Геодезический репер: марки, виды, установка и закрепление
Наверняка, каждый из нас хоть раз в жизни обращал внимание на металлические «шайбы», вмонтированные в цоколь или стену здания. При этом, далеко не все знают, что это – репер геодезический. В данной статье мы разберем, что же такое геодезический репер: марки, виды, установка и закрепление.
Геодезический репер, понятие и определение
Геодезический репер, по своей сути, это ничто иное, как метка, имеющая определенное значение высоты. Причем высота эта измеряется относительно начального уровня, принятого за ноль (Кронштадтский футшток).
В отличие от пунктов государственной геодезической сети (далее – «ГГС»), реперы имеют только высотные отметки, а координаты используются не более чем для их обнаружения на местности. Т.е. как ориентирами в опорных сетях являются координаты пунктов ГГС (о том, как заказать сведения о пунктах ГГС в 2020 году, читайте здесь), так в высотных (нивелирных) сетях реперы.
Марка геодезического пункта, что это и для чего нужна
Значения высоты отнесены к центрам геодезических пунктов. Составной элемент центра, который имеет соответствующие метки, называется марка центра.
Существует два типа марок: закладываемые в бетон и привариваемые к трубе. На марке указывается наименование организации (сокращенно), которая выполняла установку и порядковый номер марки или репера.
Марки отливаются из металла (бронзы, чугуна и пр.) и накрываются специальным колпаком. Именно верх марки фиксирует абсолютное значение высотной отметки, на которую наводится нивелир для снятия отсчета.
Виды геодезических реперов
Разновидность геодезических реперов обусловлена физико-географическим и климатическим многообразием, отличия заключаются в разности конструкций. Ведь реперы геодезической сети обеспечивают сохранность и неподвижность закрепленных точек в высотном положении на продолжительный срок. Существуют следующие виды реперов геодезических:
Вековые геодезические реперы
Закладываются в устойчивые скалистые породы и могут быть грунтовыми или скальными (зависимости от глубины залегания скальных пород).
Вековые реперы обеспечивают сохранность главной высотной основы на продолжительное время, используются в научных целях (для изучения природных явлений и процессов). Также ими закрепляют пересечения линий нивелирования I класса, уровенные посты (используются для наблюдений за изменениями уровня моря), и используют в качестве основных пунктов нивелирной сети.
Место закладки векового геодезического репера определяется совместно с геологом, поскольку в зависимости от местности заглубление может значительно превышать отметку в 120 см.
Фундаментальные геодезические реперы
Фундаментальные геодезические реперы, как правило, закладываются неподалеку от вековых (в радиусе не более 150 м). Они так же, как и вековые подразделяются на грунтовые и скальные.
Конструкция грунтового центра представляет собой трубу или пилон, заполненные бетоном, поверх которых крепится марка. Дополнительно, как правило, с северной стороны от центров, располагаются опознавательные столбы с охранными пластинами.
Грунтовые геодезические реперы
Грунтовый геодезический репер представляет собой железобетонный пилон, но квадратного сечения.
Закладывается на 50-65 см ниже глубины промерзания в пробуренные скважины диаметром 50 см (в области сезонного промерзания грунтов). Возвышение над поверхностью земли, так называемый опознавательный столб, составляет примерно 50 см.
Стенные геодезические реперы
Стенные геодезические реперы закладываются на линиях нивелирования всех классов. В зависимости от класса линии, используются разные типы стенных реперов.
Закладка производится в вертикальную плоскость стен, фундаментов зданий (строений, сооружений) или твердых скальных пород на высоте 30-60 см от поверхности земли, чтобы всевозможные выступы не мешали установке приборов и реек. Логично, что стенные реперы в большем своем количестве расположены на городских и поселковых территориях.
Установка и закрепление геодезических реперов
Для всех видов реперов существуют свои нормы установки и закрепления, которые обусловлены различными факторами: географическим положение, климатическими условиями, типом почв, требованиями к временной сохранности знака и т.д. Подробно данный аспект освещен в «Правилах закладки центров и реперов на пунктах геодезической и нивелирной сетей» (также с подробным описанием закладки реперов и знаков можно ознакомиться в нашей статье).
Однако, при закреплении и установке репера геодезической сети, все же можно выделить основные требования к месту его закладки:
Применение геодезических реперов
Для соблюдения единства высотных построений, необходимо достаточное количество высотных ориентиров на местности. Всю нашу страну пронизывает невидимая сеть геодезических сетей.
Реперы геодезической сети – опорные высотные отметки нивелирной сети, именно от них развиваются нивелирные сети различных классов.
Так, нивелирные сети I и II классов – это основа всей высотной системы страны. Их применение заключается в научно-изыскательной деятельности, с их помощью решаются вопросы глобального масштаба: исследование земной поверхности, уровней морей и т.д.
Сети III и IV классов служат высотной основой для топосъемок, инженерных и геодезических изысканий.
В строительстве, как правило, преимущественно используется прокладывание сетей с помощью технического нивелирования. При необходимости (строительная площадка не обеспечена достаточным количеством реперов) закладку геодезических реперов может выполнить профильная коммерческая организация (с прайсом можно ознакомиться здесь).
Производство и установка грунтовых реперов, ППЦ, стенных знаков.
Что такое грунтовой репер, стеновой знак или ППЦ, какие они бывают, как они производятся, кому это необходимо и где они используются, примеры знаков и различные фотографии.
Что такое грунтовой репер, стеной знак и ППЦ?
Что такое грунтовый репер? Грунтовый репер — это специальный геодезический знак с определенной высотной отметкой. Он является исходной точкой для прокладывания нивелирных ходов, сетей. Грунтовые репера представляет собой столбы или пилоны из железобетона с закладкой в грунт ниже глубины промерзания.
Стеной знак тоже является реперной точкой и, исходя из названия, мы понимаем, что его устанавливают в стены капитальных строений, устоев мостов и плотин. В отличии от грунтовых реперов, стенные знаки более экономичны, просты в установке и не требуют согласования с организациями, эксплуатирующими подземные коммуникации и сооружения. Стенные знаки также применяются для наблюдения за вертикальными перемещениями зданий и сооружений. Они устанавливаются на вертикальные конструкции здания или сооружений в необходимых количествах, исходя из особенностей наблюдаемого объекта.
Какие бывают виды реперов и знаков.
Репера подразделяются на 4 вида:
Они отличаются между собой конструкцией — это обусловлено физико-географическими, климатическими условиями, задачами и целями реперов.
Так, к примеру, вековые репера устанавливаются совместно с геологами либо в грунт, либо в скальные породы и их заглубление могут значительно превышать отметку в 120 см. Они необходимы для научных целей: изучения природных явлений и процессов и наблюдений за изменениями уровня моря и используются в качестве основных пунктов нивелирной сети.
Фундаментальные репера так же устанавливаются в грунт или скальные породы неподалеку от вековых реперов (в радиусе 150 метров).
Грунтовые репера устанавливаются в грунт ниже глубины промерзания
Стенные репера устанавливаются в вертикальную плоскость стен, фундаментов зданий и сооружений или твердых скальных пород на высоте 30-60 см от поверхности земли. Используются для нивелирования всех классов. В большинстве случаев устанавливаются в условиях плотной городской застройки. В роли стенных знаков так же могут быть применены пленочные отражатели.
Производство грунтовых реперов, ППЦ и стенных знаков основные ГКИНП.
На верхнюю часть наваривается марка. Толщина 10мм, диаметр 70мм.
Марка, привариваемая к трубе
Обсадная труба должна иметь диаметр 150мм, толщина стали не менее 0,3см. На верх трубы наваривается защитная металлическая крышка, имеющая свободный ход открытия/закрытия. Верхняя часть трубы красится яркой краской.
В целях борьбы с коррозией при изготовлении центров и реперов применяются оцинкованные или эмалированные трубы. При отсутствии таких труб следует пользоваться битумным или эпоксидным покрытиями, а также липкой изоляционной лентой. Перед любым покрытием с поверхности трубы тщательно удаляют ржавчину, жировые пятна и т.п., производя механическую или химическую очистку. Пример грунтового репера приведен на рис. ниже.
Грунтовый репер. Общий Вид
Так же, как и при изготовления грунтового репера, в целях борьбы с коррозией при изготовлении центров и реперов применяются оцинкованные или эмалированные металлы. При отсутствии таких труб следует пользоваться битумным или эпоксидным покрытиями, а также липкой изоляционной лентой. Перед любым покрытием с поверхности металла тщательно удаляют ржавчину, жировые пятна и т.п., производя механическую или химическую очистку.
Стенной знак (репер) имеет стержневую конструкцию, представляет собой металлический штырь из углеродистой стали диаметром 12мм, длиной около 15см, с приваренным колпачком в виде высокопрочной гайки М14.
Установка реперов, стенных знаков и ППЦ: кому это надо?
Порядок установки стенного репера:
Для установки стенных знаков выбирают места на стенах зданий и сооружений на высоте 0,3-1,2 м от поверхности земли (тротуары, отмостки) с таким расчётом, чтобы архитектурные элементы и конструктивные выступы не препятствовали постановке на знак нивелирной рейки. В стене здания или сооружения пробивают отверстие такого размера, чтобы хвостовая часть знака входила в него свободно. Приготовленное углубление очищают и обильно смачивают водой. Отверстие в стене заполняют раствором цемента, в заключении знак забивается в стену. Наружную часть знака покрывают антикоррозийным лаком или краской. Маркировка репера выполняется установкой ламинированной бирки с необходимой информацией.
Порядок установки грунтового репера:
Работы производятся в благоприятных погодных условиях, при отсутствии атмосферных осадков. Разрабатывается скважина круглого сечения необходимого диаметра и глубины с помощью мотобура (ямобура). Подготавливается бетонный раствор. Раствором бетона заливают скважину до половины необходимого уровня якоря. Опускают в бетон нижний конец репера, закрепляют в отвесном положении при помощи распорок и доливают раствор до необходимого уровня. Вертикальность трубки контролируется строительным уровнем. Устанавливают обсадную трубу (d 150мм) поверх «сердечника». В скважину насыпают на поверхность бетона слой песка или мягкой разрыхленной земли толщиной не менее 10 см и засыпают скважину местным грунтом с послойной его трамбовкой. Далее маркируется обсадная труба. Указывается номер пункта, организация. На застроенной территории опознавательные столбы не устанавливаются.
Порядок установки знака:
Порядок работ при установке ППЦ схож с порядком работ при установке грунтового репера. Точно так же при благоприятных погодных условиях разрабатывается скважина необходимого диаметра и глубины, далее скважину заливают бетоном до половины необходимого уровня якоря. Опускают в бетон нижний конец репера, закрепляют в отвесном положении при помощи распорок и доливают раствор до необходимого уровня. Насыпают в скважину на поверхность бетона слой песка или мягкой разрыхленной земли толщиной не менее 10 см и засыпают скважину местным грунтом с послойной его трамбовкой. Труба маркируется: на ней указывается номер пункта, организация.
На каждом этапе установки грунтовых, стенных реперов и ППЦ производится фотофиксация скрытых работ. На каждый знак делается несколько фотографий с разных ракурсов по каждому из перечисленных выше этапов работ.
Чаще всего грунтовые, стенные реперы, пункты принудительного центрирования и стенные знаки необходимы при строительстве для создания геодезической разбивочной основы, обеспечения безопасности строительства и наблюдения за деформационными процессами.
Сколько стоит поставить репер, стеной знак и ППЦ?
Как заказать установку и изготовление в Лаборатории Экспертиз.
Заказать изготовление и установку грунтовых реперов, пунктов принудительного центрирования и стенных знаков можно на официальном сайте Лаборатория Экспертиз, нужно будет выбрать соответствующий пункт в каталоге услуг и оформить заявку. На сайте так же можно заказать обратный звонок. Ну или же позвонить по номеру телефона 8 (800) 333 81 91, звонок по России – бесплатный.
Нивелирные реперы
Нивелирные реперы – это знаки, закрепляемые в грунте или в стенах сооружений и находящиеся в конкретной точке земной поверхности с известной высотой. Геодезические знаки образуют на территории России государственную нивелирную сеть, пункты которой являются опорными при проведении геодезических работ и топографической съемки. Такие знаки необходимы для отсчета высот на сетях нивелирования Российской Федерации. Отсчет ведется от уровня моря, а точнее – от относительно нулевой отметки Кронштадтского футштока.
На местности пункты устанавливаются на линиях нивелирования первого класса, значимых линиях 2-го класса и на главных морских водомерных установках. Каждый репер нивелирной сети 1-го класса занесен в специальный каталог, где указаны его точная высота и координаты.
По значимости и способу установки нивелирные геодезические знаки встречаются вековые, фундаментальные и рядовые. Рядовые разделяются по способу установки на грунтовые и стенные.
Вековые реперы устанавливаются на нивелирных сетях первого класса и являются долговременными высотными отметками. Конструктивно, такие пункты представляют собой заглубленную не менее чем на 120 см в грунт трубу, оканчивающуюся бетонным якорем. В верхней части труба вмуровывается в железобетонный колодец с крышкой и на ее конце приваривают марку. Такая конструкция обеспечивает надежное удержание репера в породе, а значительная глубина закладки позволяет избежать вымерзание знака из грунта в холодное время года. Эти пункты обозначаются на местности конструкцией, высотой около 5 метров для закрепления визирной цели при закреплении временной опорной точки.
Схематическое изображение векового репера
Вековой репер на местности
Фундаментальные реперы закладываются в грунт с промежутком 50-80 километров друг от друга на линиях нивелирования 1-го класса. Также, эти пункты устанавливаются на значимых линиях сетей 2-го класса, например, вдоль железных дорог или рядом с морскими водомерными установками. Такие реперы по конструкции похожи на вековые, однако, встречаются также пункты, выполненные в железобетонном или асбоцементном основании. В верхней части конструкции устанавливается бетонный оголовок для простоты его поиска на местности. На оголовке закрепляется нивелирная марка, а также охранная табличка с описанием объекта.
Схематическое изображение фундаментального репера
Оголовок железобетонного репера на местности
Рядовые грунтовые реперы устанавливаются через 5-7 километров друг от друга на линиях сетей нивелирования всех классов. Их конструкция представляет собой бетонный якорь в виде металлической трубы с установленной наверху маркой. В некоторых случаях, в верхней части знака устанавливается бетонный оголовок для простоты его поиска на местности, а также для центрирования геодезических приборов. Такие нивелирные реперы зачастую используются при сгущении сетей нивелирования, например, при создании сетей 3-го класса на основе сетей 2-го класса.
Схематическое изображение рядового грунтового репера
Оголовок рядового грунтового репера
Рядовые стенные реперы устанавливаются по правилам, аналогичным для рядовых грунтовых с тем отличием, что их устанавливают в стенах зданий, сооружений или отвесных скал. Такие пункты чаще всего можно встретить в населенных пунктах с плотной застройкой, так как места для установки вековых или фундаментальных знаков в таких местах недостаточно. Эти знаки отличаются от предыдущих простотой установки. В большинстве случаев, их просто вбивают в стену или скалу, бетонируя лишь расстояние между поверхностью и маркой для предотвращения его выпадания.
Схематическое изображение рядового стенного репера
Стенной репер старого образца в кирпичной кладке
Марки, привариваемые к трубе, представляют собой стальной диск с выступающей полусферой по центру для простоты центрирования на ней тахеометра, теодолита, нивелира или геодезической рейки. Диск приваривается к оголовку трубы, которая в свою очередь, замуровывается в бетонное основание репера. На поверхности нивелирной марки методом гравировки наносится ее номер и, при необходимости, наименование ведомства, установившего этот геодезический знак. Привариваемые марки устанавливаются в основании вековых, фундаментальных и рядовых грунтовых реперов.
Марка, привариваемая к трубе
Марки для рядовых стенных реперов уже включены в их конструкцию. Поэтому, при их установке, не нужно выполнять сварные работы или замуровывать марку в бетон.
Работа по прокладке нивелирной сети первого класса началась в 30-х годах XX века и предназначалась для создания единой системы координат и высот на территории СССР. На текущий момент, сеть полностью охватывает территорию РФ и частично территории некоторых соседних государств. Все элементы нивелирной сети находятся под охраной государства и стоят на учете в Роскартографии.
Даже при наличии современных средств определения координат с помощью спутниковых систем, нивелирные пункты по-прежнему актуальны. Это обусловлено тем, что нивелирный геодезический знак показывает абсолютную высоту над уровнем моря. В отличие от пунктов сети нивелирования 1-го класса, спутниковые системы вычисляют высоту над поверхностью референц-эллипсоида, что снижает точность определения высот. Сейчас создается спутниковая геодезическая сеть, что позволит повсеместно работать с GNSS-приемниками. При ее построении, опорные пункты совмещаются с уже известными пунктами государственной геодезической сети 1-го класса для указания абсолютных высот.
Закладка реперов, знаков, точек, правила и особенности
Репер (знак, пункт, точка). Необычный на слух и не понятный только в первый раз термин имеет иностранное, французское происхождение, с таким смыслом как метка, уровень, ориентир. Другими словами знак, соответствующий определенному значению высотной отметки относительно принятого за ноль начального уровня.
Высотная координата закрепляется на пунктах нивелирных сетей, создаваемых по всей территории страны. Важность этого третьего параметра систем координат не подвергается никакому сомнению. Построение правильной геометрии во всех процессах и предметах, может поддерживаться относительно определенного фиксированного уровня. Такой уровень считается высотным ориентиром.
Как в плановых опорных сетях триангуляции, полигонометрии и трилатерации, ориентирами являются геодезические плановые центры, так в высотных сетях таковыми есть пункты с наименованием реперы.
Требования к устройству реперов, знаков, пунктов, точек
Для того чтобы соблюдалось единство в высотных построениях требуется наличие необходимого для этого количества высотных ориентиров на местности. При этом они должны быть выполнены с соблюдением определенных требований.
Во-первых, все знаки должны быть жестко закреплены, чтобы абсолютные значения высотной координаты не изменялись со временем. Для этого принято определять контрольные измерения превышения между двумя реперами и сравнивать эти результаты с регламентированными предельными отклонениями. Что бы точность контрольных превышений постоянно подтверждалась необходимо выбирать надежные места закладки с обеспечением соответствующей крепости материалов, которые будут выдерживать внешние атмосферно-климатические воздействия и внутреннее влияние давления грунтов. Закладка реперов требует, по возможности использовать механизированный труд при устройстве выемок, при бурении отверстий под их конструкции.
Основными изделиями, используемыми для изготовлений реперов, считаются металлические и железобетонные конструкции. Дополнительными материалами для закрепления, антикоррозийного воздействия служат соответственно цементные растворы, эпоксидные клеи, смолы, битумы.
На устойчивость реперных знаков значительное влияние имеет деформационный фактор сезонного промерзания и оттаивания грунтов. Поэтому кроме устройства в конструкциях центров якорных приспособлений, препятствующих силам пучения грунтов, используются:
В свою очередь глубины промерзания в различных природных зонах определяются по специальным картам-схемам соответствующих правил закладки реперов.
Виды реперов, пунктов, точек
Нивелирные знаки закладываются во всех государственных высотных сетях различных классов и обусловлены в основном тем разнообразием физических, географических и климатических условий нашей страны. Их типаж можно разделить на несколько разных наименований конструкций, а именно:
Вековые реперы
Главным условием закладки вековых реперов является нахождение скалистых устойчивых пород и устройство в них конструкций центров с марками. В зависимости от глубины залегания скальных пород они делятся на грунтовые и скальные знаки. Типовые схемы их конструкций показаны на рис.1.
Вековая сохранность центров должна быть обеспечена выбором мест, без влияния экзогенных и эндогенных процессов в толще пород желательно с привлечением геологов и качественными материалами для изготовления конструкций реперов.
Рис.1. Типовые конструкции вековых центров с глубиной до 1,2 и 5,0 м.
Для вековых знаков неглубокой закладки характерно устраивать репера группами в теле скалы с обустройством колодцев из бетонных пилонов с креплением сверху крышками. Колодцы и группы высотных знаков могут иметь разные размеры, количество и расстояния между собой в зависимости от глубины залегания устойчивых пород (смотрите на рис.1). Собственно марки, верх которых фиксирует абсолютные значения высотных отметок, выливаются из металла (бронзы, чугуна) и крепятся в бетоне, металлических трубах и накрываются обязательно специальным колпаком.
При залегании коренных пород на глубине пяти метров и более для устройства центров пробуриваются механизированным способам скважины диаметром не менее 250 мм (рис.2). Сама конструкция состоит из специальной обсадочной трубы, углубленной в породу не менее, чем на 1200 мм, диаметром до 150 мм и толщиной стенок 10 мм. А внутри нее уже фиксируется так называемая реперная труба с сальниковой и битумной прокладкой в нижней и верхней своей части.
Рис.2. Схема векового центра глубиной более 5 м.
Недалеко от вековых, не далее 150 метров, осуществляют закладку фундаментальных знаков со спутником.
Фундаментальные реперы
Фундаментальные, как и вековые реперы, также делятся на грунтовые, состоящие из железобетонных, трубчатых металлических конструкций, и на скальные высотные знаки. Для установки грунтовых центров осуществляют выемку небольших котлованов. Сами конструкции состоят из пилонов или труб заполненных бетонов, марок сверху них, якорей, дополнительных марок, находящихся, как правило, с северной стороны от центров, опознавательных столбов с охранными пластинами. Технология закладки фундаментальных центров на скальных породах заключается в установлении и креплении на цементном растворе железобетонных плит, пилонов и столбов. В зависимости от глубины нахождения устойчивых пород правилами определяются и типы знаков (рис.3).
Рис.3. Типовые конструкции фундаментальных реперов в скальных породах.
Грунтовые реперы
Грунтовые высотные знаки классического типа показаны на рис.4. Они состоят из железобетонных пилонов с квадратным сечением размерами 160×160 (мм) и глубинами закладки нижнего основания 500-650 мм ниже глубины промерзания и верхнего величиной 500 мм от уровня поверхности земли. Предусматривается возможность замены пилона асбестоцементными трубами диаметром (160 мм) с заполнением их бетоном и предварительным устройством якорных перемычек в виде металлических стержней. Сверху центров закрепляются металлические марки.
Стенные реперы
Стенные реперы, также показанные на рис. 4, закладываются в вертикальные плоскости стен (откуда и название), фундаментов сооружений и твердых скальных пород. Для разных классов нивелирных сетей предусматривают разные типы центров. Для съемочных высотных сетей помимо типовых грунтовых и временных знаков возможно применение характерных конструктивных элементов капитальных строений.
Рис.4. Типовые грунтовые и стенные реперы.
В разбивочных сетях на строительных объектах для передач высотных координат на новые горизонты сооружений и монтажные элементы в качестве реперных точек могут применяться закладные детали (рис.5, а, б), монтажные петли (рис.5, в), горизонтальные риски на смонтированных конструкциях (рис.5, г), анкерные болты, арматурные стержни, дюбеля.
