Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Нивелирование поверхности по квадратам. 3

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт недропользования

Кафедра Маркшейдерское дело и геодезия

Допускаю к защите

Руководитель ____М. В. Мороз__

И.О. Фамилия

«Нивелирование поверхности по квадратам»

наименование темы Курсовой Работы

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по дисциплине

________Гедезия ____ _

________1.007.00.00______ ПЗ

обозначение документа

Выполнил студент группы _СОб-

шифр подпись И.О. Фамилия

Нормоконтроль ____________ подпись И.О. Фамилия

Курсовой проект защищен с оценкой________________________________

Иркутск 2012

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЗАДАНИЕ

НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

По курсу: Геодезии (курс I, семестр 1)_________________

Студенту группы:СОб-12-7 Савинову Андрею Игоревичу____

Фамилия, имя, отчество

Тема работы: «Нивелирование поверхности по квадратам»________

Исходные данные: вариант № 19 Абсолютные отметки т. 4а, м. 254,154 .

Рекомендуемая литература: СП 11-104-97 «инженерно-геодезические изыскания для строительства»; ГОСТ 24846-81 «Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружении»; СНиП 3.01.03-84 «Геодезические работы в строительстве»; СНиП 11-02-96 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения», ГКИНИ (ГНТА)-03-010-02 «Инструкции по нивелированию I,II,III и IV классов.

Графическая часть на листах

Дата выдачи задания «_2__»___09_20_12_г.

Дата представления работы руководителю

«_10__»_12__20_12__г.

Руководитель курсовой работы:

_____________________________________ «_2_»__09____20 12г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………….……….…4

НИВЕЛИРОВАНИЕ………………………………………………………..…..5

1.1 Разбивка сети квадратов……………………………………………….……..7

1.2 Нивелирование площади…………………………………………………….8

ЭТАПЫ ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАДАНИЯ…………………………………………9

2.1. Камеральная обработка результатов площадного

нивелирования строительной площадки………………………………..……….9

2.1.1. Обработка журналов нивелирования……………………………….……10

2.1.2. Построение схемы нивелирования………………………………………13

2.1.3. Построение плана поверхности………………………………………….13

2.2. Проектирование и разбивка горизонтальной площадки…………………13

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….17

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………………………………..18

Приложение I…………………………………………………………………….19

Приложение II……………………………………………………………………20

Приложение III…………………………………………………………………...21

Приложение IV…………………………………………………………………..22

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.

Проект вертикальной планировки является составной частью генерального плана строительства и в его разработке важное место занимают геодезические расчеты.

Целью данной курсовой работы является развитие у студентов навыков самостоятельной работы и закрепление полученных знаний по дисциплине «Геодезия». В процессе выполнения задания студентам дается возможность самостоятельного анализа учебной литературы в заданной тематике, приобретения навыка проектирования вертикальной планировки строительной площадки, обработки данных геодезических измерений и оформления графической документации.

Курсовая работа состоит из заданий, в ходе выполнения которых студенты должны показать способность самостоятельно составить проект планирования горизонтальной площадки.

НИВЕЛИРОВАНИЕ

Нивелирование — определение разности высот двух или многих точек земной поверхности относительно условного уровня (напр., уровня океана, реки и пр.), т.е определение превышения. Существуют следующие способы нивелирования: Геометрическое (нивелиром и рейками); Тригонометрическое (угломерными приборами в основном теодолитом посредством измерения наклонения визирных линий с одной точки на другую); Барометрическое (при помощи барометра). Гидростатическое (основано на свойстве жидкости сообщающихся сосудов всегда находиться на одном уровне, независимо от высоты точек, на которых установлены эти сосуды); Радиолокационное (производится с помощью радиовысотомеров и эхолотов, установленных как на воздушных, так и на водных судах, автоматически вычерчивающих профиль проходимого пути)

Геометрическое нивелирование

Во время геометрического нивелирования превышение между точками получают как разность отсчётов по рейкам при горизонтальном положении визирной оси нивелира. Этот метод является наиболее простым и точным, но позволяет с одной постановки прибора получить превышение не более длины рейки, поэтому при больших превышениях в горной местности его эффективность падает. Определение превышения заключается в визировании горизонтальным лучом с помощью нивелира и отсчета разности высот по рейкам. h=h_b-h_a; где h_b — отсчет по задней рейке; h_a — отсчет по передней рейке; Точность отсчета по рейкам составляет от 1-2 мм (техническое нивелирование) до 0.1 мм (нивелирование I класса).

Рисунок 1 - Нивелирование методом «из середины»

Тригонометрическое нивелирование

При тригонометрическом нивелировании превышение между точками определяют по измеренным вертикальным углам и расстояниям между точками (горизонтальным проложениям). Тригонометрическое нивелирование позволяет с одной станции определить практически любое превышение между точками, имеющими взаимную видимость, но его точность ограничена из-за недостаточно точного учёта влияния на величины вертикальных углов оптического преломления и уклонений отвесных линий, особенно в горной местности. Превышение определяется по измеренному теодолитом (кипрегелем, эклиметром) углу наклона линии визирования с одной точки на другую (α) и расстоянию между этими точками (S). Тригонометрическое нивелирование применяется при топографической съемке и других работах.

Барометрическое нивелирование

Превышение определяется по значениям атмосферного давления при помощи полной барометрической формулы

Гидростатическое нивелирование

Основано на свойстве жидкости в сообщающихся сосудах на одном уровне. Этот метод имеет высокую точность, позволяет определять разность высот между точками при отсутствии взаимной видимости, но измеряемая разность высот ограничена длиной наибольшей из трубок, соединённых шлангами.

Построение плоскостей

Вертикальное проектирование или построение плоскостей выполняется электронно-механическими прибором Зенит-прибором или лазерным уровнем.

Зенит-прибором (прибором оптического вертикального проецирования) переносят точки по вертикали. При возведении высоких зданий и сооружений положение стен и других элементов на каждом этаже проверяют от осей. Точки пересечения осей проецируют оптическим или лазерным лучом зенит-прибора. Отметки проецируются с использованием принципа вращения лазерного луча и оптической системы, позволяющей развернуть луч в линию. Основное достоинство лазерного уровня — простота в работе, не требующая специальных навыков по настройке прибора, и возможность проведения работ только одним человеком.

1.1 Разбивка сети квадратов

Разбивку сети квадратов на местности начинают обычно с разбивки линии А, расположенной на середине снимаемого участка.

Рисунок 2- Схема разбивки сети квадратов на местности.

Длина линии АВ в этом случае должна быть кратна длине сторон квадратов. Часто линию АВ разбивают параллельно оси главного пути. С этой целью в точках Х1, Х2, Х3, расположенных на оси пути, отбивают перпендикуляры, на которых откладывают с помощью ленты или рулетки одинаковые расстояния до середины снимаемого участка. Полученные точки А, С, В должны лежать на прямой линии, определяющей исходное начало для разбивки сети квадратов. Если, например, требуется разбить сеть квадратов в пределах площади, ограниченной точками О, М, В, N, F, A, то сначала разбивают с помощью эккера и ленты линии FAO и NBM. Затем промеряют стороны ОМ и FN, длины которых должны быть равны АВ. Для получения вершин квадратов внутри контура производят промер лентой сначала от крайних точек по сторонам ОМ и FN контура, затем от линии АВ по направлению створов 1—1′ , 2 —2′, и т.д. При этих промерах производится одновременно съемка ситуации, наносимой на абрис. Вершины углов образовавшихся квадратов закрепляют сторожками, и на них указывают название линий, в пересечении которых находится данная точка. Правильность положения вершин квадратов внутри контура поверяют также контрольными измерениями в направлении, перпендикулярном к направлению створов (1—1′ и т.д.), и по диагоналям квадратов. Закончив таким образом разбивку сети квадратов, переходят к нивелированию площади.

1.2 Нивелирование площади

Существует два способа нивелирования площади: первый — с одной станции, второй—с нескольких станций. Первый способ применяется в том случае, если разность высот в пределах участка съемки не превышает 2,5—3 м наибольшая длина сторон прямоугольного контура сети квадратов составляет не более 300 м. При нивелировании с одной станции нивелир устанавливают в точке, расположенной примерно на середине снимаемого участка, и с помощью трубы нивелира производят отсчеты по рейке, устанавливаемой последовательно во всех точках сети квадратов. Результаты отсчетов Результаты отсчетов на рейке каждый раз записывают в журнал нивелирования или непосредственно на схеме разбивки сети квадратов, составленной на бумаге. На этой же схеме сети квадратов указывают расположение подробностей ситуации в пределах снимаемой площади. Чтобы легче было вести расчеты по определению отметок точек местности, отсчет на рейке, установленной, например, в точке А (см. рис. 2, выше в статье), записывают в графу «задние» связующей, а всех последующих точек— в графу «промежуточные». Отметку точки А получают обычно путем привязки к ближайшему в районе съемки реперу или другому постоянному знаку государственного или ведомственного нивелирования. Если с одной станции невозможно выполнить нивелирование площади, последнюю нивелируют с нескольких станций (I; II, III), как указано на рис. 62. При этом расположение станций выбирается так, чтобы между связующими точками r1 , r2 и r3 образовался сомкнутый нивелирный ход. Обработка нивелировки в этом случае начинается с вычисления отметок связующих точек и их увязки. По увязанным отметкам вычисляется окончательное значение горизонта инструмента на каждой станции производится подсчет отметок всех точек в пределах данной станции.

ЭТАПЫ ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАДАНИЯ

2.1. Камеральная обработка результатов площадного нивелирования строительной площадки

На участке местности со слабо выраженным рельефом произведено геометрическое нивелирование по квадратам для планирования участка под горизонтальную площадку.

2.1.1. Обработка журналов нивелирования.

Обработку журналов нивелирования (таблица 1) начинают с проверки всех записей и вычислений, выполненных в полевых условиях.

а) Вычисляют превышения по черной и красной сторонам реек по формуле 1:

h_ч = а_ч—b_ч ; h_кр = а_кр—b_кр , (1)

при этом расхождения в превышениях с учетом разности пяток пары реек не должны превышать 10 мм.

За окончательное значение превышения принимается среднее по формуле 2:

.
(2)

На каждой странице журнала выполняют постраничный контроль. Он заключается в подсчете сумм отсчетов на связующие точки по задней (Σа) и передней (Σb) рейкам, а также сумм превышений по черной и красной сторонам реек и средних превышений на станциях; при этом должно соблюдаться равенство 3:

б) Далее определяют высотную невязку хода по формуле 4:

Так как нивелирный ход замкнутый, то невязка вычисляется по формуле 4:

f_h= Σ h_ср. (4)

Полученную высотную невязку сравнивают с допустимой по формуле 5:

f _h ≤ f_{h доп} , (5)

где f_{h доп} = 50мм√L или f_{h доп} = 10 мм √n (L – длина хода, км; n – число станций в ходе).

Если невязка не превышает допустимой величины, то ее разбрасывают с обратным знаком поровну на все средние превышения хода δ_h = - f_h / n. При этом сумма поправок должна равняться невязке с обратным знаком, то есть Σδ_h = - f_h .

Вычисляют исправленные превышения по формуле 6:

h_{испр i} = h_{i +} δ_i . (6)

По исправленным превышениям вычисляют отметки связующих точек по формуле 7:

Н_i = H_i-1 + h_{i
испр} , (7)

где H_i-1 — отметка предыдущей точки хода.

Контролем правильности вычисления отметок связующих точек является соблюдение условия

H_кон = H_нач + Σh_испр . (8)

Далее вычисляют отметки промежуточных точек через горизонт инструмента ГИ. Для этого на станции дважды вычисляют ГИ относительно задней и передней связующих точек и из двух его значений берут среднее по формуле 9:

ГИ' = Н_з+а_ч; ГИ'' = Н_з+b_ч ;

где Н₃, Н_п – отметки задней и передней связующих точек;

а_ч, в_ч – отсчеты по черной стороне реек, установленных на задней и передней связующих точках.

Отметки промежуточных точек получают вычитанием отсчетов по черной стороне рейки, установленной на соответствующей промежуточной точке, из отметки ГИ по формуле 10:

Н _пром = ГИ – с_пром . (10)

Таблица 1 – Журнал площадного нивелирования

№ ст.	№ пикетов		отчеты по рейке, мм			Превышения, мм			ГИ, м	Н, м
№ ст.	№ пикетов		задний	передний	промеж	Вычисл	средн	исправ	ГИ, м	Н, м
1	4а		1,434						253,304	251,87
			6,154
	5а				0,645			0,789		252,659
	5б				1,447					251,857
	4б				1,423					251,881
	5в				2,195					251,109
	4в				1,507					251,797
	3в				0,430					252,874
	5г				2,608					250,696
	4г				1,945					251,359
	5д				2,908					250,396
	4д				2,377					250,927
	3г			1,374		0,060	0,061			251,931
				6,091		0,063
2	3г		1,637						253,568	251,931
			6,357
	3д				2,117			-0,480		251,451
	2д				1,834					251,734
	1д				1,681					251,887
	1г				1,860					251,708
	2г				1,217					252,351
	1в				2,248					251,32
	2в				1,426					252,142
	2б			2,152		-0,515	-0,516			251,414
				6,874		-0,517
3	2б		1,731						275,425	251,414
			6,451
	1б				2,349			-0,618		250,796
	3б				1,296					251,414
	1а				2,986					250,159
	2а				2,650					250,495
	3а				2,095					251,050
	4а			1,275		0,456	0,457			251,87
				5,993		0,458
Контроль			23,764	23,759		0,005	0,002
Контроль			0,005			0,005	0,002
δ =		0,002
∑Н₁=		1005,1
∑Н₂=		3015,009
∑Н₃=		2267,161
Н_пр =		251,621

2.1.2. Построение схемы нивелирования.

На чертежной бумаге по нивелирному журналу в масштабе 1:500 составляют схему нивелирования. На схему наносят положение станций, а также показывают какие связующие и промежуточные точки с них снимались.(Приложение I)

2.1.3. Построение плана поверхности.

На чертежной бумаге в масштабе 1:500 строят сеть квадратов со сторонами 20х20 м. На эту схему переносят отметки вершин из журнала нивелирования. Проводят горизонтали через 0,25 м, определяя их положение методом интерполирования на сторонах и диагоналях квадратов аналитически или графически с помощью палетки. (Приложение II)

2.2. Проектирование и разбивка горизонтальной площадки.

Проектирование горизонтальной площадки проводится по результатам нивелирования участка поверхности при условии нулевого баланса земляных работ, т.е. при условии равенства объемов выемок и насыпей.

На миллиметровую бумагу с сеткой квадратов выписывают отметки вершин квадратов(синим цветом)(Приложение III). Переносят на картограмму проектную отметку(красным цветом) планируемой горизонтальной площадки, которую вычисляют по формуле 11:

Н_п =

, (11)

где n - число квадратов;

åH₁ - сумма отметок вершин, входящих в один квадрат;

åH₂ - сумма отметок вершин, общих для двух квадратов;

åH₄ - сумма отметок вершин, общих для четырех квадратов.

Таблица 2 - Вычисление проектной отметки

åН1	2åН2	4åН4	åН1+2åН2+4åН4	n	Н_пр
1094,220	3282,369	2468,116	17531,392	16	273,928

Вычисляют рабочие отметки вершин квадратов по формуле 12.

h_рабi = Н_пр - Н_i . (12)

Рабочие отметки (синим цветом) вершин квадратов переносят на картограмму земляных работ.

В квадратах имеющих противоположные знаки рабочих отметок определяют местоположение точек нулевых работ по формулам 13, 14.

, (13)

. (14)

где d — расстояние между вершинами квадрата, внутри которого расположена точка нулевых работ;

h_раб1 и h_раб2 — рабочие отметки соседних точек квадрата,

Контроль: x₁ + х₂ = d .

Полученные точки нулевых работ после соединения дают линию нулевых работ. (Приложение IV)

Определяем средние рабочие отметки вершин каждой полученной фигуры и заносим в таблицу 3. В эту же таблицу заносим посчитанные площади фигур S,м. Для каждой фигуры картограммы получаем объемы земляных работ

Объем земляных работ вычисляют методом четырехгранных или методом трехгранных призм соответственно по формулам 16, 17:

; (16)

, (17)

где - высоты призм;

S - площадь основания призмы.

Объем пятигранных призм в смешанных квадратах целесообразно вычислять как разность объемов четырехгранных и трехгранных призм:

V₅ = V₄ - V₃.

Ведомость вычисления объема земляных работ приведена в табл.3.

Таблица 3 - Ведомость вычисления объема земляных работ

№ Фигуры	Насыпь			Выемка
№ Фигуры	Площадь фигуры S, м²	Средняя рабочая отметка h_ср, м²	Объем V, м³	№ Фигуры	Площадь фигуры S, м²	Средняя рабочая отметка h_ср, м²	Объем V, м³
1	400	-0,418	-167,2	3	121	0,18	21,8
2	279	-0,118	-32,9	5	386	0,357	137,8
8	290	-0,131	-38	6	400	0,805	322
4	14	-0,049	-0,7	11	68	0,097	6,6
9	400	-0,451	-180,4	13	340	0,242	82,3
15	24	-0,067	-1,6	20	60	0,006	4,0
10	332	-0,331	-109,9	7	110	0,200	22
17	367	-0,384	-140,9	14	376	0,398	149,7
12	60	-0,094	-5,6	16	33	0,078	2,6
18	400	-0,676	-270,4	21	400	0,933	373,2
23	81	-0,164	-13,3	22	320	0,283	90,6
19	340	-0,214	-72,8	24	65	0,11	7,2
25	335	-0,251	-84,4
26	400	-0,271	-108,4
∑	=		-1226,2	∑	=		1219,6

Величина расхождения насыпи и выемки в процентах подсчитывается по формуле 18:

. (18)

Разница в объемах насыпи и выемки допустима до 5 %.

Для проведения земляных работ по вертикальной планировке площадки рабочие отметки выписывают со знаком плюс или минус на сторожках, забитых в землю в каждой вершине квадрата. Положительная рабочая отметка выражает высоту насыпи, а отрицательная - глубину выемки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполнения задания я приобрел навыки проектирования вертикальной планировки строительной площадки, обработки данных геодезических измерений и оформления графической документации.В том числе я научился рассчитывать планы земляных работ и рассчитывать объемы выемки и насыпи. Результат выполнения данной курсовой работы расчет и проектирование заданной площадки для дальнейших строительных работ. В следствии вычислении мы можем сделать вывод: объемы насыпи и выемок компенсируют друг друга, и проведение дополнительных работ не потребуется.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Клюшин Е.Б. Инженерная геодезия / Е.Б. Клюшин, М.И.,Киселев, Д.Ш.Михелев. – 4-е изд., испр. – М.:Академия, 2000. – 480 с.
Кулешов Д.А. Инженерная геодезия для строителей / Д.А.Кулешов, С.Е Стрельников. – М.:Недра, 1990. – 256 с.
Поклад Г.Г. Геодезия / Г.Г. Поклад, С.П Гриднев. – М.:Академический проспект, 2007 – 592 с.
Маслов А.В. Геодезия / А.В.Маслов, А.В.Гордеев, Ю.Г.Батраков. – М.: КолосС, 2006. – 598с.
Большаков В.Д. Справочник геодезиста: в 2 кн./ В.Д.Большаков, Г.П.Левчук. – М.:Недра, 1975. – 1056 с.

Нивелирование поверхности по квадратам. 3 📙 Курсовая → 🆔 142835