Прикладная геодезия в строительстве

Прикладная геодезия: история отрасли

Геодезические работы сопровождают строительство любого объекта с этапа выбора земельного участка и до сдачи законченного сооружения в эксплуатацию. Эта отрасль производства прошла большой путь развития от примитивных мерных инструментов до современного высокоточного оборудования, способного в режиме реального времени определить пространственное положение съемочной точки с миллиметровой точностью. Про вехи развития геодезии и ее место на современной строительной площадке мы и расскажем в цикле статей, посвященном этой сфере деятельности человека.

Немного истории

С древних веков человечество испытывало потребность определения реальных расстояний между объектами и их пространственное положение относительно друг друга. Более того, строительство каких-либо масштабных сооружений было невозможно без точных расчетов. К примеру, для постройки в древнем Египте оросительных систем в 6 веке до н.э. использовали простейшие геодезические изыскания, ведь чтобы русло канала вышло к реке, а не к зарослям с крокодилами, направление и уклон рытья траншеи необходимо было предварительно рассчитать и замаркировать на местности. Это дало толчок к развитию сельского хозяйства, а вместе с ним и процветанию египетского государства. Древние греки приумножили знания египтян, ну а широкое развитие наука, определяющая форму и размер Земли, получила с расширением торговых связей и мореплавания, когда требовалось проложить точный курс от одной точки планеты к другой.

В России первые упоминания про измерения расстояний датированы 1068-м годом, когда по приказу Тмутараканского князя Глеба шагами по льду была измерена ширина Керченского пролива, памятный камень об этом событии до сих пор хранится в Эрмитаже. Более широкое развитие геодезия получила во времена «окна в Европу» Петра I, когда мореплавателям и путешественникам было необходимо иметь на руках подробные планы перемещения. Эти работы выполнял офицерский состав Квартирмейстерской части. Война с Наполеоном в 1812 году выявила недостаточную точность и обеспеченность картографическими материалами в первую очередь военных, что стало сигналом к созданию Корпуса военных топографов в 1822 году.

Развитие советской геодезии началось с подписания В. И. Лениным 15 марта 1919 года декрета совнаркома «Об учреждении высшего геодезического управления». Эта дата на долгие годы станет датой профессионального праздника геодезистов и причастных к отрасли специалистов. В мае 1967 года геодезическое управление будет преобразовано в Главное управление геодезии и картографии (сокращенно ГУГК), которое будет непосредственно подчиняться Совету министров СССР, что подчеркивало особый статус данной отрасли. После распада Союза была организована Федеральная служба геодезии и картографии России, которая впоследствии была переподчинена Министерству экономического развития, а затем ее функции перешли к Федеральной службе государственной регистрации, кадастра и картографии. Так что с прискорбием отметим, что «золотые годы» российской геодезии как науки приходятся именно на советский период.

Система координат

Для проведения высокоточных измерений необходимо использовать одну систему координат и высот, чтобы впоследствии избежать проблем с «накладкой». Если выполняется съемка под строительство, то границей работ обычно служит пересечение основных транспортных магистралей и точки врезки коммуникаций, что должно схематически отображаться в приложении к техническому заданию. Обычно топографическая съемка проездов общего пользования в городах уже выполнена в местной системе координат, данные хранятся в архивах, и чтобы верно рассчитать уклоны на строительной площадке, съемку под строительство следует вести в аналогичной системе.

Начало работ над единой системой координат в нашей стране берет от 1928-го года, когда была утверждена предложенная Ф.Н. Красовским программа развития системы триангуляции — метода создания опорной геодезической сети, основанной на определении координат посредством измерения углов треугольников, причем в триангуляции 1 класса длина сторон этих «треугольников» достигала 25 км. Пункты, координаты которых были определены таким методом, назывались пунктами триангуляции. Затем сеть треугольников разбивалась на сети 2–4 классов, которые, соответственно, имели меньшие расстояния в пределах прямой видимости между пунктами. Четвертый класс делился на 1-й и 2-й разряды, расстояния между пунктами уже составляли 200–500 метров. Координаты пунктов определялись методом полигонометрии, т.е. кроме углов с помощью теодолита измерялись еще и расстояния между точками мерной лентой или светодальномером. Именно пункты полигонометрии 4 класса и пункты рязрядной полигонометрии в основном используют геодезисты для городских работ.

Первой высокоточной системой координат на территории СССР принято считать утвержденную в апреле 1946 года систему координат и высот 1942 года (СК-42), причем за ноль по высоте использован принятый еще в 1913 году уровень воды в инструментальной камере Кронштадтского порта (нуль Кронштадтского футштока). Этим моментом до сих пользуются некоторые «специалисты» при съемке в условной системе координат и высот, принимая за ноль по высоте урез любого водоема.

Размеренное положение дел в отрасли нарушил полковник ГРУ Олег Пеньковский, который по доброте душевной продал западным спецслужбам кроме всего прочего и картографические материалы в СК-42. Советское правительство, склонное к паранойе, дало команду откорректировать систему координат, чтобы враг не смог воспользоваться секретными картами для нанесения ядерного удара, и на свет появилась новая система координат — СК-63, которая была искаженным вариантом СК-42. От этой системы и развивалась городская полигонометрия, которая, в свою очередь, являлась искаженным вариантом СК-63. Желая запутать врагов, в итоге запутались сами функционеры. В СК-63 изготовлены огромные массивы карт, частично ведется земельный кадастр, причем на стыках зон карт возможны большие накладки и несоответствия. СК-63 была отменена Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР еще в марте 1987-го года, однако продолжала использоваться в дальнейшем «в порядке исключения».

В настоящее время в России для нужд космической геодезии действует пространственная система координат ПЗ-90.02, которая в свою очередь является аналогом WGS84 — единой системы координат для всей планеты, а для геодезических и картографических работ используют геодезическую систему координат 2011 года (ГСК-2011), производную от предшественников — СК-95 и СК-63. Как вы понимаете, различия между системами координат и потери точности при переходе от одной системы к другой общей точности к выполненным топографо-геодезическим работам не добавляют. На строительной площадке для удобства использования делают разбивку в условной системе координат, которая имеет связь с местной или региональной системами, ведь числовые значения координат в государственных системах могут доходить до семизначных чисел в метрах без учета сантиметров и миллиметров.

Инструменты и оборудование, которое используется для производства работ

Вместе с накоплением человечеством знаний о форме и размере Земли менялись и инструменты, которыми он производил геодезические работы. Изначально это были:

Естественно, прогресс не стоит на месте, и на смену «ветеранам» приходит современное геодезическое оборудование, работать с которым могут только специалисты. Однако, зная азы науки, не для всех видов работ обязательно вызывать геодезистов, некоторые простые операции вы сможете выполнить сами без помощи сложного инструментария и дорогого программного обеспечения.

Имея в хозяйстве 20-ти метровую рулетку, вы без труда разобьете оси дачного домика или вычислите ориентировочную площадь участка, а с помощью простых приспособлений возможно даже выполнение упрощенной геодезической съемки участка под индивидуальное строительство.

Об особенностях выбора геодезического оборудования и возможности самостоятельного решения простейших геодезических задач вам расскажут следующие статьи из нашего цикла, посвященного геодезии и ее роли на строительной площадке.

Источник

Геодезические работы и их применение в строительстве

Цели проведения геодезии

С помощью услуги геодезистов строители решают ряд задач:

Инженерно-геодезические изыскания

Существует пять разновидностей связанных с геодезией работ:

По результатам топографической съёмки местности можно выбрать наиболее подходящий для застройки тот или иной участок.

Топографическая съемка нужна для получения разрешительной документации на проектирование и строительство.

При разделении на территории проводится комплекс мероприятий, состоящих из расстановки специальных знаков, используемых в качестве контрольных элементов для качественного строительства. При этом выполняется разработка разбивочных чертежей, перенос и закрепление на местности основных проектировочных точек.

Заканчиваются работы формированием пакета документов, состоящего из:

В процессе строительства зачастую прибегают к исполнительной съёмке.

Она содержит результаты выполнения каждого из этапов возведения строительного объекта и их сопоставление с плановыми показателями. Делается это во избежание отклонений от проектной строительной документации и обеспечения качественной работы. Кстати, именно по результатам исполнительных съёмок будет составляться акт приёма-сдачи строительного объекта в использование.

При выполнении строительных работ и после их завершения специалисты отслеживают динамику возможного деформирования здания или сооружения. Проявление деформации заключается в прогибе, осаживании, крене фундамента или всей конструкции, отклонении отдельных частей от всего возведённого объекта.
Срок службы выстроенного здания во многом зависит от происходящих под ним процессов. Именно результаты съёмок подземных сетей играют главную роль при окончательной фиксации коммуникаций.

Заключение

Геодезические работы – это важная составляющая любого строительства. Пренебрегать ими или экономить на них не стоит. Ведь без проведения геодезических работ ни один строительный объект долго не прослужит. Геодезические изыскания – это еще и огромная ответственность. Любая ошибка в расчетах может негативно отразиться на прочности и целостности возведенного здания. Именно поэтому, для проведения инженерно-геодезических изысканий должно использоваться только специальное высокоточное оборудование. Обращайтесь к надежным компаниям, имеющим большой опыт в данном виде деятельности, они смогут выполнить весь комплекс работ профессионально: быстро и без ошибок.

В Центральном кадастровом бюро средний опыт работы геодезистов и инженеров составляет 15 лет. Мы несем ответственность перед каждым нашим заказчиком и даем гарантии на качество выполняемых работ.

Заказать геодезические работы, Вы можете, одним из 3-х способов:

Мы свяжемся с Вами, ответим на все возникшие вопросы и подробнее расскажем об услуге.

Источник

Прикладные геодезические работы

Обеспечение правильной геометрии любого современного строительного и материального производства реализуется с использованием специалистов, приемов и способов прикладной геодезии. Эта узкая специализация, востребованной прикладной науки, имеет очень широкое применение при построении всевозможных объектов от самых глубоких подземных выработок угольных шахт и до возведения наиболее высоких небоскребов мира. К ним применяются особые требования в надежности конструкций и точности исполнения, чему способствуют разнообразные прикладные геодезические технологии.

Инженерно-геодезические изыскания

По выработанной системе осуществления инвестиционных проектов на начальной стадии строительства разрабатывается технико-экономическое обоснование. А затем уже на этапе подготовки проектной документации в состав инженерных изысканий входит и топографо-геодезическая ее часть. В ней можно выделить четыре этапа:

На первом этапе происходит получение технического задания, в котором отражаются: расположение участка изысканий, его площадь с указанием границ, масштаба съемки, сечения рельефа и других требований. Согласно этого составляется проект изысканий. Вначале собирают сведения по изученности района исследований в основном из первоисточников в управлениях архитектуры и строительства. Сюда входят сбор информации по плановым и высотным опорным сетям, топографической карты района съемки. После изучения места исследования, составляют план (программу) изысканий, в котором определяются виды полевых работ, категории сложности, намечаются способы съемки, методы создания съемочного обоснования, типы закрепления геодезических знаков, геологических сведений о грунтах, включение в состав съемок привязки подземных выработок, коммуникаций и другое. В заключение первого этапа определяется сметная стоимость изысканий и согласовывается с заказчиком.

Полевые работы начинают с рекогносцировки местности, нахождения пунктов плановой опорной сети и нивелирной высотной. При необходимости закрепляют новые, заранее изготовленные, центры геодезических пунктов съемочной сети. После этого прокладывают избранным способом теодолитные (полигонометрические) ходы по проложенной съемочной сети. Топографическую съемку исполняют с учетом всех требований соответствующих инструкций. При съемке подземных коммуникаций к участию приглашаются ответственные сотрудники соответствующих ведомств, сети которых расположенны в районе изысканий. После выполнения полевых съемок, выполняют проверочные вычислительные, камеральные работы и оформление топографического плана.

Завершение изысканий заканчивается составлением технического отчета с необходимым количеством экземпляров. Технический отчет может состоять из следующих разделов:

На первом экземпляре в письменной форме фиксируются согласования о подземных коммуникациях в районе проведения изысканий с организациями, на балансе которых они соответственно располагаются. При необходимости выдается электронная версия графической части топографического плана.

Конечно, ранее указанный, алгоритм изысканий может быть исследованием не только площадных участков, но разнообразного количества линейных объектов строительства:

Геодезическое сопровождение проектирования

На основе проведенного комплекса изысканий вся полученная документация используется для разработки рабочих проектов. Проектирование генерального плана, рабочих чертежей, вертикальных разрезов, профилей и всевозможных других чертежей сопровождается геодезической подготовкой. Геометрическая увязка всех намечаемых проектом наземных сооружений, инженерных сетей, подземных коммуникаций между собой и в границах отведенного земельного участка осуществляется с использованием топографической основы. Геодезическая подготовка при проектировании включает в себя:

Всё строительство ведется на основе разработанного общего рабочего проекта, прошедшего экспертизу и полученного разрешения к производству работ. В состав проектной документации, с исходной общей информацией для детального геодезического проектирования входят проекты:

В каждом из них содержится геодезическая часть, в которой рассматривается реализация всей геометрии строительства:

Отдельными документами с использованием геодезических способов, в том числе и как отдельных инструментов их составления, разрабатываются проекты:

Вертикальная планировка содержит высотные решения по устройству рельефа местности в пределах земельного отвода строительства. Ею предусматриваются отведения атмосферных стоков и минимальных объемов перемещения грунтов. В состав проекта вертикальной планировки входят такие документы, как:

Они определяют оптимальные и наиболее эффективные технические решения по перемещению грунтов на всей строительной площадке.

Геодезические работы при возведении и эксплуатации сооружений

Основными документами для выполнения всех строительных, монтажных и подземных работ считаются вот те ПГР и ППГР, которые должны исполняться и получать всестороннее содействие в их исполнении на протяжении всего срока строительства. Весь перечень работ предусмотренных в таких проектах можно представить в таком виде:

Здесь уместно вспомнить такой главный принцип геодезического производства, как действие принципа «от общего к частному». Все разбивочные работы нулевого цикла, построение разбивочной (внутренней) сети производятся от внешней разбивочной основы. Основанием (базисом) для основных и вспомогательных разбивок являются пункты разбивочной сети на отдельном горизонте. Они, в свою очередь, выстраиваются от внутренней опорной сети первого этажа.

Разбивки главных и основных осей, вспомогательных и монтажных линий на разных горизонтах должны выполняться с высокой точностью. Предельные погрешности их могут колебаться в пределах до пяти миллиметров (плановые отклонения) десяти миллиметров (высотные). Все расчеты точности их выполнения производятся математическим способом и отражаются в соответствующих разделах ПГР или ППГР.

При монтаже строительных конструкций и приемочном контроле выполняются выверка и исполнительная съемка:

По мере возведения зданий в обязательном порядке выполняют измерения этих характеристик по всем несущим и опорным конструкциям. По завершении съемки составляют исполнительные схемы с нанесением результатов предельных отклонений, геометрические параметры которых регламентированы строительными нормами (СНиП) или указаны в ППГР.

При завершении общего строительства сооружений при требующейся по нормативным документам необходимости по специально разработанному проекту выполняют наблюдения за деформациями зданий. Понятно, что для нормальной работы и эксплуатации зданий должны соблюдаться его устойчивость и проектное положение всех его частей. И поэтому в область измерений и изучения процесса возможных деформаций входят следующие геометрические параметры:

Для этих проектных целей применяются специальные прикладные геодезические работы по наблюдению за деформациями с применением высокоточных средств и методов.

Источник