СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КООРДИНАТНЫХ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ СЪЕМОК Российский патент 2006 года по МПК G01C7/02 E04B1/18 

Изобретение относится к области строительной геодезии и предназначается для производства геодезических исполнительных съемок при возведениях высотных зданий.

Известные, традиционные способы производства геодезических исполнительных съемок (см. подробнее, стр.95, Сытник B.C. Строительная геодезия. М., 1973, стр.127, Хаметов Т.И. геодезическое обеспечение проектирования, строительства и эксплуатации зданий, сооружений. М., 2002), которые применяют геодезические приборы, такие как оптический теодолит, зенит-лот, лазерные визиры и лазерные построители плоскостей. Способы основываются на вертикальном проектировании геодезических разбивочных осей на последующие монтажные горизонты. Производятся воссозданиями осей и линий (параллельных осям), линейными промерами фактических величин отклонений элементов конструкций каркасов высотных зданий от полученных осей или линий и заканчиваются последующими составлениями исполнительных схем.

К недостаткам указанных способов производства геодезических работ относятся: использование дополнительных геодезических приборов, неоднотипность выполняемых геодезических работ и значительные трудозатраты, связанные с производством указанных работ.

Ближайшим аналогом предлагаемому является способ производства разбивочных работ (см. Хакимуллин Н.М. и др. Патент РФ №2176778, от 10.12.2001 г.), заключающийся производством геодезических разбивочных работ электронными тахеометрами без использования обносок и закрепления строительных осей, используя только координаты характерных точек, многократно воспроизводя их местоположения относительно одной исходной точки - точки геодезического прибора. Тем самым достигая однозначности разметок характерных точек, воспроизводством осей на различных уровнях: на уровне котлована, на уровне цоколя и на последующих уровнях монтажных горизонтов.

Предлагаемый нижеследующий способ расширяет возможности указанного ближайшего аналога и позволяет производить не только геодезические разбивочные работы, но и выполнять измерения и вычисления для целей исполнительных съемок, при этом придерживаясь выбранной цели: единости и однотипности выполнений геодезических работ электронными тахеометрами и производством измерений в координатах. Также предлагаемый способ расширяет традиционные функции исполнительных съемок, позволяя корректировать величины координат, тем самым достигая исключения накоплений погрешностей, и ориентирует работы на конечный результат: максимальное приближение геометрических форм и размеров возводимых каркасов высотных зданий к проектно заданным геометрическим формам и размерам. При этом основываясь на производстве всех геодезических работ однотипно в координатах единым прибором - электронным тахеометром на этапах подготовки и геодезического обеспечения строительства.

Постановка цели и новизна, в целом, выражаются в нижеследующем: геодезический прибор - электронный тахеометр (со встроенным процессором обработки данных) позволяет в строительно-технологическом процессе возведений элементов конструкций каркасов, после производства геодезических разбивочных работ на монтажном горизонте и до начала монтажа межэтажного перекрытия, производить измерения и вычисления фактических положений исполненных строительством элементов конструкций. Определяют отклонения в местоположениях элементов конструкций от их проектно заданных планово-вертикальных положений и выполняют компьютерные расчеты, на основе которых выбирают оптимальные величины координат (исходя из фактически измеренных), ликвидируют накопления погрешностей (нормативные документы, см. СНиП-3.01.03-84, предписывают строгое соблюдение проектных величин и проектных положений) и, основываясь на выбранных вычислительными расчетами величин координат, осуществляют детальную геодезическую разбивку на следующем монтажном горизонте. Тем самым, расширяя и дополняя функции исполнительных съемок, ранее как контрольных измерений, направленных на выявление допустимых и сверхдопустимых отклонений в местоположениях осей и точек от проектно заданных положений, при этом целенаправленно способствуя (в строительном производстве) достижению конечного результата - максимального приближения к проектной геометрической форме и размерам каркасов высотных зданий в целом. И вышеперечисленные геодезические работы выполняют в согласованности действий с процессом строительно-технологических монтажных работ по возведению каркасов высотных зданий.

Традиционно, на монтажном горизонте осуществляли разметку осей или параллельных им линий способом вертикального проектирования. И, в частности, определение фактических положений возведенных на монтажном горизонте элементов конструкций, таких как: колонны, лифтовые шахты, диафрагмы жесткости, несущие (вертикальные) конструкции, предназначенные для последующего монтажа перекрытий и технологических линий, производились относительно указанных геодезических осей или параллельных линий линейными промерами. В настоящее время геодезическим прибором, электронным тахеометром, установленным на монтажном горизонте над точкой с известными координатами (см. Подробнее заявка на патент РФ №2004108892, входящий №009500 от 19.03.2004, Хакимуллин и др., Способ корректировки измерений), можно производить разметки вышеописанных точек, необходимых для монтажа опалубок, с закреплением их на монтажном горизонте дюбелями на поверхности цельномолитного межэтажного перекрытия, а после демонтажа опалубок с элементов возведенных вертикальных конструкций становится возможным производство измерений координат нижних и верхних уровней, лицевой и боковой граней возведенных элементов конструкций и выполнение вычислений фактических отклонений в местоположениях от проектно заданных планово-вертикальных положений. Указанные отклонения элементов конструкций вызываются погрешностями геометрических разбивочных построений и строительными исполнениями (выполнением монтажных работ). Допустимость отклонений устанавливают в соответствии с требованиями нормативного документа (см. СНиП-3.01.03-84). Для случаев сверхдопустимых отклонений назначают меры, предписываемые должностными обязанностями исполнителей геодезических работ (передача данных в проектную организацию для принятия решения - конструктивные усиления над зоной отклонений или демонтаж конструкции). После установления допустимости указанных отклонений в плановых положениях и определения их уклонений от вертикальности производят компьютерные расчеты, в которых варьированием (изменением величин) измеренных координат выбирают оптимальные величины значений координат (в интервале их предельных отклонений), и на основе выбранных величин координат производят детальные геодезические разбивочные работы на следующем выше монтажном горизонте. При этом вычислительные расчеты целенаправленно ориентируют на конечный результат - получение максимального приближения к проектно заданной геометрической форме и размерам (нормативные документы, см. СНиП-3.01.03-84, предписывают строгое соблюдение проектных величин и проектных положений).

Предлагаемый способ обладает следующими отличительными признаками. Расширяет возможности производства координатных исполнительных съемок вышеуказанного ближайшего аналога, позволяет производить геодезические разбивочные работы и выполнять исполнительные съемки с определениями величин в координатах. Корректировку величин координат (оптимальный выбор, варьируя в интервалах их допустимых отклонений) с учетом смещений конструкций каркаса на всех нижних монтажных горизонтах и дальнейшую детальную геодезическую разметку точек (для установок опалубок) на следующем выше монтажном горизонте выполняют в согласованности действий со строительно-технологическим процессом. Тем самым ликвидируют накопления погрешностей, вызванные ранними геометрическими построениями и строительными исполнениями низших монтажных горизонтов. Расширяют традиционные функции исполнительных съемок (контрольные измерения возведенных монтажных горизонтов, направленных на выявления отклонений в местоположениях, - в высотном, плановом и вертикальном положениях) и ориентируют (полученные из измерений координаты) на конечный результат - получение максимального приближения к проектно заданной геометрической форме и размерам каркасов высотных зданий в целом.

Сущность предлагаемого способа.

При возведениях каркасов высотных зданий скользящей опалубкой, с цельномонолитными железобетонными межэтажными перекрытиями, геодезические работы по обеспечению строительства организовывают нижеследующими предлагаемыми действиями. Электронным тахеометром (см. Подробнее заявка на патент РФ №2004108892, входящий №009500 от 19.03.2004, Хакимуллин и др. Способ корректировки измерений), установленным на монтажном горизонте, осуществляют детальную геодезическую разбивочную работу. По полученным размеченным точкам выполняют монтажные работы (наращивая арматурный каркас, устанавливая опалубки, заполняя бетоном). После демонтажа опалубок производят измерения величин координат выбранных точек лицевой и боковой граней (граничных контуров, на двух уровнях) возведенных строительством элементов конструкций каркасов высотных зданий. Имея, из измерений, величины координат контурных граней - фактических положений элементов конструкций, становится возможным определение отклонений в местоположениях элементов конструкций относительно проектно заданных положений. Измерения точек граней выполняют (электронным тахеометром) на двух уровнях - в основании элемента конструкции, близкой к уровню пола монтажного горизонта, и верхних точках тех же граней, на уровне подготавливающегося, следующего выше, межэтажного перекрытия (см. чертеж). Полученные из измерений величины координат пересчитываются в геометрический центр (в сечениях) на указанных уровнях. Арифметической разностью устанавливают отклонения в плановом и вертикальном положениях (отклонения фактических местоположений геометрических центров, исполненных строительством элементов конструкции от их проектно заданных положений). Координаты геометрических центров верхнего указанного уровня показывают величину уклонения от вертикальности относительно величин координат нижнего уровня. Координаты четырех точек указанных граней на двух указанных уровнях позволяют посредством пересчетов в геометрический центр и арифметической разностью координат указанных центров определять фактические положения в плановых и высотных ситуациях. Предлагаемый вышеописанный геодезический способ исключает из рассмотрении измерения высот или превышений, исполненных строительством цельномонолитных межэтажных перекрытий, полагается на традиционные измерения, выполняемые способами геометрического нивелирования по определению высотного положения плоскости межэтажного перекрытия в целом.

Элементы конструкции, такие как колонны, лифтовые шахты, диафрагмы жесткости, несущие (вертикальные) конструкции, предназначенные для последующего монтажа производственных технологических линий, и другие, одновременно присутствуя в цельном каркасе высотного здания, имеют особенности и разные требования по точности исполнений. Наиболее "жесткие" требования предъявляются на вертикальные несущие конструкции, предназначенные для последующего монтажа технологических линий. Особенность и приоритетность элементов конструкций в предлагаемых компьютерных расчетах учитывают, а в процессе монтажных строительно-технологических работ геодезические работы ведут в согласованности действий со строительным производством. Предлагаемый способ координатных исполнительных съемок предполагает на втором этапе выполнять измерения величин координат внутренних углов шахты лифта (см. чертеж), исполненных строительством на уровне возводимого монтажного горизонта (возведенного каркаса лифтовой шахты, этажом ниже). Арифметические разности координат угловых точек шахты, возводимого монтажного горизонта и исполненных аналогичных на низшем монтажном горизонте (этажом ниже), показывают отклонения от вертикали каркаса лифтовой шахты.

Требования по точности исполнения каркасов лифтовых шахт наиболее значимые (10 мм в плюсовую сторону и 0 мм в минусовую; допускается незначительное увеличение внутренних габаритов, но не уменьшение).

Строительно-технологические и геодезические работы направлены на соблюдение внутренних и внешних габаритов, а также на исключение (при возведениях) "кручений" каркасов лифтовых шахт. Производят компьютерные расчеты, на основании которых корректируют величины координат внутренних угловых точек, ведут дальнейшие работы на выбранных координатах, используя которые, производят разметки новых точек для установок опалубок для дальнейшего возведения каркаса лифтовой шахты на указанном монтажном горизонте. (В производстве, в особых случаях, авторы допускали локальные кручения и смещения осей шахты, независимо от основных осей здания, для минимизации рихтовочных работ, предназначенных для последующего монтажа лифта).

Наиболее жесткие требования предъявляются высотным зданиям производственного назначения, в которых в последующем предлагается монтаж технологических линий. Требования точностей исполнений геометрических параметров каркасов и несущих конструкций технологических линий выше требований, предъявляемых к возведению лифтовых шахт. Поэтому актуальность предлагаемых действий и поставленных целей: повышение точности исполнений, достаточно существенная.

Организуя геодезические измерения и выполняя предлагаемые компьютерные расчеты в вышеприведенной последовательности, становится возможным достижение полного соблюдения требований по точности исполнений в геометрических местоположениях элементов конструкций. Выполняя геодезические работы в согласованности действий в монтажном строительно-технологическом процессе по схеме: разметки, контрольные измерения, корректировки, разметки следующего монтажного горизонта; становится возможным исключение накоплений погрешностей в высотном строительстве.

Необходимые компьютерные расчеты направляют на оптимальный выбор величин координат варьированием (изменением величин) их в интервалах допустимых предельных отклонений. Установленные допустимые отклонения по точности соблюдений геометрических параметров (см. подробнее, стр.362, Большаков Д.В. Справочник геодезиста. Книга 2, М., 1985, стр.45, Сытник B.C. Строительная геодезия, М., 1973, стр.133, Хаметов Т.И. Геодезическое обеспечение проектирования, строительства и эксплуатации зданий, сооружений. М., 2002) исходят из обоснований теории ошибок измерений, расчетов строительной механики, а также технических возможностей строительных исполнений. Например, в геодезическом смысле, предельные отклонения (геометрических центров) оснований возводимых колонн, относительно монтажных геодезических осей (геодезические оси, размеченные на монтажном горизонте), составляют - 8 мм (см. подробнее нормативные документы, СНиП-3.01.03-84). Это означает, что допустимые погрешности при разметке геодезических монтажных осей (вертикальное проецирование осей) составляют 3 мм и неточности строительных исполнений при возведениях составляют 5 мм. Таким образом, допускают отклонения на одном монтажном горизонте на уровне пола 8 мм. Допускают (см. подробнее нормативные документы, СНиП-3.01.03-84) также отклонения колонн от вертикали на величину 10 мм на каждом этаже. В то же время, на другом монтажном горизонте, возможно вероятное отклонение на ту же величину, но в другом направлении. Итоговый предельный интервал отклонений для смежных монтажных горизонтов может составить 36 мм. Таким образом, с предлагаемой точки зрения, становится возможным изменение фактических величин координат в вышеуказанном интервале (путем последовательного поэтажного сдвига или поворота осевой координатной сетки высотного здания, с целью приближения местоположений элементов конструкций к проекте заданным положениям). С теоретической точки зрения предлагаемые действия не противоречат с требованиями выполнении геометрических построений и строительных исполнений. Аналогичные выводы и суждения применимы для определения предельных интервалов допустимых отклонений в вертикальных плоскостях, то есть уклонений от вертикали. Например (см. подробнее Хаметов Т.И. Геодезическое обеспечение проектирования, строительства и эксплуатации зданий, сооружений. М., 2002, стр.103; Сытник B.C. Строительная геодезия, М., 1973), предельные отклонения от вертикали 10 мм. Предельный интервал для двух смежных этажей может вероятно составить 20 мм.

Компьютерные расчеты по оптимальному выбору величин координат посредством варьирования исходят из целей ликвидации расхождений величин, полученных из фактических измерений и заданных проектных значений координат. При этом элементы конструкций каркаса высотного здания рассматривают в полной совокупности, поскольку изменения плановых положений отдельных элементов конструкций отражаются на несущих способностях других элементов конструкции. В то же время (расчетно) рассматривают плановые местоположения элементов конструкций, возведенных этажом ниже. В целом, в компьютерных расчетах руководствуются вертикальностью и пространственностью для получения надежных, прочных и геометрически строгих каркасов высотных зданий.

Практическим опытом авторов установлено, что точность строительных исполнений также зависит от тщательности выполнении геодезических работ и надежности закрепления местоположений точек. Точность разметки и закрепления точек - в миллиметрах (разметки электронным тахеометром, а закрепления дюбелями). Также предлагается использование трафаретов для более точных установок опалубок.

Вышеописанный способ координатных исполнительных съемок является существенным дополнением к двум предшествующим: способу производства разбивочных работ и способу корректировки измерений, охватывает этап исполнительных съемок, способствуя единости и однотипности геодезических работ в выполнении измерений и построений электронными тахеометрами в координатах, последовательно исключая накопления погрешностей, в целом способствуя повышению точности в геометрических построениях и строительных исполнениях при возведениях высотных зданий.

Изобретение относится к области строительной геодезии и предназначается для производства геодезических исполнительных съемок при возведениях высотных зданий. Предлагаемый способ позволяет производить исполнительные съемки возведенных элементов конструкций каркасов высотных зданий электронными тахеометрами на предлагаемых двух уровнях в процессе производства монтажных строительно-технологических работ. Способ позволяет в обозначенных интервалах предельно допустимых отклонений выполнять вычислительные компьютерные расчеты, направленные на оптимальный выбор величин координат исходя из полученных фактических положений геометрических центров элементов конструкций каркасов высотных зданий. Расчеты целенаправленно ориентируют на конечный результат - получение максимального приближения к проектной геометрической форме и размерам. По вычисленным и расчетно выбранным величинам координат предлагается производить детальные геодезические разбивочные работы на следующем выше монтажном горизонте. Технический результат: расширение функциональных возможностей геодезических исполнительных съемок. 1 ил.

Способ производства координатных исполнительных съемок при возведении высотных зданий, заключающийся в многократном определении электронным тахеометром местоположений характерных точек строящегося сооружения, без линий, только по их координатам и относительно координат исходной точки, которые определяют проложением теодолитного хода от ближайшей к месту строительства опорной точки с известными координатами, отличающийся тем, что исполнительные съемки производят на монтажных горизонтах при возведении высотных зданий, осуществляют геодезические разбивочные работы электронными тахеометрами на монтажных горизонтах, по полученным размеченным точкам выполняют монтажные работы, измеряют величины координат боковой и лицевой граней, возведенных на монтажном горизонте элементов конструкций каркасов высотных зданий в равном сечении в основании, близком к уровню пола монтажного горизонта, и в верхней точке тех же указанных граней, на уровне подготавливающегося межэтажного перекрытия, указанные измерения координат выполняют после демонтажа опалубок возведенных элементов конструкций каркасов, полученные координаты точек лицевой и боковой граней элементов конструкций пересчитывают в геометрические центры элементов конструкций, арифметической разностью определяют величины отклонений фактических геометрических центров от их проектно заданных планово-вертикальных положений и до начала следующих монтажных работ, связанных с возведением межэтажного перекрытия, выполняют вычислительные компьютерные расчеты, направленные на выбор величин координат местоположений геометрических центров элементов конструкций, указанный оптимальный выбор осуществляют варьированием измеренных значений координат в интервалах их допустимых отклонений и на основе вышеперечисленной совокупности действий и выбранных компьютерными расчетами величин координат осуществляют детальные разбивки точек для установок опалубок на следующем, выше монтажном горизонте.