1 Виды и задачи инженерных изысканий. Современные методы

1 Виды и задачи инженерных изысканий. Современные методы инженерных изысканий Проектирование и строительство инженерного сооружения выполняется на основе комплекса специальных работ, называемых инженерными изысканиями. Основные задачи инженерных изысканий - изучение природных и экономических условий района будущего строительства, составление прогнозов взаимодействия объектов строительства с окружающей средой, обоснование их инженерной защиты и безопасных условий жизни населения. Изыскания делятся на экономические и технические. Экономические изыскания проводят для определения экономической целесообразности строительства сооружения в конкретном месте с учетом обеспеченности его строительными материалами, сырьем, транспортом, водой, энергией, рабочей силой и т. п. Технические изыскания выполняют с целью получить сведения о природных условиях участка, которые необходимо учесть при проектировании и строительстве.

Инженерные изыскания выполняют в три этапа: подготовительный, полевой и камеральный. Подготовительный этап: сбор и изучение необходимых данных по объекту изысканий, планирование организационных мероприятий по производству изыскательских работ. Полевой этап: полевые работы, часть камеральных и лабораторных работ, необходимых для обеспечения полевого изыскательского процесса, контроля полноты и точности полевых работ. Камеральный этап: обработка полевых материалов.

Для оценки участка предполагаемого строительства проводят следующие изыскания: инженерно-геодезические, инженерногеологические и гидрогеологические; гидрометеорологические, климатологические, метеорологические, почвенно-геоботанические и др. Инженерно-геодезические изыскания позволяют получить информацию о рельефе и ситуации местности и служат основой для проектирования и проведения других видов изысканий и обследований. В состав инженерно-геодезических изысканий входят следующие виды работ: - создание геодезического обоснования; - топографическая съемка в разных масштабах на участке строительства; - трассирование линейных сооружений; - геодезическая привязка геологических выработок, гидрологических створов, точек геофизической разведки и другие работы.

Инженерно-геологические и гидрогеологические изыскания выполняются с целью получения информации о геологическом строении местности, физико-геологических явлениях, прочности грунтов, составе и характере подземных вод и т. п. Гидрометеорологические изыскания дают сведения о водном режиме рек и водоемов, основные характеристики климата района. К инженерным изысканиям для строительства также относятся: геотехнический контроль, оценка опасности и риска от природных и техногенных процессов; локальный мониторинг компонентов окружающей среды, научные исследования в процессе инженерных изысканий, авторский надзор за использованием изыскательской продукции; кадастровые и другие сопутствующие работы и исследования в процессе строительства, эксплуатации и ликвидации объектов.

Содержание и объемы инженерных изысканий определяются типом, видом и размерами проектируемого сооружения, местными условиями и степенью их изученности, а также стадией проектирования. Порядок, методика и точность инженерных изысканий устанавливаются в строительных нормах. Главная функция инженерных изысканий — это накопление, систематизация и обобщение по территориальному принципу, получаемой информации о природных и техногенных условиях создания среды обитания человека.

Систематизация всех инженерных изысканий, выполненных различными организациями на определенной территории, формирует государственный фонд комплексных инженерных изысканий. Цифровое представление пространственной информации (поверхностной и геологического строения территорий), содержащейся в фонде комплексных инженерных изысканий, с использованием ГИС-технологий образуют банки инженерных изысканий. Совокупность копий технических отчетов об инженерных изысканиях для строительства составляет территориальный архивный фонд инженерных изысканий. Данные указанных банков могут быть использованы в автоматизированных системах государственного кадастра недвижимости.

В создании и использовании территориальных архивных фондов инженерных изысканий в соответствии с федеральным законом « Об основах градостроительства в Российской федерации»

Назначение, виды и особенности построения инженерно-геодезического обоснования на застроенных территориях Опорные геодезические сети создаются для обеспечения инженерно-геодезических работ. Они являются основой для производства топографических съемок; при составлении исполнительной документации; для выполнения разбивочных работ при строительстве зданий и сооружений; для наблюдения за осадками и деформациями оснований сооружений и самих сооружений и других работ.

Инженерно-геодезические плановые и высотные опорные сети представляют собой систему геометрических фигур, вершины которых закреплены на местности специальными знаками. Плановые и высотные опорные сети создают в соответствии с заранее разработанным проектом производства геодезических работ (ППГР). При составлении этого проекта собирают сведения, относящиеся к опорным геодезическим сетям во всех организациях, производящих работы на территории города или поселка в районе строительства; в управлениях (отделах) по делам строительства и архитектуры; в краевых, областных и городских администрациях; в изыскательских и проектно-изыскательских организациях.

По собранным материалам составляют схему расположения пунктов ранее выполненных опорных геодезических сетей всех классов и разрядов в пределах территории предстоящих работ. В инженерно-геодезической практике достаточно часто встречаются случаи, когда сеть создается заново, даже при наличии близкорасположенных пунктов ранее созданных сетей. Это делается с целью обеспечения повышенной точности определения взаимного положения пунктов.

• • • Инженерно-геодезические сети обладают рядом характерных особенностей: сети часто создаются в условной системе координат с привязкой к государственной системе координат; форма сети определяется обслуживаемой территорией или формой объектов; сети имеют ограниченные размеры, часто с незначительным числом фигур или полигонов; длины сторон, как правило, короткие; к пунктам сети предъявляются повышенные требования по стабильности положения в сложных условиях их эксплуатации; условия наблюдений, как правило, неблагоприятные.

Необходимо отметить особенности, связанные с целевым назначением сети. Такие особенности свойственны сетям, создаваемым для гидротехнического строительства, для строительства мостов, тоннелей различного назначения, прецизионных сооружений. Например, при строительстве плотин значительной высоты в узких речных долинах возникает необходимость в построении многоярусной сети, позволяющей осуществлять поярусную разбивку строящегося объекта. А при построении сети для строительства мостового перехода затруднительно проводить измерения вдоль берегов. При строительстве тоннелей и некоторых видов прецизионных сооружений повышенные требования предъявляются к точности построений лишь по одному определенному направлению.

Приведенные выше требования определяют значительное разнообразие опорных сетей как по конфигурации, так и по точности их создания. Выбор вида построения зависит от многих причин: - типа объекта, его формы и занимаемой площади; - назначения сети; - физико-географических условий; - требуемой точности; - наличия измерительных средств у исполнителя работ. Например, триангуляцию применяют в качестве исходного построения на значительных по площади или протяженности объектах в открытой пересеченной местности; полигонометрию - на закрытой местности или застроенной территории; линейно-угловые построения - при необходимости создания сетей повышенной точности; трилатерацию — обычно на небольших объектах, где требуется высокая точность; строительные сетки — на промышленных площадках.

В зависимости от площади, занимаемой будущим объектом, и технологии строительства, инженерно-геодезические сети могут строиться в несколько последовательных стадий. При этом возможно сочетание различных видов построений. Например, для съемочных и разбивочных работ триангуляция или линейно-угловые сети могут служить основой для дальнейшего сгущения полигонометрическими и теодолитными ходами. Развитие измерительных средств во многом определяет выбор метода построения опорных сетей. Широкое внедрение в производство электронных тахеометров привело к тому, что линейно-угловые сети и полигонометрия используются наиболее часто.

Высотные опорные сети создают, как правило, методом геометрического нивелирования в виде одиночных ходов или систем ходов и полигонов, проложенных между исходными реперами. Использование электронных тахеометров позволяет заменять в отдельных случаях метод геометрического нивелирования методом тригонометрического.

Особенности закрепления геодезических пунктов на застроенных территориях Пункты инженерно-геодезических сетей на территории городов и промышленных объектов закрепляют постоянными геодезическими знаками, имеющими ряд особенностей в конструкциях, местах расположения и способах их использования. Эти особенности определяются - производственной и хозяйственной деятельностью города и промышленного комплекса; - требованиями различных служб, направленных на соблюдение архитектурных и эстетических норм, а также правил техники безопасности; - наличием препятствий для прохождения визирного луча; - физико-географическими условиями района и т. д.

На незастроенной территории, как правило, закладывают грунтовые знаки. Однако закладка грунтовых знаков, особенно в крупных городах, значительно усложняется расширяющимся подземным хозяйством, а быстрый рост городов, реконструкция проездов и кварталов, усовершенствование дорожных покрытий приводят к уничтожению значительного числа грунтовых знаков. Кроме того, в зимнее время снежный покров затрудняет их поиск.

Стенные знаки по сравнению с грунтовыми имеют ряд существенных преимуществ и им, по возможности, отдают предпочтение. Стенные знаки более устойчивы, стоимость их изготовления и закладки значительно меньше, ими удобнее пользоваться в любое время года. Стенные знаки закладывают в прочные каменные, кирпичные, железобетонные здания и сооружения на высоте от 0, 3 до 1, 2 м от поверхности земли. При закреплении пунктов стенными знаками возникает необходимость привязки к ним. Центры знаков располагаются на расстоянии 4 — 5 см от стены или цоколя здания, и это исключает возможность центрирования над ними геодезических приборов.

Наиболее простая схема привязки для полигонометрического хода состоит в следующем. Теодолит устанавливают над точкой а (рис. 2. 4, а) полигонометрического хода. Эта точка выбирается вблизи знака А с соблюдением условия видимости на знак В. Если измерить расстояние S и угол φ, то из решения треугольника по известным сторонам АВ и S можно вычислить любой его элемент. Передача дирекционного угла линии АВ на стороны полигонометрического хода производится через вычисленный угол γ и измеренный угол ψ, передача координат — через сторону S и вычисленный угол при точке А. Такая же схема может быть применена при передаче координат с рабочего центра на стенной знак.

Рис. 2. 4 Схемы привязки полигонометрического хода к стенным знакам