Геодезические работы при строительстве промышленных сооружений

Особое место при строительстве сооружений промышленного предприятия, кроме разбивочных работ, занимают геодезические работы по установке и контролю установки конструктивных строительных элементов здания. Наиболее важными из них являются колонны, которые воспринимают на себя нагрузки от строительных конструкций, а также грузоподъемных машин и механизмов. Кроме того, во многих случаях из-за работы технологического оборудования в процессе производства возникают вибрационные воздействия на несущие элементы.

Предварительно устанавливают фундаментные стаканы. Разбивочные оси фундамента выносят на контур опалубки и используют в дальнейшем для установки закладных деталей, которыми являются анкерные болты, опорные плиты и др. На проектную высоту анкерные болты устанавливают с помощью нивелира.

Колонны у основания имеют осевые метки, которые при установке совмещают с осями, вынесенными на поверхность фундамента.

В вертикальное положение колонны устанавливают с помощью нитяного отвеса, теодолита, либо способом бокового нивелирования.

Определены следующие требования по монтажу колонн:

• для колонн высотой менее 15 м допускается смещение нижней ее части от проектного положения до 5 мм, в верхней части – до 15 мм;
• для колонн высотой более 15 м допускается смещение в нижней части до 5 мм, в верхней части до 0,001 Н мм;
• отклонение опорной поверхности колонн по высоте может быть не более 5 мм.

Установка ферм, подкрановых балок или ригелей производится по их осевым меткам и меткам на колоннах. Для горизонтирования указанных элементов предварительно нивелируют опорные поверхности колонн и подбирают соответствующие металлические подкладки.

Установка подкрановых балок выполняется по отвесу, подвешенному на горизонтально натянутой вдоль колонн проволоке. Проволоку устанавливают на кронштейнах крайних колонн в известном проектном положении.

Каждая нитка рельсов подкрановых путей должна быть прямолинейной и горизонтальной, параллельной другой нитке и находиться с ней в одной горизонтальной плоскости. При укладке отклонение рельса от прямой линии не должно превышать 15 мм (при эксплуатации – 20 мм). Такие же требования и на разность отметок головок рельсов в поперечном сечении. Разность отметок головок рельса на соседних колоннах при укладке должна быть не более 10 мм (при эксплуатации – не более 15 мм). Колебание расстояния между осями рельсов при укладке – не более 10 мм (при эксплуатации – не более 15 мм).

Монтаж рельсов выполняют от осей колонн или пролетов. Эти оси выносят на специальные кронштейны, либо непосредственно на боковую поверхность колонн. Разбивка точек осей рельсов выполняется через каждые 30-40 м (не более 50 м) до конца подкранового пути.

При эксплуатации мостовых кранов ведут постоянные геодезические наблюдения за состоянием подкрановых путей. Чаще всего для этого используют метод геометрического нивелирования (рис. 11.1 а). На конструкциях мостового крана в двух (или раздельно – одной) точках подвешивают отвес с прикрепленной к нему шкалой (реечкой) с миллиметровыми делениями. При прокатке крана берут отсчеты по реечкам и составляют профили, по которым судят о высотном положении головок рельсов. В тех случаях, когда невозможно использовать способ геометрического нивелирования, используют тригонометрическое нивелирование (рис. 11.1 б).

Расстояние между рельсами чаще определяют непосредственно, с помощью компарированной рулетки с учетом поправок за температуру и провес ленты. Существуют и другие способы измерения расстояний между рельсами, например, основанные на построении линейно-угловых геодезических систем (прямой угловой засечки в сочетании с линейной засечкой, либо раздельно каждый из них).

Рис. 11.1. Нивелирование подкрановых путей а) геометрическое нивелирование; б) тригонометрическое нивелирование

В настоящее время проверку прямолинейности рельсов производят с помощью лазерных приборов (метод оптического створа или оптической струны). Лазер устанавливают на одном из концов рельсового пути и наводят световое пятно на центр экрана с делениями, установленного на другом конце. При прокатке экрана отклонение рельса в горизонтальном направлении фиксируется непосредственно на экране.

Следует отметить, что геодезическое обеспечение монтажных работ, а также и эксплуатационного периода, требует применения разнообразного оборудования и приборов, которые по конструкции не относятся к рассмотренному выше геодезическому оборудованию и приборам. Наряду с теодолитами, нивелирами, мерными приборами разных классов точности используются специальные приборы для выверки прямолинейности, кренов малого порядка, перекосов и т.п. Чаще всего эти приборы относятся к оптическим и оптико-электронным с автоматизированным съемом информации. Зачастую при строительстве уникальных сооружений, а также строительстве особых прецизионных технологических систем и линий требуется разработка новых приборов и методов. Осуществляется переход к автоматической сигнализации отклонений геометрических параметров оборудования за пределы допуска. Применение , например, лазерных систем для контроля положения рельсового пути обеспечивает точность порядка 2-3 мм на расстояниях до 300 м. Лазерные приборы используются при выполнении разметок на высотных сооружениях и сооружениях башенного типа, при выверке вращающихся печей, контроле работы конвейеров, прокатных станов и мн. др.

К сооружениям башенного типа относятся дымовые трубы, радио-телевизионные башни, ректификационные колонны и грануляционные башни, градирни, водонапорные башни, копры. Их особенность заключается в том, что при сравнительно малой опорной площади они имеют большую высоту. Дымовые трубы достигают высоты 320 м (металлические) и 400 м (железобетонные), градирни – до 160 м, башенные копры – до 110 м.

Градирня – сооружение, предназначенное для охлаждения воды. Копер сооружают над стволом шахты; он служит для подъема на поверхность и спуска в шахту механизмов и оборудования, руды и породы, людей.

Строительство сооружений башенного типа требует выполнения специальных геодезических работ:

• создание специального геодезического обоснования, с пунктов которого должны быть выполнены как все разбивочные работы, так и контроль за возведением сооружения;
• контроль за сборкой и установкой монтажного оборудования;
• обеспечение вертикальности установки оси сооружения, соблюдения его геометрических форм в различных частях и на разных высотах;
• изучение характера возможных деформаций сооружения, которые могут повлиять на качество строительно-монтажных работ; в некоторых случаях – организация геодезического мониторинга еще на стадии строительства за деформациями сооружения.

Высокие требования предъявляются к созданию планового геодезического обоснования. Чаще всего оно строится в виде двух ступеней: опорная сеть (A, B, C, D, E, F, G) и рабочая технологическая основа (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) — рис. 11.2. Опорную внешнюю сеть строят до начала строительства, а рабочую технологическую основу – после завершения нулевого цикла. С опорной сети выносят центр сооружения, его основные оси, выполняют наблюдения за деформациями и производят исполнительную съемку.

Рис. 11.2. Геодезическая разбивочная основа для строительства башенных сооружений

Для создания высотной основы вблизи сооружения закладывают не менее трех грунтовых реперов, исходные высоты которых используют для строительно-монтажных работ, а также при наблюдениях за деформациями в в системе наблюдательной станции.

Особенности выполнения геодезических работ при строительстве сооружений башенного типа зависят от назначения сооружения, его вида и типа применяемой при возведении опалубки. При этом общие приемы исполнения работ применимы практически для любых сооружений. К таким приемам относится построение вертикальных осей с горизонта на горизонт с помощью приборов вертикального проектирования, либо с помощью тяжелых отвесов. Построение и перенос осей выполняют ночью или утром, в безветренную погоду, для исключения влияния солнечного нагрева и ветровой нагрузки.

Рис. 11.3. Передача высот с одного монтажного горизонта на другой

Передачу высот с одного монтажного горизонта на другой выполняют способом геометрического нивелирования по схеме, приведенной на рис. 11.3. Положение щита опалубки относительно вертикальной оси башни определяют способом вертикального проектирования с нижнего монтажного горизонта, либо способом бокового нивелирования. Тем же способом вертикального проектирования контролируют отклонение оси сооружения от вертикали.