Понятие о геодезии, ее роль в строительстве. Исходные данные для привязки строящегося объекта на местности приводятся в проектной документации

Исходные данные для привязки строящегося объекта на местности приводятся в проектной документации. В состав документации входят генеральный план застройки участка и разбивочный план, на которых указывается привязка осей проектируемого здания или сооружения к знакам геодезической основы, закрепленным на местности или к постоянным предметам. Оси ориентируют - подписывают наименования продольных и поперечных осей. На разбивочном плане указывают расстояния между осями и другую цифровую информацию для проведения разбивочных работ. При возведении нескольких объектов для упрощения привязки их на местности пользуются строительной геодезической сеткой, которая представляет собой систему квадратов или прямоугольников. Геодезические пункты строительной сетки закрепляют на местности деревянными столбами, рельсовыми или другими знаками с накрененной точкой для центрирования теодолита и установки нивелирных реек. В качестве геодезических пунктов используют также реперы и марки, закрепленные на существующих зданиях. Все геодезические работы на стройке называют текущим геодезическим обслуживанием строительства.
Таким образом, геодезические работы на стройках - неотделимая составная часть строительного процесса.

Пояснительная записка:

«Инженерно-геодезические изыскания для строительства площадных сооружений»

 

1. Полевые работы

Состав полевых работ при создании планового и высотного съемочного обоснования следующий:

1. Рекогносцировка - это детальное изучение местности в полевых условиях. В результате рекогносцировки выбирается местоположение вершин теодолитного хода. Одна из вершин теодолитного хода принимается за начальную и закрепляется временным знаком. Наш теодолитный ход опирается на 84 и 83 точки. Смежные с ними вершины выбирают с таким расчетом, чтобы было удобно выполнять угловые и линейные измерения, а также производить съемочные работы. Между смежными вершинами должна быть хорошая взаимная видимость и благоприятные условия для линейных измерений. Длины сторон теодолитного хода не должна превышать 350 м и быть менее 20 м (на застроенной территории). Устанавливают теодолит над точкой съемочного обоснования - станцией, и приводят его в рабочее положение. Измеряют высоту прибора. Определяют место нуля вертикального круга и записывают его в журнал тахеометрической съемки. Ориентируют лимб по направлению на одну из точек съемочного обоснования. Тахеометрическая съёмка выполняется при одном положении круга, например, вертикальный круг лева (КЛ). На каждой станции осматривается участок съемки, выявляют характерные точки ситуации и рельефа. Составляется абрис. Результаты наблюдений записывают в тахеометрический журнал. Номер реечной точки в журнале и абрисе должны совпадать. По окончании работ на станции для контроля вновь визируют на начальное направление и записывают отсчет по горизонтальному кругу. Расхождение с начальным направлением не должно превышать учетверенной точности прибора. При больших расхождениях наблюдения на станции повторяют.

2. Как только взяты все отсчеты, сразу же вычисляют значение горизонтального угла, справа по ходу лежащего. Расхождения значений углов в полу приёмах не должны превышать двойной точности прибора (в нашем случае 1'). За окончательный результат принимают среднее арифметическое значение угла из двух полу приёмов. Одновременно вычисляют и углы наклона.

При этом обращают внимание на то, что расхождения между прямыми и обратными углами наклона были не более двойной точности теодолита и имели противоположные знаки.

Высотное обоснование обычно осуществляют двойным нивелированием в прямом и обратном направлениях. Допустимая невязка равна ±50√L, мм (где L - длина двойного нивелирного хода, км).

3. Измерение сторон теодолитного хода надо выполнять

последовательным уложением мерной ленты в створ линии. При длине линии более 100 метров в створе линии устанавливают дополнительные вешки.

Затем выполнялась тахеометрическая съемка: со станции b на точки 15-40, со станции 1 на точки 41-49, со станции, а на точки 50-53, и со станции 83 на точки 54-57. Результаты были занесены в журнал тахеометрической съемки.

 

2. Камеральные работы

Камеральная работа состоит в вычислительных и графических работах. Исходя из измеренных на местности углов, и горизонтальных проложений, производится математическая обработка полевых измерений. Она заключается в уравнивании угловых измерений и уравнивании линейных измерений.

Уравнивание угловых измерений для разомкнутого хода:

1.Вычисляется практическая сумма всех углов: ∑β_пр = 773°36'00"

2. Вычисляется теоретическая сумма по формуле:

∑β_теор = α_н + 180°*n - α_к = 773"37'42"

3. Угловая невязка: f_β= ∑β_пр - ∑β_теор = -1'42''

4. Допустимая невязка: f_βдоп = ± 1'√n = ± 2' 24", где n - число углов в ходе

5. Если |f_βпр| ≤ |f_βдоп|, то полученная невязка может быть распределена между измеренными углами поровну с обратным знаком:

δ = - f_βпр /n = 10"; ∑δ = - f_βпр

6. Вычисляются исправленные углы, и делается проверка:

β_испр = β_изм + δ; ∑β_испр = ∑β_теор

После уравнивания угловых измерений производят вычисление дирекционных углов всех сторон по формуле: α_i-1 = α_i + 180 - β_i

Уравнивание линейных измерений:

1.Вычисляются приращения координат для всех сторон хода, и сумма приращений: Δх = d * cosα, Δу = d * sinα; ∑Δх_пр = 155,88; ∑Δy_пр = 31,96

2. Вычисляется теоретическая сумма приращений координат:

∑Δх_теор = х_к - х_н = 156,03

∑Δy_теор = y_к - y_н = 32,02

3. Вычисляются невязки по осям и абсолютная невязка:

f_Δx = ∑Δх_пр - ∑Δх_теор = - 0,15

f_Δy = ∑Δy_пр - ∑Δy_теор = - 0,06

f_a6c = 0,16

4. Вычисляют относительную невязку:

f_отн= 1/(∑d/f_aбc) = 3,380 * 10^-4 < 1/2000

5. Поправки: δ_Δхj= (- f_Δх/∑d)* d_j; δ_Δxj = - f_Δx

δ_Δyj = (-f_Δy/∑d) * d_j; δ_Δyj = - f_Δy

6. Исправленные приращения: Δх_испрj = Δх_j + δ_Δxj;

Δy_испрj = Δy_j + δ_Δyj

7. Координаты: x_j+1= х_j + Δх_испрj;

y_j+1= y_j + Δy_испрj

 

 

Математическая обработка высотных ходов нивелирования:

1. Вычисляются место нуля, углы наклона по измеренным горизонтальным углам и превышения по формулам: МО = (KЛ + КП)/2; v = КЛ - МО;

h = d*tg ν + i - 1

2. Вычисляется сумма средних превышений по всему ходу:

∑h_cp = ∑h_ср1 + ∑h_ср2+...∑h_срn

3. Теоретическая сумма в замкнутом ходе равна 0

4. Невязка: f_h = ∑h_cp - ∑h_теоp = -0,06

5. Допустимая невязка: f_hдоп = (± 0,05 * Р)/√n = 0,01

6. Поправка: δ = - f_βnp /n = 0; ∑δ = - f_βnp

7. Вычисляются исправленные превышения: h_испр= h_cp + δ_h; ∑h_испр ⁼ ∑h_теор

8. Вычисляются отметки всех точек высотного хода: Н_i+1 = Н_i + h_испр

 

Обработка журнала тахеометрической съемки:

1. По измеренным вертикальным углам вычисляют углы наклона: ν = КЛ - МО

2. Вычисляют горизонтальные проложения: если |v| ≥ 2°, то d = L * cos² v, если

|ν| ≤ 2°, то d = L;

3. Вычисляют превышения каждой точки: h = d*tg ν + i-1

4. Вычисляют отметки точек как отметка станции + h_j

 

Построение горизонтального плана по результатам съемки:

1. На листе формата A3 строится сетка координат со стороной 10 см, при помощи обычной линейки. Точность построения 0,2 мм.

2. Производится оцифровка сетки координат в соответствии с масштабом съемки (1:1000) и координатами съемочного обоснования.

3. С помощью масштабной линейки и измерителя наносятся точки съемочного обоснования по их координатам. Контроль нанесения выполняют по горизонтальным проложениям.

4. Наносятся ситуации в соответствии с абрисом горизонтальной съемки при помощи тахеографа.

5. Производится оформление плана в условных знаках в соответствии с масштабом съемки.

6. Производится зарамочное оформление топографического плана:

• указание масштаба съемки (1:1000)

• график линейного масштаба

• график масштаба заложения

• указывается высота сечения рельефа(1 м)

• указание названия участка («Съемка правого берега р. Омь»)

• указание системы координат

• указание времени съемки и исполнителя

Пояснительная записка:

«Инженерно-геодезические изыскания для строительства линейных сооружений»

 

1. Подготовка исходных данных

Расчет основных элементов горизонтальных кругов кривых

Основными элементами круговой кривой являются:

1. Угол поворота Φ - угловая величина отклонения трассы от первоначального направления.

2. Радиус кривой R - определяющий кривизну сопряжения в плане.

3. Тангенс Т - расстояние от вершины угла поворота ВУ до точек начала кривой НК или конца кривой КК.

4. Длина кривой К - длина дуги между началом и концом кривой.

5. Домер Д - линейная разность между суммой двух тангенсов и длиной кривой.

6. Биссектриса Б — расстояние по биссектрисе внутреннего угла от вершины угла поворота до точек середины кривой СК.

T = R*tg (Φ/2)

К = ΦπR/ 180°

Д = 2Т-К

B = R*(1 /cos (Φ/2) – 1)

Φ₁ = 25°30'; R₁ = 800; Т₁ = 181,02; К₁ = 356,05; Д₁ = 5,99; Б₁ =20,22.

Φ₂ = 30°10'; R₂ = 500; Т₂ = 134,76; К₂ = 263,26; Д₂ = 6,26; Б₂ =17,84.

Расчет пикетажных значений главных точек кривых

Главными точками круговой кривой являются точки начала кривой НК, ее

середина СК и конец кривой КК.

ВУ - пикетажное значение вершины угла поворота.

КК = НК + К;

СК = НК + К 12;

КК = ВУ + Т-Д;

СК = ВУ-Д/2;

2. Составление плана трассы

Составляется на основе «Пикетажной книжки» и «Ведомости прямых и кривых».

Для того, чтобы вынести пикеты на кривые, делается предварительный расчет координат выносимых пикетов. Делается способом прямоугольных координат по формулам:

X = R*sinΦ

Y = R*(1 – cosΦ)

 

где R- радиус кривой, на которую выносится пикет; Φ - центральный угол, заключенный в дугу К (от начала или конца кривой до выносимого пикета).

Φ = 180° K/ (Rπ),

где К = ПК – НК,

если выносимый пикет находится между началом кривой и серединой кривой.

 

3. Нивелирование трассы

Нивелирование - определение разности двух высот или многих точек земной поверхности относительно условного уровня (уровня океана, реки), т. е. определение превышения.

 

Нивелирование трассы выполнено методом геометрического нивелирования. Геометрическим нивелированием называют процесс измерения разностей высот точек местности (превышений) и определения их высот с помощью горизонтального луча визирования геодезического прибора.

 

При нивелировании по двухсторонним рейкам на станции получают два превышения:

h_ч = 3_ч - П_ч;

h_к = 3_к - П_к,

где З_к, З_ч - отсчеты по красным и черным сторонам на заднюю рейку;

П_к, П_ч - отсчеты по красным и черным сторонам на переднюю рейку.

 

При нивелировании на каждой станции выполняется два контроля:

- Контроль снятия отсчетов производится по пяткам реек:

Пятка_з = З_к – 3_ч;

Пятка_п = П_к - П_ч;

|Пятка_з |- |Пятка_ч| ≤ 5 мм,

где Пятка_з - пятка задней рейки,

Пятка_п - пятка передней рейки.

- Контроль нивелирования производится по формуле:

|h_ч| - |h_к| ≤ 5мм

В нашем примере на 1-й станции |h_ч| - |h_к| = 2мм. Если условие выполняется, то на станции вычисляют среднее превышение:

h_cp1 = -1202

Среднее превышение округляется до целых мм.

Горизонт инструмента - высота визирного луча нивелира над уровенной поверхностью, вычисляется по формуле:

ГИ = Н₃ + 3_ч или ГИ = Н_п + П_ч,

 

где H_з - отметка задней точки;

З_ч - отсчет по черной стороне на заднюю точку;

Н_п - отметка передней точки;

П_ч - отсчет по черной стороне на переднюю точку.

 

Для станции 6, имеющей промежуточные точки,

ГИ_ст6 = Н_пк3 + З_пк3 = 95,938 м + 1,182 м = 97,120 м

Отметку i промежуточной точки Н _пром(i), вычисляют по формуле:

Н _пром(i) = ГИ — О _пром(i) ,

где О _пром(i) – отсчет на i-ю промежуточную точку, взятый по черной стороне рейки.

Обработка журнала нивелирования трассы.

Математическая обработка результатов нивелирования (обработка журнала нивелирования) выполняется в следующей последовательности:

1. Вычисляют сумму средних превышений по всему ходу нивелирования:

∑h_пp = h_cp1 + h_cp2 + h_cp3 +... + h_cpn = 6544,

гдеh_cp1, h_cp2, h_cp3, h_cpn – средние превышения 1,2,3, n - й станций.

2. Вычисляют теоретическую сумму превышений по ходу, равную разности отметок реперов, на которые опирается ход:

∑h_тeop = Н_кон – Н_нач = 6530,

где Н_кон, Н_нач – отметки реперов в конце и начале хода.

3. Вычисляют практическую невязку нивелирного хода:

fh_np = ∑h_пp - ∑h_meор = 14

4. Вычисляют невязку, допустимую для данного хода, по формуле:

fh_доп = 50мм√L = ± 50,

где L - длина нивелирного хода, выраженная в километрах.

5. Если |fh_пp| ≤ fh_доп, то полученную невязку можно распределить поровну между всеми средними превышениями. Для этого вычисляют поправки:

δh = -fh_пр /n= -1,

где n - число станций в ходе.

Поправки вычисляются с округлением до 1 мм.

При этом должно выполнятся условие: ∑δh = -fh_пр

6. Вычисляют исправленные превышения:

h_испр = h_cp + δh

Они должны удовлетворять условию:

∑h_испр = ∑h_теор

6530 = 6530

7. Вычисляют отметки связующих точек:

H_i+1 = Н_i + h_{ucпр(i+i+1)}

Контролем правильности вычисления отметок связующих точек служит точное получение в конце хода отметки конечного репера.

4. Построение проектной линии продольного профиля

 

Список литературы

1. Колосов Б.А. Расчетно-графические работы по геодезии – М., 1964

2. Синютина Т.П., Миколишина Л.Ю., Котова Т.В. Инженерные изыскания для строительства: методические указания для студентов. – Омск: Изд-во СибАДИ, 2009

3. Мовчан С.Ф. – Инженерная геодезия: методические указания и контрольные задания – «Высшая школа»,1980

4. Федотов Г.А. – Инженерная геодезия – М., «Высшая школа», 2004

5. СНиП 3.01.03-84. Геодезические работы в строительстве