Камеральные работы

Камеральные работы включают: 1) проверку полевых журналов, вычисление координат и высот точек съемочного обоснования; 2) обработку журнала тахеометрической съемки;, 3) подготовку основы; 4) составление плана; 5) оформление плана.

1) Проверяют вычисления в журналах съемки. Вычисляют координаты и высоты точек съемочного обоснования в специальных бланках—ведомостяхс точностью до 0,01м.

2) Обработка журнала тахеометрической съемки имеет целью вычисление отметок пикетов. Обработку журнала начинают с вычисления места нуля вертикального круга. МО= (КЛ+КП)/ 2 – (для теодолитов 2Т30, 4Т30). Затем вычисляют углы наклона по формуле n = КЛ – МО, горизонтальные расстояния между станцией и пикетами d = D cos² n и записывают с округлением до 0,1м. Если угол наклона меньше 1°,5, то принимают d = D. Вычисляют частичное превышение: h´= d tg n c округлением до 0,01м, знак превышения соответствует знаку угла наклона, затем полное превышение h = h´+ i –l. Отметки пикетов вычисляют прибавлением к отметке станции каждого превышения между станцией и пикетами Нпк = Нст + h_n cо своим знаком.

3) Подготовка основы заключается в построении на листе ватмана сетки квадратов со стороной 10см и оцифровке линий сетки в соответствии с координатами точек съемочного обоснования.

4) Составление плана начинают с нанесения на основу точек съемочного обоснования по их координатам с помощью циркуля-измерителя и масштабной линейки Правильность нанесения точек проверяют по расстояниям между ними. Все построения и подписи при составлении плана выполняют карандашом.

Пикеты на основу наносят по горизонтальным углам и горизонтальным проложениям, взятым из журнала, с помощью транспортира и масштабной линейки или с помощью тахеографа (линейка совмещенная с транспортиром). Пикеты накалывают иглой, обводят кружком диаметром 2мм и слева от него подписывают в виде дроби: в числителе номер, а в знаменателе - отметку. Отметки пикетов записывают до 0,01м при высоте сечения рельефа 0,5м и менее и до 0,1м при высоте сечения 1м и более.

Ситуацию на план наносят карандашом в соответствии с абрисами. Сначала наносят главные строения и объекты, имеющие значение ориентиров, затем остальные. Растительность в контурах обозначают подписями.

После нанесения ситуации выполняют интерполирование горизонталей между пикетами по направлениям, указанным в абрисе. Оно заключается в нахождении на плане между пикетами точек с отметками кратными высоте сечения рельефа. Применяют аналитический и графические способы интерполирования. В аналитическом способе измеряют на плане расстояния d между пикетами в миллиметрах и вычисляют превышения h между соседними пикетами (разность отметок) и Dh между пикетом и отметкой ближайшей горизонтали, а затем вычисляют расстояния Dd от пикетов до ближайших к ним горизонталей, а также между горизонталями по формуле Dd = d*h_сеч /h . Откладывают вычисленные расстояния от соответствующих пикетов и подписывают отметки отмеченных точек. Аналогично находят положение горизонталей между всеми пикетами. После этого точки с одинаковыми отметками соединяют вначале пунктирной линией, затем сглаживают угловатость, уточняют положение горизонталей по всем направлениям с тем, чтобы на скатах одинаковой крутизны расстояния между горизонталями были равными, и проводят их плавной кривой линией. При расстояниях между горизонталями на плане более 2,5см проводят полугоризонтали. Через изображения полотна дорог, строений, сооружений, карьеров, обрывов, рек – горизонтали не проводят. Направление ската отмечают бергштрихами. Отметки горизонталей подписывают в разрывах их, ориентируя верх цифр вверх по склону.

.
5) Оформление плана. Составленный в карандаше план проверяют путем сличения с местностью и исправляют. После этого вычерчивают ситуацию и рельеф тушью разных цветов в соответствии с Условными знаками. Вычерчивание и оформление плана ведут в такой последовательности:

1) вычерчивают внутреннюю рамку, отдельные сооружения и предметы, имеющие значение ориентиров, населенные пункты;

2) подписывают собственные названия, пояснительные подписи и цифровые характеристики;

3) вычерчивают дорожную сеть, гидрографию, границы и ограждения, рельеф (горизонтали, их отметки и отметки характерных точек), заполняют вычерченные контуры условными значками,

4) вычерчивают внешнюю рамку и делают зарамочные подписи. При вычерчивании пикеты обозначают точкой диаметром 0,6мм черной тушью, номера пикетов не подписывают, а отметки их подписывают справа от точки (пикета).

Вычерчивание плана выполняют следующими цветами:

- береговую линию элементов гидрографии и кресты пересечений линий координатной сетки внутри плана – зеленым;

- поверхности водных объектов закрашивают голубым цветом;

- горизонтали и их отметки, высоты обрывов – коричневым (толщина линий основных горизонталей 0,15мм, утолщенных – 0,25мм, утолщается каждая четвертая, пятая или десятая горизонталь, начиная с нулевой, в зависимости от высоты сечения рельефа);

- сооружения и предметы местности, контуры растительности, искусственный рельеф, подписи и характеристики – черным, толщина линий контуров 0,1мм ;

- площади с твердым покрытием (асфальт, бетон, булыжник и т.п.) закрашивают розовым цветом.

-*-

8.4. Нивелирование поверхности

8.4.1. Общие сведенияНивелирование поверхности – это вид топографической съемки производимой для создания топографических планов крупных масштабов (1:500 – 1:5000) с малой высотой сечения рельефа (0,1м, 0.25м, 0.5м) на равнинной местности, когда предъявляются повышенные требования к точности изображения рельефа. Такие паны служат графической основой при разработке проектов вертикальной планировки населенных пунктов, промышленных сооружений, аэродромов и мелиоративных систем. Съемка методом нивелирования поверхности заключается в построении на местности сети точек в определенном порядке (системе) и определении их координат и высот. В зависимости от схемы расположения точек различают три вида нивелирования поверхности: 1) по квадратам; 2) по магистралям; 3) по полигонам. Они различаются только видом системы точек. Выбор способа зависит от характера территории и назначения планов. Густота точек сети (расстояние между ними) зависит от: 1) конкретных условий местности; 2) требуемой точности; 3) высоты сечения рельефа; 4) масштаба; 5) площади участка. Съемка включает три этапа: подготовительный, полевой и камеральный. На подготовительном этапе производится сбор и изучение имеющихся картографических, геодезических и других материалов и составление сметы расходов. В полевой этап входят работы: 1) рекогносцировка (обследование) участка и отыскание исходных пунктов; 2) разбивка сети точек и съемка ситуации; 3) привязка точек сети к пунктам исходной плановой и высотной геодезической сети; 4) Нивелирование точек сети. На камеральном этапе производится вычисление координат и отметок точек сети и составление плана.

8.4.2. Нивелирование поверхности по квадратам 8.4.2.1. Разбивка квадратов.Это наиболее распространенный способ. В нем точки сети располагают в вершинах квадратов со сторонами обычно 20м, иногда 10м или 40м. Квадраты строят с помощью теодолита и мерной ленты или рулетки, либо дальномера. Если площадь участка значительная, то сначала строят сеть больших квадратов – основныхсо сторонами 100м или 200м, затем каждый из них разбивают на заполняющие квадраты с заданной длиной стороны.

8.4.2. Нивелирование поверхности по квадратам 8.4.2.1. Разбивка квадратов.Это наиболее распространенный способ. В нем точки сети располагают в вершинах квадратов со сторонами обычно 20м, иногда 10м или 40м. Квадраты строят с помощью теодолита и мерной ленты или рулетки, либо дальномера. Если площадь участка значительная, то сначала строят сеть больших квадратов – основныхсо сторонами 100м или 200м, затем каждый из них разбивают на заполняющие квадраты с заданной длиной стороны.

2 Е

Г

В В

Б

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 А

Рис.8.4.1. Схема нивелирования по квадратам

Вершины основных квадратов закрепляют бетонными или деревянными столбами, а заполняющих – деревянными колышками со сторожками. Колышки длиной 8-10см, толщиной (диаметром) 2-3см забивают почти вровень с землей так, чтобы установленная на нем рейка не касалась земли. Рядом с ним забивают другой колышек выступающий над землей на 20-30см, на котором подписывают номер точки, он называется сторожок. Кроме вершин квадратов внутри них закрепляют характерные точки рельефа (на перегибах скатов, возвышениях и в углублениях). Разбивают квадраты следующим образом. На границе участка выбирают опорную линию АВ, закрепляют ее начальную точку А, устанавливают над ней теодолит, а в точке В₁ на продолжении линии АВ ставят вешку. В точке А строят прямой угол и устанавливают вешку в точке С₁ по направлению вертикальной нити сетки нитей. По направлениям АВ₁ и АС₁ мерным прибором (лентой, рулеткой)откладывают отрезки равные заданной длине стороны квадрата и закрепляют концы отрезков колышками со сторожками. Переносят теодолит в точку В и строят в ней прямой угол АБД₁. Откладывают по направлению АД₁ откладывают и закрепляют отрезки равные заданной стороне квадрата и закрепляют конечную точку Д. Строят в ней прямой угол и разбивают на отрезки линию ДС. Получают прямоугольник АСДВ. Контролируют правильность его построения, вычисляя относительную ошибку (АВ - СД)/АВ ≤ 1:2000. Для выявления грубых ошибок используют нитяной дальномер. Затем последовательно устанавливают теодолит на сторонах отрезков по линии АВ, визируют на соответствующие точки на линии СД, протягивают мерный прибор по створу и закрепляют вершины заполняющих квадратов. Одновременно с разбивкой заполняющих квадратов производят съемку элементов ситуации внутри их промерами от вершин и сторон квадратов (способами створов и перпендикуляров). Результаты промеров отображают на абрисе - на заготовленной заранее сетке квадратов, вычерченной на миллиметровой бумаге, обычно в масштабе 1:500, которая называется «Схема нивелирования и абрис». В последующем на нее записывают отсчеты по рейкам, устанавливаемым на вершинах квадратов. На небольших участках для разбивки квадратов можно использовать нивелир с лимбом.

Разбивку заполняющих квадратов удобно вести стальным тросиком диаметром 3мм, длиной 100м, размеченным через 20м хомутиками. Сначала тросик натягивают по двум сторонам основного квадрата и закрепляют точки через 20м. Затем по двум другим. После этого размечают вершины заполняющих квадратов, натягивая тросик параллельно стороне основного квадрата по закрепленным точкам на противоположных сторонах основного квадрата и закрепляют точки через размеченные на тросике расстояния. Затем переносят тросик на следующий створ и так до конца основного квадрата.

8.4.2.2.Определение координат точекНа небольших участках съемку ведут в местной (условной) системе координат. При выполнении съемки в государственной системе координат по периметру основных квадратов прокладывают ход полигонометрии (или теодолитный ход) с привязкой к пунктам государственной геодезической сети. После уравнивания ходов вычисляют координаты вершин основных квадратов, затем заполняющих.

8.4.2.3. Нивелирование вершин квадратовПо периметру основных квадратов прокладывают ход нивелирования ΙѴ класса (или технического), опирающийся на реперы государственной нивелирной сети. Отметки вершин основных квадратов служат исходными при нивелировании вершин заполняющих квадратов. Результаты нивелирования (отсчеты по рейкам) записывают на схеме с результатами съемки ситуации. На схеме показывают местоположение станции, подписывают ее номер и отсчеты по рейкам возле вершин квадратов. Нивелирование вершин заполняющих квадратов начинают с передачи отметки от исходной точки с известной отметкой на вершину, одного из квадратов, отсчеты берут по обеим сторонам реек. Вершины заполняющих квадратов нивелируют с одной или нескольких станций внутри основных квадратов, в зависимости от сложности ситуации. Отсчеты по рейкам, установленным на вершинах заполняющих квадратов и на характерных точках рельефа, берут по одной, черной стороне рейки и записывают на схеме нивелирования возле вершины. Кроме того, на схеме пунктирными линиями со стрелкой прочерчивают направления от станции на вершины квадратов, занивелированные с этой станции. Если нивелирование выполнено с одной станции, то стрелки не проводят. При нивелировании с нескольких станций выбирают две или более вершины квадратов (связующую сторону), отсчеты по рейке на которых берут по обеим сторонам и с двух соседних станций, они служат связующимиточками. Их выбирают так, чтобы образовался нивелирный ход, опирающийся на две или одну исходную точку. Контролируют правильность нивелирования сравнением превышения между двумя соседними связующими точками на стороне квадрата определенного с двух станций: а₁ - в₁ = а₂ - в₂, или равенством сумм отсчетов а₁ +в₂ = а₂ +в₁ , где а₁ и в₁ - отсчеты по рейке взятые со станции 1; а₂ и в₂ – отсчеты взятые со станции 2. Расхождение не должно превышать 5мм.

8.4.2.4. Камеральные работыОбработку материалов нивелирования поверхности начинают с уравнивания образованного нивелирного хода. Для этого со схемы нивелирования переписывают в «Журнал нивелирования связующих точек» отсчеты по рейкам на исходных и связующих точках, выполняют постраничный контроль, увязывают превышения по ходу, вводя поправки в превышения поровну в каждую станцию, вычисляют исправленные (уравненные) превышения суммируя среднее превышение и поправку, затем вычисляют отметки связующих точек и по ним отметки горизонта прибора на станциях. Отметки горизонта прибора вычисляют два раза: от задней и передней точек, прибавляя к отметке точки отсчет по черной стороне рейки на этой точке: Н'гп = Нз + а(зч); Н’’гп= Hп+ в(пч); и среднее значение Нгп = (Н'гп + Н’’гп)/2. Отметки горизонта прибора выписывают на схему нивелирования возле номеров станций. Затем вычисляют отметки вершин квадратов, вычитая из отметки горизонта прибора отсчеты «с» по черной стороне рейки на вершине квадрата взятые с этой станции: Н= Нгп – с и выписывают их у вершин квадратов. Вычисления ведут и записывают до 0,001м.

Составляют план участка в следующем порядке. Вычерчивают на листе ватмана сетку квадратов в заданном масштабе, переносят на нее с абриса элементы ситуации по промерам, выписывают со схемы нивелирования отметки вершин квадратов с округлением до 0,01м, производят интерполирование горизонталей по сторонам квадратов (если в абрисе не указано другое направление интерполирования) и проводят горизонтали. Вычерчивают план тушью в цветах с соблюдением размеров условных знаков. Горизонтали и их отметки – коричневым цветом, все остальные цифровые данные и подписи – черным. Толщина основных горизонталей 0,15мм. Горизонтали, кратные 4- (или 5) сечениям рельефа проводят утолщенными линиями - 0,25мм. Камеральные работы подробно изложены в методических указаниях «Методические указания и задания к расчетно-графической работе: Составление топографического плана по материалам съемки методом нивелирования поверхности по квадратам и вертикальная планировка площадки». Ростов-на Дону, 2009,20с.

8.4.3. Способ магистралейСпособ магистралей или иначе параллельных линий состоит в закреплении на местности опорной линии – магистрали- по середине или по краю снимаемого участка. Перпендикулярно к магистрали (иногда под углом) разбивают поперечники через 20 или 40м, в зависимости от характера рельефа и масштаба плана. По магистрали и поперечникам разбивают и закрепляют колышками точки (пикеты) через заданный интервал. Это называют разбивкой пикетажа. Одновременно ведут съемку ситуации способами створов и перпендикуляров и заносят в абрис. По магистрали прокладывают теодолитный ход между пунктами опорной геодезической сети с целью получения координат точек. Затем по пикетажу производят геометрическое нивелирование от пунктов высотной геодезической сети. Результаты нивелирования записывают в журнал.

После окончания полевых измерений вычисляют координаты и высоты точек магистрали и пикетов, интерполируют горизонтали и составляют топографический план участка. Этот способ выгодно применять для съемки длинных вытянутых участков местности.

8.4.4. Способ полигоновЭтот способ применяют на пересеченной местности. В нем по водораздельным линиям и тальвегам прокладывают магистрали и связывают их между собой, в результате образуются замкнутые полигоны. Перпендикулярно к магистралям разбивают поперечники через заданный интервал. По магистралям и поперечникам разбивают пикетаж и одновременно производят съемку ситуации. По полигонам прокладывают теодолитный ход для определения координат точек и ход геометрического нивелирования для определения их высот. Топографический план составляют аналогично другим способам.

Вертикальная планировка

8.5.1. Понятие о вертикальной планировкеПо окончании строительных работ на площадке рельеф должен удовлетворять определенным требованиям. С этой целью одновременно с разработкой генерального плана разрабатывают проект вертикальной планировки. Вертикальной планировкой называется преобразование естественного (существующего) рельефа в искусственный (проектный) отвечающий требованиям строительства, последующей эксплуатации возводимых зданий и сооружений, удобных и безопасных условий движения транспорта и пешеходов и благоустройства территории. Преобразование существующего рельефа производится в горизонтальную или наклонную плоскости. Существующая поверхность может быть оставлена и без изменений. Искусственная поверхность должна обеспечить: сток поверхностных (ливневых и паводковых) вод с территории; оптимальные, т.е. удобные и безопасные условия эксплуатации внутреннего транспорта и передвижения пешеходов; охрану окружающей среды. Кроме того, должен быть минимум затрат на преобразование рельефа. Проект вертикальной планировки площадных сооружений (жилых районов, внутризаводской территории, спортивных сооружений, аэродромов и т.п.) разрабатывают на топографических планах масштабов 1:500 – 1:5000, созданных в основном методом нивелирования поверхности по квадратам. Проектирование сооружений линейного типа (дороги, каналы, дамбы и др.) производится на продольных и поперечных профилях местности. Планировочные работы на местности заключаются в перемещении грунта, вынутого с одних частей (выемок) и насыпанного на другие (насыпи). При этом наибольший экономический эффект достигается, когда соблюдается баланс земляных работ (нулевой баланс), т.е. объем выемки равен объему насыпи (Vв =Vн) и грунт не перемещается за пределы площадки как избыточный и не привозится из-за ее пределов как недостающий. Конечной целью проектирования вертикальной планировки является составление сметы планировочных работ и расчет необходимой землеройной техники.

8.5.2. Проектирование горизонтальной площадкиЕсли требуется спланировать участок горизонтальной площадкой под условием нулевого баланса земляных работ (V_в = V_н), то сначала на листе миллиметровой бумаги вычерчивают сетку квадратов со стороной 20м в масштабе 1:500 и выписывают на нее с плана фактические отметки вершин квадратов с округлением до 0,01м. Затем вычисляют проектную отметку такой площадки и рабочие отметки вершин квадратов по формулам Hпр = (∑Н₁+ 2∑Н₂ + 3∑H₃ + 4∑Н₄)/4n . . . ( 8.5.1 ) h_р = Hпр – Hф , . . . (8.5.2. ) где ∑_Hi – суммы фактических отметок вершин принадлежащих соответственно только одному квадрату, двум, трем и четырем смежным квадратам; n – число квадратов; h_р - рабочая отметка. Проектную отметку записывают внизу схемы квадратов, а рабочие отметки возле вершин квадратов под фактическими отметками.

а) б)

Н₁ Н₁ Н₁ Н₂ Н₂ Н₁

Н₂ Н₂ Н ₄

Н₂ Н₂ Н₃

Н₁ Н₁ Н₁ Н ₂ Н₁

Рис. 8.5.1. Схемы квадратов

Величина рабочей отметки характеризует высоту насыпи (знак плюс «+») или глубину выемки (знак минус «-»). После этого находят положение точек нулевых работ расположенных на сторонах квадратов, имеющих рабочие отметки вершин с противоположными знаками и проводят линию нулевых работ, отделяющую насыпь от выемки, нумеруют образовавшиеся фигуры, вычисляют их площади и вычисляют объемы земляных призм и общий объем отдельно выемки и насыпи. Сетка квадратов с подписанными фактическими, проектными и рабочими отметками называется «Картограмма земляных работ»,онаявляется графическим документом учета земляных работ при вертикальной планировке. Для определения положения линии нулевых работ находят точки нулевых работ(рис.8.5.3 а). Расстояния от точки нулевых работ до соседних вершин квадрата вычисляют по формулам: ℓ₁= а|h₁|/(|h₁| +|h₂|) ; ℓ₂ =a|h₂|/(|h₁| +|h₂|), . . . (8.5.3) где а – сторона квадрата, |h₁| и |h₂|– абсолютные значения рабочих отметок. Контролем правильности вычислений служит равенство: ℓ₁ + ℓ₂ = а. Расстояния ℓ₁ и ℓ₂ округляют до 0,1м, откладывают в масштабе 1:500 от вершин на стороне квадрата и выписывают на схему, отмечают положение точки нулевых работ. Соединяют все смежные точки нулевых работ и получают линию нулевых работ на всем участке,которую вычерчивают штрихпунктирной линией или другим цветом (рис.8.5.2 б ). Линия нулевых работ на Картограмме земляных работ разделяет участок на отдельные фигуры – квадраты, трапеции, треугольники и пятиугольники.

б) а) +0,37 0 --0,12

ℓ 1 ℓ2

Hф

-h

Hпр ℓ₁ 0 ℓ₂

Hф +h
+0,15 ℓ₁ 0 ℓ₂ -- 0,40

Рис. 8.5.2. а) Определение положения точек нулевых работ; б) Положение точек и линии нулевых работ

Эти фигуры являются основаниями четырех – или трехгранных земляных призм. Ребрами земляных призм служат рабочие отметки вершин квадратов. Квадраты, имеющие рабочие отметки вершин одного знака, называют полными (однородными или чистыми), а разделенные линией нулевых работ – переходными(неоднородными, смешанными). Если линия нулевых работ разделяет квадрат на треугольник и пятиугольник, то для упрощения вычисления площади пятиугольника его разбивают на треугольник и трапецию так, чтобы общей стороной была линия нулевых работ (в этом случае основанием и высотой треугольника будут расстояния от точки нулевых работ до вершин квадрата). После этого нумеруют все фигуры по порядку, номера их записывают внутри фигур в кружках. Рабочие отметки вершин каждой фигуры имеют одинаковый знак или нулевое значение. Затем вычисляют площади фигур и объем земляных работ по отдельным земляным призмам. Вычисления ведут на бланке «Ведомость вычисления объемов земляных работ» (табл. 8.5.1). В нее записывают номера фигур, их число, сумму рабочих отметок вершин фигуры, среднюю рабочую отметку, площади фигур и объем земляных призм. Площади фигур вычисляют по известным формулам: S кв = а²; S тр-ка = а*Н/2; Sтрап = (а+в)*Н/2, где Н – высота фигуры на картограмме. Объем земляных работ вычисляют по формуле V = S* h_ср, где S – площадь основания земляной призмы (фигуры на картограмме); h_ср– средняя рабочая отметка вершин фигуры (является высотой земляной призмы), равна сумме рабочих отметок деленной на число вершин фигуры (включая вершины с нулевыми отметками). Объем со знаком минус записывают в графу «Выемка» (-), со знаком плюс в графу «Насыпь» (+), знак объема соответствует знаку средней рабочей отметки. При вычислениях среднюю рабочую отметку округляют до 0,01м, площади – до 0,1м², объем – до 0,1м³. Контролируют правильность вычислений: сумма площадей фигур составляющих квадрат должна равняться его площади, а сумма площадей всех фигур - общей площади участка. Подсчитывают сумму площадей всех фигур, объемы выемки и насыпи. Вычисляют величину не соблюдения баланса земляных работ в натуральном выражении и в процентах ∆V(м²) = ∑Vв - ∑Vн ; ∆V(%) = 100% *(∑Vв - ∑Vн) /(∑Vв + ∑Vн) ≤ 3%.В каждую фигуру на картограмме выписывают объем земляных работ с округлением до целых м³ со своим

знаком. На картограмме выемку показывают штриховкой (или растушевкой) красным цветом, а насыпь - чистым полем или растушевкой желтым цветом.

Таблица 8.5.1 Ведомость вычисления объемов земляных работ