Нивелирование по квадратам. Составление картограммы земляных работ. Формулы вычисления земляных работ

При нивелировании незастроенного участка со спокойным рельефом применяется способ нивелирования по квадратам. Квадраты разбивают с помощью теодолита и мерной ленты. Стороны квадратов - от 10 до 50 м, в зависимости от детальности изображения рельефа. Внутри участка прокладывается замкнутый нивелирный ход.

При нивелировании поверхности съёмку рельефа выполняют

геометрическим нивелированием, т.е. отметки точек поверхности определяют горизонтальным визирным лучом. В условиях строительной площадки, как правило, применяют способ нивелирования по квадратам.

Последовательность работ при нивелировании по квадратам:

- рекогносцировка участка съёмки;

- разбивка сетки квадратов и съёмка ситуации;

- планово-высотная привязка сетки квадратов;

- съёмка рельефа;

- расчётно-графические работы.

Рекогносцировка участка съёмки. На этом этапе работ оценивают возможность разбить сетку квадратов и произвести геометрическое нивелирование, выбирают начальное направление одной из сторон сетки, станции нивелирования, связующие точки, а также оптимальный вариант привязки сетки квадратов к пунктам плановой и высотной геодезической сети.

Разбивка сетки квадратов и съёмка ситуации. В зависимости от масштаба съёмки и рельефа местности стороны квадратов принимают равными 10, 20, 40 метров и более.

Теодолит устанавливают в начальную точку А1 и ориентируют по начальному направлению А1-А5. В створе линии через 20 м закрепляют точки А2, А3 и т.д. В точках А1 и А5 при помощи теодолита откладывают прямые углы и закрепляют отрезки А1-Д1 и А5-Д5. Для контроля измеряют длину стороны Д1-Д5; её длина не должна отличаться от проектной (80 м) более чем на 1:2000. Затем теодолит последовательно устанавливают в точках А2, А3 и т.д. и аналогичным способом закрепляют внутренние вершины квадратов.

Планово-высотная привязка сетки квадратов. Для того, чтобы топографический план был построен в принятой системе координат и высот, съёмочное обоснование должно быть привязано к опорной геодезической сети. С этой целью сетка квадратов, являющаяся съёмочным обоснованием, соединяется привязочными ходами к пунктам плановой и высотной основы. Для получения отметок вершин квадратов в Балтийской системе высот сетку квадратов привязывают к двум исходным реперам Rp1 и Rp2. Съёмка рельефа. Места для станций нивелирования выбирают так, чтобы с каждой из них можно было выполнить нивелирование вершин нескольких квадратов. При этом каждые две смежные станции должны иметь общие связующие точки, которые необходимы для передачи отметок на последующие станции. На схеме выделяют опорный разомкнутый ход нивелирования, проходящий по связующим точкам (от Rp1 через А2, В4, Г3, Д5 до Rp2). На схеме нивелирования поверхности (прил. А) видно, что связующие точки нивелировались дважды со смежных станций. Пунктирные линии, соединяющие станции с соответствующими вершинами квадратов, схематично изображают визирные линии при нивелировании остальных вершин квадратов. При нивелировании рейку последовательно устанавливают в вершины квадратов и берут отсчёты по чёрной стороне рейки. Все отсчёты записывают на схеме нивелирования возле соответствующей вершины.

Отсчеты на связующие точки производятся по черной и красной сторонам рейки. Отсчеты на остальные вершины квадратов – только по черной стороне. Невязка в нивелирном ходе рассчитывается по следующей формуле:

Отметки связующих точек вычисляются через исправленные превышения. Отметки остальных вершин квадратов вычисляются через горизонт прибора. Если участок местности небольшой, нивелирование может быть выполнено с одной постановки нивелира.
Отметки точки в этом случае вычисляются через горизонт прибора.

По результатам нивелирования поверхности составляется топографический план с изображением рельефа горизонталями. Горизонтали наносятся на план путем интерполирования полученных отметок.

 

Картограмма земляных работ – это графический документ, являющийся составной частью генерального плана. Она представлена в виде чертежа, который отражает сетку квадратов с определенными отметками. Величина геометрических фигур зависит от сложности рельефа, его размеров и точности вычислений.

Изображение создается параллельно строительной сетке и помогает определять объем земляных работ. Эти знания нужны для сопоставления разных проектов изменения ландшафта и вычисления стоимости и объема трудозатрат.

 

Подготавливаемая строительная территория бывает горизонтальная или наклонная. Если она сложной формы, ее разбивают на несколько правильных геометрических тел, объемы которых суммируются. От того, какие фигуры используются, зависит выбор способа расчета.

Метод квадратных призм заключается в том, что земляная площадь разбивается на целые квадраты и квадраты, где линия нулевых работ формирует другие фигуры – многоугольники. В основе этого способа находятся формулы разных ученых: Ньютона-Котеса, Симпсона, Франка. Есть способ разделения квадратов на призмы и определение центра тяжести фигуры путем суммирования рабочих отметок.

Метод треугольных призм определяет объем земляных работ по площадям оснований треугольников и рабочим отметкам цельной фигуры. Для расчета объемов по призмам нужны знания формул.

Еще один — метод горизонтальных пластов, при котором земляное тело делится на пласты с горизонтальными сечениями.

Способ изораб такой же, как предыдущий, только вместо горизонтальных линий используются линии равных рабочих отметок через каждые 10 см.

Метод вертикальных профилей применяется при наличии небольшого уклона.

На чертеже указываются:

· нулевой баланс;

· котлованы и насыпи;

· объем земляных работ;

· направление перемещения почвы.

Каждый вид рабочих отметок определяется по специальной формуле.

 

Для вычисления объема грунта, попавшего в разработку, существуют основные формулы, в основе которых лежит подсчет объема образовавшейся геометрической фигуры. Котлованы, траншеи и насыпи в большинстве своем имеют сложную форму и в этом случае фигуры разбиваются на несколько более простых и правильных геометрических тел, подсчитывается и суммируется их объем.

Формулы для расчета земляных работ

Для прямоугольного котлована

Vк = H/6 x{Bк Lк + Bкв Lкв + (Bкв + Bк)x(Lк +Lкв)}, где Bк и Lк – является шириной и длиной дна, Bкв и Lкв – шириной и длиной верхнего среза, H - глубиной котлована.

Для многоугольного котлована

Vк = H/6 x (F1 + F 2+ 4Fср), где F1 и F2 – обозначается площадь дна и верхнего среза выемки, Fср – площадь серединного сечения ее высоты.

Для круглого котлована

Vк = H / 3(R2 + r2 + Rr), где R и r – являются радиусами верхнего и нижнего оснований выемки, H – высотой.

Для насыпи

Vн = L x [m1/3 x (H22 + H2 x H21) + b/2 x (H2 +H1) + 2 x Fсп – 6 x (m1 – m2) x (H1 + H2 – 6)], где b – обозначение ширины верхней площадки насыпи, Н1 и Н2 – значения крайних сечений, m1 и m2 – параметры крутизны откосов, Fсп – площадь поперечного сечения.

Для траншеи

Vт = (B1 + B2) / 2 x L x H, где B1 – является шириной верхнего среза рва, B2 – ширина дна, L – длина канавы, H – глубина.

В работе специалисты используют программу Автокад – оптимальный продукт для работы со схемами и чертежами, позволяющий создавать двух- и трехмерные модели изучаемых объектов, разрабатывать рабочую документацию.