РАСЧЕТ ОЖИДАЕМЫХ ПОГРЕШНОСТЕЙ ВЫСОТ РЕПЕРОВ СЪЕМОЧНОЙ СЕТИ

Глава 2

ПРОЕКТИРОВАНИЕ, РЕКОГНОСЦИРОВКА И ЗАКРЕПЛЕНИЕ НИВЕЛИРНЫХ СЕТЕЙ

2.1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РЕКОГНОСЦИРОВКА НИВЕЛИРНЫХ СЕТЕЙ

Технический проект является тем исходным документом, где устанавливается назначение работ, определяются технические условия, технология, качество выполнения работ, разрабатыва­ются организационно-технические мероприятия по технике без­опасности и охране труда, рассчитываются материальные и тру­довые ресурсы.

Технический проект на производство работ по развитию ниве­лирных сетей на объекте съемки должен входить составной частью в общий проект по созданию плановых и высотных сетей, съемочного обоснования и съемочных работ на этом объекте.

Так как при развитии геодезического и съемочного обоснова­ния все плановые пункты должны иметь высотные отметки, то вначале следует проектировать плановые сети, а затем высотные с таким расчетом, чтобы по возможности все плановые пункты были включены в высотную сеть. При развитии плановых сетей методом полигонометрии следует линии нивелирования совме­щать с ходами полигонометрии.

Работа по составлению проекта нивелирных сетей выполняет­ся в такой последовательности:

I. Сбор, изучение и систематизация сведений и материалов о ранее выполненных нивелирных работах.

II. Полевое обследование района работ.

III. Составление проекта.

IV. Рекогносцировка запроектированных линий нивелиро­вания.

I. Проектированию высотных геодезических сетей должны предшествовать сбор и анализ сведений и материалов относя­щихся ко всем ранее выполненным работам по развитию высот­ной основы на объекте съемки. Эти данные получают в террито­риальных инспекциях Государственного геодезического надзора или организациях, производивших нивелирные работы.

Сведения о городских нивелирных сетях получают в геодези­ческой службе Управления городского архитектора.

В число указанных сведений должны входить: название и класс линий, год исполнения, название организации, выполнив­шей нивелирование, схемы линий, карты наиболее крупного масштаба с нанесенным на них расположением реперов (или выкопировки с этих карт), описание местоположения и кроки реперов, типы реперов с указанием глубины их закладки, тип на­ружного оформления и др.

Район предстоящих работ должен быть изучен по картам наиболее крупного масштаба, по аэроснимкам, а также по лите­ратурным и другим источникам. Предметом изучения должны быть физико-географические особенности района работ, условия транспорта,связи, населенность и т. д.

II. При недостаточности этих сведений должно быть прове­дено специальное обследование района работ, в задачу которого следует включать также изучение особенностей городских и про­мышленных территорий, входящих в объект съемки и имеющих значение для топосъемочных работ (характер планировки горо­дов, типов зданий и сооружений и т. д.), поиск реперов на ранее проложенных линиях нивелирования и т. д. Указанное обследо­вание должно отвечать также задачам построения плановых сетей.

III. Проектирование линий нивелирования II, III и IV клас­сов выполняют на картах масштабов 1:10 000—1:25000 и крупнее, на которые предварительно наносят пункты ранее про­ложенных плановых и высотных сетей, а также пункты вновь запроектированных плановых сетей.

При проектировании линий нивелирования на внегородских территориях должна быть предусмотрена закладка между по­стоянными знаками временных реперов через 1,0—1,5 км, пред­назначаемых для использования их в качестве высотных точек при съемочных работах.

Независимо от границ съемочного участка, линии нивелиро­вания III класса проектируют, как правило, в пределах полиго­на II класса, а линии нивелирования IV класса — в пределах полигона III класса.

Развитие нивелирных сетей на территориях городов, посел­ков и промышленного строительства выполняют в соответствии с п. 1.2 настоящего руководства.

При примыкании вновь проектируемых линий III и IV клас­сов и технического нивелирования к существующим необходимо руководствоваться следующим:

1. Каждый из концов проектируемой линии должен быть при­вязан к пункту ранее проложенной высотной сети того же или более высокого класса.

2. При пересечении проектируемой линии с существующей линией нивелирования должна быть обеспечена высотная связь между обеими линиями.

3. Связь проектируемых линий III и IV классов с существую­щими линиями I, II, III и IV классов выполняют путем включе­ния одного репера существующей линии. Привязка линий III и IV классов к фундаментальным реперам не разрешается (с ука­занной целью могут быть использованы контрольные реперы — ″спутники″).

4. Все реперы (грунтовые и стенные) существующих нивелир­ных линий, расположенные вдоль проектируемой линии, вклю­чаются в нее или привязываются к ней, если они расположены в стороне от линии в пределах 3 км.

При проектировании линий нивелирования II, III и IV клас­сов и технического нивелирования необходимо предъявлять к расположению трасс по этим линиям следующие требования:

а) трассы должны располагаться по возможности на участках местности с небольшими уклонами; они не должны пересекать оврагов, рек и других препятствий шириной более 200 м, в ис­ключительных случаях — более 400 м. При наличии более широ­ких водных препятствий следует использовать для передачи высот острова и мели, а также такое время года, когда уровень воды в реках минимальный;

б) следует по возможности избегать выбора трасс, пересе­кающих болота, торфяники и другие участки с неустойчивыми грунтами; при неизбежности такого выбора необходимо преду­сматривать наиболее благоприятное время для нивелирования (зимой — по мерзлому грунту, в конце лета, когда грунт под­сыхает и т. д.);

в) лучшими трассами для нивелирования являются грунто­вые, шоссейные, проселочные дороги, тропы и т. п. с устойчивы­ми сухими грунтами;

г) в залесенной местности трассы нивелирования следует проектировать с таким расчетом, чтобы при нивелировании не возникала необходимость в порубках;

д) на территориях городов нивелирные трассы следует на­мечать вдоль улиц с относительно небольшим движением транс­порта и пешеходов.

В результате разработки проекта сетей нивелирования долж­ны быть представлены следующие данные для использования их при составлении общего технического проекта на производства геодезических и съемочных работ на объекте:

1. Сведения о ранее исполненных на территории объекта рабо­тах по созданию высотной геодезической основы с указанием количества и класса линий, количества и типов заложенных реперов.

2. Краткие обоснования схемы построения вновь запроекти­рованных высотных сетей с указанием их классов, протяженности линий, количества и типов знаков, подлежащих закладке. Схемы связи новых линий с существующими.

3. Проект вновь развиваемых высотных сетей на объекте, составляется на картах масштаба 1 : 100 000 и крупнее. На этих картах должен быть заранее составлен проект развития плано­вых сетей.

IV. В задачу рекогносцировки вновь прокладываемых линий нивелирования входит перенос проекта высотных сетей в натуру с корректировкой его за счет особенностей местности. Кроме того, при рекогносцировке собирают сведения и данные, которые могут послужить для уточнения проекта, организации и произ­водства последующих работ.

Расположение запроектированных нивелирных трасс может быть изменено, если оно не отвечает перечисленным выше тре­бованиям.

Рекогносцировку начинают с обследования состояния запро­ектированного примычного пункта и продолжают в направлении намеченной трассы, изучая ее, а также места закладки запроек­тированных реперов и реперов прежних линий, подлежащих включению в новую линию или привязке к ней.

При розыске реперов прежних линий используют крупномас­штабные карты, кроки, описания, опросы местных жителей, внеш­нее оформление пунктов.

Поиск репера прекращают и считают его утраченным, если использованы все средства поиска или установлено разрушение знака (при строительных, дорожных и других работах) или зда­ния, в котором он был заложен. Прекращение поиска должно быть санкционировано на месте работ начальником партии, кото­рым составляется акт об утрате репера. В акте излагаются спосо­бы и средства поиска и причины утраты знака (не найден, раз­рушен и т. д.). Акт утверждается руководителем работ и инспек­тором ОТК.

Вновь намечаемые места расположения знаков должны отве­чать следующим основным требованиям:

1. В зоне сезонного промерзания условия для устойчивости грунтовых реперов наиболее благоприятны на местных повыше­ниях, по возможности, с крупнозернистыми (песчаными, супес­чаными) грунтами и с глубиной залегания грунтовых вод не менее 3—4 м (определяемой или по местным гидрогеологиче­ским данным, или бурением до глубины 4—5 м).

Следует избегать закладки реперов на участках, где наблю­даются карстовые провальные воронки, оползневые явления, а также на участках, затопляемых весенними водами или распо­ложенных в непосредственной близости от береговой кромки, которая может размываться и осыпаться.

В районах подвижных песков места для закладки реперов следует приурочивать к закрепленным растительностью межбар­ханным понижениям, а также к краям такыров (глинистых пла­то), менее подверженных увлажнению.

В условиях заболоченных территорий реперы следует закла­дывать на местных повышениях, где уровень грунтовых вод обыч­но глубже, а грунты менее увлажнены.

В целях обеспечения длительной сохранности реперов места для их закладки следует намечать вне территорий, где в скором времени могут производиться строительные, дорожные, сельско­хозяйственные и другие работы. На это обстоятельство должно быть обращено особое внимание при развитии высотных сетей на пригородных и припоселковых территориях.

При необходимости закладки реперов на крупных пахотных площадях места закладки следует приурочивать к обочинам до­рог, к опорам линий электропередачи, воздушных линий связи и к защитным лесополосам. Закладка реперов непосредственно на пашне не допускается.

При необходимости проложения линий нивелирования через территории, где ведется добыча нефти, газа, грунтовых вод и твердых ископаемых (угольных, рудных и др.), должен быть в местных организациях, ведущих эксплуатацию месторождений, получен контур площади, в пределах которой происходит выра­ботка ископаемых. Этот контур наносится на картосхему ниве­лирных линий в целях учета в дальнейшем возможности оседа­ния реперов в пределах контура за счет осадки земной поверхности, обусловленной выработкой полезных ископаемых. Скорость такой осадки может достигать нескольких сантиметров в год.

2. В районах многолетней мерзлоты устойчивость реперов может быть обеспечена лишь в том случае, если нижняя часть знака с якорем расположена в многолетнемерзлой породе, имею­щей достаточно низкую температуру, а следовательно, большую механическую прочность. Такие условия обычно имеют место при небольшой глубине протаивания грунтов, характерной для север­ных и северо-восточных склонов возвышенностей, для затенен­ных, а также для покрытых значительным моховым или торфя­ным покровом участков. В тундровых районах многолетнемерз­лые породы, в верхнем слое достаточно прочные, часто встре­чаются на повышенных элементах рельефа, занятых пятнистой тундрой (где зимой снег сдувается, не препятствуя проникнове­нию холода в грунт).

Так как для участков с мощным слоем мха или торфяника характерна высокая льдонасыщенность верхнего слоя много­летнемерзлой породы, то при необходимости выбора пунктов в таких условиях особенно важно полное восстановление торфя­ного или мохового покрова после закладки репера.

При выборе пунктов следует избегать участков таликов, юж­ных склонов возвышенностей, местных понижений (западин, ″полос стока″ и т. д.), старых гарей, где многолетняя мерзлота обычно залегает на значительной глубине и имеет небольшую механическую прочность. Реперы, предназначенные для закладки в многолетней мерзлоте и заложенные на указанных выше участ­ках, чаще всего не сохраняют устойчивость.

Не следует допускать также закладку реперов на многолет­них буграх пучения (″булгунняхах″), на участках с морозобой­ными трещинами (заполненными льдом), в условиях неглубокого (до 3 м) залегания подземного льда, а также на участках поли­гональной тундры.

3. Лучшим видом грунтов в зонах сезонного промерзания, а также многолетней мерзлоты являются скальные породы, к которым всюду, где это возможно, следует приурочивать за­кладку реперов. При этом скальная порода должна быть доста­точно массивной и монолитной.

Нужно учитывать, что встречающиеся иногда на склонах возвышенностей в зоне многолетней мерзлоты скальные крупно­глыбистые породы нередко подстилаются сильно увлажненными суглинисто-щебнистыми грунтами, не обеспечивающими стабиль­ность глыб. Вообще следует избегать выбора для закладки репе­ров небольших скальных выходов (особенно в зоне многолетней мерзлоты), если нет уверенности, что они монолитно связаны с глубоко простирающейся скальной породой.

В случаях, когда скальная порода покрыта слоем рыхлого грунта, устанавливают толщину этого слоя.

4. На городских территориях в области сезонного промерзания при развитии высотных сетей II, III и IV классов и технического нивелирования следует, как правило, проектировать закладку стенных реперов в стены зданий и сооружений, построенных до закладки не менее чем за 7—8 лет (для линий нивелирования II класса) и 3—4 года (для линий нивелирования III и IV классов).

Не следует использовать для закладки стенных реперов на линиях II и III классов здания, расположенные в непосредствен­ной близости от железнодорожных путей.

Стенные реперы рекомендуется закладывать вблизи пере­крестков улиц или вблизи середины кварталов. Стенные реперы должны располагаться на высоте 0,4—0,6 м от поверхности зем­ли так, чтобы выступы стен не мешали установке рейки.

На месте закладки стенного репера составляются при реко­гносцировке кроки, кроме того, соответствующая часть здания фотографируется и на фотоснимке отмечается кружком место закладки знака, а также указываются расстояния от него до по­верхности земли и до ближайшего угла здания (в см).

При развитии в городах плановых сетей методом полигоно­метрии стенные реперы могут служить одновременно центрами полигонометрических ходов, что должно найти отражение в одно­временно составляемом проекте сетей полигонометрии и нивели­рования.

Грунтовые реперы на городских территориях разрешается закладывать лишь на участках, где нет надлежащих зданий для закладки стенных реперов, а также в стороне от улиц (предпоч­тительнее всего в парках и других местах с древесными насаж­дениями). Выбор мест закладки грунтовых знаков в городах должен быть согласован с организациями, в ведении которых на­ходятся подземные коммуникации.

5. В зоне многолетней мерзлоты при закреплении линий ниве­лирования II и III классов в городах использование стенных реперов допускается лишь в случаях, когда здания построены на скальном основании. Линии нивелирования сетей сгущения (IV класса и технического нивелирования) могут закрепляться стенными знаками, заложенными в зданиях со свайным основа­нием и продуваемым подпольем. При установлении глубины закладки грунтовых реперов в городских условиях следует учи­тывать, что мощность деятельного слоя в этих условиях может быть заметно большей, чем за пределами города.

6. Так как места расположения реперов должны быть опозна­ны на аэроснимках, то места закладки их следует приурочивать к наиболее характерным контурам и ориентирам местности, что будет также способствовать их быстрому нахождению в натуре.

7. Места расположения реперов должны обеспечивать удоб­ство привязки к ним при нивелировании.

В процессе рекогносцировки на основе изучения конкретных грунтовых, мерзлотных и других условий устанавливаются типы реперов, глубина их закладки, вид наружного оформления и т. д.

Данные о глубине сезонного промерзания грунтов берут со ″Схематической карты глубин промерзания и протаивания грун­тов на территории СССР для установления глубины закладки центров и реперов″ (рис. 5). Эти данные могут быть скорректи­рованы на основе сведений, получаемых от местных метеостан­ций, ведущих наблюдения за глубиной промерзания почвы.

В зоне многолетней мерзлоты, для которой указанная выше схематическая карта составлена, за недостатком данных, с боль­шой степенью приближения, следует при выборе пунктов опреде­лять в местах закладки (щупом или буром) глубину протаивания грунта на момент рекогносцировки. Полную глубину протаива­ния H определяют по формуле

(2.1)

где h — глубина протаивания на момент рекогносцировки; n — показатель протаивания. Значения h и n должны быть больше нуля.

Приближенные значения показателей протаивания n для северной и южной частей зоны многолетнемерзлых грунтов (гра­ница между ними проходит примерно по 64-й параллели) могут быть получены с помощью графиков (рис. 6), составленных по эмпирическим данным. Достоверность определения полной глубины протаивания указанным выше способом снижается ранней вес­ной и повышается в более поздние сроки.


Рис. 5. Схематическая карта глубин промерзания и протаивания грунтов на территории СССР для установления глубины закладки центров и реперов.

Условные обозначения:

I — южная граница зоны многолетнемерзлых грунтов; II —южная граница подзоны с преобладанием многолетнемерзлых грунтов; III — глу­бина промерзания грунтов (в см.), принимаемая для расчета глубины закладки знаков; IV — глубина протаивания грунтов (в см), принимае­мая для расчета глубины закладки знаков; V — глубина протаивания в горных районах (в см.), в числителе — грунтов средней дисперсности, в знаменателе— мелко- и крупнодисперсных грунтов, способных подвергаться морозному пучению; VI —глубина промерзания в горных рай­онах (в см), показатели те же; VII — высокогорные области с преимущественно скальными или каменистыми переохлажденными порода­ми; VIII — южная граница области применения способа закладки знаков с помощью протаивания мерзлого грунта паром

Места, назначенные при рекогносци­ровке для закладки реперов, отмечаются: на внегородской территории забитыми в грунт кольями с кольцевой окопкой вок­руг него, в городах, при использовании стенных знаков,— мелом или краской на фундаментах и цоколях зданий. Во всех случаях составляются кроки расположе­ния выбранных пунктов, которые в горо­дах целесообразно дополнять фотогра­фиями мест закладки стенных знаков.

Помимо кроки делается описание рас­положения пункта с указанием расстоя­ний до ближайших долговременных ори­ентиров (зданий, мостов, столбов воз­душной связи, опор электропередачи и др.).

В результате полевой рекогносциров­ки должны быть представлены:

1. Уточненная схема высотной сети, нанесенная на схему проложенной плано­вой сети с указанием совмещенных пунк­тов обеих сетей или геодезических связей между ними.

2. Уточненные схемы узлов связи проектируемых линий II класса с испол­ненными ранее.

3. Кроки и описания мест закладки реперов.

4. Краткая объяснительная записка, содержащая:

а) сведения о физико-географических особенностях местности, имеющие значе­ние для работ по закреплению и нивели­рованию линий (грунты, рельеф, заселен­ность и др.);

б) обоснование внесенных в проект изменений в построении нивелирных се­тей;

в) характеристика нивелирных трасс;

г) обоснование принятых типов репе­ров, способов и глубины их закладки;

д) количество подлежащих закладке грунтовых и стенных реперов, общая протяженность линий нивелирования разных классов;

е) оптимальные сроки выполнения полевых работ и сообра­жения по их организации.

Все эти материалы используются при составлении оконча­тельного проекта высотной сети.



Рис. 6. График для определения показания протаивания.