Невилирование по квадратам

Сущность и задачи нивелирования поверхности по квадратам, этапы и функции данного процесса. Факторы, влияющие на размер квадрата. Обработка журнала нивелирования. Методика построения картограммы земляных работ и определения объемов выемки и насыпи.

1 Обработка материалов нивелирования по квадратам

Цель работы: усвоить методику обработки результатов нивелирования по квадратам.

1.1 Общие сведения

Задачей нивелирования поверхности по квадратам является составление крупномасштабного топографического плана местности. Размеры квадратов в зависимости от сложности рельефа могут быть от нескольких десятков до сотен метров. Если сторона квадрата менее 100 м с одной станции снимают серию вершин квадратов. Одновременно выполняют съемку ситуации.

1.2 Исходные данные

Исходные данные для расчетно-графической работы являются:

– полевой журнал нивелирования поверхности по квадратам,

– отметки реперов.

1.3 Методические указания по выполнению работы

Обработка журнала нивелирования поверхности по квадратам

Для облегчения вычислений обработку можно вести в табличной форме (таблица 1) по следующей схеме:

1) исходные данные записывают в графы 1–5;

2) вычисляют превышения (графы 6 и 7) по формуле:

h = З – П,


где З и П – отчеты по рейкам на заднюю и переднюю точку.

1. hч =1712–0828=884

hк =6396–5508=888 h ср = 886

2.hч =1646–1581=65

hк =6328–6261=67 h ср = 66

3.hч =0713–1225=512

hк =5397–5911=514 h ср =513

4.hч =0731–1161=430

hк =5415–5845=430 h ср = 430

3) если расхождение в превышениях определенных по черным и красным отчетам не превышает 5 мм, вычисляют среднее превышение (графы 8 и 9).

4) находят невязку в превышениях, пользуясь формулой для замкнутого хода

fh = ∑ h ср ,

где hср – сумма средних превышений.

Допустимая невязка для нивелирования поверхности

f h доп = ±10 мм√n,

где n– количество станций.

Если полученная невязка не превышает допустимую величину, то она распределяется на средние превышения с обратным знаком.

fh=886+66–513–430=9 мм

fh доп = ±10 мм√n = ±20 мм; fh<fh доп


Таблица 1 Нивелирование поверхности

№ станции № пикетов Отсчеты Превышения, мм Средние превышения, мм Горизонтальное проложение, м Отметки, м
задние передние промежуточные + - + -
1

1

А

1712

6396

0828

5508

1119

1055

0921

1002

1094

884

888

+2

886

888

94,052

94,054

94,056

92,340

92,935

92,999

93,133

93,052

92,96

93,228

2

А

В

1646

6328

1581

6261

1525

1854

1214

65

67

+2

66

68

94,874

94,875

94,877

93,228

93,35

93,021

93,661

93,296

3

В

С

0713

5397

1225

5911

1014

0687

0925

1413

512

514

+2

-513

511

94,009

94,01

94,01

93,296

92,996

93,323

93,085

92,597

92,785

4

С

1

0731

5415

1161

5845

1060

1869

1205

1480

1278

430

430

+3

430

427

93,516

93,508

93,501

92,785

92,448

91,693

92,303

92,028

92,23

92,340


5) вычисление отметок точек (графа 11):

отметки связующих точек вычисляют последовательно от известной отметки начального репера по формуле:

Н n n -1 + h ср испр ,

где Нn и Нn-1 – отметки связующих точек,

hср испр – исправленное превышение между этими точками.

Н1 =92340

Н2 =92340+888=93228

Н3 =93228+68=93296

Н4 =93296–511=92785

Проверка: Н1 =92785–427=92340

1. ГИ=92340+1712=94052

ГИ=93228+828=94,056 ГИср =94,054

2. ГИ=93228+1646=94,874

ГИ=93296+1581=94,877 ГИср =94,875

3. ГИ=93296+713=94,009

ГИ=92785+1225=94,01 ГИср =94,01

4. ГИ=92785+731=93516

ГИ=92340+1161=93501 ГИср =93,508

Для определения отметок промежуточных точек предварительно определяется горизонт прибора:

Н i = ГИ – а i ,

где аi– отсчет по рейке на рассматриваемую точку;

ГИ – горизонт инструмента на данной станции.

1. Н=94,054–1119=92,935

Н=94,054–1055=92,999

Н=94,054–0921=93,133

Н=94,054–1002=93,052

Н=94,054–1094=92,96

2. Н=94875–1525=93,35

Н=94875–1854=93021

Н=94875–1214=93661

3. Н=94,01–1014=92996

Н=94,01–687=93323

Н=94,01–925=93085

Н=94,01–1413=92597

4. Н=93,508–1060=92,448

Н=93,508–1869=91,639

Н=93,508–1205=92,303

Н=93,508–1480=92,028

Н=93,508–1278=92,23

Построение и оформление плана

На чертежной бумаге формата А4 в масштабе М 1:1000 строят сетку квадратов, около вершин которых выписывают из журнала отметки с округлением до 0,01 м. Положение горизонталей определяют интерполированием с помощью кальки или треугольника и линейки.

Горизонтали проводят через 0,25 м, кратные 1 м подписывают (верх цифр в сторону повышения ската). Ситуацию показывают соответствующими условными знаками.

Для большей наглядности следует построить графики уклонов или углов наклона. Для этого на вертикальной линии через равные промежутки проставляют значения уклонов (или вертикальных углов), а на горизонтальных линиях против значений этих уклонов (вертикальных углов) откладывают в масштабе плана заложения d между соседними горизонталями, соответствующими этим уклонам (вертикальным углом) и вычисленные по формулам:

i= h /d

где h – высота сечения рельефа;

i – уклон;

h=0,25

d =10, i=0,25/10=0,025 м

d =25, i=0,25/25=0,01

d =35, i=0,25/35=0,007

d =40, i=0,25/40=0,006

Полученные точки соединяют плавной кривой. Для определения уклона линии нужно взять измерителем с плана ее значения и приложив его к графику уклонов, определить, какому уклону оно соответствует. Образец оформления плана приведен на рисунке 1.

2. Проектирование горизонтальной площадки

Цель работы: усвоить методику построения картограммы земляных работ и определения объемов выемки и насыпи.

2.1 Общие сведения

Одной из основных частей генерального плана является проект вертикальной планировки застраиваемой территории. Проектирование горизонтальной или наклонной плоскости по заданному уклону производится при планировке орошаемых земель, при устройстве площадок фундаментов под оборудование, при составлении проектов планировки населенных пунктов.

2 Исходные данные

Исходными данными является планы местности, полученные в результате обработки материалов нивелирования по квадратам.

2.3 Методические указания по выполнению работы

Расчет объемов и построение картограммы земляных работ ведется в следующей последовательности:

·из условия нулевого баланса земляных работ находят проектную отметку горизонтальной площадки:

Н пр=∑Н i / n ,

где Hi– отметки вершин квадратов;

n– количество точек;

Н1 =(93,32+93,09+92,60+93,00)/4=93,00

Н2 =(93,09+92,79+92,33+92,60)/4=92,70

Н3 =(92,79+92,45+92,03+92,33)/4=92,4

Н4 =(92,45+91,64+92,30+92,03)/4=92,10

Н5 =(93,00+92,60+93,66+93.30)/4=93,14

Н6 =(92,60+92,33+93,05+93,66)/4=92,91

Н7 =(92,33+92,03+92,96+93,05)/4=92,60

Н8 =(92,03+92,30+92,94+92,96)/4=92,55

Н9 =(93,30+93,66+93,35+93,02)/4=93,33

Н10 =(93,66+93,05+93,23+93,35)/4=93,32

Н11 =(93,05+92,96+93,13+93,23)/4=93,09

Н12 =(92,96+92,94+93,00+93,13)/4=93

Нпр =92,85

·вычисляют рабочие отметки:

h раб = Н i – Н пр,

1. hраб=92,85–93,32=-0,47

hраб=92,85–93,09= -0,24

hраб=92,85–92,60=0,25

hраб=92,85–93=-0,15

2. hраб=92,85–93,09=-0,24

hраб=92,85–92,79=0,06

hраб=92,85–92,33=0,52

hраб=92,85–92,60=0,25

3. hраб=92,85–92,79=0,06

hраб=92,85–92,45=0,4

hраб=92,85–92,03=0,82

hраб=92,85–92,33=0,52

4. hраб=92,85–92,45=0,4

hраб=92,85–91,64=1,21

hраб=92,85–92,30=0,55

hраб=92,85–92,03=0,82

5. hраб=92,85–93,00=-0,15

hраб=92,85–92,60=0,25

hраб=92,85–93,66=-0,81

hраб=92,85–93,30=-0,45

6. hраб=92,85–92,60=0,25

hраб=92,85–92,33=0,52

hраб=92,85–93,05=-0,2

hраб=92,85–93,66=-0,81

7. hраб=92,85–92,33=0,52

hраб=92,85–92,03=0,82

hраб=92,85–92,96=-0,11

hраб=92,85–93,05=-0,2

8. hраб=92,85–92,03=0,82

hраб=92,85–92,30=0,55

hраб=92,85–92,94=-0,09

hраб=92,85–92,96=-0,11

9. hраб=92,85–93,30=-0,45

hраб=92,85–93,66=-0,81

hраб=92,85–93,35=-0,5

hраб=92,85–93,02=-0,17

10. hраб=92,85–93,66=-0,81

hраб=92,85–93,05=-0,2

hраб=92,85–93,23=-0,28

hраб=92,85–93,35=-0,5

11. hраб=92,85–93,05=-0,2

hраб=92,85–92,96=-0,11

hраб=92,85–93,13=-0,28

hраб=92,85–93,23=-0,38

12. hраб=92,85–92,96=-0,11

hраб=92,85–92,94=-0,09

hраб=92,85–93,00=-0,15

hраб=92,85–93,13=-0,28

·на тех сторонах квадратов, где рабочие отметки имеют противоположные знаки, определяют точки нулевых работ (рисунок 2).

Согласно рисунку 2 расстояние до точки нулевых работ будет:

x = h в D / ( h в + h н ),

y = h н D / ( h в + h н ),

x + y = D ,

где x и y – расстояния от точки нулевых работ до вершин квадратов;

D – сторона квадрата;

hв и hн – рабочие отметки (соответственно высота насыпи и глубина выемки).

1. x =0,15/(0,15+0,25)*40=15

у=0,25/(0,25+0,15)*40=25

2. x =0,24 /(0,25+0,24)*40=19,6

у=0,25 /(0,24+0,25)*40=20,4

3. x =0,25/(0,25+0,81)*40=9,4

у=0,81/(0,25+0,81)*40=30,5

4. x =0,52/(0,2+0,52)*40=28,8

у=0,2/(0,2+0,52)*40=11,11

5. x =0,82/(0,82+0,11)*40=35,27

у=0,11/(0,82+0,11)*40=4,73

6. x =0,55/(0,55+0,09)*40=34,38

у=0,09/(0,55+0,09)*40=5,62

7. x =0,24/(0,24+0,06)*40=32

у=0,06/(0,24+0,06)*40=8

8. x =0,24/(0,24+0,12)*40=26,67

у=0,12/(0,24+0,12)*40=13,33

9. x =0,39/(0,39+0,04)*40=36,28

у=0,04/(0,39+0,04)*40=3,72

10. x =0,02/(0,01+0.02)*40=26,67

у=0,01/(0,01+0.02)*40=13,33

11. x =0,27/(0,27+0,09)*40=30

у=0,09/(0,27+0,09)*40=10

Полученные точки соединяют в линию нулевых работ, отделяя зоны выемки (hраб<0) и насыпи (hраб>0). Зону выемки штрихуют. Полученные данные оформляют в виде картограммы земляных работ (рисунок 3);

1с использованием картограммы подсчитывают объемы земляных работ, представляя результаты расчета в табличной форме (таблица 2).

Таблица 2 Подсчет объемов земляных работ

№фигур

Площадь

фигур

ср. рабочая отметка Объем работ
«+» «–» Насыпи «+» Выемки «–»
1 1345 0,172 231,34
2 255 0,08 20,4
3 313,6 0,08 25,08
4 1286,4 0,166 213,54
5 1600 0,45 720
6 1600 0,745 1192
7 118,75 0,08 9,5
8 1481,25 0,282 417,7
9 767,8 0,192 147,8
10 832,2 0,2525 209,7
11 316,8 0,07 22,17
12 1283 0,335 429,8
13 207 -0,5 10,35
14 1393 0,342 476,4
15 1600 0,482 771,2
16 1600 0,472 755,2
17 1600 0,242 387,2
18 1600 0,157 251,2

Vc р =(∑+ +∑- )/2= (2345.06+2019.42)/2=2182.24

n=(∑+ - ∑- )/Vc р =(2345.06–2019.42)/2182.24=0,15

Для этого каждую полученную геометрическую фигуру (треугольник, трапеция, пятиугольник) нумеруют и определяют ее площадь.

Средняя рабочая отметка вычисляется по значениям рабочих отметок вершин:

h ср = Σ h i / n ,

где hi– рабочие отметки вершин фигур,

n – количество вершин фигуры.

1.h ср = (-0,47–0,24–0,15+0+0)/5=-0,172

2.h ср =(0+0+0,25)/3=0,08

3.h ср =(0+0+-0,24)/3=-0,08

4.h ср =(0+0+0,25+0,52+0,06)/5=0,166

5.h ср =(0,06+0,4+0,82+0,52)/4=0,45

6.h ср =(0,4+1,21+0,55+0,82)/4=0,745

7.h ср =(0+0+0,25)/3=0,08

8.h ср =(-0,15–0,45–0,81+0+0)/5=-0,282

9.h ср =(0,25+0,52+0+0)/4=0,1925

10.h ср =(-0,81–0,2+0+0)/4=-0,2525

11.h ср =(-0,2–0,11+0+0)/4=-0,07

12.h ср =(0+0+0,52+0,82)/4=0,335

13.h ср =(-0,11–0,09+0+0)/4=-0,05

14.h ср =(0,82+0,55+0+0)/4=0,342

15.h ср = – (0,45–0,81–0,5–0,17)/4= -0,482

16.h ср =(-0,81–0,2–0,38–0,5)/5= -0,472

17.h ср =(-0,2–0,11–0,28–0,38)/4=-0,472

18.h ср =(-0,11–0,09–0,15–0,28)/4=0,157

Объем земляных работ для каждой фигуры вычисляется по формуле:

V раб = S h ср ,

где S– площадь фигуры.

Вычисление площадей фигур S, м2

1. S=1600–255=1345

2. S=25*20,4/2=255

3. S=19.6*32/2=313.6

4. S=1600–313.6=1286.4

5. S=1600

6. S=1600

7. S=9.5*25/2=118.75

8. S=1600–118.75=1481.25

9. S=(28.89+9.5)/2*40=767.8

10. S=1600–767.8=832.2

11. S=(11.11+4.73)/2*40=316.8

12. S=1600–316.8=1283.2

13. S=(4.73+5,62)/2*40=207

14. S=1600–207=1393

15. S=1600

16. S=1600

17. S=1600

18. S=1600

Вычисление объема работ Vраб, м3

1. Vраб= 1345* – 0,172=-231,34

2. Vраб=255*0,08=20,4

3. Vраб=313,6* – 0,08=-25,08

4. Vраб=1286,4*0,166=213,54

5. Vраб= 1600*0,45=720

6. Vраб=1600*0,745=1192

7. Vраб= 118,75*0,08=9,5

8. Vраб=1481,25* – 0,282=-417,7

9. Vраб=767,8*0,192=147,8

10. Vраб= 832,2* – 0,252=-209,7

11. Vраб=316,8* – 0,07=-22,17

12. Vраб=1283,2*0,335=429,8

13. Vраб=207* – 0,05=-10,35

14. Vраб=1393*0,342=476,4

15. Vраб=1600* – 0,482=-771,2

16. Vраб=1600* – 0,472=-755,2

17. Vраб=1600* – 0,242=-387,2

18. Vраб=1600*0,157=251,2


Библиография

1 Баканова В.В. и др. Практикум по геодезии. М.: Недра, 1983, стр. 332–354.

2 Шестюков А.Д., Баканова А.И. Справочное пособие по геодезическим работам при возведении гидротехнических сооружений. М.: Недра, 1990, стр. 96–98.

3 Ганьшин В.Н., Хренов Л.С. Таблицы для разбивки круговых и переходных кривых. М.: Недра, 1985.

ОТКРЫТЬ САМ ДОКУМЕНТ В НОВОМ ОКНЕ