CC BY
62
8. Matveev S. A., Martynov E. A. Modelirovanie neodnorodnyx osnovanij pri raschete avtodorozhnyx estakad [Modeling inhomogeneous foundations at the calculation of overhead roads]. Transport i dorogi Kazaxstana, 2013, no 4 (54), pp. 2 - 5.
Матвеев Сергей Александрович (Россия, Омск) - доктор технических наук, профессор, профессор кафедры "Строительная механика" Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (СибАДИ). (644080, г. Омск, пр. Мира 5, е-mail: [email protected])
Мартынов Евгений Анатольевич (Россия, Омск) - кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры "Строительная механика"
Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (СибАДИ). (644080, г. Омск, пр. Мира 5, е-mail: [email protected])
Matveev S. A. - (Russian Federation, Omsk) -Ph. D. in Technical Sciences, Ass. Professor, The Siberian automobile and highway academy (SIBADI) (644080, Omsk, Mira Ave. 5, e - mail: dfsibadi@mail. ru)
Martynov E. A. (Russian Federation, Omsk) -Candidate of Technical Sciences, the associate professor The Siberian state automobile and road academy (644080, Omsk, Mira Ave. 5, e - mail: asp_evg@mail. ru)
УДК 625.7/.8:528.48:658.562
РАСЧЕТ ДОПУСКОВ НА РАЗБИВКУ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ОТМЕТОК ПИКЕТОВ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ С УЧЕТОМ ТОЧНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ ИХ СТРОИТЕЛЬСТВА
С. Ю. Столбова
Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ), Россия, г. Омск
Аннотация. Приведены расчеты допусков на разбивку (вынос) вертикальных отметок пикетов на трассу автомобильных дорог от рабочих реперов. За основу расчетов приняты допускаемые отклонения вертикальных отметок при детальной разбивке поверхностей конструктивных слоев дорожных одежд с учетом точности технологических процессов их строительства. Приведены нормы точности на разбивку (вынос) вертикальных отметок пикетов при строительстве автомобильных дорог с применением комплектов машин без автоматической и с автоматической системами заданий вертикальных отметок. Для обеспечения заданной точности геометрических параметров оснований и покрытий автомобильных дорог при строительстве необходимо осуществлять налаживание технологических процессов по их устройству по среднеквадратическим погрешностям с доверительными вероятностями Р=0,9 или Р=0,95.
Ключевые слова: автомобильные дороги, конструктивные слои, дорожная одежда, допуски на разбивку (вынос) пикетов, технологические процессы.
Введение
Одним из основных показателей качества современного строительства является точность геометрических параметров конструкций зданий и сооружений. При проектировании зданий, сооружений и их отдельных элементов, разработке технологии изготовления элементов и возведения зданий и сооружений следует предусматривать, а в производстве - применять необходимые средства и правила технологического обеспечения точности, согласно ГОСТ 2177881 [1]. Нормы точности геометрических параметров конструкций зданий и сооружений регламентируются в стандартах (ГОСТах), СНиП, СП и проектно-конструкторской документации. Показатели точности геометрических параметров конструктивных слоев автомобильных дорог
регламентированы в СНиП 3.06.03-85 [2], где в обязательном приложении 2 приведена таблица с параметрами, используемыми при приемке и оценке качества строительно-монтажных работ и условия их оценки.
Точность высотного положения оснований и покрытий дорожных одежд регламентируется следующим образом: не более 10 % результатов определений вертикальных отметок (при оценке строительных работ на «хорошо») и 5 % (при оценке строительных работ на «отлично») могут иметь отклонения от проектных значений до ± 100 (20)мм, а остальные до ± 50(10)мм, где данные в скобках относятся к работам, выполненным с применением комплекта машин с автоматической системой задания вертикальных отметок.
Регламентация значений амплитуд (разностей) вертикальных отметок изложена в разделе 14 «Приемка выполненных работ (в табл.17,п.14.5), где приведены предельные допускаемые значения амплитуд
вертикальных отметок на завершенные строительством конструктивные слои дорожных одежд при нивелировании их с шагами через 5,10 и 20 метров. Определение абсолютных или относительных
вертикальных отметок, согласно [2] и межгосударственного стандарта ГОСТ 3041296 [3], рекомендовано выполнять путем нивелирования через 5 м. При этом, согласно [2] п.14.5, 90 % определений должны быть в пределах указанных в таблице 17, а 10 % определений не должны превышать эти значения более чем в 1,5 раза.
Пояснений о применении шагов нивелирования через 10 и 20 метров, при определении вертикальных отметок конструктивных слоев дорожных одежд, в [2] нет. Таким образом, согласно СНиП 3.06.0385 [2], регламентируются допускаемые отклонения вертикальных отметок от проектных и значения амплитуд (алгебраических разностей) вертикальных отметок их поверхностей. Норм точности в СНИП [2] на разбивочные работы нет, в отличие от ранее действующих нормативных документов по правилам производства и приемке работ при строительстве автомобильных дорог [4-5], где были указаны допускаемые отклонения (предельные погрешности) на разбивочные и строительные работы. Для обеспечения точности высотного положения
конструктивных слоев оснований и покрытий автомобильных дорог необходимо обоснование допусков точности:
1) проложения нивелирных ходов при изыскании автомобильных дорог с закреплением (вне зоны земляных работ при строительстве дорог) рабочих реперов;
2) разбивки вертикальных отметок пикетов от рабочих реперов на трассу автомобильных дорог при их строительстве;
3)детальной разбивки вертикальных отметок поверхностей конструктивных слоев оснований и покрытий от ранее вынесенных вертикальных отметок пикетов автомобильных дорог;
4) геодезического контроля при устройстве конструктивных слоев дорожных одежд, приемке и оценке качества строительных работ.
Расчет допусков на разбивку (вынос) вертикальных отметок пикетов от рабочих реперов на трассу автомобильных дорог
Методика расчета и обоснование допусков на строительные работы и геодезический контроль при устройстве конструктивных слоев дорожных одежд с учетом точности технологических процессов, при распределении их погрешностей по нормальному закону, изложена в работе [6].
Для расчета допусков на строительные работы и геодезический контроль при устройстве оснований и покрытий автомобильных дорог в [6] приняты регламентируемые значения амплитуд (алгебраических разностей) вертикальных отметок их поверхностей при разных шагах нивелирования (с учетом применения комплектов машин без автоматической и с автоматической системами задания вертикальных отметок) и коэффициенты точности технологических процессов Тп.
Точность технологических процессов по устройству конструктивных слоев дорожных одежд Тп и их геодезического контроля Тк определяется по выражениям:
Тп= бн/тт ; (1)
Тк= бк/Дн, , (2)
где бк - допускаемое отклонение (предельная погрешность) геодезического контроля (измерений); Дн - нормативный допуск, равный 2бн; тт -среднеквадратическая погрешность
технологического процесса.
Задаваясь значением вероятной величины выхода погрешности за границу поля допуска, равной в пределах 10 % от допуска Дн, по коэффициенту Тп, можно рассчитать предельную погрешность геодезического контроля, согласно [7-8], по формуле:
бк = Тк* Дн = Тк* 2бн. (3)
Контрольные измерения и разбивочные работы (детальная разбивка и вынос вертикальных отметок пикетов на трассу автомобильных дорог) являются составной частью строительных процессов при устройстве конструктивных слоев дорожных одежд.
Результаты исследований точности высотного положения оснований и покрытий автомобильных дорог приведены в работе [9]. Они показали, что погрешности устройства конструктивных слоев дорожных одежд соответствуют закону нормального распределения.
При возведении сооружений влияние погрешностей разбивочных работ на распределение технологических
погрешностей на границах поля допуска будет аналогично влиянию погрешностей контрольных измерений. Поэтому метод расчета допусков с учетом точности технологических процессов может быть применен не только для определения необходимой точности контроля при устройстве конструктивных слоев дорожных одежд, но и для расчета точности разбивочных работ.
Анализируя, приведенные нормы точности геометрических параметров высотного положения оснований и покрытий автомобильных дорог в СНиП 3.06.03-85 [2], можно констатировать, что в процессе строительства приемки и оценки качества работ при возведении автомобильных дорог должны быть дифференцированные нормы точности устройства их конструктивных слов с доверительными вероятностями Р=0,9 или Р= 0,95.
Обоснование точности детальной разбивки вертикальных отметок поверхностей конструктивных слоев дорожных одежд, от ранее вынесенных пикетов на трассу автомобильных дорог, приведено в работе [10]. Исходной основой для расчета допусков приняты регламентируемые допускаемые отклонения (предельные погрешности) вертикальных отметок от проектных с учетом точности технологических процессов устройства оснований и покрытий автомобильных дорог.
Допускаемые отклонения (предельные погрешности) детальной разбивки
вертикальных отметок, согласно [10], (для комплектов машин без автоматической и с автоматической системами задания вертикальных отметок) с учетом коэффициентов точности процессов устройства оснований и покрытий дорожных одежд и имеют значения:
1) при использовании комплекта машин без автоматической системы задания вертикальных отметок
Тп=1,0 бга=0,45* бн =0,45*50=22,5 мм;
Тп=1,5 бгн=0,55* бн =0,55*50=27,5 мм;
Тп=2,0 бгн=0,9* бн =0,9*50=45,0 мм.
2) при использовании комплекта машин с автоматической системой задания вертикальных отметок
Тп=1,0 бгн=0,45* бн =0,45*10=4,5 мм;
Тп=1,5 бгн=0,55* бн =0,55*10=5,5 мм;
Тп=2,0 бгн=0,9* бн =0,9*10=9,0 мм.
Точность геодезических работ при выносе вертикальных отметок пикетов на трассу автомобильных дорог зависит от коэффициентов точности технологических процессов при детальной разбивке поверхностей оснований и покрытий дорожных одежд и принятия доверительных вероятностей обеспечения допускаемых отклонений.
Коэффициент точности технологического процесса Тп - это коэффициент соотношения нормируемой предельной погрешности к фактической среднеквадратической
погрешности (апостериори), подобный нормируемому множителю t б/т) при переходе от предельной к
среднеквадратической погрешности
(априори), согласно [11].
В настоящей статье рассматривается расчет допусков на разбивку (вынос) вертикальных отметок пикетов от рабочих реперов на трассу автомобильных дорог с учетом точности технологических процессов при их строительстве. При этом расчет допусков осуществляется путем решения обратной задачи, где за основу расчета принимается необходимая точность (допускаемые отклонения или предельные погрешности) детальной разбивки вертикальных отметок конструктивных слоев дорожных одежд с учетом коэффициентов точности технологических процессов их выполнения и принятия доверительных вероятностей Р.
При коэффициенте точности детальной разбивки вертикальных отметок Тгн=1,64 значение доверительной вероятности Р=0,9, а при Тгн=2,0 значение Р=0,95.
При предельной величине выхода погрешностей за границу поля допуска (в пределах 10 % от допуска), согласно приведенных графиков в работах [7-8], коэффициент точности геодезических измерений (контроля) Ткв=0,305 при Тгн=1,64, а Ткв=0,45 при Тгн=2,0. Тогда предельные погрешности разбивки (выноса) вертикальных отметок пикетов от рабочих реперов на трассу автомобильных дорог соответственно определяются по выражениям:
бвн=0,305*2бгн=0,61* бгн; (4)
бвн=0,45*2бгн=0,9* бгн. (5)
Среднеквадратические погрешности разбивки (выноса) вертикальных отметок пикетов при разных коэффициентах точности детальной разбивки Тгн и коэффициентов точности устройства конструктивных слоев
дорожных одежд Тп будут иметь соответственно следующие значения:
1)при использовании комплекта машин без автоматической системы задания вертикальных отметок
Тп=1,0;Тгн=1,64; Твн=2,0; бгн=22,5 мм;
тгн=0,61*22,5=13,71мм;
твн=0,9*13,71=12,34мм;
Тп=1,0;Тгн=2,0; Твн=2,0; бгн=22,5 мм;
тгн=0,5*22,5=11,25 мм;
твн=0,9*11,25=10,12мм;
Тп=1,5;Тгн=1,64;Твн=2,0; бгн=27,5 мм;
тгн=0,61*27,5=16,78 мм;
твн=0,9*16,78=15,10мм;
Тп=1,5;Тгн=2,0; Твн=2,0; бгн=27,5 мм;
тгн=0,5*27,5=13,75 мм;
твн=0,9*13,75=12,38мм;
Тп=2,0;Тгн=1,64; Твн=2,0; бгн=45,0 мм;
тгн=0,61*45,0=27,45мм;
твн=0,9*27,45=24,70мм;
Тп=2,0;Тгн=2,0; Твн=2,0; бгн=45,0 мм; тгн=0,5*45,0=22,5мм;
твн=0,9*22,5=20,25мм;
2) при использовании комплекта машин с автоматической системой задания вертикальных отметок
Тп=1,0;Тгн=1,64; Твн=2,0; бгн=4,5 мм; тгн=0,61*4,5=2,74мм;твн=0,9*2,74=2,47мм;
Тп=1,0;Тгн=2,0; Твн=2,0; бгн=4,5 мм; тгн=0,5*4,5=2,25мм;твн=0,9*2,25=2,02мм;
Тп=1,5;Тгн=1,64; Твн=2,0; бгн= 5,5мм; тгн=0,61*5,5=3,36 мм;твн=0,9*3,36=3,02мм;
Тп=1,5;Тгн=2,0; Твн=2,0; бгн=5,5 мм; тгн=0,5*5,5=2,75мм;твн=0,9*2,75=2,48мм;
Тп=2,0;Тгн=1,64; Твн=2,0; бгн=9,0 мм; тгн=0,61*9,0=5,49мм;твн=0,9*5,49=4,94мм;
Тп=2,0;Тгн=2,0; Твн=2,0; бгн=9,0 мм;
тгн=0,5*9,0=4,5мм;твн=0,9*4,5=4,05мм.
Заключение
Рассчитанные значения допусков на разбивку вертикальных отметок пикетов от рабочих реперов на трассу автомобильных дорог позволят обеспечить заданную точность конструктивных слоев дорожных одежд. Для обеспечения заданной точности геометрических параметров оснований и покрытий автомобильных дорог при
строительстве, приемке и оценке качества работ необходимо осуществлять
налаживание технологических процессов по их устройству по среднеквадратическим погрешностям соответственно с
доверительными вероятностями Р=0,9 или Р=0,95.
Библиографический список
1. ГОСТ 21778-81 (СТ СЭВ 2045-79). Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Основные положения. - Введ. 1980-12-02. - М.: Изд-во стандартов, 1981. - 9 с.
2. СНиП 3.06.03-85. Автомобильные дороги: утв. Комитетом Совета Министров СССР по делам строительства (Госстрой СССР). - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. - 106 с.
3. ГОСТ 30412-96. Дороги автомобильные и аэродромы. Методы измерения неровностей оснований и покрытий. Введ. 1997 - 01 - 01. М.: Изд-во стандартов, 1996. - 7с.
4. СНиП Ш-Д.5-62. Автомобильные дороги. Правила организации строительства и производства работ. Приемка в эксплуатацию. Госстрой СССР. - М.: Стройиздат. 1963. - 87с.
5. СНиП Ш-Д.5-73. Автомобильные дороги. Правила производства и приемки работ. Приемка в эксплуатацию. Госстрой СССР. - М.: Стройиздат. 1973. - 89с.
6. Столбов, Ю. В. Обоснование допусков на строительные и геодезические работы для обеспечения высотного положения оснований и покрытий автомобильных дорог / Ю. В. Столбов, С. Ю. Столбова, Д. О. Нагаев, К. С. Кокуленко // Известия вузов. Строительство. - 2010. - № 9. - С. 75-80.
7. Столбов, Ю. В. Основы расчета и анализа точности возведения сборных зданий и сооружений : учеб. пособие / Ю. В. Столбов. -Омск: СибАДИ, 1981. - 63 с.
8. Столбов, Ю. В. Статистические методы контроля качества строительно-монтажных работ. - М.: Стройиздат, 1982. - 87 с.
9. Столбов, Ю. В. Исследование точности высотного положения поверхностей конструктивных слоев дорожных одежд при разных шагах нивелирования, / Ю. В Столбов, С. Ю. Столбова, Д. О. Нагаев, // Известия вузов. Строительство. - 2013. - №8. - С.84-88.
10. Столбов, Ю. В. Обоснования и обеспечение необходимой точности детальной разбивки вертикальных отметок конструктивных слое дорожных одежд / Ю. В. Столбов, С. Ю. Столбова, Д. О. Нагаев, Л. А. Пронина // Омский научный вестник. - 2012. - № 2 (114). - С. 261-263.
11. Гмурман, В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика. Изд, 4-е доп. учебное пособие для вузов- М.: Высшая школа, 1972. - 368 с.
CALCULATION OF TOLERANCES FOR LAYING OUT VERTICAL MARKS OF PICKETS OF MOTOR ROADS TAKING INTO ACCOUNT ACCURACY OF TECHNOLOGICAL PROCESSES OF THEIR BUILDING
S. Yu. Stolbova
Abstract. The article presents calculations of tolerances for laying out vertical marks of pickets on motor roads' route from working reference points. The assumed deviations of vertical marks under detailed laying out pavements' surfaces of constructive layers, taking into account accuracy of technological processes of their building, are taken as the basis of calculations. The article presents norms of accuracy for laying out vertical marks of pickets at building motor roads using set of machines without automatic and with automatic systems of vertical marks. For ensuring specified accuracy of geometrical parametres of motor roads' bases and coverings at building it is necessary to adjust technological processes according to their device on root-mean-square inaccuracies with confidence probabilities P=0,9 or P=0,95.
Keywords: motor roads, constructive layers, pavement, tolerances for laying out pickets, technological processes.
References
1. GOST 21778 - 81 (ST СЭВ 2045-79). System of ensuring accuracy of geometrical paramétrés in building. Fundamental principles. Vved. 1980-12-02. Moscow, 1981, 9 p.
2. SNIP (construction rules and regulations) 3.06.03-85. Motor roads: approved by the USSR Committee of the council of ministers on building affairs (Gosstroy of the USSR). Moscow, 1985, 106 p.
3. GOST 30412 - 96. Motor roads and airdromes. Methods for measuring roughnesses of the bases and coverings. Moscow, 1996, 7 p.
4. SNIP III-D.5 - 62. Motor roads. Rules of construction's organization and work production. Acceptance for operation. Gosstroy of the USSR. Moscow, Stroyizdat, 1963, 87p.
5. SNIP III-D.5 - 73. Motor roads. Rules for production and acceptance of works. Acceptance for operation. Gosstroy of the USSR. Moscow, Stroyizdat, 1973, 89 p.
6. Stolbov Yu. V., Stolbova S. Yu., Nagaev D. O., Kokulenko K. S. Obosnovanie dopuskov na stroitelnye i geodezicheskie raboty dlya obespecheniya vysotnogo polozheniya osnovanij i pokrytij avtomobilnyx dorog [Justification of admissions for construction and geodetic works for ensuring high-altitude position of bases and coverings of motor roads]. Izvestiya vuzov. Stroitelstvo,2010,no 9, pp. 75-80.
7. Stolbov Yu. V. Osnovy rascheta i analiza tochnosti vozvedeniya sbornyx zdanij i sooruzhenij: ucheb. Posobie [Bases of calculation and analysis of accuracy of constructing precast buildings and structures: textbook]. Omsk, SibADI, 1981, 63 p.
8. Stolbov Yu. V. Statisticheskie metody kontrolya kachestva stroitelno-montazhnyx rabot [Statistical methods of quality control of construction and assembly works]. Moscow, Stroyizdat, 1982, 87 p.
9. Stolbov Yu. V. Stolbova S. V., Nagaev D. O. Issledovanie tochnosti vysotnogo polozheniya poverxnostej konstruktivnyx sloev dorozhnyx odezhd pri raznyx shagax nivelirovaniya [Research of accuracy of high-altitude position of pavements' surfaces of constructive layers at different steps of leveling]. Izvestiya vuzov. Stroitelstvo, 2013, no 8, pp.84 - 88.
10. Stolbov Yu. V. Stolbova S. V., Nagaev D. O Pronin L. A. Obosnovaniya i obespechenie neobxodimoj tochnosti detalnoj razbivki vertikalnyx otmetok konstruktivnyx sloe dorozhnyx odezhd [Justifications and ensuring necessary accuracy of detailed laying out vertical marks of constructive layers of pavements]. Omskij nauchnyj vestnik, 2012, no 2 (114), pp. 261 - 263.
11. Gmurman V. E. Teoriya veroyatnostej i matematicheskaya statistika [Probability theory and mathematical statistics]. Moscow, 1972, 368 p.
Столбова Светлана Юрьевна (Россия, Омск) - кандидат технических наук, доцент, завидущая кафедрой Недвижимость и строительный бизнес Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (СибАДИ). (644080, Россия, г. Омск, пр. Мира 5, е-mail: [email protected])
Stolbova S. Yu. (Russian Federation, Omsk) -Candidate of Technical Sciences, the associate professor The Siberian state automobile and road academy (644080, Omsk, Mira Ave. 5, e-mail: ssu0810@mail. ru)
