Колонны установка выверка, фупдаменты

При строительстве каркасных зданий наиболее ответственными работами является установка колонн.Колонны устанавливают на предварительно подготовленные фундаменты с осевыми рисками: железобетонные – на фундаменты – стаканы, стальные – на фундаменты с анкерными болтами (рис. 4.22). Опорную поверхность фундамента под стальную колонну доводят на проектную отметку, а дно стакана фундамента под железобетонную колонну обычно не доводят до проектной отметки на 2-3 см.

Установке колонны предшествует ее тщательная подготовка:- внешний осмотр (подбор пригодной колонны без повреждений, трещин, прогибов, перекосов и т.п.), очистка от пыли и грязи;- разметка, которая заключается в нанесении яркой краской на гранях колонны тонких осевых рисоквишу (для установки колонны на разбивочной оси) и вверху (для установки колонны в вертикальное положение), а также горизонтальной риски на одном и том же расстоянии от основания колонны (обычно с таким расчетом, чтобы горизонтальная риска находилась на уровне пола данного этажа, т.е. имела нулевую условную отметку);

- контроль геометрических параметров (определение фактических размеров), в процессе которого измеряют компарированной рулеткой длину колонны /, расстояния Л, от горизонтальной риски до консоли и h₂от консоли до верха (оголовка) колонны, а также ширину всех граней в нижней и верхней частях колонны (элементы нижнего и верхнего поперечного сечения Р_х и Р₂) (рис. 4.23, а). Результаты измерений заносят вспециальный журнал. Эти размеры в дальнейшем позволяют вычислить высоты верхних частей колонны без подъема с инструментами на колонны, а также используются при исполнительной съемке колонн.

Отклонения геометрических параметров от проектных не должны превышать установленных допусков (табл. 3.1), так как большие отклонения затрудняют или не позволяют выполнять строительно-монтажные работы.

Установка колонны выполняется в такой последовательности:

- подъем;

- временное закрепление на фундаменте с помощью растяжек или специальных устройств (шаблонов, кондукторов, индикаторов и т,п.) (рис. 4.23, б).

- выверка, т.е. определение величин перемещений в плане и по высоте для окончательной установки колонны в проектное положение;

- установка в проектное положение и окончательное закрепление;

- исполнительная съемка колонн.

4.14.2. Установка железобетонных колонн

В плановое положение колонну устанавливают с помощью крана, для чего колонну поднимают вертикально над фундаментом и совмещают ее нижние риски с соответствующими рисками на стакане фундамента, дно которого предварительно доводится до проектной отметки укладкой слоя бетона, песка или цемента соответствующей толщины.На проектную высоту колонну устанавливают по горизонтальной риске с помощью нивелира, поднимая или опуская колонну краном.После предварительной установки колонну временно закрепляют (например, с помощью растяжек, рис. 4.23, б), удерживая колонну краном.В вертикальное положение колонны высотой до 5 м устанавливают с помощью двух тяжелых отвесов,нити которых укрепляют на верхних рисках взаимно перпендикулярных граней перед подъемом колонны. Для этой цели предварительно готовят приспособление для подвеса нитей (к оголовку приваривают штыри строго на осях граней, используют специальный кронштейн и т.п.). Наклоняя колонну вращением стяжных муфт(тензоров) на растяжках, совмещают острие каждого отвеса с нижней риской. В зазоры стакана вбивают деревянные клинья и с их помощью уточняют установку колонны на разбивочной оси (в плане)Колонны высотой более 5 м устанавливают в отвесное положение с помощью теодолита. Для этого теодолит устанавливают на разбивочной оси на расстоянии большем, чем высота колонны (чтобы зрительную трубу не наклонять более чем на 45°), наводят на нижнюю осевую риску колонны и проектируют ее на верх колонны вращением зрительной трубыРастяжками, перпендикулярными визирной оси, наклоняют колонну до совмещения верхней риски с визирной осью. Переводят зрительную трубу через зенит и снова проектируют нижнюю риску на верх колонны при другом положении вертикального круга. Если верхняя риска не совпала с вертикальной нитью поднятой трубы, то колонну наклоняют на половину величины этого несовпадения, которую находят по среднему отсчетугоризонтально круга на нижнюю и верхнюю риски колонны. Затем теодолит переносят на перпендикулярную разбивочную ось и поступают аналогично, наклоняя колонну другой парой растяжек. После установки колонны в вертикальное положение забивают деревянные клинья в зазоры стакана так, чтобы колонна при этом не сместилась с разбивочной оси.Выверка перпендикулярности предварительно установленных и закрепленных колонн выполняется теперь уже проектированием верхних осевых рисок вниз на основание колонны с помощью отвесов (при высоте колонн до 5 м) или теодолита (при больших высотах колонн, рис. 4.24) и измерением расстояний от полученных проекций до нижних рисок сначала в одной плоскости, а потом в перпендикулярной к ней. Полученные отрезки характеризуют наклон колонны в линейной мере.Если колонны расположены в ряд по оси, то их выверку целесообразно выполнять способом бокового нивелирования (рис, 4.25), который заключается в определении длины рейки, прикладываемой горизонтально к нижней и верхней рискам каждой колонны, до линии, параллельной разбивочной оси (бокового расстояния).Для этого перпендикулярно разбивочной оси в конечных ее точках откладывают и закрепляют равные отрезки а, меньшие, чем длина используемой легкой рейки (обычно не более 1 м), надежно закрепляют знаками и обозначают на них насечкой или точкой отложенные от оси расстояния с точностью до I мм (строят смещенную ось). На одном из пунктов устанавливают теодолит с помощью оптического отвеса, визирную ось наводят на второйпункт этой линии и закрепляют алидаду горизонтального круга и зрительную трубу. К осевым рискам граней внизу и вверху колонны прикладывают основанием рейку с миллиметровой шкалой, наклоном трубы, не касаясь винтаалидады горизонтального круга, наводят на рейку и вертикальной нитью выполняют отсчеты по ее шкале до 1 мм: нижний К_н и верхний К_в, после чего проверяют установку зрительной трубы на второй пункт линии ориентирования. Если не замечено смещения визирной оси (в противном случае отсчеты К_н и К_в выполняютзаново), то зрительную трубу переводят через зенит, снова ориентируют визирную ось вдоль построенной линии, выполняют два аналогичных отсчета для данной колонны при другом положении вертикального круга и вычисляют ихсредние значения: и К^с_в^р.Отличие среднего нижнего отсчета K^cf от отрезка а является величиной смещения оси данной колонны от разбивочной оси, т.е. является погрешностью планового положения колонны:(4.11)Разность отсчетов верхнего К^с/ и нижнего K^cf является отклонением колонны по вертикали в плоскости, перпендикулярной разбивочной оси:(4.12)Аналогичные измерения выполняются и по перпендикулярной разбивочной оси.Плановые смещения устраняют перемещением основания колонны в нужную сторону с помощью клиньев, отклонения от вертикапи -наклоном колонны путем натяжения соответствующей растяжки (или другим способом в зависимости от применяемых средств).Допустимые погрешности установки колонны: в плане 5 мм; по вертикали 1:1000 высоты колонны, но не более 35 мм для высоких колонн.В процессе установки определяют отметку нижней горизонтальной риски, которая не должна отличаться от проектной более чем на 5 мм.После устранения недопустимых отклонений колонны окончательно закрепляют и заливают стаканы фундаментов бетоном.Установка колонн должна выполняться с помощью выверенных точных геодезических приборов: теодолитов типа Т2 и Т5, нивелиров типа Н-3.Недостатками способа бокового нивелирования являются организационная сложность и опасность прикладывания рейки к верхним рискам колонн. Весьма эффективным является использование специальных реечек на легких раздвижных шестах.4Л4.3. Установка стальных колоннМеталлическую колонну поднимают краном и устанавливают на подготовленный фундамент, поверхность которого доведена до проектной отметки. При этом анкерные болты должны войти в соответствующие отверстия башмака колонны, а осевые риски колонны – совпасть с соответствующими рисками на геодезических знаках фундамента. Колонну временно закрепляют на анкерных болтах гайками, удерживая ее краном.В вертикальное положение колонну устанавливают с помощью отвесов или теодолита так же, как железобетонную колонну. Наклон колонны в нужную сторону выполняется с помощью гаек на анкерных болтах, при необходимости зачищая бетонную поверхность фундамента в нужных местах. При тщательной подготовке фундамента зачистка его поверхности обычно не требуется.Выверка стальных колонн в плане, по вертикали и по высоте выполняется так же, как и железобетонных колонн. Допускаемыеотклонения для стальных колонн те же, что и для железобетонных колонн. Если опорной плоскостью фундамента является специально обработанная металлическая пластина (обычно фрезерованная), то в вертикальное положение колонна устанавливается сразу и в этом случае ее выверка не требуется.После устранения недопустимых отклонений колонны окончательно закрепляются на анкерных болтах сваркой и определяется геометрическим нивелированием отметка горизонтальной риски, которая не должна отличаться от проектной более чем на 5 мм.В последнее время для установки колонн в вертикальное положение применяют специальные устройства (кондукторы, шаблоны, индикаторы и т.п.), позволяющие выполнять монтажные работы без геодезических наблюдений.Однако выверка этих устройств при их установке выполняется с помощью геодезических приборов.

Инженерная геодезия – раздел геодезии, изучающий методы измерений и инструменты, используемые при инженерных изысканиях и строительстве инженерных сооружений. Составные части иженерной геодезии: топографо-геодезические изыскания, инженерно-геодезическое проектирование, разбивочные работы, выверка конструкций, наблюдения за деформациями сооружений.

При изысканиях строительных площадок местность снимают в масштабах 1: 5000–1: 500. Геодезическое обоснование строят в виде сетей триангуляции,полигонометрии, нивелирования, а также спутниковыми методами. Предварительные изыскания трасс линейных сооружений производят по топографическим картам и материалам аэросъёмки. Окончательные изыскания выполняют полевым трассированием. Оптимальные варианты трасс и площадок выбирают с помощью цифровой модели местности. Инженерно-геодезическое проектирование состоит в подготовке топографической основы проекта (планов, профилей) и аналитических данных (координат и отметок точек, длин и азимутов линий), а также в вертикальной планировке площадок, аналитической подготовке проекта и др. Для перенесения проекта на местность создают разбивочную сеть опорных геодезических пунктов в виде триангуляции (туннельной, гидротехнической, мостовой), строительной сетки (на промышленных площадках), сетей полигонометрии (в городах), точной трилатерации (для высотных и уникальных сооружений). От разбивочной сети переносят в натуру главные оси сооружений и детально разбивают все строительные оси и поперечники. На законченных сооружениях выполняют контрольную исполнительную съёмку. Установка в проектное положение конструкций и оборудования включает выверку осей в плане, по высоте и по вертикали. Для плановой выверки применяют струнно-оптические и оптические методы. Конструкции по высоте устанавливают геометрическим игидростатическим нивелированием или микронивелированием. Вертикальность осей проверяют точными теодолитами (наклонным визированием) или особыми приборами. При наблюдениях за деформациями сооружений определяют осадки и плановые смещения закрепленных точек (марок). Осадки измеряют высокоточным нивелированием, которое прокладывается периодически (циклами) по строго установленной программе. Применяют также электронно-гидростатические системы с автоматической записью их показаний. Плановые смещения прямолинейных сооружений определяют створным методом, криволинейных – триангуляцией или полигонометрией. Пространственные деформации целесообразно измерять методом наземной стереофотограмметрической съёмки. В этих работах особое внимание обращается на устойчивость (незыблемость) плановой и высотной геодезической основы.

ЗАКРЕПЛЕНИЕ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ ОСЕЙ

Основные разбивочные работы завершаются закреплением осей специальными постоянными знаками, расположенными на продолжении осей за пределами земляных работ (выносками), в таких местах, где обеспечивается их наилучшая сохранность Главные оси закрепляют четырьмя знаками – по два знака с каждой стороны сооружения (рис. 4.10, б).

Основные и промежуточные оси закрепляются двумя знаками – по одному с каждой стороны сооружения (рис. 4.10, а, б).

В качестве постоянных знаков применяют специальные железобетонные конструкции, обрезки рельсов, труб, арматуры и т.п. Их устанавливают в грунт ниже глубины промерзания и бетонируют.

Для временного закрепления используют деревянные колья, металлические штыри и обрезки труб.

В сочетании с грунтовыми знаками применяют цветные откраски продолжения осей на постоянных зданиях и сооружениях Линейные сооружения на закруглениях следует закреплять в их главных точках: начале (НК), середине(СК), конце (КК). Вершины углов закрепляются с внешней стороны закругления несколькими способами в зависимости от условий на повороте: по два знака на продолжении осей; два знака по биссектрисе или по любому другому направлению (рис. 4.10, в).

Осевые знаки располагают обычно на расстоянии 15 – 30 м от контура сооружения вне зоны земляных работ (на газонах, обочинах дорог, вдоль1заборов и т.п.). Наименьшее расстояние допускается 3 м, наибольшее – —высоты здания, но не более 50 м.

На период строительства подземной части сооружения для закрепления осей и удобства разбивок создают обноску – временное ограждение вокруг здания на расстоянии 3 – 5 м от его внешнего контура.

На обноску переносят от створных знаков главные и основные оси с помощью теодолита, а затем от нихлинейными промерами -вспомогательные оси. Оси на обноске закрепляют гвоздями, а также штырями под ними и подписывают краской.

Обноска бывает сплошной, разреженной, створной. Сплошная обноска представляет собой доску на столбах с горизонтальным верхним ребром, которая окаймляет все здание (при строительстве монолитных фундаментов, при сложной конфигурации здания) (рис. 4.10, а). Разреженную и створную обноски устанавливают отдельными частями (секциями) только на продолжении осей (при строительстве сборных, свайных и столбчатых фундаментов) (рис. 4.10, б). В настоящее время применяют, в основном, створную обноску, так как она значительно дешевле сплошной и не затрудняет движение строительных машин и механизмов.

В практике строительных работ применяется сборная инвентарная обноска, состоящая из полых металлических якорей, забиваемых в землю (вместо деревянных столбов) и соединяемых горизонтальными трубчатыми штангами с передвижными хомутами на них, которые устанавливаются на осях сооружения.

Кроме осей закрепляют не менее одного репера на каждое сооружение при строительстве нескольких зданий, для линейных сооружений - один репер через 0,5 км. Реперы обычно совмещают с осевыми знаками. По возможности реперы закрепляют на существующих устойчивых зданиях (рис. 4.10, а). Нулевой горизонтили удобные высоты (обычно кратные 0,5 м или 1 м) закрепляют на обносках, столбах, на сооружениях горизонтальными рисками (короткими линиями) несмываемой краской.

При наличии обноски оси восстанавливают с помощью капроновой нити, лески или монтажной проволоки натяжением между соответствующими знаками (гвоздями) на обноске.

В процессе строительства положение обноски должно оставаться неизменным. В противном случае обноска немедленно восстанавливается и оси переносятся на нее от выносок.

Если нет обноски, оси сооружения восстанавливают с помощью теодолита, для чего устанавливают его на одном из осевых знаков и наводят зрительную трубу на противоположный знак. В местах пересечения с другими осями намечают по две точки на визирной оси теодолита и закрепляют их. Потом переносят теодолит на другую перпендикулярную ось (или расположенную под углом) и поступают аналогично. На пересечении двух линий, соединяющих первую и вторую пару точек, находится пересечение соответствующих разбивочных осей (угол сооружения).

После завершения строительства подземной части сооружения выноски и обноска утрачивают свое практическое значение, так как по мере возведения стен закрывается видимость между противоположными осевыми знаками. Поэтому для обеспечения дальнейших разбивочных работ основные оси переносят внутрь зданий. Перенос осей выполняется до закрытия видимости между противоположными осевыми знаками, т.е. когда высота стен первого этажа не превышает 1 м. Оси внутри здания закрепляют на противоположных стенах скобами с насечками, кернами на металлических пластинах, специальными знаками. Часто оси внутри зданий закрепляют забетонированными в фундаменты или перекрытия знаками, над которыми возможна установка теодолита.

Кроме того, одновременно с этим снаружи здания на противоположных стенах закрепляются продольные и поперечные оси (рисками несмываемой краской или специальными знаками) (рис. 3.9). По этим рискам основные оси проектируются с помощью теодолита на монтажные горизонты.

Внутрь здания переносят также высотные знаки - реперы, которые закрепляют надежными знаками в удобных местах или совмещают с плановыми знаками.

ДЕТАЛЬНЫЕ РАЗБИВОЧНЫЕ РАБОТЫ

Детальные разбивочные работы заключаются в построении на местности от главных и основных осейвсех геометрических элементов проекта (горизонтальных, вертикальных и наклонных линий; горизонтальных и дирекционных углов; точек и горизонтов с проектными высотами), определяющих положение сооружения и отдельных его частей в плане и по высоте с необходимой точностью.

Детальные разбивочные работы выполняются по рабочим чертежам в соответствии со стадиями строительно-монтажных работ: разбивка котлована и траншей под фундаменты, монтаж фундаментов и подвальной части сооружения; прокладка сетей инженерных коммуникаций; возведение надземной части сооружения; монтаж строительных конструкций и оборудования.

Точность детальных разбивочных работ задается СНиП 3.01.03 – 84: в плане относительно разбивочных осей сооружения; по высоте -относительно рабочих реперов, и приводится ниже в табл. 4.3.

ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ РЫТЬЕ КОТЛОВАНОВ

Котлован (рис, 4.11) – искусственное углубление в земной поверхности, предназначенное для возведения фундамента и подземной части сооружения. В поперечном сечении котлован представляет собой трапеции, нижние основания которых образуют дно (нижний контур), верхние основания – бровку (верхний контур), а боковые стороны являются откосами с уклоном 1: т, зависящим от вида грунта и проектной глубины Л.

Детальные работы начинаются с разбивки котлованов. Разбивка выполняется в соответствии с рабочим чертежом, на котором указываются главные и основные оси сооружения, глубина котлована и размеры фундамента. В состав геодезических работ при устройстве котлована входят:

- вынос нижнего контура котлована;

- вынос верхнего (внешнего) контура котлована;

- нивелирование внешнего контура котлована по квадратам;

периодические исполнительные съемки котлована в процессе выемки грунта;

- зачистка дна и откосов котлована;

- исполнительная съемка котлована.

Вынос нижнего контура котлована выполняют от основных осей сооружения, предварительно вынесенных на обноску. Для этого через гвозди, закрепляющие основные оси на обноске, натягивают капроновые нити или тонкую проволоку, точки их пересечения проектируют на землю отвесом и обозначают кольями

Потом вдоль продольных и поперечных осей откладывают отрезки с, равные половине ширины фундамента плюс 0,5 – 1 м для пазухи (расстояние от откоса до боковой наружной грани фундамента), в результате чего получают нижний контур котлована, который окончательно закрепляется кольями или металлическими штырями с выносками за пределы земляных работ.

Вынос верхнего контура котлована и его закрепление кольями выполняют от внутреннего контура отложением отрезка d, величину которого вычисляют по глубине котлована h и уклону откоса i:

Так как в процессе земляных работ колья будут уничтожены, то внешний контур привязывают к выноскам нижнего контура.

Нивелирование внешнего контура котлована по квадратам со стороной 5 – 10 м выполняют до начала выемки грунта. По результатам нивелирования определяют среднюю глубину выемки грунта в каждом

квадрате как разность средней отметки квадрата и проектной

отметки дна котлована, по которой подсчитывается объем земляных работ в квадрате. Общий объем земляных работ будет равен сумме объемов работ в квадратах контура котлована, т.е.

Периодические исполнительные съемки выполняют с целью вычисления текущих объемов земляных работ, а также для контроля за выемкой грунта, чтобы не допустить его излишней выемки и не нарушить естественный грунт, которой служит опорой (основанием) фундамента на проектной отметке дна. Для этого выемку грунта заканчивают с недобором 10-20 см до проектной отметки дна котлована. Оставшийся грунт выбирают вручную или планировочными машинами, т.е. выполняют зачистку дна.

Зачистка дна с необходимой точностью выполняется по кольям, которые предварительно устанавливают на проектную высоту по всей площади котлована через 5-10 м друг от друга в вырытых для этого углублениях.

Если котлован неглубокий (до 2 м), то установку кольев на проектную высоту выполняют от ближайшего репера. Если котлован глубокий, то отметку передают на временный репер, установленный на откосе или дне котлована. Нивелирный ход на дно котлована прокладывают по пологим въездам в котлован (пандусам) или откосам. При крутых откосах, когда установка нивелира на них невозможна, отметку вниз на временный (рабочий) репер передают с исходного репера с помощью двух нивелиров и подвешенной компарированной рулетки (рис. 3.5, б). Ошибка передачи высоты не должна превышать 1 см. От временного репера устанавливают торцы кольев на проектную отметку.

Отметку на дно глубокого котлована с точностью 1-2 см можно передать с помощью теодолита, у которого предварительно определено место нуля (МО) вертикального круга, в таком порядке (рис. 4.12):

- устанавливают теодолит в рабочее положение на бровке котлована, а на исходном и рабочем реперах – рейки;

приводят вертикальный круг в основное положение (отсчеты по вертикальному кругу должны быть меньше 90° и положительными, если объектив зрительной трубы приподнят);

- устанавливают на вертикальном круге МО (визирная ось зрительной трубы займет горизонтальное положение) и берут отсчет средней нитью по рейке, установленной на исходном репере, 3^*;

- наводят зрительную трубу на рейку, установленную на рабочем репере, определяют наклонное расстояние по нитяному дальномеру D_q, после чего устанавливают среднюю нить на удобное деление рейки V(обычно кратное I м) и берут отсчет по вертикальному кругу ВК, который в случае круговой оцифровки переводят в малый отсчет ВК_М (меньший 90°) вычитанием 180° один или два раза;

- вычисляют угол наклона визирной оси v =- ВК_М – МО, причем МО берется со своим знаком в малых отсчетах,

вычисляют превышение h_e конца визирной оси над ее началом

Зачистка откосов котлована выполняется с помощью установленных по внешнему его контуру специально изготовленных откосников (рис. 4.11). Откосник представляет собой прямоугольный треугольник, катеты которого находятся в отношении 1 (высота Н) к т (горизонтальные проложения d), а гипотенуза задает проектный уклон.

Исполнительная съемка котлована выполняется от основных осей, которые переносят на дно котлована после его окончательной зачистки. Для этого внешний и внутренний контуры привязывают к основным осям сооружения, а также выполняют нивелирование дна по квадратам со стороной 3-5 м. По результатам съемки составляют исполнительный чертеж котлована (рис. 6.2). На чертеже указывают: расстояние от контуров котлована (нижнего и верхнего) до основных осей сооружения; отметки поверхности внешнего контура до начала выемки грунта; исполнительные отметки и проектную отметку дна котлована. Отклонения исполнительных отметок должны быть не более 2-3 см.

Геодезические измерения при устройстве котлованов должны выполняться с погрешностью не более:линейные - 3 см; угловые - 30″; высотные – 1 см; определение объемов работ - 5%.