потребности заказчика. Если заказчик в техническом задании указывает на необходимости использования тех или иных нормативных документов, то для исполнителя данной работы эти документы становятся обязательными, даже если они имеют статус рекомендуемых (например, СП, рекомендуемые пункты ГОСТов и т. д.).