Теодолитные работы
Геодезические
работы для составления
На первом этапе разрабатываем проект производства геодезических работ ,являющихся составной частью общего проекта производства работ на строительном объекте.
На втором этапе производят геодезические измерения с помощью геодезических инструментов ,приборов и вспомогательного оборудования. Этот этап является наиболее ответственным ,так как результаты должны быть максимально точными( с допустимыми погрешностями).
Качество измерений во многом зависит от состояния приборов и вспомогательного оборудования . Поэтому особое внимание надо обратить на соблюдение правил хранения ,упаковки, транспортировки и установки в рабочие положение приборов и вспомогательного оборудование.
Результаты измерений записывают в специальные журналы. Записи необходимо вести аккуратно , четким подчерком и в соответствующих графах. Исправлять цифру по цифре не допускать ,а также подчистки и исправление результатов. Страницы журнала пронумеровывают и приводят на каждой из них сведения об исполнителях работ ,погоде и т.д.
На третьем этапе выполняют камеральные обработки результатов измерений.
Различают два
вида графических документаций;
1 Теодолитные работы.
1.1
Поверки теодолита 2Т30
1 поверка. Ось
цилиндрического уровня алидаде
горизонтального круга
Пред выполнением поверки проводим предварительное нивелирование теодолита .Для этого устанавливаем уровень параллельно плоскости двух подъемных винтов и вращаем эти винты в разные стороны приводим пузырек уровня в нульпункт .Далее поворачиваем верхнюю часть теодолита на 90о и вращением третьего подъемного винта приводим пузырек в нульпункт.
Устанавливаем уровень плоскости двух подъемных винтов приводим пузырек в нульпункт. Ослабляем закрепительный винт алидады и поворачиваем верхнюю часть теодолита на 180о . Если пузырек уровня остался на середине или сместился менее чем на одно деление , то условие выполнено.
2 поверка. Визирная ось трубы должна быть перпендикулярна оси вращения трубы.
Приводим вертикальную ось теодолита в отвесное положение. Его выполняем также , как и перед первой поверкой, только более тщательно (пузырек уровня при любом положении верхней части теодолита должно уходить от середины не более чем на одно деление ).
Закрепляем лимб и поворотом алидады наводим крест сетки нитей при круге лево (круге право ) на хорошо видимую точку ,расположенную , например , одном уровне с теодолитом . Берем отсчет ے (R) по горизонтальному кругу и записываем его в журнал.
Погрешность , которую называют коллимационной , вычисляем по формуле : с = ( L- R± 180о )/ 2
Если коллимационная погрешность по абсолютной величине не превышает удвоенной точности отсчетного устройства ,условие выполнено.
3 поверка . Горизонтальная ось вращения трубы должна быть перпендикулярна вертикальной оси прибора.
К проверке необходимо провести вертикальную ось теодолита в отвесное положение.
На расстояние 20-30 см от стены здания или сооружения устанавливаем теодолит и наводим крест сетки нитей на точку в верхней части стены . Наклоняем трубу приблизительно до горизонтального положения и отмечаем на стене проекцию креста сетки нитей . Далее переводим трубу через зенит и при другом положении вертикального круга наводим крест сетки нитей снова на верхнюю точку. Если в поле зрения трубы отрезок между двумя нижними точками укладываем в биссекторе сетки нитей ,то условие выполнено.
4 поверка . Вертикальная нить сетки должна быть перпендикулярна к оси вращения трубы.
Вертикальную нить сетки наводим на точку , расположенную на краю поля зрения , и вращаем трубу горизонтальной оси. Изображение точки в противоположном краю поля зрения не сходят с нитки , условие выполнено.
1.2
Проложение теодолитного хода (измерение
горизонтальных углов и
линейных расстояний )
Для измерения горизонтального угла теодолит устанавливаем над вершиной угла . Установка теодолита в рабочее положение состоит в централизации и нивелировании прибора , а также в подготовке зрительной трубы к наблюдениям . Если точки , обозначающие направления сторон угла , не закреплены на местности высокими знаками , то на них устанавливаем в вертикальном положении специальные вехи.
Центрирование теодолита выполняем в такой последовательности . К крючку станового винта подвешиваем нить отвеса . Головку штатива располагаем приблизительно горизонтально над знаком закрепления вершины угла .
После закрепления ножек штатива в грунте центрирование достигается передвижением теодолита на головке штатива при ослабленном с точкой закрепления вершины угла . Точность во многом зависит от ветра . Точное центрирование теодолита 2Т30 производим зрительной трубой , повернутой объективом вниз . При этом теодолит нивелируем , на вертикальном круге устанавливаем отсчет , равный 180о-МО , и передвижением теодолита по головке штатива добиваемся совершения креста сетки нитей с точкой вершины угла .
Нивелирование теодолита , т.е. установка вертикальной оси прибора в отвесное положение .
Углы измеряем способом приемов .
После выполнения подготовительных операций закрепляем лимб , открепляем алидаду при круге лево(право) наводим зрительную трубу на точку А(рис. 1) . Для ослабления влияния погрешности за наклон вешки вертикальную нить сетки наводим на нижнюю часть визирного знака у земли . Берем отсчет аL по горизонтальному кругу и записываем его в журнал измерения горизонтальных углов . Откладываем алидаду , визируем на точке В и берем отсчет по горизонтальному кругу bL .Величину измеряемого угла вычисляем по формуле:
Такое измерение называют полуприемом . Аналогичные действия повторяем при круге право (лево) и получаем
Расхождения
в значениях углов получаемых
по абсолютной величине не
должно превышать двойной точности
теодолита , то есть
Если условие соблюдается , то за окончательное значение принимаем среднее
Если условие нарушено , измерения повторяем заново. При измерении горизонтальных углов теодолитами с металлическими лимбами отсчеты берем по двум верньерам : по первому градусы , минуты и секунды , по второму – минуты и секунды . При обработке результатов используем среднее значение . Между полуприемами лимб передвигаем примерно на 90о .
При измерении горизонтальных углов оптическими теодалитами отсчеты берут по микроскопу один раз . При обработке результатов берем среднее из отсчетов на точки А и В при кругах право и лево и по ним вычисляем среднее из полуприемов .Это дает дополнительный контроль вычислений.
Перед началом линейных измерений выполняем рекогносцировку (ознакомление с местностью). При этом намечаем такое положение линий , при котором условия измерений будет наиболее благоприятны.
Для обеспечения видимости на конечные точки отрезка устанавливаем вешки , раскрашенные полосами красного и белого цветов. Если длина линий более 150 м , ее необходимо провешать . Вешением называют установку вешек в створ линий , то есть в вертикальную плоскость , проводящую через конечные точки линий . Чтобы не закрывать видимость по створу , вешение ведут «на себя» ( начинаем с дальней точки ).
Измерение линий землемерной лентой .
Задней по ходу рабочий прикладывает к начальной точке измеряемой линии начальный штрих ленты и закрепляет ее шпилькой . Передний рабочий держит ленту в вытянутой руке так , чтобы не закрывать створ линий. По команде заднего рабочего он укладывает ленту на створ , встряхивает ее, натягивает « от руки» с силой 100 Н и в вырез на переднем конце ленты вертикально ставит шпильку. Далее рабочие снимают ленту со шпилек . Далее рабочие снимаю ленту со шпилек и протягивают ее по створу . При этом задний рабочий берет шпильки с собой.
1.3 Вычисление координатных точек замкнутого теодолитного хода.
Точки теодолитного хода служат плановым обоснованием для топографической съемки и переноса в натуру проектов застройки и планировки.
Теодолитный ход – это система ломаных линий , углы между которыми измерены на местности теодолитом , а стороны – мерным прибором или дальномером соответствующей точности . Теодолитные ходы прокладывают между опорными пунктами или в виде замкнутых полигонов .
Обработку результатов измерений начинаем с проверки полевых журналов . Все вычисления в журналах повторяют « во вторую» руку . Средние значения горизонтальных углов округляем до 0,1' ,а горизонтальных проложений до 0,01 м .
Затем на плотной бумаге с помощью транспортира и линейки в произвольном масштабе вычерчиваем схему теодолитного хода . На схеме показываем твердые пункты , исходные направления , вершины и стороны теодолитного хода , выписываем средние значения горизонтальных углов и длин сторон ( горизонтальных проложений ) . Для ориентировки на схеме показываем направление меридиана .
2 Нивелирные работы .
2 .1 Поверки нивелира Н 3
Поверки уровневих нивелиров
1 поверка . Ось круглого уровня должна быть параллельна осевой оси нивелира . Подъемными винтами приводим пузырек круглого уровня в нульпункт и поворачиваем верхнюю часть нивелира на 180о . Если пузырек остается в нульпункте , условие выполнено . Если это условие нарушено , исправительными винтами уровня смещаем пузырек к нульпункту дуги отклонения . Для контроля поверку повторяем .
2 поверка . Горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна основной оси нивелира . По круглому уровню приводим основную ось нивелира в отвесное положение , замечаем какую – либо точку на средней линии сетки в одном из углов поля зрения трубы и поворачиваем верхнюю часть прибора по азимуту . Наблюдаемая точка в противоположном углу поля зрения трубы не сошла с нити , условие выполнено .
3 поверка .
Визирная ось трубы должна
быть параллельна оси
Величину х1 обусловленную влиянием не параллельности визирной оси и оси уровня , вычисляем по формуле
Если х по абсолютной величине не превышает 4 мм , то условие выполнено .
Все поверки нивелира в производственных условиях выполняют не реже 1 раза в неделю . Если прибор показывает устойчивость соблюдения главного условия , то интервалы между поверками увеличиваются до месяца .
2 .2 Геометрическое нивелирование из середины
Целью нивелирования является определение высот точек . В России счет высот ведут от нуля кронштадского футштока . Такие высоты называют абсолютными .
Условные высоты определяют относительно произвольно выбранного начала . Числовое выражение высот точек называют ,превышением , а способы определения превышений - нивелировонием .
В строительной практике наиболее широкое применение имеет лучем .
Различают два способа геометрического нивелирования : из середины и вперед . Нивелирование из середины ведут по связующим точкам , то есть точкам ,по которым последовательно передаём отметки в нивелирном ходе . На задней А и передней В связующих точках вертикально устанавливаем рейку ,а между ними по возможности на равных расстояниях устанавливаем нивелир . Перед началом измерений основную ось прибора приводят в отвесное положение ,а зрительную трубу устанавливаем по глазу и по предмету . Место установки инструмента называем станцией .
Горизонтальный визирный луч направляем сначала на заднюю точку А , а потом на переднюю точку В и производим отсчеты по рейкам . Сначала отсчеты берем по черной стороне рейки ач и bч ,а затем по красной ( контрольной ) стороне ак и bк ,отсчеты записываем в журнал .
После взятия отсчетов по рейкам проверяем измерения , и вычисляем разность нулей передней точки .
Превышение h точки В над точкой А равно отсчету по задней рейке , а минус отсчет по передней рейке b
Превышение будет положительным при a ˃ b и отрицательным при a ˂ b . Находим превышение по черной и по красной сторонам реек , они не должны различаться более чем на 4 мм.
Среднее превышение равно :
Если известна отметка НА точки А ,то отметку точки В вычисляем по формуле :
то есть , отметка последующей точки равна отметке предыдущей точки плюс превышение между ними.
Отметки точек могут быть вычислены так же через горизонт инструмента .
Горизонтом инструмента Нi является высота горизонтального визирного луча над исходной уровенной поверхностью , то есть горизонт инструмента на данной станции равен отметке точки плюс отсчет по рейке , установленной в этой точке :
Зная горизонт инструмента и отсчет по рейке , отметку точки В находим по формуле :
то есть отметка точки равна горизонту инструмента минус отсчет по установленной в ней рейке .
2 .3 Вычисление отметок точек нивелирного хода
При обработке журналов технического нивелирования в начале проверяем полевые вычисления , в них вычисляем превышения h по формуле :
h = a – b
b-отсчет по передней рейке.
Затем производим постраничный контроль в журналах нивелирования по формуле :
= =
При этом учитываются отсчеты как по черной так и по красной сторонам реек , все вычисления производим с округлением до 1 мм.
Затем согласно условию , что сумма превышений в замкнутом ходе должна равняться нулю , вычисляют невязки в превышениях по формуле :
- для разомкнутого хода
-для замкнутого хода :
Допустимую невязку в превышениях для нивелирования IV класса определяем по формуле в мм.
f h доп = 20
где L – длина нивелирного хода в км.
Если выполняется условие
/fh / ≤ f h доп
то превышения уравнивают . Полученную невязку распределяют с обратным знаком на все измеренные превышения прямо пропорционально числу станций хода.
Поправка в любое превышение :
h= - fh / n
Исправление превышений равно алгебраической сумме измеренного и поправки :
h исп = h +h
отметки точек вычисляем по формуле :
НВ = Н А + h
Контролем правильности введения поправок и вычисления отметок служит получение отметки при разомкнутом и исходной - при замкнутом нивелирном ходе .
Горизонт инструмента Hi вычисляем по формуле :
Hi = HA + a
2 .5 Подсчет объемов земельных работ при вертикальной планировке .
1) Находим наименьшую черную отметку Но и вычисляем условные отметки вершин квадратов .
h i = Hi - Ho ,наименьшей отметкой Но = 22,64 в вершине В3
2) Вычисляем проектную отметку Нпр горизонтальной площадки при условии соблюдения баланса земляных работ
Н пр = =
22,64 +
3) Вычисляем рабочие отметки вершин квадратов по формуле :
ai = Hi + Hпр
аi
=23,6 -23,77 = -0,17
аi
= 24,68 -23,77 = 0,91
ai = 25.31-23.77 =
1.54
ai
= 23.04 – 23.77 = -0.73
ai = 24.43 – 23.77 = 0.66
4) По сторонам квадратов , где рабочие отметки меняют знак на противоположный , находим синие отметки точек нулевых работ по формуле:
Xi – 1= * d
Xi = Xi =
Xi = Xi =
5) Вычисляем объемы земельных работ , для этого участок разбиваем на квадраты и треугольники . Фигуры нумеруем , а объемы призм подсчитываем по формуле :
V = S * aср
S1 = aср =
V1 = 167,3* 0,3 = 50,3 м3
S2 = =31 м2
V2 = 31*( -0.3) = -9.3
S4
= = 2 м2
V4 = 2*0.25 = 0.5 м 3
S3 = 400 –(S1+S2 +S4) = 199.7 м2 аср = м
V3 = 199.7* (-0.24) = -47.9 м3
S5 = 400 м 2
V5 = -0.68*400 = -272 м3
S6 = 30 м2
V6 = 30*(-0.28) = -8,4 м3
S9 = = 57м2
V9 = 57*(-0.36) = -20.5 м3
S8 = = 140.9 м2
V8 = 140.9*0.22 =31 м3
S7 = 400-(S6+S9+S8) =172.1 м2 аср = =-0,28 м
V7 =172,1*(-0,28) = -48,2 м3
S10 = = 197 м2 аср = = 0,73 м
V10 =197*0.73 =143.8 м3
S11
= =200 м2
V11= 200*0.82 =164 м3
S12= =3 м2
V12 = 3*0.3 = 0.9 м3
S13
= = 0.03м2
Номер фигуры |
S фигуры, м2 |
Средняя рабочая Отметка, м |
Объемы земельных работ | |||
Выемка+ |
Насыпь- | |||||
1 |
167 |
+0,3 |
50,2 |
|||
2 |
31 |
-0,3 |
9,3 | |||
3 |
199,7 |
-0,24 |
47,9 | |||
4 |
2 |
-0,25 |
0,5 | |||
5 |
400 |
-0,68 |
272 | |||
6 |
30 |
-0,28 |
84 | |||
7 |
172,1 |
-0,28 |
48,2 | |||
8 |
140,9 |
0,22 |
31 |
|||
9 |
57 |
-0,36 |
20,5 | |||
10 |
197 |
0,73 |
143,8 |
|||
11 |
200 |
0,82 |
164 |
|||
12 |
2,97 |
0,3 |
0,9 |
|||
13 |
0,03 |
|||||
|
1600 |
389,9 |
406,8 | |||
∆V = 389.9 – 406.8 = -16.9
= 2.0%
3 Решение геодезических задач
3.1 Вынос в натуру линий проектной длины
Для построения отрезка на местности закрепляем его начало А и направление АС требуется так закрепить точку В , чтобы горизонтальное положение отрезка АВ имело проектное значение d.
d =D + ∆ Dk + ∆ Dt + ∆Dv или h,
Следовательно , чтобы получить заданное (проектное) горизонтальное положение d , на местности надо отложить отрезок .
D = d - ∆Dk - ∆Dt - ∆Dv или h,
Поправка за компарирование :
∆Dk = ∆ l
∆Dk = 12.4 = 9.6 мм = 0,0096 м
Поправка за температуру мерного прибора :
∆Dt =a (t – to ) d
∆Dt = 12*10-6 (-10-20 )38.6 = - 0.014 м
Поправка за наклон линии :
∆Dv = - d (1 -)
∆Dv = 38.6 ( 1- 35/ ) = 0.04 м
D = d + ∆Dk - ∆Dt + ∆Dv
D = 38.570+ 0.0096+0.014 + 0.04 = 38,634 м
Следовательно , чтобы получить горизонтальное проложение d = 38.570 м на местности в данных условиях необходимо отложить отрезок D=38,634 м.
3.2 Вынос в натуру высоты проектной точки
Для построения на местности точки с проектной отметкой нивелир устанавливаем на равном удалении от точки А и В , наводим зрительную трубу на рейку , установленную в точке А , и берем отсчет по черной стороне ач . Дальше вычисляем проектный отсчет по черной стороне рейке в точке В
bч =(HA + aч ) – Hпр =ГП - Нпр
bЧ = 12,706 + 1,314 – 13,100 = 14,020 – 13,100 = 0,920
Рейку на точке В передвигаем по команде наблюдателя в вертикальной плоскости до тех пор , пока отсчет по ней не будет bч = 0920 . После этого пятке рейке карандашом прочерчиваем на конструкции здания горизонтальную риску Вч
Аналогичные построения выполняем по красной стороне рейки , вычисляем проектный отсчет :
bк = (НА- ак ) - Нпр = ГП – Нпр
и получаем риску Вк
bk = 12,706 + 6,098 – 13,100 = 18,804 – 13,100 = 5,704
Расстояние между рисками Вч и Вк делим пополам и получаем риску В с задней проектной отметкой . Расстояние между рисками Вч и Вк не должно превышать 8 мм .
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Готов, Г . Ф. Геодезия [ Текст ]:учебник для техникумов / Г.Ф.Готов. – М.: Стройиздат , 1979 .- 263 с . : ил
- Григоренко, А.Г ., Киселев, М.И. Инженерная геодезия [ Текст] : учебник для техникумов /А.Г. Григоренко , М.И.Киселев .- М.: Высшая школа , 1983,- 256 с. : ил
- Левчук , Г. П. Прикладная геодезии [Текст ] : учебник для техникумов / Г.П. Левчук , В.Е. Новак , Н.Н. Лебедев . – М.: Недра , 1983. – 400 с. : ил
- Киселев , М. И. Лабораторный практикум по геодезии [ Текст ] : учебное пособие для техникумов / М.И. Киселев , В.Ф. Лукьянов . – М.: Стройиздат , 1987 . – 208 с .: ил
- Хайфец Б. С. Практикум по инженерной геодезии [ Текст] : учебное пособие для техникумов / Б.С. Хайфец , Б.Б. Данилевич . – М.: Недра,1979. – 332 с .: ил