Тема 6. Инженерно-геодезические работы

6.4 Проектирование и содержание вертикальной планировки.

Вертикальная планировка – это комплекс работ, выполняемых с целью преобразования существующего рельефа для обеспечения нормальных условий эксплуатации осваиваемой территории.

Проект вертикальной планировки обычно выполняют на топографическом плане масштабом 1:2000 с высотой сечения рельефа 0,25 м, который получают в результате нивелирования поверхности по квадратам со сторонами 20 м.

Проект производства топографо-геодезических работ на орошаемых землях составляют по топографическим планам масштабом 1:5000 с горизонталями, проведенными через 0,5 м. На планах помечают направления поливов, составляют предварительную схему оросительной и сбросовой сети, определяют положение базисов.

При разработке проектов вертикальной планировки соблюдают следующие условия:

- проектные уклоны не должны превышать предельно допустимые значения (і_mak, i_min);

- общий объем земляных работ в пределах планируемой площади должен быть по возможности минимальным;

- объем выемки должен примерно равняться объему насыпи.

Перед началом топографо-геодезических работ производят рекогносцировку участка, в ходе которой находят необходимые для вынесения на местности и привязки магистралей пункты ГГС, намечают способ перенесения в натуру базиса и порядок съемки объектов ситуации.

После очистки участка от растительности на местности разбивают базисы, устанавливают знаки закрепления и репера, разбивают большие квадраты со сторонами 100м, затем заполняющие квадраты со сторонами 20 м и выполняют съемку контуров. Прокладывают нивелирные ходы и нивелируют вершины квадратов. По полученным материалам составляют топографический план.

На орошаемых землях в зависимости от конкретных условий (состава культур, техники полива) на участках со сходным рельефом и одинаковым почвенно-геологическим строением возможны различные решения вертикальной планировки. Например, на землях, где выращивают рис, планируют горизонтальные участки (чеки). На участках, орошаемых поливом по бороздам и полосам, проектируют наклонную топографическую поверхность или наклонные плоскости. В свою очередь рельеф, а вернее уклоны влияют на выбор проектного решения планировки.

6.5. Методы проектирования вертикальной планировки наклонной плоскости.

При проектировании поверхности участка наибольшее распространение получили два метода:

- под топографическую поверхность;

- под наклонные плоскости.

1) Проектирование под топографическую поверхность с максимальным приближением к естественному рельефу применяют для уменьшения земляных работ и ведут методом проектных горизонталей.

Он позволяет отразить будущий рельеф в виде проектных горизонталей с углом горизонталей плана топографической съемки. При этом необходимо, чтобы объем стрелок грунта был примерно равен объему срезок, то есть чтобы площади фигур, образованные горизонталями проектными и фактическими ниже по склону (участок срезок грунта), равнялись площадям фигур, расположенных между проектами и фактическими горизонталями выше по склону (участок подсыпок грунта).

Пересечение проекта планировки такого участка в натуру осуществляют по вертикалям квадратов, вычисляя проектные отметки.

2) Проектирование под наклонную площадку применяют в основном на орошаемых участках.

Методика проектирования наклонной площадки с балансом земляных работ следующая:

- определяют уклоны δ_у и і_х по осям как разности отметок вершин квадратов по параллельным направлениям;

- вычисляют координаты центра тяжести участка;

- определяют проектную отметку центра тяжести участка;

- по найденным координатам центра тяжести участка и проектной центра тяжести находят отметку ближайшей к центру тяжести участка вершины квадрата;

- вычисляют проектные отметки остальных вершин квадратов;

- вычисляют рабочие отметки (разность проектной и фактической) и вписывают на план.

6.6. Способы вычисления объемов земляных работ.

После определения проектных и рабочих отметок приступают к вычислению объектов земляных работ. На основе вычислительных объектов разрабатывается схема перемещения грунта, определяется слитная стоимость земляных работ, решается вопрос о типах и количестве землеройных машин.

При подсчете объектов земляных работ в мелиоративном строительстве применяют следующие способы:

- по квадратам;

- способ поперечных профилей;

- способ горизонтальных профилей.

Способ вычисления объектов земляных работ по квадратам.

Применяется в тех случаях, когда в результате проектирования вертикальной планировки на плане имеются вершины квадратов с рабочими отметками.

L - полные квадраты, имеющие один знак;

ll - переходные квадраты, имеющие отметки вершин разного знака;

lll - неполные квадраты, честь вершин имеет нулевые рабочие отметки, то есть Н_пр = Н_ф.

Для определения площадей оснований элементарных фигур, образующихся в переходных квадратах ll находят положение лини нулевых работ для чего вычисляют расстояние от вершин до точек нулевых на тех сторонах квадратов, на которых насыпь переходит в выемку.

х =,

где - рабочие отметки вершин квадрата имеющего разные знаки;

- длина стороны квадрата.

Соединяют полученные точки нулевых работ постоянной линией и получают положение линии нулевых работ.

Для получения объекта полного квадрата используют:

V_l = a²*h_cp, h_cp=;

Для получения объема переходных и нескольких квадратов участки насыпи или выемки разбивают таким образом, чтобы, в основании призмы получались треугольники с известными высотами и основаниями.

;

Вычисление объемов земляных работ способом поперечных профилей.

Применяется при сооружении каналов, дамб. Плотин, имеющих большую протяженность.

Чаще всего при этом способе на поперечные наносят проектную линию, а площади сечений определяют квадратной палеткой.

Вычисляют объем работ:

V = l*;

Способ горизонтальных профилей

Применяют при проектировании наклонных поверхностей на план с горизонталями.

Фигуры полученные между горизонталями можно представить следы сечения насыпи или выемки горизонтальными плоскостями.

С достаточной точностью:

V_общ = h,

где h - высота сечения рельефа.

6.7. Подготовка исходных данных для перенесения проекта в натуру.

Проект мелиоративной системы и сооружений может быть составлен как по результатам полевых изысканий так и на плане. Точность определения положение проектных точек на местности зависит от точности геодезических измерений и топографической основы. В зависимости от особенностей проекта, расположения исходных пунктов и наличия геодезических приборов, топографических условий намечаются последовательно и способы перенесения проекта в натуру. С учетом этого выбирают порядок и способы подготовки условных данных. Различают два способа подготовки исходных данных:

- аналитический;

- графический.

При аналитической подготовке выполняют следующее:

- по проектному плану с помощью измерителя и масштабной линейки находят координаты проектной точки а;

- по координатам проектной точки а и координатам пункта В геодезической сети, решают обратную геодезическую задачу и определяют дирекционный угол В_а и длину В_а;

- по известному значению дирекционного угла В_а и вычисленному L_ва определяют:

β = L_ва - L_ва,

Для контроля вычислений значения угла и линии сравнивают с соответствующими величинам, измеренными на проектном плане.

При графическом способе подготовке выполняют следующее:

- контрольными измерениями на проектном плане определяют положение пунктов геодезического обоснования;

- пункты обоснования соединяют тонкими линиями с проектными точками;

- на проектном плане дважды измеряют углы и берут среднее.

6.8. Способы перенесения проектной точки в натуру.

Перенесение проектных точек в натуру производится на основании данных (d,L,H), полученных в результате геодезической подготовки от пунктов съемочной геодезической сети, а при отсутствии точек геодезической сети – от четких контурных точек ситуации. Основанием для выноса проектных элементов служит проект выноса в натуру (разбивочный чертеж), на котором имеется координатная сетка, показаны пункты геодезической сетки, контуры ситуации, все элементы проектируемой системы, пикетах по осям трасс линейных сооружений.

Плановое положение проектных точек определяют одним из следующих способов:

- полярных координат;

- прямоугольных координат;

- угловой засечки;

- линейной засечки;

- промеров по створу;

- проектного теодолитного хода.

Способ полярных координат

С пункта А геодезической основы проектная точка С определяется в натуре путем построения теодолитом проектного угла β и мерным прибором проектного расстояния d.

Способ прямоугольных координат

От пункта А (или В) откладывается проектное расстояние d₁. В полученной точке О строят перпендикулярно (теодолитом,) и откладывают проектное расстояние d₂.

Способ угловой засечки

Положение проектной точки С определяется построением в пункте А и В проектных углов β₁ и β₂

Точка С – результат пересечения направлений АС и ВС.

Способ линейной засечки

Положение точки С определяется пересечением проектных отрезков d₁ и d₂ отложенных от А и В.

Способ промеров по створу

Точку С получают пересечением двух створов получаемых одновременно двумя теодолитами, установленными в пунктах А и В.

Способ проектного теодолитного хода

Способ заключается в построении в натуре от начальной исходной линии АВ известного угла β и отложении d, для определения c и т. д. и заканчивают привязкой хода к конечной исходной линии ЕД.

Процесс перенесения проекта в натуру выше перечисленными способами называют разбивочными работами, которые состоят из совокупности геодезических операций, которые в свою очередь являются элементами геодезических разбивочных работ.

К ним относят построения в натуре заданных проектом углов, длин линий, линий и плоскости с заданным уклоном.

Лекция 21.

Тема 6. Инженерно-геодезические работы.

6.9. Трассировочные работы. Сущность трассировочных работ.

Трассировочные работы заключаются в определении на местности оптимального положения оси трассы сооружения, имеющего большую протяженность (канала, коллектора, водовода). Выбор оптимального положения происходит в результате сравнения конкурирующих вариантов, проработка которых ведется с использованием имеющихся топографических материалов (карт, планов, аэроснимков).

Так строительство осушительных и оросительных каналов включают следующие процессы:

- разбивка оси;

- подготовка трассы;

- подготовка технических данных;

- разработка выемки;

- разравнивание кавальеров (насыпей, возвышенности);

- укрепление дна и откосов.

Поэтому при трассировании канала определяют положение его начала, точек углов поворотов и конца канала, намечают площади для гидротехнических и других сооружений.

Хотя трассирование различных сооружений выполняется с учетом характерных особенностей, однако во всех случаях предусматривается камеральное и полевое трассирование.

Камеральное трассирование (на этапе предварительных изысканий0 выполняет по имеющимся планово-картографическим материалам.

Камеральное трассирование выполняют либо способом попыток, либо построением линии заданного уклона.

Способ попыток

Состоит в том, что по выбранному на топографическом плане направлению намечают кратчайшую трассу и составляют по ней профиль местности с нанесением проектной линии. Затем трассу или ее часть сдвигают вправо или влево до тех пор, пока проектные отметки точек трассы берут близкими высотам точек земной поверхности.

Построение линии заданного уклона

Состоит в вычислении величины заложения d по заданному проектом углу наклона V или уклону i при известной высоте сечения рельефа

d = h*ctg

или

d =

Например: i = 0,02, h = 1,0 м.

Раствором циркуля = 50 м в масштабе от начальной точки А линейкой засеченной отмечают по соседней горизонтали точки 1, затем точку 2 и т.д. Соединяют точки наколов и получают линию АВ, имеющую один и тот же угол.

Выбор окончательного варианта производится после полевого обследования намеченных вариантов. Окончательными являются полевые изыскания, в процессе которых определяют на местности положение углов поворота, измеряют углы, разбивают пикетаж, нивелируют пикеты и точки, поперечники, закрепляют трассу. Перед полевым трассированием по имеющимся материалам (камерального трассирования) составляют схему расположения трассы с указанием пикетажа, направления прямых участков и поворотов, подготавливают исходные данные для перенесения на местность вершин углов поворота, схему пунктов геодезической сети.

Полевое трассирование каналов выполняется по заданному направлению или уклону.

6.10. Перенесение проекта трассы в натуру.

Перенесение трассы в натуру по заданному направлению заключается в определении на местности ее начала, вершин углов поворота и конца в соответствии с проектом и исходными данными, подготовленными аналитическим или графическим способами.

При аналитической подготовке осуществляют привязку оси трассы к пунктам геодезического обоснования. При этом выполняют следующее:

- по проектному плану с помощью измерителя и масштабной линейки находят координаты проектной точки а;

- по координатам проектной точки а и координатам пункта В геодезической сети, решают обратную геодезическую задачу и определяют дирекционный угол В_а и длину В_а;

- по известному значению дирекционного угла В_а и вычисленному В_а определяют:

Для контроля вычислений значения угла и линии сравнивают с соответствующими величинам, измеренными на проектном плане.

После этого разбивается пикетаж по трассе через 50 или 100 м стальной лентой, 50-метровой рулеткой или тросиком с относительной погрешностью не более 1:1000. При этом за начало отсчета пикетов ПК0 на оросительных каналах принимается место водозабора, на осушительных – водоприемник. Положение каждого пикета закрепляют колышком со сторожком, а плюсовых точек – сторожком. Также отмечается устья и истоки каналов следующих низших порядков, места устройства переездов.

Положение оси трассы на местности закрепляют знаками с указанием на них пикетажного обозначения. Вершины углов поворота трассы закрепляют двумя знаками, устанавливаемые на продолжениях тангенсов или биссектрисе, а также створами.

На знаках указывается номер угла поворота, пикетажное обозначение вершины угла и расстояние от знака до угла. Знаки устанавливают за пределами полосы разработки грунта на расстоянии 0,5-1 м от будущей бровки канала.

При трассировании осей каналов осушительной системы реперы располагают на створах сооружений независимо от расстояния до ближайшего репера на трассе канала. Для закрепления реперов выбирают, такие места, где обеспечивается их сохранность на длительный период.

6.11. Разбивка горизонтальных кривых в главных точках.

При разбивке пикетажа по трассе на углах поворота учитывается длина кривой К и радиус R. По углу поворота трассы и радиусу кривой вычисляют значения элементов кривой по формулам:

Тангенс T = R*tg; биссектриса Б = R(Sec)

Длина кривой K =; домер D = 2T-K

либо, эти значения выбирают из таблиц для разбивки круговых кривых. Полученные значения записывают в пикетажном журнале около соответствующего угла.

Положение на местности главных точек кривой определяют следующим образом:

- для нахождения НК откладывают при помощи мерного прибора длину тангенса Т от вершины угла поворота назад по трассе;

- откладывают значение Т вперед по трассе и получают КК (конец кривой);

- для определения СК (средней кривой) строят биссектрису внутреннего угла закругления и по этому направлению откладывают отрезок, равный биссектрисе Б.

Если значение Т большое, то положение НК и КК находят не от вершины угла поворота, а от ближайших пикетов согласно пикетажным обозначениям НК и КК.

Так как длину трассы измеряют по прямым алиментам, а вписанная в угол кривая короче ломанной, то разность пути между ломанной и кривой, называемая домером должна учитываться. Учет Д состоит в том, что после измерения угла поворота и определения элементов кривой мерную ленту перемещают вперед по ходу от ГК на величину Д и тем самым счет пути приводят в соответствии с укоротившейся длиной трассы вследствие вставки кривой. Если пренебречь величиной Д, то пикет на Т (тангенсе) за угол поворота будет отставать от пикета на кривой.

В местах изменения рельефа разбивают поперечники длиной по 20 м в обе стороны от оси трассы.

6.12. Вынос пикетов с тангенсов на кривую.

При трассировании сооружения пикеты разбивают одновременно с измерением линий теодолитного хода, прокладываемого по трассе для ее планового обоснования, поэтому их положение намечают на прямых линиях.

Однако для плавного закругления трассы в углы поворота вписывают кривые, поэтому необходимо, чтобы и пикеты находились на кривых, для чего их выносят с прямолинейных отрезков – тангенсов на кривые.

Задачу по выносу пикетов на кривые решают способом прямоугольных координат.

Пусть на тангенсе Т (НК – ВУ) имеется пикет ПК 1 на расстоянии d от НК.

На кривой ПК 1 должен также находится на расстоянии от d НК.

Обозначим Т НК – ВУ за ось абсцисс, а R за ось ординат. То есть получим значения прямоугольных координат х и у, определяющих положение ПК 1 на кривой.

Центральный угол γ, опирающийся на дугу d равен:

γ =

Из прямоугольного треугольника АВО:

x = R*sinγ, y = R*(1-cosγ), y = 2R*sin²

6.13. Ведение пикетажного журнала и производство нивелирования трассы.

Одновременно с разбивкой пикетажа и поперечников ведут пикетажный журнал, представляющий собой сброшюрованную книжку. Посредине каждой страницы проводят прямую линию изображающую ось трассы. По оси отмечают пикеты, плюсовые точки, поперечники, направление поворота трассы показывают стрелкой с обозначением НК и КК (НК+74,5; КК+48,39) от ближайшего предыдущего пункта, зарисовывают элементы ситуации, выписывают значения главных точек кривых около соответствующего угла поворота.

После выноса в натуру проекта трассы, разбивки пикетов, плюсовых точек. Поперечников, главных точек кривой и выноса пикетов на кривые производят нивелирование трассы, в процессе которого определяют высоты точек (пикетов, плюсовых, промежуточных).

Для этого по трассе прокладывают нивелирный ход. В прямом ходе определяют высоты всех точек, в обратном только пикетов. Нивелирный ход привязывают к одному или двум реперам съемочного обоснования, отметки которых получены геометрическим нивелированием.

При нивелировании особое внимание обращают на выбор связующих точек, то есть точек через которые в ходе передаются превышения.

Нивелирование производят по программе технического нивелирования методом «из середины» с контролем на станции.

На связующие точки берут отсчеты с двух смежных станций по черным и красным сторонам реек. На промежуточные точки берут отсчеты с одной станции только по черной стороне рейки.

При нивелировании на крутом склоне может случится, что визирный луч «бьет» в землю или идет выше рейки. В таких случаях вместо одной делают две или несколько станций с дополнительными связующими точками, называемыми иксовыми (х₁,х₂……). Расстояния до иксовых точек не измеряют.

Для получения профиля местности в направлении перпендикулярном к направлению трассы, производят нивелирование поперечников как промежуточных точек.

Правильность отсчетов контролируют по разностям нулей, при этом D₀ не должно превышать 5 мм.

Высоты пикетов (связующих точек) вычисляют с использованием средних значений превышений:

Н_к = Н_к-1 + h,

а высоты промежуточных точек через горизонт прибора:

Н_к = ГП - в_к

где, ГП = Н_к + а_к.

Обработку результатов измерений ведут в соответствии с методикой практического занятия № 5.

6.14. Исполнительная съемка.

Исполнительная съемка – геодезическая съемка возводимого сооружения, выполняемая в процессе его строительства, начиная сразу после завершения земляных работ и завершая после засыпки траншей и благоустройства (планировки) территории.

Целью этого вида работ является получение исполнительных чертежей сооружений водоснабжения, канализации и тепло-, газоснабжения.

Геодезической основой для исполнительной съемки является геодезическая опорная сеть, созданная для разбивки сооружения, строительная сетка. Главные оси сооружения, закрепленные на местности и др.

Плановое положение подземных коммуникаций и сооружений в том числе, оросительных и осушительных систем определяют:

а) на застроенной территории методами:

- линейной засечки;

- перпендикуляров;

- створных засечек.

б) на незастроенной территории:

- полярным методом;

- методом угловой засечки.

Высотное положение сооружений определяют геометрическим нивелированием от строительных реперов, реперов ГГС. Расстояние от нивелира до реек не должны превышать 150 м.

Исполнительной съемке подлежат следующие объекты:

- канализация и дренаж;

- водопроводные сети;

- тепловые и газовые сети.

По результатам проведенных измерений составляют следующие документы:

- план трассы, нанесенный на оригинал топографического плана;

- исполнительный профиль, на котором показывают все колодцы, пикеты, уклоны, высоты лотков, высоты поверхности, материалы труб и их диаметры;

- схемы теодолитных и нивелирных ходов;

- каталоги координат и высот колодцев, камер, вершин углов поворота;

- исполнительные чертежи каналов, туннелей с указаниями фактических размеров.

Лекция 22.

Дата добавления: 2014-01-03