Обработка полевого журнала нивелирования

3 Епифанов Г.И., Мома Ю.А. Твердотельная электроника. - М.: Высшая школа, 1986.

Исходные данные к расчетно-графической работе № 1

Построение плана съемочного обоснования строительной площадки по результатам прокладки теодолитных ходов

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

 

Воронежский государственный архитектурно-строительный университет

 

Кафедра кадастра недвижимости, землеустройства и геодезии

 

Дисциплина

ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДЕЗИЯ

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

 

к выполнению расчётно графической работы № 2

ПОСТРОЕНИЕ ТОПОГРАФИЧЕСКОГО ПЛАНА УЧАСТКА

МЕСТНОСТИ ПО ДАННЫМ НИВЕЛИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ

И СОСТАВЛЕНИЕ ПРОЕКТА ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛАНИРОВКИ

 

Воронеж 2012

Общие указания и содержание задания на выполнение работы

 

Цель работы: научиться выполнять обработку результатов нивелирования поверхности по квадратам, построение топографического плана участка местности и составление проекта вертикальной планировки участка под горизонтальную площадку.

Литература:

Гриднев С.П. Практикум по геодезии: / Под ред. Г.Г. Поклада. – М.: Академический Проект; Трикста, 2011. – с. 159-171.

Принадлежности: микрокалькулятор, циркуль-измеритель и масштабная линейка, линейная палетка, чертежные принадлежности.

Содержание задания:

Для составления проекта вертикальной планировки участка размещения строящегося промышленного сооружения выполнено техническое нивелирование поверхности по квадратам. Площадь участка 160x160 м, стороны квадрата - 40 м. В качестве исходного пункта принят репер Рп7, являющийся вершиной одного из квадратов. Нивелирование выполнялось нивелиром 2Н-10КЛ с использованием двухсторонних реек РН-3 способом из середины. Отсчёты на связующих точках снимались по двум сторонам реек (чёрной и красной), а на промежуточных – только по черной стороне.

Варианты индивидуальных заданий приведены в приложении 1.

Результаты нивелирования представлены в журнале-схеме (рисунок 1). Приведённые в журнале-схеме отсчёты по рейкам являются общими для всех вариантов, кроме тех данных, что указаны в индивидуальном задании.

В соответствии с вариантом индивидуального задания задаются следующие данные:

- дирекционный угол стороны 1-5 сетки квадратов a_исх;

- отметка исходного репера Рп7;

- отсчеты по черной и красной сторонам передней рейки (станция 2) и задней рейки (станция 3) на точке 5д;

- отсчеты по черным сторонам реек на промежуточных точках 1а, 5г и 4д.

Последовательность выполнения задания:

1.Обработка журнала нивелирования участка по квадратам.

2. Построение топографического плана участка местности в масштабе 1:1000 при высоте сечения рельефа h = 0,25 м.

3. Составление проекта вертикальной планировки участка под горизонтальную площадку.

Приступая к выполнению расчетно-графической работы, студент должен уяснить порядок работ при площадном нивелировании, обработке результатов измерений, построении топографического плана местности по отметкам точек и составлении проекта вертикальной планировки с картограммой земляных работ.

Результаты выполнения работы представляются в виде отчета, включающего краткую пояснительную записку, журнал-схему нивелирования по квадратам, таблицы с результатами расчётов и чертежи.

 

 

Рисунок 1 – Журнал-схема нивелирования по квадратам

 

Обработка полевого журнала нивелирования

 

Обработка результатов полевых измерений включает в себя определение превышений между связующими точками, постраничный контроль вычислений, увязку превышений опорного хода, вычисление отметок связующих и промежуточных точек.

Перед началом вычислений в журнал-схему выписывают недостающие данные в соответствии с номером варианта задания: отметку Рп7, отсчеты по рейкам на связующей 5д (станции 2 и 3) и промежуточных точках 1а, 5г, 4д.

Порядок обработки полевого журнала нивелирования рассмотрен на конкретном примере (рисунок 1).

1. Выписывают отсчеты по рейкам на связующих точках в ведомость увязки превышений опорного хода Рп7 - 3а - 5д - Рп7 (таблица 1). Вычисляют превышения между связующими точками по черным и красным сторонам реек и средние превышения. При этом расхождение значений превышений на станции, рассчитанных по черной и красной сторонам реек, не должно превышать 10 мм.

2. Выполняют постраничный контроль вычислений (таблица 1).

3. Вычисляют высотную невязку опорного хода по формуле

 

Сравнивают фактическую высотную невязку с допустимой, определяемой по формуле

(1)

где n - число станций в ходе.

 

В приведенном примере ;

 

4. Распределяют фактическую невязку поровну на превышения опорного хода с обратным знаком. Поправка в каждое превышение

 

Контроль: .

 

5. Вычисляют исправленные (увязанные) превышения

Контроль:

 

6. По исправленным превышениям вычисляют отметки связующих точек

 

.

 

Контролем правильности вычислений служит повторное получение известной отметки начальной точки хода (H_Рп7= 72,510 м).

Таблица 1 – Ведомость увязки превышений опорного хода

 

 

7. Вычисляют отметки промежуточных точек через горизонт инструмента (ГИ). На каждой станции ГИ вычисляют дважды и из двух его значений принимают среднее. Например, для станции 1

 

Вычисленные значения горизонтов прибора выписывают на журнал-схему для соответствующих станций (рисунок 1).

Отметка промежуточной точки

 

 

Аналогично вычисляют отметки других промежуточных точек.

 

8. Вычерчивают сетку квадратов в масштабе 1:1000 и на ней выписывают у соответствующих вершин квадратов их отметки с округлением до 0,01 м (рисунок 2).

 

 

Рисунок 2 – План нивелирования поверхности по квадратам

 

Построение топографического плана участка местности

 

Построение топографического плана участка заключается в изображении рельефа местности горизонталями с высотой сечения рельефа h = 0,25 м.

Для изображения рельефа выполняют интерполирование горизонталей по сторонам каждого квадрата и по одной из диагоналей, имеющей большую разность отметок между точками линии. Например, в северо-западном квадрате сетки (рисунок 2) превышения будут равны:

- по диагонали 5а -4б h₁ = 72,13 - 70,94 = + 1,19 м;

- по диагонали 4а -5б h₂ = 71,57 - 71,45 = + 0,12 м.

Поскольку 1,19 > 0,12, то следует интерполировать диагональ 5а - 4б.

Интерполирование горизонталей состоит в нахождении на линии местоположения точек с отметками, кратными высоте сечения рельефа п = 0,25 м. Интерполирование может выполняться аналитическим или графическим способами.

Аналитическое интерполирование состоит в определении расстояний между точками с известными отметками и соответствующими горизонталями. Так, между точками с отметками 70,94 и 72,13 м (диагональ 5а - 4б) пройдут горизонтали с отметками 71,00 м, 71,25 м, 71,50 м, 71,75 м, и 72,00 м; расстояние между точками 5а - 4б на плане d = 56,6 мм (рисунок 3).

Задача интерполирования сводится к нахождению планового положения точек 1, 2, 3, 4 и 5 на линии 5а - 4б, для чего необходимо вычислить расстояния d₁ d₂, d₃, d₄ и d₅. Поскольку эти расстояния пропорциональны соответствующим превышениям D h₁, Dh₁+h, Dh₁+2h, Dh₁+4h, то получим:

 

Контроль: d₅ + d₆= d

50,4 + 6,2 = 56,6 мм, т. е. условие выполнено.

Отложив на плане от точки 5а отрезки d₁, d₂, d₃, d₄ и d₅, получают точки, через которые должны проходить горизонтали с отметками 71,00 м, 71,25 м,..., 72,00 м.

Рисунок 3 – Аналитическое интерполирование горизонталей

 

а - с помощью миллиметровки; б - с помощью палетки

Рисунок 4 – Графическое интерполирование горизонталей:

 

Графическое интерполирование может выполняться с помощью миллиметровки либо палетки. Палетка представляет собой лист кальки с рядом параллельных линий, проведенных через равные промежутки (например, через 5 мм); линии оцифровывают согласно высоте сечения рельефа и отметкам точек плана, между которыми производится интерполирование.

Сущность графического интерполирования горизонталей для выше рассмотренного примера ясна из рисунка 4.

На интерполируемой линии отмечают точки с отметками, кратными высоте сечения рельефа, т. е. h = 0,25 м. Аналогично производят интерполирование всех других линий. Затем точки на плане с одинаковыми отметками соединяют плавными кривыми линиями и получают изображение рельефа горизонталями.

Горизонтали вычерчивают коричневой тушью (сиеной жженой). На закруглениях ставят бергштрихи. Горизонтали, кратные 1,0 м, проводят утолщенными и подписывают в разрыве их отметки основанием цифр в сторону падения ската.

 

Составление проекта вертикальной планировки участка

 

Вертикальной планировкой называется преобразование естественного рельефа на участке строительства в поверхность, удовлетворяющую техническим требованиям строящегося объекта.

Заданием предусмотрено составление проекта вертикальной планировки участка под горизонтальную площадку. Основой для составления проекта служит топографический план участка местности в масштабе 1:1000, полученный в результате нивелирования поверхности по квадратам (рисунок 2).

Проектирование выполняют в следующей последовательности.

1. Вычисляют проектную отметку горизонтальной площадки при условии соблюдения нулевого баланса земляных работ, т. е. равенства объемов по выемке и насыпке грунта, по формуле

(2)

где S H₁ – сумма фактических отметок, входящих в один квадрат;

S H_{2 ,} S H₄ – соответственно суммы отметок вершин, общих для двух и четырех квадратов;

n – число квадратов.

Для облегчения расчетов вычисление проектной отметки удобно выполнять по формуле

(3)

где Н₀ – округленное до метров значение минимальной отметки вершины квадрата; h₁ = Н₁ - Н₀, h₂ = Н₂ - Н₀; h₃ = Н₃ - Н₀.

Для рассматриваемого примера (при Н₀ = 70,00 м) результаты расчетов проектной отметки приведены в таблице 2.

2. По проектной отметке Н_пр и значениям фактических отметок вершин квадратов рассчитывают рабочие отметки

Рабочие отметки со знаком (–) означают высоту выемки (срезки) грунта, а со знаком (+) — насыпи грунта.

Результаты расчетов рабочих отметок вершин квадратов для рассматриваемого примера представлены в таблице 3.

3. Составляют план квадратов в масштабе 1:1000 и у вершин квадратов выписывают красной тушью их рабочие отметки (рисунок 5). Между вершинами квадратов с разнозначными рабочими отметками отыскивают положение точек нулевых работ. Для этого рассчитывают расстояния от вершин квадратов до точек нулевых работ по формулам:

(68)

где h₁^раб, h₂ ^раб –значения рабочих отметок точек по стороне квадрата;

d – сторона квадрата (d = 40 м).

 

Контроль: l₁ + l₂ = d.

Результаты расчетов приведены в таблице 4.

 

Таблица 2 – Расчёт проектной отметки горизонтальной площадки

 

№ п/п	h1, м	h2, м	h3, м
	2,51	2,96	3,76
	1,80	2,98	3,38
	0,94	2,72	2,86
	2,16	1,95	3,78
		1,85	3,45
		1,45	2,68
		1,57	3,06
		2,01	2,75
		2,09	2,13
		2,70
		3,05
		2,97
«	7,41	28,30	27,85

 

Таблица 3 – Расчетов рабочих отметок вершин квадратов

 

 

Таблица 4 – Расчет расстояний до точек нулевых работ

 

 

4. Строят на плане линию нулевых работ, используя данные таблицы 4. Для этого, отложив на стороне квадрата (например, на стороне 1б - 2б) от точки 1б расстояние l₁ = 5,7 м, получают точку нулевых работ; контроль правильности ее нанесения выполняют отложением отрезка l ₂ = 34,3 м от точки 2, в обратном направлении. Аналогичным образом отмечают положение точек нулевых работ по другим сторонам квадратов. Соединив эти точки прямыми линиями синей тушью, получают линию нулевых работ (рисунок 5), которая делит площадь на участки, требующие выемки (–) и насыпи (+) грунта.

5. Определяют объемы земляных работ раздельно по выемке и насыпи грунта способом среднего арифметического. При этом объем грунта по каждой фигуре (квадрату, трапеции, треугольнику) определяют как произведение средней рабочей отметки на площадь фигуры (таблица 5).

Значения объемов грунта по насыпи и выемке выписывают на картограмме земляных работ (рисунок 5). Для наглядности площадь выемки окрашивают желтым цветом, насыпи – красным цветом.

6. Сводят баланс земляных работ, т. е. определяют избыток или недостаток грунта при вертикальной планировке площадки. Разность объемов грунта по насыпи и выемке не должна превышать 2 % от общего объема земляных работ (таблица 5).

 

Таблица 5 – Расчет объемов земляных работ

 

Насыпь (+)	Выемка (-)	Контроль
№ фигур	, м	площадь Sh, м	Объем Vн, м3	№ фигур	, м	площадь SВ, м	Объем VВ, м3
	1,22				0,11			т. е. условие выполнено
	0,62				0,11
	0,34				0,24
	0,32				0,52
	0,71				0,42
	0,16				0,04
	0,01		0,1		0,37
	0,44				0,85
	0,02		0,4		0,65
	0,44				0,04
	0,01		0,1		0,25
	0,08				0,53
					0,37
S	11 608		S

 

Рисунок 5 – Проект вертикальной планировки участка

под горизонтальную площадку

Вопросы для самоконтроля

 

1. Для каких целей выполняют нивелирование поверхности по квадратам?

2. Из каких соображений выбирают размеры сторон квадратов сетки?

3. Объясните порядок работ при нивелировании поверхности по квадратам.

4. Как контролируется правильность отсчетов по рейкам при нивелировании по квадратам?

5. Чему равна допустимая высотная невязка в опорном ходе?

6. Что такое вертикальная планировка площадки?

7. Какой принцип положен в основу вертикальной планировки под горизонтальную площадку?

8. Как рассчитывают проектную отметку при вертикальной планировке под горизонтальную площадку?

9. Как проводится линия нулевых работ при составлении проекта вертикальной планировки площадки?

10. Как составляется картограмма земляных работ?