10. Проектирование и оценка проектов высотных сетей

При проектировании нивелирные ходы стремятся располагать по шос сейным или грунтовым просёлочным дорогам, избегая участков местности с большими уклонами, болотами и торфяниками. На территориях городов нивелирные трассы намечают вдоль улиц с небольшим движением транспорта и пешеходов. На территориях гидроузлов сеть знаков высотного обоснования проектируют с таким расчётом, чтобы исходные пункты в виде кустов реперов распола- гались в стабильных грунтах. Эти реперы используют для контроля рабочих реперов при наблюдениях за осадками и деформациями конструкций гидроузла, а также для передачи высот на монтируемые элементы сооружения. Пункты высотного обоснования закрепляются нивелирными знаками (грунтовыми реперами и стенными реперами и марками). Нивелирные знаки должны отвечать следующим основным требованиям:

• обеспечивать стабильность рабочей части знака в течение установленного времени;

• иметь конструкцию, обеспечивающую длительную сохранностьзнака;

• конструкция знака должна быть простой в изготовлении и надёж ной в исполнении.

На территории городов нивелирные знаки закладываются в стены зданий и сооружений, построенных не менее чем за два года до закладки знака. При закладке стенных знаков следует избегать зданий и сооружений, рас- положенных вблизи железнодорожных путей, а также имеющих в своих поме- щениях работающие станки и другое вибрирующее оборудование. В стены одно- го здания не рекомендуется закладывать более одного знака. Грунтовые реперы закладываются только при отсутствии капитальных зданий и сооружений в местах выхода коренных пород и на участках глубокого залегания грунтовых вод. В практике строительства весьма эффективными оказались геодезические знаки в виде свай. Свайные реперы достаточно надёжны, просты в изготовлении и экономичны. В местах наблюдения за осадками ответственных и крупных инженерных сооружений закладываются фундаментальные реперы.

Проекты высотных сетей составляют, руководствуясь требованиями действующих инструкций в отношении предельных длин ходов и плотности пунктов (см вопрос 9). Поэтому в большинстве случаев при построении высотного геодезического обоснования для топографических съёмок в крупных масштабах и разбивочных работ массового гражданско-жилищного и промышленно-заводского строительства необходимость в оценке качества проектов высотных сетей не возникает.

Практикой показано, что нивелирование IV класса в качестве высотного обоснования или будучи сетью сгущения нивелировок более высокого класса, вполне удовлетворяет по точности требованиям топографических съёмок самых крупных масштабов при любой высоте сечения рельефа. Нивелирные сети I и II классов практически не используются для обеспечения разбивочных работ на объектах строительства, они имеют специальное назначение и создаются для производства высокоточных работ, таких как строительство метрополитенов, крупных мостовых переходов и водопроводов, а также для наблюдения за осадками и деформациями инженерных сооружений.

Нивелирные сети I и II классов практически не используются для обеспе- чения разбивочных работ на объектах строительства, они имеют специальное назначение и создаются для производства высокоточных работ, таких как строи- тельство метрополитенов, крупных мостовых переходов и водопроводов, а также для наблюдения за осадками и деформациями инженерных сооружений. Нивелирные сети I и II классов практически не используются для обеспе- чения разбивочных работ на объектах строительства, они имеют специальное назначение и создаются для производства высокоточных работ, таких как строи- тельство метрополитенов, крупных мостовых переходов и водопроводов, а также для наблюдения за осадками и деформациями инженерных сооружений.

Техническое нивелирование выполняется методами геометрического или тригонометрического нивелирования, используя соответственно нивелиры технической точности или электронные тахеометры. Тригонометрическое нивелирование электронными тахеометрами может выполняться по разным схемам:

• одностороннее нивелирование, когда измеряют одно расстояние и один угол наклона (зенитное расстояние) с одного конца линии;

• двустороннее, когда одновременно измеряют эти же элементы в конечных точках линии;

• нивелирование из середины, когда электронный тахеометр для производства измерений устанавливается в середине между точками.

В зависимости от типа электронного тахеометра и начальных установок измеряются или углы наклона ν или зенитные расстояния z. Теоретические расчёты и опыт работы показали, что с помощью тригоно- метрического нивелирования короткими лучами и соответствующей методике выполнения работ можно получить результаты, по точности близкие и даже пре- восходящие нивелирование III класса

Оценка проектов геодезических сетей, в частности высотных сетей, может быть выполнена в программной среде CREDO или с использованием другой компьюторной программы, предназначенной для обработки результатов геодези- ческих измерений. Исходными данными для такой оценки могут явиться длины ходов или количество установок нивелира (станций) между реперами и узловы- ми точками, а также погрешность измерения превышения на станции или сред- няя квадратическая ошибка нивелирования на 1 км хода в зависимости от класса нивелирования. Оценка точности проектов является составной частью проектирования и для высотных сетей несколько облегчается тем, что для инженерно- геодезических работ высотные сети проектируются одного класса, локальными и на сравнительно небольшой территории. Если запроектированная высотная сеть имеет две ступени, то оценку точности выполняют отдельно для каждой ступе- ни.

Оценка точности может быть выполнена разными способами в зависимо- сти от конкретных требований к проекту. В процессе оценки точности находят ожидаемые средние квадратические ошибки положения реперов в наиболее сла- бом месте, узловых точек или реперов, от которых в будущем будут выполняться специальные работы Оценку точности начинают с уточнения схемы сети на местности. Далее, пользуясь техническими характеристиками запроектированной нивелирной сети, подсчитывают ожидаемые средние квадратические ошибки и веса превышений в отдельных ходах между исходными и узловыми реперами, между узловыми ре- перами и реперами, подлежащими оценке.

Вычисления ошибок производят по формуле

где η – средняя квадратическая случайная ошибка нивелирования на 1 км хода; σ – средняя квадратическая систематическая ошибка на 1 км хода; L – длина хода в км. В соответствии с инструкцией по нивелированию, средние квадратические случайные ошибки на 1 км хода (значения коэффициента η) для классов нивели- рования соответственно принимаются равными 0,8 мм, 2,0 мм, 5,0 мм и 10 мм. Средние квадратические систематические ошибки на 1 км хода указаны для I и II классов соответственно 0,08 мм и 0,20 мм. Для оценки точности сетей III и IV классов достаточно пользовать- ся первым членом формулы. Предельные невязки на километр хода принимают в 2, а для ответственных работ в 2,5 раз больше, чем средние квадратические ошибки. Оценку точности проектов высотных инженерно-геодезических сетей выполняют теми же методами, что и плановых сетей, а именно: коррелатным, параметрическим, последовательных приближений или эквивалентной замены.