POMIAR PIONOWOŚCI KONSTRUKCJI BUDOWLANYCH
1. Cel i zakres ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest określenie na podstawie wykonanych pomiarów wychylenia krawędzi budynku
względem punktu podstawy w płaszczyz
nie (x,y). W zakres ćwiczenia wchodzi założenie i pomiar osnowy
oraz rzutowanie punktów badanych wraz z pomiarem ich rozmieszczenia wzdłuż krawędzi.
2. Sprzęt pomiarowy
" teodolit ze statywem
" łata niwelacyjna
" taśma stalowa lub ruletka
" szpilki
" szkicownik
3. Podstawowe metody pomiaru (teoria)
Jednym z typów pomiarów inwentaryzacyjno-kontrolnych jest badanie pionowości konstrukcji budowla-
nej. Badanie takie przeprowadza się w trakcie trwania budowy obiektu, jak również po jej zakończeniu.
Wyniki badania powinny pokazać występujące niezgodności przebiegu osi pionowej lub krawędzi obiektu
z kierunkiem działania siły ciężkości w danym punkcie. Zaobserwowanie znacznych odchyleń stanowi istotną
informację o możliwości wystąpienia zagrożenia stateczności badanego obiektu.
Sprawdzenie polega na określeniu w płaszczyz
nie (x,y) wzajemnego położenia punktu krawędzi lub osi
położonego u podstawy konstrukcji względem punktów krawędzi lub osi położonych w wyższej części
mierzonego obiektu.
W celu określenia wychylenia krawędzi lub osi w płaszczyz
nie (x,y) dokonujemy odpowiedniego pomiaru
z dwóch stanowisk, położonych w odległości od obiektu nie mniejszej niż wysokość najwyżej położonego
badanego punktu. Pomiar taki niezależnie od sposobu jego prowadzenia jest wykonywany za pomocą teodo-
litu. Wspomniana odległość jest ograniczona poprzez możliwości pracy przy pochylonej lunecie. Aby obsłu-
ga instrumentu była możliwa, luneta powinna być nachylona pod kątem pionowym nieprzekraczającym 45�.
Najczęściej bowiem nie korzystamy z pryzmatów łamiących, które pozwoliłyby na prowadzenie pomiarów
nawet przy pionowo ustawionej lunecie teodolitu.
W zależności od rodzaju badanej konstrukcji, warunków terenowych oraz posiadanego sprzętu mamy do
dyspozycji trzy metody wykonania takiego sprawdzenia:
" metoda rzutowania,
" metoda małych kątów,
" metoda stałej prostej.
Są to pomiary względne, to znaczy, że wartości wychyleń są określane względem poziomu najbliższego
podstawy obiektu.
Dla wykonania pomiaru musimy odpowiednio zaprojektować i określić położenie punktów osnowy oraz
jednoznacznie określić lub zaznaczyć (gdy jest to konieczne) punkty badane tak, aby były one dobrze
widoczne z każdego stanowiska pomiarowego.
METODA RZUTOWANIA
Chcąc wykonać pomiar tą metodą na-
leży ustawić instrument na linii będącej
przedłużeniem ściany lub osi konstrukcji
w optymalnej odległości od obiektu.
U podnóża krawędzi lub badanej osi ukła-
da się poziomo, prostopadle do kierunku
celowej, łatę niwelacyjną zwróconą
stroną podziałową w kierunku teodolitu.
Pomiar polega na przerzutewaniu za po-
mocą teodolitu kierunków na kolejne
punkty krawędzi lub osi na łatę niwelacyj-
ną (rys. 1).
W związku z tym skierowujemy lunetę
teodolitu na badany punkt i następnie Rys. 1. Metoda rzutowania: a-budynek, b-łata, c-instrument
y
ródło: Ćwiczenia z geodezji Praca zbiorowa pod red. A. Żurowskiego, Politechnika Gdańska 1999 str. 1/4
opuszczamy ją tak, aby dokonać odczytu wartości położenia kreski pionowej w lunecie teodolitu na łacie
niwelacyjnej. Czynności te są wykonywane dla wszystkich badanych punktów krawędzi lub osi wraz
z punktem położonym u jej podstawy, w dwóch położeniach lunety i z dwóch stanowisk pomiarowych. Po-
przez porównanie za sobą uzyskanych wartości otrzymuje się wielkości odchylenia punktów krawędzi
względem siebie w danym kierunku, tzn. dla jednego stanowiska względem osi x, a dla drugiego względem
osi y. Przy takim sposobie wykonania pomiarów wzajemne położenie tych osi jest w przybliżeniu prostopadłe.
Jeśli przez p oznaczymy odchylenie, przez l odczyt na łacie dla punktu położonego u podstawy, a l' od-
czyt na łacie dla punktu badanego, to podstawowy wzór do wykonywania obliczeń będzie miał postać:
p = l' - l
Ograniczeniem zastosowania tej metody do badania pionowości obiektu może być brak możliwości usta-
wienia łaty bezpośrednio pod badaną krawędzią, w płaszczyz
nie występowania wychyleń. Może się ona
znajdować w takim przypadku nieco bliżej instrumentu, w najbliższym obiektowi dostępnym miejscu.
Trzeba wtedy mieć świadomość, że uzyskane odczyty są mniejsze od faktycznych i istnieje konieczność wy-
konania dodatkowych obliczeń. Poprawka taka wynika z proporcji odległości instrumentu od obiektu i od
miejsca ułożenia łaty. Należy wtedy znać te odległości.
METODA POMIARU MAA
YCH K
TÓW
Jest to metoda stosowana najczęściej przy badaniu pionowości
obiektów wysmukłych. W tej metodzie wykonujemy pomiar ze stano-
wisk położonych w okolicy przedłużenia lica budynku o badanej kra-
wędzi. Polega on na pomiarze odległości stanowiska od budowli - D
oraz kątów poziomych zawartych między kierunkami do badanych
punktów i kierunkiem do punktu krawędzi lub osi u podstawy obiektu
- b (rys. 2)
Pomiar kątów jest wykonywany w dwóch położeniach lunety teo-
dolitu, najlepiej metodą kierunkową. Podstawowy wzór do wykonywa-
nia obliczeń odchylenia p:
p = D * tg b
Rys. 2. Metoda pomiaru małych
kątów: a-budynek, c-instrument
4. Wykonanie pomiaru
Wcześniej wymienionym celem ćwiczenia jest określenie wychyleń krawędzi budynku z dwóch stanowisk
pomiarowych metodą rzutowania.
" Osnowa pomiarowa
Jak już stwierdzono wcześniej, osnowę pomiarową stanowią dwa punkty położone na liniach wzajemnie
w przybliżeniu prostopadłych, będących przedłużeniami tych ścian budynku, które tworzą badaną krawędz
.
Punkty te należy obrać w odległości równej 1-1.5 wysokości najwyżej położonego punktu badanego (~ wy-
sokość budynku). Należy je również utrwalić na czas wykonywania pomiaru np. za pomocą palika drew-
nianego. Jednocześnie wykonujemy szkic osnowy pomiarowej (wzór 1). Następnie należy osnowę pomierzyć.
Stanowi ona przykład geodezyjnego wcięcia kątowego w przód. Stąd trzeba zmierzyć odległość między
punktami osnowy taśmą stalową - dwukrotnie oraz teodolitem kąty między kierunkiem do sąsiedniego punktu
osnowy a kierunkiem do badanej krawędzi.
W celu kontroli mierzy się taśmą stalową również odległości stanowisk pomiarowych od badanej kra-
wędzi. Odczytane wartości długości należy zapisać na szkicu osnowy (wzór 1), a wartości mierzonych
kierunków w dzienniku pomiaru kątów.
" Wybór mierzonych punktów
Do pomiaru obieramy punkty w miarę możliwości równomiernie rozmieszczone wzdłuż badanej krawędzi.
Często zdarza się, że elementy konstrukcyjne obiektu mają tak wyraz
ne zarysy, że można je traktować jako
punkty celowania. Przykładami tego są: dla kominów obręcze z płaskowników opasujące korpus obiektu, dla
budynków - poziome gzymsy, poziome pasy innego rodzaju tynku itp. Przy wyborze punktów badanych
musimy pamiętać, że ich ilość powinna nam dawać jak najpełniejszy obraz przebiegu krawędzi. Nie mogą one
być położone ani zbyt gęsto (niepotrzebne zwiększenie pracochłonności), ani zbyt rzadko (niedokładny obraz
wychyleń). Stąd przy wyborze lub rozmieszczeniu tych punktów należy uwzględnić spodziewane wielkości
i miejsca wystąpienia odchyleń. Jednocześnie wykonujemy szkic rozmieszczenia badanych punktów, na
którym rysujemy wszelkie szczegóły architektoniczne ułatwiające identyfikację tych punktów podczas po-
miaru (wzór 2).
y
ródło: Ćwiczenia z geodezji Praca zbiorowa pod red. A. Żurowskiego, Politechnika Gdańska 1999 str. 2/4
" Rzutowanie badanych punktów
Pierwszą czynnością jest spoziomowanie i scentrowanie teodolitu na stanowisku pomiarowym. Jedno-
cześnie należy ułożyć u podnóża badanej krawędzi poziomo, prostopadle do osi celowej teodolitu, łatę
niwelacyjną. Pomiar od chyleń od pionu poszczególnych punktów polega na wycelowaniu do badanego punktu
krawędzi, po czym opuszczeniu lunety, wycelowaniu na łatę niwelacyjną i wykonaniu odczytu z łaty za pomocą
kreski pionowej lunety teodolitu. Czynności te powtarzamy dla drugiego położenia lunety teodolitu. W ten
sposób uzyskamy dla każdego badanego punktu krawędzi po dwa odczyty z łaty niwelacyjnej, które zapisujemy
w dziennikach pomiarowych (wzór 3).
Chcąc określić wychylenia danej krawędzi dla każdego stanowiska w płaszczyz
nie pionowej, musimy wykonać
jednocześnie pomiar wzajemnego rozmieszczenia badanych punktów za pomocą niwelacji trygonometrycznej.
Trzeba zatem pomierzyć z każdego stanowiska kąty pionowe w dwóch położeniach lunety dla każdego badanego
punktu.
5. Przebieg ćwiczenia
" Zapoznanie się z obiektem.
" Założenie osnowy pomiarowej.
" Pomiar sytuacyjny osnowy:
" pomiar odległości między punktami osnowy taśmą stalową - dwukrotnie,
" pomiar teodolitem kątów poziomych między bokiem osnowy a kierunkiem do badanej krawędzi (metoda
pomiaru pojedynczego kąta w dwóch seriach),
" pomiar odległości punktów osnowy od badanej krawędzi taśmą stalową (pomiar kontrolny).
" Wybór badanych punktów krawędzi i wykonanie szkicu ich rozmieszczenia.
" Rzutowanie teodolitem punktów badanej krawędzi na poziomą łatę umieszczoną u jej podstawy, z dwóch
stanowisk, w dwóch położeniach lunety.
" Jednoczesny pomiar teodolitem kątów pionowych dla każdego badanego punktu krawędzi również
w dwóch położeniach lunety.
6. Zawartość sprawozdania
" sprawozdanie techniczne z wykonania ćwiczenia z podpisem i datą
" szkic osnowy pomiarowej wraz z dziennikiem pomiaru długości (wzór 1)
" dziennik pomiaru kątów osnowy
" obliczenie odległości stanowisk pomiarowych od krawędzi (wcięcie kątowe w przód)
" szkice rozmieszczenia badanych punktów krawędzi dla obydwu stanowisk pomiarowych (wzór 2)
" dzienniki pomiarowe wyników rzutowania badanych punktów (wzór 3)
" dzienniki pomiarowe kątów pionowych (wzór 3)
" obliczenia wychyleń poprzecznych krawędzi na badanych poziomach (wzór 3)
" obliczenia wysokości rozmieszczenia badanych punktów (wzór 3)
" wykresy wychylenia krawędzi w płaszczyznach pionowych (rys. 3)
" wykres rzutu krawędzi na płaszczyznę poziomą (rys. 4)
Operat techniczny powinien znajdować się w standardowej okładce, być spięty, a jego strony należy po-
numerować.
wzór 3
y
ródło: Ćwiczenia z geodezji Praca zbiorowa pod red. A. Żurowskiego, Politechnika Gdańska 1999 str. 3/4
wzór 2
wzór 1
Rys. 4. Wykres rzutu krawędzi budynku
na płaszczyznę poziomą
Rys. 3. Wykres wychylenia krawędzi budynku
ze stanowiska 1
y
ródło: Ćwiczenia z geodezji Praca zbiorowa pod red. A. Żurowskiego, Politechnika Gdańska 1999 str. 4/4