Геодезическое обеспечение сооружений из металлического каркаса

Один из экономически привлекательных решений по быстрому возведению сооружений с использованием металлического каркаса из колонн, прогонов и ригелей применяется при возведении:

• офисных зданий;
• наземных автомобильных паркингов;
• крупных торговых помещений больших площадей;
• логистических центров по хранению различной продукции.

Строительные сооружения такого типа могут размещаться как на не значительных площадях. Тогда фундаментная часть здания может быть в качестве небольшой фундаментной плиты с дальнейшим выходом из нее индивидуальных железобетонных фундаментных опор под колонны. Так и при задействовании в строительстве относительно больших площадей. В таких случаях строительными проектами чаще всего предусматриваются одиночные фундаменты из нескольких ступеней основания и опор разного сечения.  Верхние металлические части таких строений различаются дуг от друга только размерами колонн, пролетами между ними и конфигурациями монтажных конструкций.

Технология геодезического сопровождения устройства одиночных фундаментных опор

Заключаются в индивидуальном подходе к геометрии каждого отдельного фундамента, при этом сохранив геодезический принцип «от общего к частному». Приняв для объекта строительства геодезическую разбивочную основу, которая располагается по внешнему контуру, практически всегда для повышения точности и удобства разбивочных работ приходится ее сгущать своими геодезистами (подрядчика).

По проектным чертежам и в соответствии с графиком строительно-монтажных работ геодезисты производят разбивки:

• контуров бетонной подготовки под каждую колонну;
• осей (контура) основания (первой ступени) одиночных фундаментов на поверхности выполненной подбетонки;
• осей и высотного репера на поверхностях сооруженного основания;
• проектных осей по верху выставленной опалубки;
• проверка (выставление) верха анкерных болтов и верхнего уровня опорной поверхности колонны, как правило, ниже на 50мм.

Из этого списка производственных геодезических операций видно, какое множество разбивок, проверок, перенесения осей с одной поверхности на другие поверхности требуется произвести геодезистам. Здесь важно отметить, что чисто физически даже два геодезиста могут не успевать за темпами возведения одиночных фундаментов. Понятно, что геодезист может быстрее, точнее и профессиональнее выполнить эти разбивочные работы. Но в обязанности линейных строительных и монтажных ИТР (мастеров и прорабов) входит операционный контроль возводимых элементов сооружений и конструкций (опалубки, заливки бетоном оснований, подколонников и выставление в дальнейшем металлических колонн и других элементов сооружения). Поэтому, важны профессиональные, доверительные и ответственные производственные отношения между линейными инженерно-техническими работниками строительного участка и геодезической службы.

На бетонной подготовке оси могут фиксироваться различными способами (окраской, насечками, дюбелями, прочерчиванием по всей длине поверхности). Главное, чтобы они сохранялись для последующих монтажных операций. По разметкам осей, которые должны прочертить мастер (бригадир) работ, выполняются сооружение арматурного каркаса и выставление опалубки первой ступени основания. После заливки бетоном по боковым и горизонтальным поверхностям основания размечаются все те же продольная и поперечная оси конструкции. Выполняются монтажные работы по армированию, установлению и закреплению анкерных болтов. Под размеры группы анкерных болтов сооружаются специальные кондукторы (шаблоны) с отверстиями под них и разметкой планового положения осей. Высотное положение головок болтов выставляется под нивелир и закрепляется. Следует отметить, что отрицательных значений (ниже проектного уровня) предельных отклонений по высоте верха анкерных болтов не допускается.

По существующим на верхней поверхности основания фундамента осям монтируется опалубка. Сверху на щитах опалубки наносятся метки осей. При выставлении щитов опалубки в проектное положение оси на ней и на шаблонах под анкера должны совпадать. Перед заливкой опалубки бетонной смесью, закрепленные и вставленные в шаблон, анкерные болты обмазываются солидолом и обматываются в пленку на верхней (резьбовой) части. После выдерживания бетона до требуемой прочности опалубку раскрепляют и снимают.

До полной готовности фундамента остается проделать еще один важный технологический процесс. Требуется установить изготовленные металлические пластины в качестве опорных поверхностей будущих колонн. Перед этим, для предварительного ориентирования этих опорных плит, на бетонные поверхности и грани подколонников переносятся и отмечаются продольные и поперечные оси. Опорные плиты, с прорезанными пазами, заводятся в анкерные болты и их верхние поверхности выставляются точно на проектную отметку с помощью регулируемых гаек. Далее, вокруг специально оставленного по проекту пространства, выставляется короб опалубки, в который заливается цементно-песчаный раствор. Затем, на металлических опорных пластинах отмечают положение осей и по этим меткам выполняют их насечку (окраску).

Проверка всех железобетонных фундаментов периодически проводится по окончании выполнения отдельных их частей. Завершающей и, пожалуй, самой важной является геодезический контроль верхней опорной части и анкерных болтов.

Длина анкеров должна быть не менее проектной от верха стальной пластины. Разность высотных отметок их верхов должна быть в пределах именно +20мм. Плановое положение, - с предельными отклонениями от 5 до 10 мм, в зависимости от их положения по проекту.  Все остальные параметры также должны соответствовать требованиям СНиП по завершенным частям сооруженных железобетонных конструкций. Схематически они изображены на рис.1.

Рис.1. Схема предельных отклонений железобетонных конструкций.

Геодезия и монтаж металлического каркаса сооружения

Установка металлических колонн и всего каркаса происходит в соответствии с проектом производства работ. Но предварительно стоит отметить, что все металлические изделия заблаговременно заказываются на заводе, специализирующемся по изготовлению стальных конструкций. Понятно, что при выпуске своей продукции ОТК завода должен проверить все готовые изделия на соответствие проектным чертежам. Но иногда строительные организации сталкиваются с наличием такого не соответствия. Геодезистам приходится иногда помогать в проверках стальных изделий перед монтажом. Кроме этого, по долгу службы их интересует геометрия и уже возведенных металлических конструкций при проверочном (приемочном) контроле.

Перед установкой первых колонн на опорные плиты, на которых геодезистами уже нанесены засечки (риски) осей, на основаниях колонн обозначаются метки середин их сторон по линейным размерам. При непосредственном монтаже внешние (на опорной пластине фундамента) и внутренние (на основании колонн) оси совмещаются с учетом нанизывания основания на анкерные болты и закручиваниях гайками и контргайками. Вертикальность колонн выставляется и выверяется двумя инструментами (тахеометрами или теодолитами) с взаимно перпендикулярных друг другу сторон. При выставлении и закреплении оснований колонн (и в плане, и по высоте) применяются разные подкладки. Соединяя колонны прогонами, балками, ригелями, фронтонами на каком-то определенном участке, всей конструкции придается жесткость. Окончательно выставленный каркас проверяется на соответствие проектному положению. Плановые смещения колонн могут фиксироваться от рисок осей на их основании и до меток, отмеченных на опорных поверхностях фундаментов. Таким же способом определяются расстояния (пролеты) между колоннами. Вертикальность может определяться инструментально электронными тахеометрами (теодолитами). Этими же приборами, но тригонометрическим нивелированием, осуществляют высотный контроль установления балок (прогонов, ригелей) и проектных уровней верхних ярусов.

Металлические конструкции при сооружении каркасов зданий подвергаются внешним воздействиям от перепадов суточных температур, особенно в летнее время. Этот фактор вносит определенные трудности при монтаже и проверке геометрических параметров колонн, балок и их элементов. Замечены разные значения и даже направления колебаний, изменений при их выверке и установке в проектные положения.