Полевые работы при нивелировании поверхности

Нивелирование поверхности выполняют с целью составления топографического плана местности с относительно спокойным рельефом и слабой контурностью. Высоту сечения рельефа на таких планах принимают, как правило, 0,25 или 0.5 м. Такого рода планы составляют, в основном, для целей вертикальной планировки. Нивелирование выполняют по квадратам, прямоугольникам, характерным линиям рельефа и т.п. Отметки вершин фигур во всех способах определяют геометрическим нивелированием, а плановое их положение определяют в соответствии с геометрией фигур.

 

В состав работ по нивелированию входит:

- построение на местности опоры (съемочного обоснования) в виде сетки квадратов или других геометрических фигур;

- съемка ситуации (привязка контуров к опорной сетке);

- нивелирование вершин геометрических фигур (квадратов);

- обработка результатов измерений и построение топографического плана.

Каждая бригада производит нивелирование поверхности на площади 50х50 м. Для этого на местности разбивают сетку квадратов 5х5 со сторонами 10х10 м. Построение сетки квадратов выполняют при помощи теодолита и мерной ленты. Для этого выбирают начальную точку (ее можно совместить с вершиной теодолитного хода), устанавливают над ней теодолит и ориентируют его по направлению большей стороны прямоугольника. Строят прямой угол способом полного приема, на сторонах которого закрепляют вершины основного прямоугольника. При измерении сторон основного прямоугольника через каждые 10 м закрепляют вершины заполняющих квадратов. Аналогичные измерения и построения выполняют на остальных вершинах основного прямоугольника. Вершины заполняющих внутренних квадратов находят на пересечении створов, проходящих через соответствующие точки противоположных сторон внешнего прямоугольника.

Съемку ситуации выполняют попутно с разбивкой квадратов, как правило, способом прямоугольных координат, а также фиксируя пересечения границ контуров со сторонами квадратов. Данные съемки заносят в абрис или на полевую схему сетки квадратов.

Нивелирование вершин квадратов производят с нескольких станций в зависимости от сложности рельефа и контуров. Нивелирование выполняют в пределах каждого участка по одной стороне рейки. Для передачи отметок от одной станции на другую выбирают по две связующие вер-шины, которые нивелируют со смежных станций.

Результаты нивелирования записывают на полевую схему квадратов около соответствующей вершины. На схеме аккуратно показывают, с какой станции нивелировали вершины квадратов и связующие точки.

Полевым контролем правильности снятия отсчетов по рейкам на связующих точках является равенство сумм накрест лежащих отсчетов. Расхождение между ними не должно превышать 6 мм. Полученную невязку распределяют поровну в отсчеты с округлением до мм таким образом, чтобы после исправления суммы были равны.

Для получения абсолютных высот вершин квадратов производят высотную привязку к пункту опорной геодезической сети одной из вершин квадратов.

В опорный замкнутый полигон включают исходный репер и одну из каждой пары связующих точек. В рассматриваемом примере полигон включает в себя точки Рп-29-34-23-9-Рп.

Вычисляют измеренные превышения по каждой линии хода, при этом в вычислениях участвуют отсчеты, исправленные за невязки на связующих точках. Данные превышения записывают в ведомость вычисления отметок связующих точек.

Сумма превышений в замкнутом полигоне является невязкой. С целью оценки качества работ ее сравнивают с допустимой невязкой

доп ∫h=6√n мм.

где n - число превышений в ходе.

Если невязка меньше допустимой, то ее распределяют поровну с обратным знаком на измеренные превышения с округлением до мм и вычисляют исправленные превышения. Контролем правильности уравнивания хода служит равенство нулю суммы исправленных превышений.

От известной отметки вычисляют отметки связующих точек. Контролем правильности вычислений является получение отметки исходного репера.

Отметки остальных вершин квадратов вычисляют через горизонт инструмента (ГИ). Горизонт инструмента - это высота визирной оси нивелира над уровенной поверхностью. Он равен известной отметке связующей точки на этой станции плюс отсчет по рейке на связующей точке. Так как с одной станции снимают несколько связующих точек, то вычисляют ГИ для каждой связующей точки. Если расхождения между вычисленными ГИ на каждой станции не превышает 6 мм, то вычисляют средний горизонт инструмента и записывают его на полевой схеме.

Отметка остальных вершин квадратов с номером i будет равна горизонту инструмента данной станции минус отсчет по рейке на i-ой вершине квадрата

Нi = ГИст - аi.

Вычисленные отметки записывают на полевой схеме около соответствующей вершины квадрата. Проконтролировать вычисления можно, если найти разности высот смежных отметок и разности отсчетов по рейкам на этих же вершинах. Они должны быть одинаковыми.

 

2. Вертикальная планировка

Проектировали горизонтальную, односкатную и двускатную плоскости на отдельных чертежах. Проектирование выполняли под условием баланса земляных работ. Для этого находили центр тяжести площадки и вычисляли проектную отметку по формуле:

 

,

где n – число квадратов, а индекс у абсолютных высот показывает принадлежность данной вершины к числу квадратов.

Задавали проектные уклоны по продольной и поперечной стороне прямоугольника, которые условно принимают за координатные оси, и вычисляли проектные высоты вершин квадратов по формуле:

 

где и  - расстояния от центра тяжести до определяемой вершины квадрата по оси абсцисс и ординат.

Вычисляют рабочую отметку для каждой вершины квадрата:

Рабочие отметки показывают высоту срезки или насыпи грунта при осуществлении проекта. Числовые значения рабочих отметок выписывали на картограмму земляных масс.

Определяли положение линии нулевых работ, - линии пересечения проектной поверхности с топографической. Для этого находили по формуле:  положение точек нулевых работ для тех сторон квадратов, вершины которых имеют рабочие отметки с противоположными знаками.

Положение точек нулевых работ может быть определено графически. Для этого откладывали на перпендикулярах к стороне квадрата рабочие отметки в произвольном масштабе 1:200 и соединяли концы перпендикуляров. Пересечение этой линии со стороной квадрата будет являться точкой нулевых работ.

Длины отрезков l₁ и l₂ измеряли по чертежу с точностью масштаба построения. Соединив смежные точки нулевых работ, получали линию нулевых работ. Вычисляли объемы земляных работ в пределах каждой геометрической фигуры по формуле объема призмы:

V=F∑ r / n

 

где F - площадь основания фигуры;

r - рабочие отметки, являющиеся высотами призмы;

n – число граней призмы.

 

Для целых квадратов, не пересекаемых линией нулевых работ формула имела вид       

V=F(r1+r2+r3+r4)/4

Если линия нулевых работ рассекает квадрат по противоположным сторонам, то он расчленяется на две трапеции, то

 V=d(l₁+l₂)(r₂₊r₃)/8   

 

 

Если линия нулевых работ отсекает от квадрата треугольник, то

V=l1l2r2/6

 

Объемы тела с пятиугольным основанием вычисляли как сумму объемов треугольных призм с основанием F'₃, F₃", F₃'"

F=F3ʹ(r1+r4)/3+…..

 

Вычисленные объемы земляных работ записывали в отдельной ведомости. Вычисляли суммарный объем насыпи  и срезки грунта  в пределах проектируемой плоскости и находили величину дисбаланса:

 Таблица №13.  Ведомость объемов земляных работ

Пл-ть   Хар-ка	Горизонт.	Односкатная	Двускатная
∑	1385,07	1558,08	1852,98
∑	1304,64	1489,56	1836,71
∑	2689,71	3047,64	3689,69
△	80,43	68,52	16,27
△(%)	2,99	2,25	0,44

 

Допустимое значение дисбаланса, при проектировании плоскости под условием баланса земляных работ, составляет 3 % от общего объема.

Чертеж, на котором подписаны объемы земляных работ в пределах каждой геометрической фигуры, называется картограммой земляных работ. (Он служит основным документом для составления схемы перемещения грунта и сметы на выполнение этой работы.) Линии нулевых работ провели синей пунктирной линией. Насыпь показали желтым цветом, срезку – красным. Объемы на картограмме записывали для каждой фигуры с округлением до целых м³ в окружностях диаметром 10 мм, вычерченных красным цветом. Кроме того, проводили проектные горизонтали и подписывали проектные уклоны, а также проектные отметки (красный), отметки физической поверхности земли (черный) и рабочие отметки (красный). При этом всегда в числителе указывали проектную отметку, а в знаменателе существующую отметку земли.

 

 

· СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1) Учеб.-метод. пособие для студ. всех форм обучения по напр. «Строительство» и «Архитектура» / сост. Н.И. Невзоров, Т. А. Плехано-ва, Ю. Н. Гинчицкая. – Ижевск: Изд-во ИжГТУ имени М.Т. Калашни-кова, 2017. - 64 с.
2) Михелев Д.Ш. Инженерная геодезия: учебник для студ. высш. учеб. заведений / Е.Б. Клюшин, М.И. Киселев, Д.Ш. Михелев, В.Д. Фельдман – 11-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2012. – 496 с.
3) Поклад Г.Г. Геодезия: учеб. пособие для вузов / Г.Г. Поклад, С.П. Гриднев – М.: Академический Проект, 2013. – 544 с.
4) Куштин И. Ф. Инженерная геодезия. Учебник / И.Ф. Куштин, В.И. Куштин - Ростов-на-Дону: Издательство ФЕНИКС, 2002. – 416 с..
5) Данилевич Б.Б. Практикум по инженерной геодезии: Учебное пособие для вузов / Б.Б. Данилевич, В.Ф. Лукьянов, Б.С. Хейфиц и др. Под ред. В.Е. Новака - 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Недра, 1987. – 334 с

 

Приложения

Приложение №1

 

Приложение№2

 

Приложение№3

 

Приложение№4

 

 

 

Приложение№5

 

 

Приложение №6