Руководство по топографическим съемкам в масштабах 1: 5000, 1: 2000, 1: 1000 и 1: 500 высотные сети

2.2. ТИПЫ НИВЕЛИРНЫХ ЗНАКОВ

а) состоять из материала, обеспечивающего длительную со­хранность знака в грунтовой среде;

б) обеспечивать стабильность во времени в пределах точности геодезических измерений;

в) иметь конструкцию, позволяющую по возможности меха­низировать земляные работы при закладке знаков.

Основными материалами, из которых изготовляются знаки, являются бетон, железобетон, а в труднодоступных районах — металлические трубы диаметром 60 мм, покрытые антикоррозий­ным материалом (битумом, эмалью, эпоксидной смолой, хлорви­ниловой лентой и др.).

Наиболее опасным для устойчивости реперов являются дефор­мации грунта при его промерзании (пучение), поэтому конструк­ции знаков должны обеспечивать сопротивление действию указан­ных деформаций. С этой целью нижнюю часть знака распола­гают ниже промерзающего или протаивающего слоя и снабжают якорем. Кроме того, эффективным средством борьбы с выпучи­ванием реперов является заглубление их верхних частей ниже земной поверхности (обычно на 50 см), поскольку действие сил выпучивания наиболее значительно в самой верхней части дея­тельного (промерзающего и протаивающего) слоя.

В южной зоне страны, ограниченной с севера линией Ужго­род — Харьков — Актюбинск — Караганда — Семипалатинск — оз. Зайсан, допускается располагать верхние части реперов на уровне земной поверхности или выше нее.

К северу и востоку от указанной линии до южной границы области преобладания многолетнемерзлых пород прибегают к за­глублению верхних частей реперов ниже земной поверхности и применяют усиленную анкеровку знаков.

В области распространения многолетней мерзлоты можно выделить три зоны: северную, наиболее благоприятную для устой­чивости знаков, характеризуемую глубиной протаивания до 1,25 м, среднюю зону и, наконец, южную зону, наименее благо­приятную для устойчивости знаков вследствие большой мощно­сти деятельного слоя и малой механической прочности мерзлых пород. Граница между средней и южной зонами проходит по линии: Воркута — Новый Порт — Хантайка (на р. Енисей) — Сунтар (на р. Вилюй) — Олекминск — Алдан — Аян.

В средней и северной зонах можно производить закладку зна­ков в узкие скважины (диаметром 150 мм), создаваемые буре­нием или протаиванием.

На всей территории области многолетней мерзлоты нельзя заглублять верхние части реперов ниже земной поверхности, так как последующее вскрытие марок при привязках может привести к нарушению мерзлотного режима грунтов, к образованию тер­мокарстовых явлений, опасных для устойчивости знаков.

При крупномасштабных съемках одним из наиболее употре­бительных типов реперов на линиях нивелирования следует счи­тать стенной репер, закладываемый в основания достаточно фун­даментальных зданий и сооружений.

Стенной репер отливается из чугуна и имеет вид и размеры, приведенные на рис. 7. На передней торцовой части репера по­мещаются начальные буквы организации, выполняющей работы. Отверстия для закладки репера в стенах и фундаментах зданий и сооружений пробиваются шлямбуром, отбойным молотком или высверливаются механическим буром. Размеры отверстия: по диаметру — 4 см, по глубине — 12 см. После промывки отверстие заполняется цементным раствором пластичной консистенции (1:2), в который вдавливают репер так, чтобы торцовая часть его выступала наружу на 5 см.

Аналогичным образом стенной репер закладывается и в скальную породу.

Вводить в эксплуатацию стенной репер следует не ранее чем 3 дня спустя после его закладки.

Если пункты нивелирных сетей совмещаются с пунктами полигонометрии, на верхней части сферической головки репера про­сверливается отверстие диаметром 2 мм и глубиной 4—5 мм, которое должно служить центром полигонометрического пункта.

В качестве внешнего оформления стенного репера служит охранная плита, отливаемая из чугуна или силумина и имеющая надпись рельефными бук­вами: ″Геодезический пункт. Охраняется госу­дарством″. Общий вид и размеры плиты приведены на рис. 8.



Рис. 7. Стенной репер. Рис. 8. Охранная плита.

Охранная плита прикрепляется к стене здания или сооруже­ния (рядом с стенным репером или над ним) на зацементирован­ных в стену болтах.

На внегородских территориях в зоне сезонного промерзания на линиях нивелирования III и IV классов закладывают грунто­вые реперы типов 4, 5 и 6 (нумерация типов реперов дается в соответствии с принятой в инструктивном документе ″Центры и реперы государственной геодезической сети СССР″. М., ″Нед­ра″, 1973).

Репер типа 4 (рис. 9) применяется в южной части зоны с сезонным промерзанием грунтов, ограничиваемой с севера лини­ей Ужгород — Харьков — Актюбинск — Караганда — Семипала­тинск — оз. Зайсан. Репер состоит из железобетонного пилона сечением 16 X 16 см, имеющего в верхнем торце марку (тип мар­ки показан на рис. 10), и бетонного якоря диаметром 50 см и тол­щиной 20 см (или размером 50X50X20 см) с отверстием в се­редине размером 20 X 20 см для установки в него пилона.

При использовании бурового механизма с диаметром бура 35 см диаметр якоря уменьшается до тех же размеров, высота его, а также глубина закладки увеличиваются на 30 см.

К одной из плоскостей верхней части пилона при изготовлении его прикрепляется на болтах охранная плита указанного на рис. 8 образца. Длина пилона принимается такой, чтобы верхняя часть его располагалась на 50 см выше земной поверхности, а основание — на 20 см ниже границы наибольшего промерзания грунта.

Надземная часть репера окрашивается масляной краской ярких цветов (оранжевый, желтый, красный).

Внешним оформлением репера, помимо выступающей его час­ти, служит кольцевая канава диаметром (по оси ее) 1,5 м и сече­нием: по нижнему основанию— 10 см, по верхнему — 60 см, по высоте — 30 см. Часть грунта из канавы укладывается вокруг выступающей части репера в виде кургана (см. рис. 9). На обжи­тых территориях канаву можно не делать, если этому препятст­вуют местные условия.

В северной части зоны сезонного промерзания (к северу от ука­занной выше границы) линии нивелирования II, III и IV классов закрепляются грунтовыми реперами типа 5 (рис. 11), у которых диаметр (или сторона) бетонного якоря принимается равным 60 см, а высота — 20 см. При использовании бурового механизма, имеющего бур диаметром 50 см (типа БКХМ и др.), разрешается диаметр бетонного якоря уменьшать до 50 см при условии, что высота якоря увеличивается до 35 см. При использовании бурового механизма с диаметром бура 35 см (типа УГБ-50М и др.) разме­ры якоря принимаются равными: по диаметру — 35 см, по высо­те — 80 см, а глубина за­кладки должна быть на 1 м больше глубины про­мерзания почвы.

Сечение железобетон­ного пилона принимается равным 16 X 16 см; пи­лон может быть заменен отрезком асбоцементной трубы той же длины и диаметром 14—16 см, за­полненной бетоном. Верх­няя часть репера, несу­щая марку, должна рас­полагаться на 50 см ниже земной поверхности, а нижняя его часть (осно­вание якоря) — на 50 см ниже границы наиболь­шего промерзания (при диаметре или стороне якоря, равных 60 см); при уменьшении диамет­ра якоря до 50 и 35 см глубина закладки железо­бетонного пилона увели­чивается соответственно на 15 см и 50 см.

Внешним оформле­нием репера служит же­лезобетонный опознава­тельный столб с охранной плитой, устанавливаемый в 1 м от репера в направлении, в котором наименее вероятен заезд на ре­пер случайного транспорта.

Опознавательный столб состоит из железобетонного пилона сечением 16 X 16 см и длиной 2,1 м и бетонного якоря диамет­ром 50 см и толщиной 20 см (или размером 50 X 50 X 20 см). При установке столба в скважину диаметром 35 см сечение якоря должно соответствовать сечению скважины, а высота якоря при­нимается равной 50 см. Верхний конец пилона должен иметь скосы на две грани (рис. 12). К одной из плоскостей верхней части пилона при его изготовлении прикрепляется на болтах охранная плита, которая должна быть обращена в сторону репе­ра. Глубина закладки опознавательного столба должна быть такой, чтобы верхняя грань якоря располагалась на 80 см ниже земной поверхности. Надземная часть пилона окрашивается мас­ляной краской яркого цвета. Канава вокруг репера не делается.

В северных труднодоступных районах зоны с сезонным про­мерзанием грунтов разрешается железобетонные пилоны в репе­рах типа 5 заменять металлическими трубами той же длины, диа­метром 60 мм при толщине стенок не менее 3 мм (тип 6, рис. 13). В этих районах опознавательные знаки также делают из труб диаметром 60 мм (рис. 14). Знак состоит из отрезка трубы дли­ной 2,5 м, к верхней части которого с помощью приваренных к трубе металлических пластин прикрепляется на болтах охран­ная плита, а нижняя часть должна иметь бетонный якорь разме­ром 50 X 50 X 20 см или диаметром 35 см и высотой 50 см, если используется буровой механизм с буром диаметром 35 см. К верх­ней части трубы приваривается заглушка, а труба покрывается антикоррозийным материалом, после чего окрашивается масля­ной краской яркого цвета. Трубчатый знак устанавливается в 1 м от репера так, чтобы охранная плита была обращена в его сторону.

При необходимости закладки грунтовых реперов на город­ских территориях в целях защиты знаков от внешних воздейст­вий и удобства эксплуатации их следует использовать выпускае­мые промышленностью чугунные колпаки (коверы) со съемными крышками, устанавливаемые над знаками на бетонных коль­цах или подушках* (рис. 15). В этих случаях верхние части пилонов или труб реперов дол­жны располагаться на 10— 15 см ниже земной поверхно­сти, а верхние части колпа­ков — на уровне этой поверх­ности.

Для закрепления линий ни­велирования в зоне многолет­ней мерзлоты применяются ре­перы типов 7 и 8, в зоне под­вижных песков — репер типа 9 и в скальных грунтах — репе­ры типов 10 и 11. Описания и чертежи этих знаков, а также фун­даментальных реперов приведены в инструктивном документе ″Центры и реперы государственной геодезической сети СССР″ (М., ″Недра″, 1973). В этом же документе дается схема областей применения различных типов реперов.

Типы реперов для закрепления линий технического нивели­рования в зоне сезонного промерзания грунтов приведены на рис. 16, 17, 18.

* Центры геодезических пунктов для территорий городов, поселков и про­мышленных площадок, М., ″Недра″, 1972.



Рис. 16. Реперы для закрепления ли­ний технического нивелирования.

Знаки типов 1т и 2т закладываются на глубину соответствен­но 65 и 40 см независимо от глубины промерзания почвы.

Особенность их состоит в том, что сильно наклонные боковые стенки бетонных блоков локализуют действие выпучивающих уси­лий на них и не приводят к остаточному выпучиванию реперов.

Рис. 17. Реперы для закрепления ли­ний технического нивелирования, за­кладываемые бурением (3т) и в скаль­ную породу (4т).

Рис. 18. Репер для закрепления линий технического нивелирова­ния, закладываемый бурением в зоне многолетней мерзлоты.

Репер типа 1т представляет собой бетонный блок в виде усечен­ной пирамиды с заделанным в него отрезком металлической тру­бы диаметром 33—40 мм и длиной 65 см, имеющим в верхней части марку.

Репер типа 2т состоит из бетонного блока в виде усеченной пирамиды с заделанной в верхнюю его плоскость маркой. Раз­меры блоков приведены на рис. 16. Репер типа 3т (см. рис. 17) предназначен для закладки в пробуренную скважину диаметром 13,5—15 см. Глубина скважины принимается такой, чтобы осно­вание ее располагалось на 1 м глубже границы наибольшего промерзания. Нижняя часть скважины на высоту 1 м заполняет­ся жидким бетоном, в который вставляется металлическая труба диаметром 33—40 мм, имеющая в верхней части марку. На бетон насыпается слой песка толщиной не менее 10 см, после чего скважина заполняется грунтом с послойным его трамбо­ванием.

Репер типа 4т (см. рис. 17) предназначен для закладки в скальную породу, если она залегает на глубине более 30 см от земной поверхности. Репер представляет собой отрезок металли­ческой трубы диаметром 33—40 мм, имеющий в верхней части марку. Основание трубы цементируется в выемке, сделанной в скальной породе. Если эта порода залегает на глубину до 30 см, то репер состоит из марки, це­ментируемой в скале.

Верхние части реперов при­веденных на рис. 16 и 17 типов должны располагаться на уров­не земной поверхности; на ис­пользуемые отрезки металли­ческих труб следует нанести антикоррозийное покрытие.

На внегородских террито­риях используется трубчатый опознавательный знак, уста­навливаемый в 1 м от репера. Он состоит из бетонного блока-якоря размером 20X20X15 см, в который заделан отрезок металлической трубы диаметром 33— 40 мм и длиной 1 м. К верхнему концу отрезка прикрепляется металлическая табличка, на которой масляной краской (по тра­фарету) делается надпись, состоящая из начальных букв органи­зации выполняющей работу, и номера геодезического знака. Глубина закладки опознавательного знака 0,5 м (рис. 19).

В зоне многолетней мерзлоты при рыхлых грунтах линии тех­нического нивелирования закрепляются реперами типа 5т (см. рис. 18). Знак этого типа предназначен для закладки бурением или протаиванием скважин диаметром 15 см. Он состоит из металлической трубы сечением 40 мм, к нижнему концу которого приварен металлический фланец диаметром 15 см и толщиной 5—6 мм, а к верхнему концу — марка.

Длина трубы принимается такой, чтобы верхняя часть знака (марка) располагалась на 20 см выше земной поверхности, а основание знака — на 2 м ниже границы протаивания грунта при глубине протаивания более 1,5 м и на 1,5 м ниже указанной границы при глубине протаивания менее 1,5 м.

При каменистых и щебенистых грунтах, исключающих воз­можность закладки знаков бурением и протаиванием, а также на территории южной зоны области многолетней мерзлоты следует применять реперы типов 1т или 2т (см. рис. 16), а при скальных грунтах — типа 4т (см. рис. 17).

В качестве внешнего оформления реперов типов 1т, 2т, 4т и 5т в зоне многолетней мерзлоты над знаком сооружается курган из минерального грунта или мха, покрытого дерном. Размеры кургана—1 Х 1 м при высоте 50 см. При наличии леса вместо кургана сооружается деревянный сруб размером 1 X 1 Х 0,5 м, заполненный грунтом. Непосредственно над репером устанавли­вается деревянный столб или отрезок металлической трубы диа­метром 40 мм и высотой 1 м. К верхней части столба или трубы прикрепляется металлическая трафаретная табличка, а к нижним частям—соответственно деревянный или металлический якорь.

В качестве временных реперов в обжитых районах областей сезонного промерзания и многолетней мерзлоты следует исполь­зовать отмеченные масляной краской характерные точки желе­зобетонных опор ЛЭП, мостов, выходов скальных пород, валунов, фундаментов зданий и т. п., а также костыли или гвозди со сферическими шляпками, забитые в строения, в деревянные опоры линий связи, в крепкие пни ранее срубленных деревьев и т. п. Около закрепленных костылями или отмеченных масляной краской (в виде креста) точек для установки рейки делается надпись, например: ″ГУГК. Врем. реп. 9″ (рис. 20, е, ж, з).

При отсутствии указанных предметов в зоне сезонного про­мерзания в качестве временных реперов могут быть использова­ны специально заложенные знаки, приведенные на рис. 20, а, б, в, г, д:

* Знаки а, б применяют для долговременного закрепления точек съемоч­ной сети (Инструкция по топографической съемке масштаба 1 :5000, 1 : 2000, 1 : 1000, 1 :500, М., ″Недра″, 1973).

Внешним оформлением знаков а, б, в служит канава в виде квадрата со стороной 1,5 м и глубиной 0,3 м, шириной в нижней части 0,2 м, в верхней — 0,5 м. Часть грунта из канавы уклады­вается вокруг выступающей части репера. В районе болот, зале­сенной местности и вечной мерзлоты канава заменяется срубом (1,0 X 1,0 X 0,3 м). Сруб заполняется землей. В случае невозможности описанного оформления (например, на пригородных тер­риториях) используют трубчатый опознавательный знак с трафа­ретной табличкой, устанавливаемый в 1 м от временного репера (см. рис. 19).

Внешним оформлением реперов г, д служит кольцевая канава диаметром 0,8 м.

В тундровых открытых районах закладывают трубчатые вре­менные реперы по типу 5т (см. рис. 18), а в горной тундре с каменистыми и щебнистыми грунтами — по типу б или 4т (см. рис. 20 и 17).

а — железобетонный столб; б — металлическая труба с бетонным якорем; в — ме­таллическая труба, закладываемая в пробуренную скважину; г — металлический штырь со сторожком; д — деревянные столбы с гвоздем со сферической шляпкой; е — валуне нанесенным крестом; ж — кованый гвоздь, забитый в пень ранее спи­ленного дерева; з — кованый гвоздь, забитый в деревянную опору линии связи.