с чего начать изучение геодезии
Исполнительная-схема.ру
Пособие геодезисту — изыскателю. Часть 1.
Вступление
ВступлениеДанное пособие было написано, дабы облегчить себе труд по подготовке молодого, вновь поступающего геодезического персонала и снять с себя часть головной боли. В пособии кратко рассмотрена работа геодезиста-полевика-изыскателя. Необходимый минимум, способный направить юный, неокрепший ум, на стезю становления профессионала-полевика. Пособие не претендует на всеобъемлемость. Скорее это опорные вехи, которые позволят кратко ознакомиться с предстоящими задачами и составить о работе общее представление.
Изыскания для строительства. Процесс
Изыскания для строительства. ПроцессЗадумали богатые дяди построить новый дом. Сами они, ясное дело, они дупля не отбивают как этот дом строить и кирпича никогда в руках не держали. Но оно им и не надо, ведь у них есть бабло. Стало быть, надо им найти того, кто это умеет делать. Эти дяди называются Заказчик. Так вот Заказчик (по закону 🙂 ) должен выставить свой новый объект на тендер и найти исполнителя работ. То есть тех людей, которые ему этот дом спроектируют и построят.
Что такое тендер?
Милые девочки заказчика рассылают спам-сообщения в виде «тендерного предложения» всем фирмам, которые могут его выполнить (построить дом) и достают их звонками с предложениями поучаствовать. Сейчас это все несколько автоматизировалось и очень многие тендеры (особенно крупных корпораций) выкладываются на сайты (торговые площадки).
Наивные фирмы, обрадовавшись, что им типа предложили работу и вообще обратили на них внимание – начинают готовиться к предстоящей «наживе» и составлять сметы на объект.
Смета — это бумажка в которой расписано какие работы и за сколько денег они смогут выполнить. Короче что-то типа счета в магазине, только на будущее. Составив сметы – фирмы отправляют их Заказчику. Там смотрят среднюю цену на их объект (обычно они всегда очень завышены), рассчитывают и прикидывают реальную цену на объект, и объявляют сходку – «тендерные торги». Фирмы, которых пригласили на сходку, собирают и передают заказчику разные свои документы. Типа подтверждают документально, что у них есть люди и оборудование для того, чтобы они эти работы выполнили. Далее назначается дата «сходняка» и место. Обычно сходка проходит где-нибудь в Москве в центральном офисе. Часто также объявляют стартовую тендерную цену на объект. Пусть это будут условные 10 миллионов. Все приезжают. Разодетые … на понтах … и тд. и тп.
Дальше начинаются торги. Типа кто за меньшую сумму сделает – тот и победит. Дальше обычно (но не всегда) ситуация такая.
Цена постепенно падает с 10 до 7 миллионов. Все понимают, что 7 миллионов – это реальная цена объекта. Потом она скатывается до 6 лямов – это самые жадные решили рискнуть. Потом все пишут окончательную цену на секретных бумажках и сдают ведущему шоу. Далее выходят в холл попонтоваться, а затем едут по домам или идут бухать в ближайший бар (наводить мосты и знакомиться). Через недельку выясняется, что победила некая ООО «Рога и копыта» и по обещалась сделать объект за 2 ляма. Как она это сможет сделать – это тема отдельной книги. Единственное скажу, что ничего хорошего из этого не выйдет. Ни для фирмы, ни для Заказчика.
Обычно тендер выдается под проектирование нового объекта. Одним из этапов проектирования являются «инженерные изыскания». Этим пунктом будем заниматься мы.
Итак. Допустим совершенно гипотетическую ситуацию, в которой фирма, где вы работаете геодезистом выиграла тендер по разумной цене. Значит вам повезло/не повезло и в скором времени вас отправят на объект.
Инженерно-геодезические. Геодезист едет на объект и делает карту объекта, по которой в дальнейшем проектировщики будут проектировать новые здания, коммуникации и прочую хрень. В этой книге мы будем разбирать только этот вид изысканий.
Инженерно-геологические. Геологи едут на объект вместе (или отдельно) с геодезистами. Сверлят в земле дырки. Отбирают пробы грунта из дырок. Сдают их в лабораторию, где милые и веселые девочки определяют характеристики этих грунтов. На основании их расчетов проектировщики проектируют диаметр и глубину свай под здание и других конструкций. Эти изыскания нужны, чтобы «не построить здание на болоте», и оно через пару лет не пизданулось.
Инженерно-экологические. Типа проверяют какой урон экологии нанесет строительство. Выезжают на объект на один день. С умным видом копают ямки, отбирают водичку, ходят с дозиметром и упорно не замечают разливы нефти под ногами.
Злой дядя проектировщик пишет для вас «техническое задание». Это основной начальный документ в котором прописаны следующие пункты:
Данный документ должен быть подписан ГИПом (главным инженером проекта).
Таким образом, получив ТЗ, вы едет на объект, снимаете там все, делаете Технический отчет, передаете его Заказчику. Для серьезных объектов этот отчет проходит Государственную Экспертизу. Вредные тетки проверяют ваш отчет и пишут замечания. Вы устраняете замечания — отчет проходит Экспертизу – всем платят деньги – Все Щасливы 🙂
Далее этот отчет попадает к проектировщикам. По вашей съемке проектируют новые сооружения, а потом их строят. То есть изыскания – по сути это сбор всей необходимой информации о местности, на которой потом будет вестись строительство объекта.
Итак. Рассмотрим основные моменты работы геодезиста-полевика при проведении изысканий для строительства.
Подготовка к поездке
В разных фирмах повелось по-разному. Где-то геодезисты должны сами себе все подготовить, а где-то этим занимаются отдельные люди и геодезы уже приезжают на все готовое. Однако стоит уяснить одну простую вещь –
Если вы сами не проконтролируете свою поездку – херово будет именно вам.
Не договорившись, чтобы Вас кто-то встретил при приезде на объект и хотя бы показал где этот объект находиться – вы простоите на полустанке пол суток, замерзнете и заболеете. Или не взяв исходные пункты и не проверив их – вообще не ясно, что будете там делать. Неисправное полевое оборудование – это гемор в работе опять таки вам…
Отправляясь на новый объект следует задать себе и получить ответы хотя бы на следующие вопросы:
Без ответов на эти вопросы – можно сильно ошибиться, вплоть до повторного выезда на объект за свой счет.
Далее разберем техническую часть, касаемо геодезии.
Подача материала предполагает, что читатель знаком с геодезией и, как минимум, прослушал курс геодезии и уверенно может отличить референс-элипсоид от нивелира. Если это не про вас – не отчаивайтесь. Прочтите эту книгу с попутным освоением основ геодезии. Без них – никуда.
Исходные данные
Исходные геодезические пункты
Первоначальный вопрос, который должен волновать вас перед поездкой на новый не знакомый объект – это «какого хера там надо делать» (в смысле какие работы там следует выполнять), ну а вторым вопросом должен быть «с какой геодезической основы я буду работать». Для нас исходными пунктами (в порядке важности) будут либо временные репера на объекте, заложенные кем-то до вас, либо пункты триангуляции и полигонометрии, заложенные доблестными советскими геодезистами в эпоху расцвета геодезии в СССР.
Советую завести себе на компе програмку SAS-Planet – это что-то типа программы «Гугл- Земля», но круче. На ней вы сможете не только просматривать всевозможные карты и спутниковые снимки на свою территорию, но и вести приличную базу геопунктов, да и вообще всех интересных объектов.
Собирать в нее я советую все. От местоположения заправок, магазинов, банков, аптек – до явочных квартир с номерами проституток. Ведь память человеческая не может все ухватить, а вероятность того, что вы окажетесь через годик или два в том же месте – высока. И чтобы мучительно не вспоминать как же звать эту мило улыбающуюся повариху, которая
подкармливала вас булочками в прошлый приезд – записывайте всё.
Что касается непосредственно геопунктов, то стоит записывать следующую информацию:
привязывали ли вы сигнальную ленточку или нет)
Возвращаясь непосредственно к пунктам….
Исходные временные репера
Их можно получить от грамотного коллеги, который работал на объекте до вас (бывает крайне редко). Можно узнать из старых материалов изысканий по вашей территории. В техотчетах по инженерно-геодезическим изысканиям вас будет более всего интересовать сам топоплан с нанесенными пунктами. Если план вменяемый – на нем можно узнать название репера, его отметку, и снять его координаты (если план выполнен в полных координатах, и ни какой долбон не отрезал первые пять цифр от координат, думая что он конспиратор и никогда не выдаст секретов Родины пиндосам).
Однако, снимая координаты пунктов с чужого плана – важно подстраховаться на случай ошибки в чертеже, или, что бывает чаще, на случай кривых ручонок исполнителя плана. Более приоритетна в этом вопросе ведомость координат реперов и исходных пунктов. Эта ситуация возникает, когда проектировщики скалывают координаты пунктов в автокаде с привязкой к чему угодно (к подписи, к линиям репера), но только не к точке вставки блока условного знака репера. В этом случае заверенная бумажка с координатами реперов – залог успеха.
Строительные координаты чаще всего вам нафиг не нужны, но стоит знать, что обычно «буквы» располагаются через каждые 100м. Например координату 2А+22,02 можно найти в точке 222,02. Однако следует внимательно изучить и померить чертеж, чтобы точно выяснить схему организации строительной сетки.
Если юные шпионы передали вам чертежи только в PDF или в виде картинок – то вас спасут текстовые приложения «каталог координат временных реперов» и «кроки временных реперов». Еще вариант – перегнать исходный pdf в изображение и привязать его по координатам реперов и по крестам координатной сетки. Если план хороший и местность с тех пор не изменилась – можно срисовать часть территории с этого растра (соответственно в поле работать придется меньше). Однако необходимо убедиться, что план соответствует местности.
Обычно у крупных организаций (типа Лукойла и Газпрома), которые занимаются изъятием природных богатств нашей Родины, есть специально обученный дядька, который типа геодезист. Обычно на месторождениях такие дядьки называются маркшейдерами. Стоит узнать их телефоны и познакомиться. Даже самые говнистые из них охотно делятся координатами пунктов на район, поскольку им же потом проверять вашу работу.
Кроме того изыскательская организация перед началами работ должна отправить запрос в Росреестр, с просьбой выдать им исходные пункты на район. Данная процедура занимает довольно много времени, но пока совершенно бесплатна (что странно 🙂 ).
Теперь разберемся как обычно выглядят временные репера.
Временный репер в условиях тайги чаще всего представляет собой деревянный пенек, спиленный хитрым образом с гвоздиком на полочке. Изначально пункт следует искать по навигатору. Координаты для поиска вы можете получить пересчитав известные вам геодезические координаты репера (в СК-63 или СК-42 или любой местной МСК) в систему WGS-84. Искать пункт без навигатора в лесу – дело довольно унылое и не благодарное. В поисках репера помогут различные сигнальные ленточки, обмотанные скотчем деревья и прочие средства сигнализации на местности, а также расспросы коллег и более опытных товарищей.
Типичный репер выглядит так:
Найдя репер – убедитесь, что это именной то, что вам нужно. На боковом затесе реперов должна быть поясняющая надпись. Если надписи нет, то есть риск ошибиться. За репер можно принять и многи другие хреновины, типа угловых столбов закрепления трасс, створных знаков и других соседних реперов. Чаще всего запись выглядит так «Вр.1», но бывают и другие «Вр.1 Недра 2010» (Недра – организация, заложившая репер, а 2010 – год закладки репера). После того, как вы нашли репер – следует его «пошатать» рукой, проверив на устойчивость. Потому как бывает, что крепкий с виду пенек от прикосновения валиться на землю.
Также следует помнить, что центром репера будет гвоздь или шуруп, вкрученный в горизонтальную «полочку» репера. Если такого гвоздя нет – репер бесполезен.
Если вы стали счастливым обладателем пары реперов – проверьте их. Самая простая проверка заключается в том, что горизонтальное проложение, вычисленной по координатам этих реперов должно совпадать с проложением, измеренным на местности тахеометром. Для изысканий допустимо реальное расхождение ±5см. Для начала работы вам, в любом случае, понадобятся 2-а репера, есди у вас нет GPS- приемника и 1-н репер, если GPS-приемник у вас есть. В случае наличия только одного репера второй вам придется сделать самому и вычислить его координаты, используя GPS. Далее все по стандартной схеме. Встали на один, обнулились на второй и вперед.
Если реперов на объекте нет, то выходов два:
Довольно часто они «увенчаны» металлической или деревянной «пирамидкой»
Вам предстоит отстоять их GPS-приемниками и таким образом создать минимум 2 репера на объекте, а лучше сделать их три, поскольку один обязательно похерит какой-нибудь экскаватор. Репера лучше создавать «за границой строительных работ», помня о том, что все, что находиться внутри стройплощадки – обязательно сломают.
2. При наличии чертежей на объект можно попробывать привязаться к местным
предметам. Надо найти минимум три «твердых контура» и два из них должны иметь отметку. Обычно такими точками-контурами могут выступать углы капитальных и не капитальных строений. СтОит использовать объекты, которые не могли сдвинуть или переместить.
Например, углы сооружений (замерной станции, зданий) или опоры осветительных мачт. На практике таких точек для привязки стоит взять штук 5-7. Это делаться для того, чтобы реально оценить ошибку своей точки стояния. Часто бывает, что сделав засечку с пяти точек — можно
увидеть, что две штуки из пяти – выпадают (имеют координаты с ошибкой). В таком случае стоит их исключить из измерений – ошибка должна уменьшиться. На практике допустимая ошибка для топосъемки кустовой площадки не должна превышать 2-5 см. Только никому такого не говорите. Многи «маститые геодезы» или люди, кто работал на стройке в
инженерной геодезии, впадаю в ступор при таких 5см. Но на самом деле более высокая точность тут не нужна и у многих, кто работает, на практике она такая и получается. Все равно по сверх выверенным вашим точкам и супер крутому выносу никто не будет выкладывать
бетонные плиты и формировать откосы. Строители все-равно сделают так, как им кажется
«правильней и удобней». Также стоит заметить, что если вы планируете дальше тянуть висячий теодолитный ход куда-нибудь, то ошибку надо стремиться уменьшить хотя бы до 2-3см. Иначе протянув метров 300 хода – сможете нахватать несколько метров в ошибках. Таким образом
перед поездкой на объект вам надо узнать все ближайшие временные репера и еще несколько пунктов триангуляции, на всякий случай.
Вы выехали из офиса, и, с приключениями или без, но добрались до объекта. Объекты бывают разные. Мы будем для примера рассматривать кустовую площадку на нефтяном
месторождении, однако все этапы работы аналогичны для любого другого объекта.
Как провести геодезию участка самостоятельно
Геодезическими исследованиями при ИЖС порой пренебрегают даже крупные строительные компании, частные же застройщики и вовсе считают эту деятельность ненужной. RMNT расскажет, когда и почему геодезия необходима, что входит в программу изысканий и как провести их, не привлекая подрядчиков.
Цели геодезии
В целом геодезия — это наука об измерении земной поверхности, её делении на участки и составлении карт. Известные на сегодняшний день очертания континентов, стран и отдельных областей — целиком и полностью заслуга этой научной дисциплины. В строительстве принято оперировать понятием геодезии инженерной, позволяющей сопоставить габариты и форму возводимого объекта с территорией, учитывая особенности рельефа, расположение близлежащих построек, коммуникаций, границ участков и стационарных объектов.
Причины, по которым частные строители отказываются от проведения геодезии, просты: будучи полноправными хозяевами на собственном участке, люди полагают, что могут строить так, как сами захотят. Этому способствует возможность выполнить топографическую привязку объекта для получения технического паспорта на жильё постфактум.
Своевременное проведение геодезических исследований позволяет не только избежать конфликтов с государственным кадастром. Как бы досконально не был разработан строительный проект, его сопровождение требует тщательного контроля за формой и размерами возводимой постройки, что очень трудно сделать, не имея определённой системы отсчёта, связанной с окружающей территорией.
Из-за пренебрежения геодезическими исследованиями до и в процессе строительства форма здания может быть существенно искажена, что приводит к трудностям в сопоставлении отдельных частей строительной конструкции, осложнениям при выполнении механических связей и примыканий, образованию значительного эксцентриситета нагрузок.
Отсутствие геодезического контроля за зданием после постройки делает невозможным оценить правильность расчётов по гидрогеологической обстановке и вовремя установить анормальное поведение строительной конструкции из-за колебаний литосферы или усадки почвы. Большинство разрушений частных домов в первые годы эксплуатации могли быть спрогнозированы своевременным проведением геодезических измерений. Обрушения зачастую можно было бы избежать, приняв соответствующие меры по укреплению фундамента или дренированию грунта.
Оборудование
Инженерная геодезия — наука весьма точная. Граничные отклонения геодезических измерений в целях строительства составляют не более 10 мм, в других целевых изысканиях допуски ещё меньше. Такую высокую точность невозможно обеспечить без специального оборудования, предназначенного для нивелирования, линейных и тригонометрических измерений.
Приборы для проведения геодезических измерений стоят сотни долларов, но их вовсе не обязательно приобретать. Практически в любом крупном городе России можно взять такое оборудование в аренду и выполнить всю работу за сутки-двое, потратив при этом минимум средств. Вот что понадобится для измерений:
1. Линейные величины могут измеряться геодезической рулеткой. Она отличается от обычной строительной длинным, лёгким и жёстким измерительным полотном, которое можно натянуть без провисания и удлинения под нагрузкой. В некоторых рулетках есть встроенный динамометр, по которому выбирается нужная степень натяжения в соответствии с длиной. На расстояниях свыше 30 метров рулетка малоэффективна, лучше воспользоваться лазерным дальномером.
2. Тригонометрические измерения предназначены для точного определения углов между прямыми. Такая необходимость неизбежно возникает при разметке линий разграничения участков, определении осей и границ построек. Можно пользоваться математическими соотношениями, но если удастся заполучить в пользование лазерный угломер — работа пойдёт значительно быстрее.
3. Отклонения от горизонтальной плоскости можно установить только с помощью оптического или лазерного ротационного нивелира. Это наиболее дорогостоящая часть оборудования и, к тому же, достаточно специфичная в пользовании, но только так можно правильно провести топографическую съёмку.
Этапы инженерной геодезии
В целом геодезическая съёмка сводится к составлению набора точек на местности, для каждой из которых определены координаты и отклонение по высоте. Координаты определяются по декартовой системе, образованной геодезическими пунктами, высоты — по точкам, называемым реперами.
Методы геодезической съёмки достаточно однотипны, но этапов исследований существует несколько:
С чего начать
Геодезия участка начинается с выноса его границ в натуру. Эту задачу, как правило, выполняют специалисты государственного земельного кадастра. Используя ближайшие тригопункты и реперы плановой геосети, геодезист определит расположение граничных угловых точек, на которых будут вбиты колья, а также среднее возвышение уровненной поверхности.
После завершения выноса застройщик волен проводить дальнейшую геодезию самостоятельно. Первоначально рекомендуется определить удаление точек друг от друга с помощью нитевого дальномера, встроенного в оптический нивелир. После этого углы участка проверяют с помощью египетского треугольника:
Подобная контрольная проверка — единственный метод убедиться, что границы, а значит, и площадь земельного участка определены верно. В ином случае вынос границ в натуру следует выполнить повторно.
Составление разбивочной основы
Порядок проведения инженерной геодезии определяется выраженностью рельефа и площадью исследуемого участка. На небольших территориях (до 10–12 ар) с визуально плоской поверхностью достаточно замерить возвышение по границам и определить общий уклон. Если же исследуется крупный участок, через который проходит балка или склон, следует разделить поверхность на квадраты со стороной от 10 до 50 м. Чем круче рельефные образования, тем мельче должна быть сетка в данной области.
Для составления геодезического чертежа используется план, на котором отображён участок определённой формы, обозначены координаты граничных угловых точек и расстояния между ними, а также углы между граничными линиями. При необходимости план покрывается квадратной сеткой, пересечения линий обозначаются по схеме шахматной доски. Латинские буквы с цифровым индексом, обозначающие каждое пересечение, выносят в отдельный журнал, где впоследствии проставляются отметки о координатах и возвышении. Если размеры участка больше дальности работы нивелира, на плане заранее отмечают несколько мест установки станции, между которыми есть как минимум одна общая точка переноса. Также на плане отмечают условный репер, как правило, в точке наибольшего возвышения.
В натуру точки выносят по вешкам, установленным на границах участка с промежутками, соответствующими шагу сетки. Сторонний наблюдатель визуально сопоставляет место установки точки с двумя крайними вешками в прямом и поперечном направлении. В местах расположения точек устанавливаются небольшие колья или шпильки, любые помехи в виде бугров или приямков нужно распланировать заранее.
После установки нивелира на станции и выравнивания по уровню производится последовательная съёмка каждой точки с определением возвышения. При съёмке каждой точки под рейку устанавливают один и тот же массивный башмак или подпятник. Данные о возвышениях заносятся в журнал, после чего станция перемещается в одну из точек с удалением в 3–4 шага сетки и проводится съёмка с другого ракурса.
Результаты 2–3 съёмок из разных точек сопоставляют между собой с целью определить так называемую невязку — несовпадение показаний. Если невязка превышает 5 мм/100 м, съёмку проводят заново, при допустимой погрешности — используют для нахождения средних значений. Окончательные показатели возвышения заносят в журнал, на плане стрелками обозначают направления уклонов. Результаты позволяют проектировщику выбрать оптимальный уровень нулевой отметки и заложения фундамента, а также с высокой точностью оценить объём земляных работ.
Проведение разбивочных работ
При разбивочных работах сетка наносится на план участка с частотой, соответствующей размерам здания. Оси системы координат должны быть направлены параллельно основным осям постройки. В качестве ключевых точек выбираются углы здания, места сопряжения деталей фундамента и забивки свай.
Разбивочные работы можно разделить на разметку и нивелирование. В ходе разметки в натуру выносятся красные линии зданий и их граничные точки. Простейший способ определить положение соседних — прямая линейная засечка, при которой откладываются требуемые расстояния от двух стационарных точек, положение которых заведомо известно по разбивочной основе. В качестве ориентира можно использовать угловые граничные точки участка, столбы, колодцы, скважины и т. д. Определить положение точки также можно, отложив перпендикуляр от базовой линии, для чего потребуется растянуть египетский треугольник, либо использовать способы угловых засечек с помощью лазерного угломера.
Нивелирование сопровождает весь процесс строительства от подземной части здания до кровли. Если в строительной бригаде нет геодезиста, при разбивочных работах на участке устанавливают 2–3 постоянные вехи — столбы, забитые таким образом, чтобы на них не влияли сезонные колебания грунта и погодные факторы. Нулевая точка, определённая по проекту, отмечается на вехах при начальном нивелировании, затем производится контроль гидростатическим уровнем. Периодически метки на столбах нужно сверять между собой.
Геодезическое сопровождение используется при многих строительных операциях:
Методы геодезии очень разнообразны. Застройщику, который всерьёз задумывается над самостоятельным проведением геодезических исследований, будет очень полезно изучить Учебник Е. Клюшина для ВУЗов «Инженерная геодезия», где в доступной форме изложена основная методология, даны рекомендации по ведению журнала и составлению чертежей.