Нивелирование поверхности по квадратам

Введение

Преобразование естественных форм рельефа с целью создания необходимых условий для эксплуатации возводимых зданий и сооружений называется вертикальной планировкой. Проект вертикальной планировки является частью генерального плана строительства.

Для вертикальной планировки строительной площадки используются топографические планы масштабов 1:500, 1:1000, 1:2000, составленные по результатам нивелирования стройплощадки по квадратам.

Такой способ нивелирования применяется на открытых участках местности со слабо выраженным рельефом, со сравнительно небольшими уклонами в пределах 0,0002…0,005 и высотой сечения рельефа 0,1…0,5 м. Размеры разбиваемых на местности квадратов (от 10×10 м до 100×100 м) зависят от характера рельефа местности, заданной высоты сечения, площади участка под застройку и требований к точности изображения рельефа.

Вершины квадратов закрепляются колышками высотой 10 см, которые забивают так, чтобы над поверхностью земли оставалось примерно 1,5 см, а затем определяют отметки в этих точках путём геометрического нивелирования. Вначале выбираются только основные (связующие) точки, которые войдут в опорный ход. Главным условием выбора опорных точек является их взаимная видимость, а также, чтобы из связующих точек образовался замкнутый полигон.

Нивелирование связующих точек производят способом из середины и одновременно берут отсчёты по рейкам по двум сторонам (для контроля) на все ближайшие точки.

Результаты полевых наблюдений заносят в журнал – схему нивелирования, представляющую собой сетку квадратов с записями отсчётов по рейкам и обозначением номера станций нивелира.

Выполняя расчётно-графическую работу по теме «Нивелирование поверхности по квадратам», студенты должны научиться строить топографический план участка местности в горизонталях и проектировать горизонтальную площадку по имеющимся результатам нивелирования участка местности.

Каждый студент выполняет индивидуальный вариант задания, который выдаётся преподавателям в виде журнала-схемы нивелирования с отметкой начального репера.

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

1.1. СОДЕРЖАНИЕ ЗАДАНИЯ

Выполнение расчётно-графической работы рассчитано на 2 часа лабораторных занятий. И включает обработку журнала-схемы геометрического нивелирования, составление схемы увязки превышений связующих опорных точек и построение топографического плана участка местности.

1.2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Для выполнения работы каждому студенту выдаётся полевой журнал-схема нивелирования участка местности площадью до 1 га и абрис.

В журнале-схеме нивелирования предоставлена сетка квадратов со сторонами 10, 20 или 40 м, в зависимости от варианта. У вершин квадратов выписаны отчёты по рейкам (по чёрной и красной сторонам). Задана высотная отметка одной из связующих точек (репер). Нивелирование всех точек производилось с трёх станций, причём каждые две смежные станции имеют общие связующие точки. У связующих точек, которые образуют опорный ход, подписаны по две пары отсчётов (с предыдущей и последующей станций). Остальные точки – промежуточные.

2. ОБРАБОТКА ЖУРНАЛА-СХЕМЫ НИВЕЛИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ПО КВАДРАТАМ

2.1. КОНТРОЛЬ РЕЗУЛЬТАТОВ НАБЛЮДЕНИЙ

В журнале-схеме нивелировании (рис. 1) записывают отсчёты по чёрной и красной сторонам рейки, поставленной на землю (колышек), поочередно у каждой вершины квадратов. На каждой станции после снятия отсчётов по рейке необходимо произвести контроль правильности взятия отсчётов. Контроль выполняют по разности нулей (РО). Разность отсчётов по красной и чёрной сторонам при нивелировании по абсолютной величине не должна отличаться от стандартного значения РО равного 4683 или 4783 мм более чем на 4 мм. Если это условие не выполняется, то отсчёты по рейке повторяют. Все отсчёты выписаны на схему сетки квадратов около соответствующей вершины. Например, для точки В1 разность между красным и чёрным отсчётом равен 6276 – 1593 = 4683.

2.2. УВЯЗКА ПРЕВЫШЕНИЙ МЕЖДУ СВЯЗУЮЩИМИ ТОЧКАМ

На схеме нивелирования выделяют опорный замкнутый ход, проходящий по связующим точкам, и в результате соответствующих вычислений после увязки превышений получают отметки связующих точек. В нашем примере опорный ход составлен из вершин А1 (на которую нивелирным ходом передана отметка НА1 = 112,74), Г1, Г4. Отсчёты по черной и красной сторонам рейки на связующих точках выписываем в ведомость вычислений превышений (табл. 1). Превышения между связующими точками определяются как разность отсчётов на задней и передней точках хода дважды, т.е. hч = ач – вч, hкр = ак – вк.

Расхождения в превышениях, вычисленных по чёрной и красной сторонам реек, не должны превышать ±3 мм. Из двух значений превышений вычисляют среднее и выписывают на схему. Теоретически сумма средних превышений замкнутого нивелирного хода равна нулю.

Невязка хода определяется как fhизм = ∑hср, где n – число станций хода.

Если фактическая невязка хода меньше допустимой, то её следует распределить на все превышения поровну со знаком, противоположным знаку невязки. Поправки и исправленные превышения выписывают на схему красным цветом.

2.3. ВЫЧИСЛЕНИЕ ОТМЕТОК СВЯЗУЮЩИХ ТОЧЕК

Отметки связующих точек определяют последовательно через превышения:

Нп+1 =Нп + hиспр , где Нп+1 – отметка последующей точки;

Нп – отметка предыдущей точки;

hиспр – исправленное с учётом поправки среднее превышение между связующими точками.

Контролем правильности вычислений является получение отметки исходной точки. Вычисленные отметки выписывают на схему нивелирования связующих точек зелёным цветом.

2.4. ВЫЧИСЛЕНИЕ ОТМЕТОК ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ТОЧЕК

Отметки промежуточных точек определяют через горизонт инструмента на основе опорного хода по формуле

Нi = ГИ – ачi ,

где ГИ – горизонт инструмента (высота визирной оси прибора над уровенной поверхностью);

ачi – отсчёт по чёрной стороне рейки, установленной на промежуточной точке.

Горизонт инструмента (ГИ) вычисляют на каждой станции опорного нивелирного хода:

I станция – ГИІ = НА1 + ач = 112,74 + 2,718 = 115,458 м;

II станция – ГИІІ = НГ1 + ач = 114,24 + 1,117 = 115,410 м;

III станция – ГИІІІ = НГ4 + ач = 114,946 + 0,694 = 115,65 м.

Определив горизонт инструмента для каждой станции, определяют отметки вершин квадратов, например:

НБ1 = 115,458 – 2,022 = 113,436 м;

НГ2 = 115,41 – 0,808 = 114,602 м;

НГ3 = 115,41 – 0,546 = 114,864 м;

НА2 = 115,65 – 2,216 = 113,434 м;

НБ3 = 115,65 – 1,838 = 113,812 м;

НВ4 = 115,65 – 1,1 = 114,55 м и т.д.

3. СОСТАВЛЕНИЕ ТОПОГРАФИЧЕСКОГО ПЛАНА УЧАСТКА МЕСТНОСТИ

Процесс составления плана по результатам нивелирования поверхности по квадратам аналогичен построению топографического плана по материалам тахеометрической съёмки.

Строят горизонтали с высотой сечения рельефа 0,25 м методом аналитической или графической интерполяции. Сетку квадратов и отметки вычерчивают чёрной тушью, а горизонтали коричневой – толщиной 0,1 мм, каждую пятую горизонталь (утолщённую) – 0,25 мм. Отметки утолщённых горизонталей подписывают в разрывах горизонталей коричневым цветом, причём верх цифры должен быть обращён в сторону повышения ската местности (рис. 3).

Метод построения горизонталей аналитической интерполяции заключается в следующем.

Выберем на плане две вершины квадрата (Б1и В1), принадлежащих одному скату и имеющих отметки 113,44 и 113,87. Нужно провести интерполяцию для построения горизонталей при высоте сечения равной 0,25 м. Это значит, что искомые горизонтали должны иметь отметки, выраженные числами через каждые 0,25 м, заключёнными между 113,44 и 113,87. Следовательно, между заданными точками Б1 и В1 нужно найти точки, через которые пройдут горизонтали, имеющие отметки 113,50 и 113,75 м (рис. 4). Для того чтобы достигнуть точки с отметкой 113,75, нужно от точки В1 пройти такое наклонное расстояние по прямой В1–Б1, проекция которого d1 соответствует изменению высоты на h1 = 113,87 – – 113,75 = 0,12 м.

Величину d1 вычисляем по формуле d1 = h1 / i , где i – уклон линии В1–Б1 определяется как отношение h к d. Расстояние d от точки В1 до точки Б1 равно 10 м (сторона квадрата).

Превышение h точки В1 над точкой Б1 вычисляют как разность отметок этих точек: h = 113,87 – 113,44 = 0,43 м. Тогда i = 0,43 / 10 = 0,043, а d1 = h1 / i = 0,12 / 0,043 = 2,8 м. Если на линии В1–Б1 от точки В1 в масштабе плана отложить отрезок d1= 2,8 м, то будет найдена проекция точки с отметкой 113,75 м.

Чтобы достигнуть следующей искомой точки, имеющей отметку 113,50 м, т.е. отличающуюся от предыдущей на высоту сечения рельефа, нужно от полученной точки пройти дальше по наклонной линии В1–Б1 такое расстояние, проекция которого d2 соответствует изменению отметки на 0,25 м: d2 = h2 / i = 0,25 / 0,043 = 5,8 м. Отложив от точки с отметкой 113,75 отрезок d2 = 5,8 м, выраженный в масштабе плана, находят проекцию точки с отметкой 113,50 м.

По аналогичной методике определяются точки, через которые пройдут горизонтали и для остальных сторон квадратов.

Графическая интерполяция основана на свойстве пучка параллельных линий делить пересекаемую прямую на части, пропорциональные промежуткам между этими линиями. Такой график называется палеткой. Изготавливается он на кальке в виде параллельных равноотстоящих линий, имеющих подписи соответственно принятой высоте сечения рельефа. График накладывается на план, затем его поворачивают так, чтобы концы интерполируемой линии расположились между линиями графика соответственно своим отметкам [2].

Места пересечения линий графика с прямой В1–Б1, видимой сквозь кальку, надо наколоть иглой. Таким образом, на прямой В1–Б1 будут получены проекции точек с отметками 113,75 и 113,50 м. Выполнив интерполяцию тем или иным способом, проводят горизонтали, для чего точки с одинаковой высотой, расположенные на сторонах квадратов, соединяют плавными кривыми. Если противоположные стороны того или иного квадрата имеют уклоны разного знака, о чём судят по отметкам вершин, то обязательно указывается диагональ интерполирования, которая определит вид горизонталей. В нашем примере диагональ не нужна, так как уклоны противоположных сторон квадратов имеют одинаковые знаки.

ЗАДАНИЕ ДЛЯ СТУДЕНТОВ!!!

Выполнить работы по прилагаемому образцу.

НЕОБХОДИМО:

1. Оформить практическую письменно. Обязательно титульный лист, отчет, который должен содержать краткое описание работы, прилагается: план абрис земельного участка с исходными данными, журнал нивелирования с исходными данными и участка местности с точками превышения и диагоналями.

2. Заполнить журнал нивелирования

3. Вычертить план земельного участка согласно данным журнала нивелирования с обязательным нанесением горизонталей.

ТИТУЛЬНЫЙ ЛИСТ (это 1 лист)

ОБРАЗЕЦ ОТЧЕТА (со 2 листа)

Нивелирование поверхности по квадратам

Для выполнения работы каждому был выдан полевой журнал-схема нивелирования участка местности площадью до 1 га. В журнале-схеме нивелирования предоставлена сетка квадратов со сторонами 10 м. У вершин квадратов выписаны отчёты по рейкам (по чёрной и красной сторонам). Задана высотная отметка одной из связующих точек (репер). Нивелирование всех точек производилось с четырех станций. У связующих точек, которые образуют опорный ход, подписаны по две пары отсчётов (с предыдущей и последующей станций). Остальные точки – промежуточные. В журнале-схеме нивелировании (рис. 1) записаны отсчёты по чёрной и красной сторонам рейки, поставленной на землю (колышек), поочередно у каждой вершины квадратов.

На схеме нивелирования выделяют опорный замкнутый ход, проходящий по связующим точкам, и в результате соответствующих вычислений после уравнивания превышений получают отметки связующих точек. В нашем примере опорный ход составлен из вершин Б1, Б4, Г2. Отсчёты по черной и красной сторонам рейки на связующих точках выписываем в ведомость вычислений превышений (рис. 2). Превышения между связующими точками определяются как разность отсчётов на задней и передней точках хода дважды, т.е. hч = aч – bч, hкр = aк – bк.

Расхождения в превышениях, вычисленных по чёрной и красной сторонам реек, не должны превышать ±5 мм.

Из двух значений превышений вычисляют среднее и выписывают в журнал.

Теоретически сумма средних превышений замкнутого нивелир-

ного хода равна нулю. Невязка хода определяется как fhизм = Σhср, где

n – число станций хода. Если фактическая невязка хода меньше допустимой, то её следует распределить на все превышения поровну со знаком, противоположным знаку невязки.

рис.1.План участка местности

рис.2 Ведомость вычислений

Отметки связующих точек определяют последовательно через превышения:

Нп+1 =Нп + hиспр ,

где Нп+1 – отметка последующей точки;

Нп – отметка предыдущей точки; hиспр – исправленное с учётом поправки среднее превышение между связующими точками.

Контролем правильности вычислений является получение отметки исходной точки.

Вычисленные отметки выписывают на схему нивелирования (рис.3) связующих точек черным цветом.

Рис.3 Схема нивелирования (план участка местности)

Отметки промежуточных точек определяют через горизонт прибора на основе опорного хода по формуле Нi = ГИ – ачi ,

где ГП – горизонт прибора (высота визирной оси прибора над уровенной поверхностью); ачi – отсчёт по чёрной стороне рейки, установленной на промежуточной точке.

Горизонт прибора (ГП) вычисляют на каждой станции (кроме первой, т.к. на ней нет промежуточных точек) опорного нивелирного хода:

I I станция – ГПІ = НБ1 + ач = 179.005 + 1,802 = 180,807 м;

II I станция – ГПІІ = НБ4 + ач = 179,836 + 1,527 = 181,363 м;

I V станция – ГПІІІ = НГ2 + ач = 180,099 + 0,281 = 180,380 м.

Определив горизонт прибора для каждой станции, определяют отметки вершин квадратов, например:

НА1 = 180,807 – 2,621 = 178,19 м;

НА2 = 180,807 – 2,112 = 178,70 м;

НА3 = 180,807 – 1,504 = 179,30 м;

НА4 = 180,807 – 2,215 = 179,59 м;

НБ3 = 181,363 – 1,226 = 179,45 м т.д. (рис.3)

После определения отметок вершин квадратов строят на листе формата А4 в масштабе 1:200 сетку квадратов и около вершин каждого квадрата выписывают отметки точек с округлением до 0,01 м. Запись отметок располагают с правой стороны и сверху от соответствующей вершины квадратов. Строят горизонтали с высотой сечения рельефа 0,5 м методом интерполирования. Сетку квадратов и отметки вычерчивают чёрной гелиевой ручкой, а горизонтали коричневой – толщиной 0,1 мм, каждую пятую горизонталь (утолщённую) – 0,25 мм. Отметки утолщённых горизонталей подписывают в разрывах горизонталей коричневым цветом, причём верх цифры должен быть обращён в сторону повышения ската местности (рис. 3).

Выполнив интерполяцию, проводят горизонтали, для чего точки с одинаковой высотой, расположенные на сторонах квадратов, соединяют плавными кривыми.

Вывод: закреплены теоретических знания и получены практические навыки при выполнении комплекса камеральных работ по обработке полевых наблюдений при нивелировании поверхности по квадратам.

Выполнена камеральная обработка журнала нивелирования. Высотная невязка хода составила 15 мм. Вычислены высоты вершин квадратов и составлен план участка местности.

Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 433; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!