Metódy vytyčovania a merania stavebných objektov
Realizácii projektov každého stavebného diela musí predchádzať jeho vytýčenie v teréne, t.j. jeho polohové a výškové umiestnenie v priestore a určenie jeho rozmerov a tvaru. Vytyčovaním stavebného objektu označujeme súhrn pracovných úkonov, ktorými sa v teréne alebo na doterajších objektoch označujú vytyčovacími značkami geometrické prvky (body, osi, roviny, výškové úrovne a pod.) umožňujúce výstavbu objektov na mieste určenom stavebným projektom. Údaje potrebné na vytyčovanie objektu obsahuje vytyčovací výkres. Na tomto výkrese sú vyznačené číselné hodnoty vytyčovacích prvkov, resp. súradníc vytyčovaných bodov vzťahujúce sa na vytyčovacie systémy, ktoré umožňujú jednoznačne vytýčenie objektu v teréne.
Vytyčovanie objektov sa uskutočňuje v dvoch etapách:
- priestorové vytýčenie polohy objektu,
- podrobné vytýčenie objektu.
Pod vytýčením priestorovej polohy stavebného objektu rozumieme vytýčenie hlavnej polohovej čiary, osi alebo hlavných bodov trasy a hlavných výškových bodov na určenom mieste stavebného objektu.
Hlavná polohová čiara predstavuje časť pôdorysu objektu priliehajúcu po jednej strane k cestnej komunikácii, resp. k nezastavanej časti pozemku.
Hlavná os je pôdorysná os súmernosti, alebo priamka pôdorysnej osnovy objektu obmedzená v smere dlhšieho rozmeru tak, aby určovala rozmiestnenie nosných zvislých konštrukcií.
Hlavný bod trasy (HB) je bod v trase líniového stavebného objektu vo vymedzenej vzdialenosti, predovšetkým na styku dvoch smerových prvkov trasy (priamky a oblúka, dvoch protismerných oblúkov a pod.).
Hlavný výškový bod (HVB) predstavuje výšková značka, ktorá sa umiestňuje mimo vytyčovaného stavebného objektu a jeho vplyvu, z ktorej sa vykonáva výškové vytyčovanie.
Pod podrobným vytýčením stavebného objektu rozumieme vytýčenie rozmeru a tvaru objektu vo vodorovnom i zvislom smere a vytýčenie polohy jednotlivých častí a konštrukčných prvkov vo vnútri objektu.
1. Určovanie presnosti vytyčovacích prác a kritériá kvality vytýčenia
Presnosť vytyčovacích prác je určená technickými predpismi buď priamo alebo nepriamo.
- Priamo je daná napr. vytyčovacími odchýlkami stavebných objektov v normách STN
ISO 4463-1 a STN ISO4463-3 Metódy merania v stavebníctve. Tiež STN 73 0420 Presnosť vytyčovania stavebných objektov a STN 73 0422 Presnosť vytyčovania líniových a plošných stavebných objektov.
- Nepriamo je presnosť vytyčovania daná stavebnými odchýlkami, z ktorých sa odvodia vytyčovacie odchýlky.
U objektov atypických, resp. náročných na vysokú presnosť, môže vyžadovanú presnosť určiť projektant, a to zvyčajne hodnotou stavebnej odchýlky. Vytyčovacia odchýlka závisí od hodnoty stavebnej odchýlky a od pomeru, s akým vstupuje spoločne so stavebno-montážnou odchýlkou do stavebnej odchýlky. Ak poznáme stavebnú odchýlku (stanoví ju projektant), potom pri určení vytyčovacích odchýlok môžeme vychádzať z dvoch princípov:
- predpokladáme, že obidva základné faktory, t.j. stavebno-montážne práce a chyby vo
vytyčovaní, pôsobia rovnako,
- parciálne posúdime chyby jednotlivých stavebno-montážnych a vytyčovacích úkonov.
Súčasťou vytyčovania sú kontrolné merania. Správnosť vytýčenia sa kontroluje opakovaným meraním, nezávislým vytýčením alebo opakovaným vytýčením, resp. meraním metódou o rád presnejšou ako prvé vytýčenie. Podrobnosti o výbere parametrov, rozsahu a hustote kontrolných meraní uvádzajú technické normy STN 73 0270 Presnosť geometrických parametrov vo výstavbe. Kontrola pozemných stavebných objektov a STN 73 0275 Presnosť geometrických parametrov vo výstavbe. Kontrolné meranie líniových stavebných objektov.
Kvalita vytyčovacích prác tvorí východiskovú zložku celkovej geometrickej kvality a využiteľnosti stavebného objektu. Kritériom kvality vytýčenia objektu sú vytyčovacie odchýlky, ktoré sa hodnotia krajnými odchýlkami. Vytyčovacie odchýlky pre jednotlivé skupiny a druhy stavebných objektov sú stanovené technickými normami STN alebo osobitnými predpismi, ktoré sú súčasťou stavebného objektu. Ak prekročí hodnota vytyčovacej odchýlky krajnú vytyčovaciu odchýlku, danú technickými normami STN 73 0422 a STN ISO 4463-1, považuje sa vytýčenie za nevyhovujúce a je potrebné ho opakovať. Keď sa vyžaduje vytýčenie s vyššou presnosťou ako určuje STN, uvedú sa tieto skutočnosti v stavebnom projekte s odôvodnením požiadavky na vyššiu presnosť. Výber vytyčovacích metód je závislý od krajnej vytyčovacej odchýlky.
2. Prvky a metódy polohového vytyčovania stavebných objektov
Každý projekt stavebného diela sleduje určitý zámer a určitú ideu, ktorých základom sú výtvarné a technické prvky projektu, napr. rovnobežnosť, súmernosť, kolmosť, sklony, vzdialenosti objektov a pod. Tieto prvky treba najprv zistiť, čo z projektu niekedy nevyplýva.
Spôsoby polohového vytyčovania objektov závisia od druhu stavby, požadovanej presnosti a od prístrojového vybavenia, ktoré má vytyčovateľ k dispozícii. Všeobecne sa na polohové vytyčovanie bodov objektu používajú metódy:
a. pravouhlých súradníc,
b. polárnych súradníc,
c. pretínanie napred uhlami, smerníkmi alebo dĺžkami,
d. priesečníkové spôsoby,
e. z odsadených osí.
Vytýčenie bodov ortogonálnou metódou aplikujeme napr. pri vytýčení prechodnice, základov stavebného objektu atď. Na meračskej priamke vytýčime staničenie jednotlivých bodov a dĺžku kolmíc od meračskej priamky.
Vytýčenie bodov pravouhlými súradnicami vykonávame v dvoch etapách. V prvej etape sa vykonáva približné vytýčenie bodu. Nasleduje presné zameranie vytýčeného bodu. Z rozdielu medzi vytyčovanou hodnotou geometrickej veličiny a hodnotu vypočítame priečny a pozdĺžny posunu. Priečny q a pozdĺžny d posun sa použije na presné vytýčenie ortogonálnou metódou.
,
ω, d – vytyčovaný uhol a dĺžka
ωm, dm – nameraný uhol a dĺžka
Vytýčenie bodu uhlovým pretínaním napred aplikujeme spravidla pri vytýčení bodu vo väčšej alebo neprístupnej vzdialenosti (napr. vytýčenie mostných pilierov, stavebných konštrukcií atď.) Polohu hľadaného bodu vytýčime v priesečníku zámer dvoch teodolitov (rovnakej kvality), postavených nad bodmi vytyčovacej siete. Najvyššia presnosť vytýčenia sa dosiahne, ak sa zámery pretínajú pod uhlom, ktorý je blízky pravému uhlu.
Vytyčovanie priesečníkovou metódou.
Polohu bodu určujeme ako priesečník dvoch zámerných paprskov spojujúcich body, ktoré sú trvale stabilizované. Na krátke vzdialenosti sa paprsok realizuje motúzom, dlhé vzdialenosti sa realizujú teodolitom, laserom.
Presnosť vytýčenia priesečníkovou metódou je závislá na veľkosti uhla pretnutia.
Osadenie lavičiek na vytýčenie základu.
Jednotlivé strany obrazca vyznačíme napnutým tenkým drôtom (špagátom) a na lavičkách ich označíme klincom alebo zárezmi prípadne farbou. Poloha rohov základov alebo rohov objektu je v priesečníku drôtov. Ich presnú polohu na teréne určíme premietnutím olovnicou. Pri väčších vzdialenostiach je výhodné použiť teodolit, umiestnený napr. v jenom rohou základu, či objektu, z ktorého vytýčime na lavičkách.
3. Prvky a metódy výškového vytyčovania stavebných objektov
Výšky, resp. prevýšenia najčastejšie vytyčujeme nivelačným prístrojom, alebo teodolitom. Použitie určitého prístroja závisí od členitosti terénu, vyžadovanej presnosti a vzdialenosti k vytyčovanému bodu. Pri výškovom vytyčovaní v podstate ide o určenie výšky polohovo vytýčeného bodu. Rozdiel medzi odmeranou výškou a výškou danou projektom vyznačuje druh úpravy v meranom mieste, napr. násyp, výkop, zdvih, podloženie konštrukcie a pod. Technológia výškového vytyčovania sa realizuje tak, aby sa vylúčili osové chyby prístrojov, resp. aby bol ich účinok z hľadiska vyžadovanej presnosti vytýčenia zanedbateľný. V prípade vysokých požiadaviek na presnosť (nivelácia) a u dlhých zámer (trigonometrická nivelácia) sa zavádza oprava z rozdielu medzi zdanlivým a skutočným horizontom.
4. Kontrola presnosti vytyčovania
Súčasťou vytyčovania sú kontrolné merania.
Správnosť vytýčenia sa kontroluje:
- opakovaným geodetickým meraním,
- opakovaným vytýčením nezávislou metódou,
- opakovaným vytýčením metódou s rádovo vyššou presnosťou ako bolo vykonané vytýčenie.
V praxi sa používa hlavne opakované vytýčenie. Kontrolovať sa môžu aj vnútorné parametre objektu odmeraním vzdialenosti medzi vytýčenými bodmi a porovnaním ich s projektovanými hodnotami. Taký spôsob kontroly je najjednoduchší a najrýchlejší. Ale taká kontrola geodetovi nič nepovie o priestorovom vytýčení objektu. Preto pri prvom vytyčovaní základov, osí mostov a iných objektov je nevyhnutné vykonať kontrolu vytýčenia z iného stanoviska. Odchýlka v polohe bodu pri opakovanom vytýčení by nemala byť väčšia ako mvyt= 3,5 mm. Ak sa zistí väčšiu odchýlku, je potrebné overiť polohu bodov vytyčovacej siete.
5. Metódy podrobného merania
Vzhľadom na členitosť terénu, frekvenciu dopravy, hustotu zástavby, mierku mapy a iné okolnosti používame tieto geodetické metódy merania polohopisu:
- polárnu metódu,
- metódu pravouhlých súradníc,
- metódu konštrukčných omerných mier,
- metódu pretínania napred
V praxi sa uvedené metódy často kombinujú, najmä vzhľadom na umiestenie a tvar predmetov merania, napr. polárna metóda s metódou konštrukčných omerných mier a pod. Podrobný postup a popísané metódy kontrolného merania geometrických parametrov stavebných objektov obsahuje Metodický návod na kontrolné meranie geometrických parametrov diaľnic a ciest č. 984 391 MN-3/85.
.
Polárna metóda.
Základnou metódou podrobného merania polohopisu je polárna metóda, pri ktorej sa určuje poloha meraných podrobných bodov polárnymi súradnicami, čiže vodorovným uhlom meraným na stanovisku a vodorovnou dĺžkou. Stanoviskami prístroja sú body polohového bodového poľa a všetky pomocné body.
Metóda pravouhlých súradníc.
Táto metóda sa uplatňuje v neprehľadnom rovinatom teréne. Je výhodná v úzkych uliciach, v stiesnenej zástavbe a používa sa ako doplňujúca metóda k polárnej metóde na určenie podrobných bodov, ktoré nebolo možné alebo účelné určiť polárnou metódou. Podrobné body predmetov merania sa určujú pravouhlými súradnicami, čiže staničením a dĺžkou kolmice vzhľadom na priamku, ktorou môže byť polygónová strana, rajón, meračská priamka alebo iná úsečka z meračskej siete podrobného bodového poľa. Kvôli kontrole meriame aj omerné miery, čiže všetky dĺžky medzi susednými bodmi rovnakého predmetu merania.
Metóda pretínania napred.
Použitie metódy pretínania napred prichádza do úvahy v zložitom teréne s malou hustotou predmetov merania. Metóda má väčší dosah než metóda polárnych súradníc pri využití optických diaľkomerov, čím sa znižuje potrebný počet stanovísk merania.
Na koncoch polygónovej strany sa merajú uhly na predmety merania. Meranie uhlov sa zvyčajne vykonáva dvoma prístrojmi. S ohľadom na použitú technológiu merania sa vyžaduje, aby uhly prieseku na určovanom bode neklesli pod 35g a neprekročili 165g . Poloha zameraných bodov sa vyjadruje súradnicami y, x, z ktorých sa konštruuje polohopis.
