Оптимизация процесса геодезической разбивки группы анкерных болтов при устройстве фундаментов под стальные колонны

Современные направления в строительстве, реализующие грандиозные идеи в архитектуре, должны быть подкреплены новейшими эффективными методами и приемами инженерно-геодезических работ, прежде всего разбивочных.

При разбивке фундаментов под стальные колонны особое внимание уделяется горизонтальности опорной поверхности фундамента и соответствию ее отметки проектной. Даже небольшие уклоны опорной поверхности могут вызвать значительное отклонение оси колонны от вертикали. Высокая точность разбивки осей фундаментов в плане диктуется необходимостью установки крепящих колонну к фундаменту анкерных болтов в проектное положение с ошибкой, не превышающей 5 мм.

Строительство сегодня требует современного подхода к процессу строительно-монтажного производства в целом и геодезическим, а именно разбивочным, работам. Общеизвестно, что по своей природе и значимости разбивочные работы могут быть выделены в отдельный класс инженерно-геодезических работ. Это связано, в том числе, с массовостью разбивочных работ, так как ни одно строительство без них не обходится. Большое разнообразие геодезических измерений с использованием различных схем, методов и средств измерений в сложных и разнообразных строительных условиях характерны именно разбивочным работам в строительстве, и это заставляет искать все новые нетрадиционные решения. В силу особой ответственности результаты разбивочных работ в обязательном порядке контролируются в процессе исполнительных съемок [1].

Все вышесказанное подтверждает необходимость поиска новейших эффективных методов выполнения разбивочных работ, а также использования современных геодезических приборов. Это обстоятельство и послужило основным мотивом исследований и разработок, выполненных авторами в настоящей статье.

Цель данной работы - рассмотреть существующие и современные способы инженерногеодезических работ, а также установить методы оптимизации геодезической разбивки группы анкерных болтов при устройстве фундаментов под стальные колонны при строитель стве гаража.

В зависимости от условий местности, вида геодезической основы, размеров и типа сооружений основные оси и проектные точки выносят в натуру следующими методами выполнения разбивочных работ:

• 1.    Прямоугольных координат (перпендикуляров), применяется, когда на площадке имеется строительная сетка или красные линии застройки.

• 2.    Полярных координат, применяют в открытой местности, когда узловые точки (закруглений и пересечений трасс) удалены от строительной сетки.

• 3.    Засечек (угловых, линейных, створных).

В данной статье рассматривается разбивка групп анкерных болтов для оптимизации процесса и достижения необходимой точности при устройстве фундамента под стальные колонны. Зачастую на строительной площадке выявляются отклонения планового расположения анкерных болтов относительно осей зданий и сооружений, которые сопровождаются длительным процессом выноса в натуру осей. И в большинстве случаев причиной является некаче- ственное или неверное закрепление анкерных групп, а также смещения, полученные во время бетонирования фундаментов.

Рисунок 1 - Выявленные смещения колонны от оси в результате исполнительной съемки

Авторами ранее производились подобные виды работ, но были выявлены серьезные отклонения от осей до 78 мм (рис. 1). На данном объекте была стандартная схема крепления анкерных болтов при геодезической разбивке (рис. 2). Были установлены 2 бруска, геодезисту было выдано 2 осевые точки, по которым выставлялась анкерная группа, а после геодезист принимал выставленную группу болтов. В процессе бетонирования были допущены элементарные неаккуратность и халатность рабочих, в результате чего анкерные группы были смещены. Однако для достижения наибольшей точности был опробован другой вариант закрепления и установки анкерных групп, о котором будет рассказано ниже.

Рисунок 2 – Стандартная схема крепления анкерных болтов к фундаменту (а – осевая точка, по которой выставляется анкерная группа)

Объект и методы исследования

Объектом исследования является геодезическая разбивка группы анкерных болтов при устройстве фундаментов под стальные колонны.

Метод исследования: вынос осей наружного контура анкерных болтов на опалубку при геодезической разбивке с помощью электронного тахеометра Sokkia CX-105.

Ход исследования

Был изучен проект гаража (рис. 3, 4). Объект не нуждался в точных координатах привязки, так как это сооружение было пристроем к существующему гаражу, поэтому были отсняты габариты стены существующего гаража в условной системе координат и оставлены точки для привязки, за отметку 0,000 был принят пол существующего гаража (причем была выбрана средняя отметка в связи с неровностью полов). Далее полученные координаты были перенесены в AutoCAD Civil 3D, с помощью программы Sokkia Link (рис. 5).

Рисунок 3 – Схема расположения фундаментов

Рисунок 4 – План и разрез фундамента Фм-1

В ходе обработки данных было принято решение повернуть фактическое расположение стены, к которой необходимо сделать пристрой, строго ортогонально (рис. 6) и назначить координатам трехзначные цифры (рис. 7). Данные действия производят для того, чтобы непосредственно на строительной площадке геодезист смог решать возникающие вопросы в процессе разбивки.

Рисунок 5 – 1-й этап обработки данных. Перенос данных в AutoCAD Civil 3D

Рисунок 6 – 2-й этап обработки данных. Ортогональный поворот данных

Рисунок 7 – 3-й этап обработки данных. Назначения координатам трехзначных цифр

В ходе подготовки к разбивочным работам авторами был учтен предыдущий опыт работы по разбивке группы анкерных болтов, а также изучены существующие и современные способы инженерно-геодезических работ. В результате пришли к выводу, что существующие методы разбивки неактуальны и не повышают эффективность геодезических работ, что очень сильно влияет на производительность труда. В итоге авторами был разработан метод выноса осей наружного контура анкерных болтов на опалубку.

Поскольку разбивочные работы по построению основы строительства проводятся преимущественно координатным методом, то все главные точки пересечений осей, створные знаки закрепления осей здания, сооружений и трасс имеют координаты в осевой системе основного объекта строительства, МСК-РФ и в условных системах, созданных геодезистами для удобства [2]. Для определения положения точек используются прямолинейные прямоугольные системы координат. Следовательно, вынос осей на опалубку фундамента не составляет особых проблем. Однако, если выносить в натуру не оси, а ось наружного контура анкерных болтов, зная координаты осей, привязку центров анкерных болтов и их диаметр и суммируя их, можно легко определить координаты. Необходимо нанести риски на опалубку с двух сторон (рис. 8).

Рисунок 8 – Исходные данные для вычисления необходимых координат относительно разбивочных осей: а1, b1 - расстояние от оси до центра анкерного болта; а2, b2 - радиус анкерного болта;

1 - риска на опалубке; 2 - опалубка фундамента; 3 - анкерный болт; 4 - разбивочная ось

Покажем на примере вычисления необходимых координат при разбивке гаража (рис. 9, 10).

Рисунок 9 – Исходные данные для вычисления необходимых координат относительно разбивочных осей на примере гараж

Вычисление координат:

• x = координата оси ± b 2 ± b 1;

y= координата оси ± a1 ± a2 , где а1, b1 - расстояние от оси до центра анкерного болта; а2, b2 - радиус анкерного болта. x = координата оси- b1-b2=106,00-0,120-0,010=105,87;

y= координата оси -a1-a2 = 500,00 + 0,120 + 0,010 = 500,13.

Рисунок 10 – Вынос координаты оси наружного контура анкерных болтов

Далее необходимо закрепить брусок (рис. 11) по полученным рискам на опалубке, фиксируя их. Благодаря полученному углу, равному 90̊, можно с легкостью установить анкерную группу в проектное плановое положение. Также можно указать необходимое расстояние от установленных брусков до верха анкерного болта для установки болтов на проектную отметку.

Рисунок 11 – Закрепления бруска по рискам: 1 – риска на опалубке; 2 – опалубка фундамента; 3 – анкерный болт; 4 – разбивочная ось; 5 – брусок

Далее можно установить более жесткие распорки для обеспечения надежного закрепления анкерной группы и сокращения вероятности смещения от проектных осей, как было сделано при строительно-монтажных работах при строительстве гаража (рис. 12, 13).

Рисунок 12 – Схема крепления анкерных болтов к фундаменту при строительстве гаража

Рисунок 13 – Смонтированные анкерные болты при строительстве гаража

Выводы

Устройство фундаментов – один из самых важных и ответственных этапов возведения сооружения, от качества и монтажа которого зависит устойчивость и надежность сооружения, отдельных его конструкций и технологического оборудования.

Данный метод выноса осей наружного контура анкерных болтов на опалубку при устройстве фундаментов под стальные колонны предназначен для ускорения разбивочных работ и упрощения работы геодезистов, работающих на строительной площадке, который на практике показал значительное сокращение времени на разбивочные работы группы анкерных болтов, а также достижения требуемой точности.