Теодолитная съемка. Нивелирование линейных работ

                                                     Выполнила:

                                                     Студентка 104 группы

                                                     факультета ПАЭ

                                                     Заикина Н.С.

                                                     Проверил: 
 
 
 
 
 
 

Москва, 2011

Содержание 

1. Теодолитная съемка

     Теодолитная съемка - горизонтальная (контурная) съемка местности, в итоге которой может быть получен план с изображением ситуации местности (контуров и местных предметов) без рельефа. Теодолитная съемка относится к числу крупномасштабных (масштаба 1:5000 и крупнее) и применяется в равнинной местности в критериях сложной ситуации и на застроенных территориях: в населенных пунктах, на строительных площадках, промышленных площадках горных компаний, на территориях железнодорожных узлов, аэропортов и т. п. В качестве планового съемочного обоснования при теодолитной съемке традиционно употребляются точки теодолитных ходов. Теодолитные ходы представляет собой системы ломаных линий, в которых горизонтальные углы измеряются техническими теодолитами, а длины сторон — железными мерными лентами и рулетками или оптическими дальномерами. По точности теодолитные ходы разделяются на разряды:

     1 разряд — с относительной погрешностью не ниже 1:2000;

     2 разряд — с относительной погрешностью не ниже 1:1000.

     Традиционно теодолитные ходы необходимы не лишь для выполнения съемки ситуации местности, но и служат геодезической основой  для остальных видов инженерно-геодезических работ.

1. Способы теодолитной съемки

     Способ  перпендикуляров используют для съемки точек, расположенных на открытой местности вблизи сторон теодолитного хода. Для определения положения углов здания к₁, к₂, к₃ достаточно опустить на линию 23 теодолитного хода перпендикуляры и измерить расстояния d₁, d₂, d₃ от твердой точки 2 по линии теодолитного хода до оснований перпендикуляров и длины перпендикуляров p₁, р₂, р₃ (рис. 1).

     При построении плана по линии теодолитного хода, положение точек которого нанесено на план, в масштабе плана откладывают отрезки d₁, d₂, d₃, т. е. получают положение оснований перпендикуляров, в которых восстанавливают перпендикуляры и по ним откладывают в масштабе плана значения p₁, р₂, р₃ и таким образом получают на плане точки к1, к2, к3 углов здания. Соединив эти точки, имеем изображение двух стен здания, изображение остальных двух стен получают, прочертив линии, параллельные к₂, к₃ и к₁, к₂. Таким образом, на плане получаем положение здания. Аналогичным способом можно получить изображение на плане и других объектов местности.

     Рис. 1. Способ перпендикуляров

     Перпендикуляры  измеряют рулеткой, а расстояние от твердой точки до основания перпендикуляра отсчитывают по стальной ленте, уложенной в створе линии 23 теодолитного хода с помощью теодолита, установленного над точкой 2. При небольшой длине перпендикуляров (не более 4, 6,8 м при съемках-масштабах 1:500, 1:1000, 1:2000) их восстанавливают «на глаз». При больших длинах перпендикуляров прямой угол строят экером (рис. 2), и длины перпендикуляров при отмеченных масштабах можно увеличить до 20, 40, 60 м. 

     Рис. 2. Экер

     Из  экеров различных конструкций наибольшее распространение получил двухзеркальный экер. Внутри металлического корпуса 1 с прямоугольным окошками 2, под которыми на внутренних сторонах укреплены зеркала 3 под углом γ = 45° относительно друг друга. Через окошко наблюдатель смотрит на веху, установленную на точку N. Перемещая экер по линии MN, находят так положение, когда отраженное от двух зеркал изображение вехи над точкой К будет совпадать с направлением на веху в точке N, что будет соответствовать положению экера в вершине прямого угла NkK, эту вершину через середину ручки 4, крючок 5 проектируют отвесом 6 на ленту (земную поверхность).

     На  рисунке 2б угол

     На  рисунке 2а угол

     т.е.                                             ε = 2γ

     При γ = 45° ε = 90°, т. е. NкK (рис. 2а) равен 90°.

     Способ  линейной засечки используют для съемки точек путем измерения отрезков s₁, s₂ с точек а и b (рис. 3а). Точки а и b на линии 12 теодолитного хода выбирают так, чтобы угол засечки при определенной точке К был в пределах 30-150°, отрезки s₁, s₂ не превышали 50 м. На плане сначала получают точки а и b, из этих точек как из центров радиусами s₁ и s₂ в масштабе плана проводят дуги окружностей, пересечение которых дает положение точки К на плане.

     Способ  полярных координат является наиболее используемым при съемке точек. Принимая точку теодолитного хода 1 за полюс (рис. 3б), а линию 12 — за полярную ось, теодолитом, установленным над точкой 1, одним полуприемом измеряют угол βi, а дальномером, лентой или рулеткой — отрезок s_i. В таблице 1 приведены максимальные расстояния в способе полярных координат при выполнении теодолитной съемки.

     Рис. 3. Схемы съемки контуров способами: а — линейной засечки; б — полярным; в — угловой засечки; г — створов

     Обычно  с одной вершины хода унимают  несколько точек местности, в  этом случае целесообразно лимб теодолита  ориентировать по линии хода 12, для  чего вращением алидады совмещают нулевые деления лимба и алидады, затем закрепляют алидаду и открепляют винт лимба и вращением лимба вместе с алидадой перекрестие нитей сетки наводят на точку 2. Следовательно, при наведении на точку 2 теодолитного хода отсчет по горизонтальному кругу будет равен нулю и при наведении на точку i отсчет будет равен полярному углу β_i.

     Таблица 1

     Максимальные  расстояния в способе  полярных координат  при выполнении теодолитной съемки

     Съемку  методом полярных координат можно выполнять не только с точек теодолитного хода, но и с любой точки на его стороне. На рисунке 3б это точка 1', полученная путем откладывания расстояния d' = 11' в прямом и обратном направлениях.

     Способ  угловой засечки используют при съемке удаленных труднодоступных местных предметов (трубы, шпили, антенны и т. п.). Определяемая, точка получается путем пересечения направлений из двух и более точек теодолитного хода (для контроля — не менее чем с трех направлений). Углы β₁ и β₂ (рис. 3в) измеряют теодолитом, при этом угол γ при определенной точке Т должен быть в пределах 30-150° (наилучшая засечка при γ = 90°).  

     Способ  створов обычно применяют при внутриквартальной съемке, когда съемка основных контуров выполнена. Створом может быть линия, сочиняющая две твердые точки или два твердых контура (рис. 3г). Путем линейных измерений на линии створа получают точки В', С', из которых линейной засечкой (или другим способом) получают снимаемую точку. Кроме съемки всех точек ситуации для уточнения составленного плана выполняют обмеры по фасадам всех строений, заборам и т. п. На перекрестках проездов измеряют диагональные расстояния между углами кварталов и ширину проездов. Контрольные промеры делают между смотровыми колодцами подземных коммуникаций, мачтами, столбами воздушных линий связи и т. п.

     При теодолитной съемке заполняется абрис — схематический чертеж, на котором изображают вершины и створы теодолитного хода, снятую с них ситуацию, записывают результаты угловых и линейных измерений (рис.4). Абрис составляют непосредственно во время съемки. При составлении абриса на нескольких листах должно быть перекрытие изображения, т. е. последующий лист должен начинаться с точек, которыми закончился предыдущий. Абрис является исходным документом для составления плана теодолитной съемки, поэтому его нужно составлять четко, аккуратно, чтобы при его использовании не было разночтений и неопределенностей.

     Рис. 4. Абрис теодолитной съемки

2. Мероприятия по проведению геодезических работ при оформлении земельных участков в собственность

     Землеустройство включает в себя комплекс мероприятий по организации и планированию рационального использования и охраны земель. Так, к землеустройству относят работы, связанные с определением границ земельных участков на местности, с созданием новых объектов территориального землеустройства и упорядочением существующих. Одним из видов землеустроительных мероприятий является осуществление топографо-геодезических изысканий, направленных на обеспечение специалистов-землеустроителей подробными картами и планами. Таким образом, геодезические работы предоставляют топографическую основу для землеустройства.

     Главное требование ко всем геодезическим работам  при землеустройстве – это  точность измерений. Ведь от проведения этих мероприятий зависит актуальность кадастровой информации. Кроме того, площадь земельного участка – это главный способ описания объектов землеустройства при установлении или смене права собственности, начислении некоторых налогов. С помощью топографической съемки и других работ выполняется проектирование границ самых разных земельных участков: от сельскохозяйственных угодий до небольших дачных наделов.

     Требуемая точность определения границ объектов землеустройства и выноса в натуру зависит от хозяйственной ценности и площади этих объектов. Также  на требования к точности и использованию различных топографических материалов могут влиять административные решения.

     Межевание участка представляет собой комплекс землеустроительных работ, который  выполняется как при первичной  постановке земельного участка на Государственный кадастровый учет (ГКУ), так и при внесении изменений в существующие записи Государственного земельного кадастра (ГЗК) о данном участке (такой участок в земельном законодательстве называют “ранее учтённым земельным участком” – РУ ЗУ).

     В частности, межевание земельного участка включает:

• проведение работ по полевому обследованию участка, подлежащего размежеванию;
• составление плана границ земельного участка;
• определение местоположения и площади соседних участков;
• юридическое оформление полученных результатов.

     Координаты  межевых знаков наносятся на карты  и планы местности.

     Межевой план. В соответствии с Федеральным законом от 24.07.2007 № 221-ФЗ «О государственном кадастре недвижимости» (далее – Закон), межевой план является документом, содержащим необходимые для осуществления кадастрового учета сведения о земельном участке (ст.22 и 38). Межевой план не является землеустроительной документацией. Его оформление необходимо для постановки земельного участка на государственный кадастровый учет (состав необходимых для кадастрового учета документов определён ст.22 Закона). Порядок работы кадастрового инженера при оформлении межевого плана определён статьями 38, 39, 40 Закона.

     Кадастровый план всегда требуется как юридическое обоснование для проведения кадастровых работ. Для получения кадастрового плана проводится контурная (кадастровая) съемка местности, а потом на основании этой съемки формируется межевое (землеустроительное) дело, передающееся по завершении всех работ в органы государственной регистрации.

     Кадастровый план территории представляет собой тематический план кадастрового квартала или иной указанной в соответствующем запросе территории в пределах кадастрового квартала, который составлен на картографической основе. На ней в графической и текстовой формах воспроизведены запрашиваемые сведения. Кадастровый план земельного участка представляет собой единый документ, состоящий из разделов, предназначенных для отражения определённых групп характеристик поставленного на государственный кадастровый учет земельного участка. Этот план обычно требуется для проведения судов, строительства, совершения сделок купли-продажи, введения объекта в эксплуатацию и т.п. Изготовление кадастрового плана земельного участка осуществляется по заявлениям как юридических, так и физических лиц в объёме запрашиваемых сведений о земельных участках по  формам В.1-В.6. Для государственной регистрации прав на земельные участки и сделок с правом аренды земельных участков необходимы формы В.1-В.4.

     Приём заявлений на предоставление сведений ГЗК (кадастрового паспорта или другой кадастровой информации) осуществляется либо в центральном здании Департамента, либо непосредственно в ТОРЗах (по месту административно-территориальной принадлежности земельного участка).

     Кадастровый паспорт. Согласно п.4 ст.14 Федерального закона от 24.07.2007 № 221-ФЗ “О государственном кадастре недвижимости”, кадастровый паспорт объекта недвижимости представляет собой выписку из государственного кадастра недвижимости, содержащую сведения об объекте, необходимые для государственной регистрации прав на дом или квартиру и сделку, связанную с ними. Кадастровый паспорт – один из элементов формирующейся сейчас в России системы кадастрового учета объектов недвижимости, он необходим при регистрации прав на объект недвижимости.

     Кадастровые паспорта обычно оформляются как на жилые и нежилые помещения, так и на землю. Выдача кадастровых паспортов и предоставление выписок производятся по заявлениям граждан и организаций вне зависимости от места нахождения объектов кадастрового учета. Например, паспорт на недвижимость можно получить в территориальных отделах БТИ или в ФГУП “Ростехинвентаризация”. Получение кадастрового паспорта стоит от 10 000 рублей, в зависимости от сроков и возможных осложений. Для подачи документов требуется нотариальная доверенность на нашего сотрудника и правоустанавливающие документы на объект.

     Кадастровые работы обеспечивают подготовку документов, содержащих все сведения о недвижимом имуществе, которые необходимы для осуществления кадастрового учета. Для проведения кадастровых работ всегда требуется юридическое обоснование – кадастровый план.

     Виды  кадастровых работ:

• согласование акта выбора;
• разработка и согласование проекта границ земельного участка;
• установление собственников и землепользователей земельных участков;
• контурная или кадастровая съемка местности;
• восстановление в натуру утерянных границ участков, вынос в натуру границ землеотвода;
• составление и оформление межевого плана и землеустроительного дела (земдела);
• подготовка документов для государственной регистрации сделок с недвижимым имуществом.

2. Нивелирование линейных работ

     Нивелирование — это вид геодезических работ  по определению превышений.

     Нивелирование обычно используют для определения  высот точек при составлении  топографических планов, карт, профилей, при перенесении проектов застройки и планировки территории по высоте. При производстве строительно-монтажных работ с помощью нивелирования устанавливают строительные конструкции в проектное положение по высоте. Применяют нивелирование при наблюдениях за осадками и деформациями зданий, для определения вертикальных перемещений точек зданий и  сооружений.

     Различают следующие методы нивелирования:

• геометрическое;
• тригонометрическое;
• физическое;
• автоматическое.

     Геометрическое  нивелирование — это метод определения превышения с помощью горизонтального визирного луча и нивелирных реек. Для получения горизонтального луча используют прибор, который называется нивелиром. Геометрическое нивелирование широко применяется в геодезии и строительстве.

     Геометрическое нивелирование трассы выполняют независимо две бригады: первая нивелирует все точки трассы и реперы, а вторая — только километровые пикеты, временные и постоянные реперы. Кроме того, чтобы уравнять объемы работ, второй бригаде могут поручить нивелирование поперечников. На трассах до 50 км геометрическое нивелирование выполняет одна бригада, которая прокладывает прямой и обратный нивелирные ходы. В прямом ходе нивелируют все точки, а в обратном — только связующие точки, реперы, километровые пикеты.

     Расхождение суммы превышений в прямом и обратном направлениях или ходах не должно превышать

     где L — длина нивелирного хода, км.

     Если  нивелирный ход длиной до 16 км привязан с обеих сторон к опорным высотным пунктам, то повторное нивелирование  можно не выполнять, при этом высоты всех точек определяют из одиночного хода, а значение

     Последовательность  перемещения нивелира и реек в  одиночном, нивелирном ходе показана на рис. 5. Начинают ход с репера (РП68). Отсчеты по рейкам выполняют по схеме З_ч - П_ч - П_к - З_к (отсчеты по задней З  передней П рейкам, индекс «ч» означает черную сторону рейки, а «к» - красную). Отсчеты записывают в нивелирный журнал. Превышения hч = 3_ч -П_ч, h_к = З_к - П_к не должны отличаться более чем на 10 мм. При выдерживании допуска определяют среднее превышение. При использовании односторонней рейки нивелирование выполняют при двух горизонтах нивелира. В качестве связующих точек обычно используют пикеты.

     При крутых склонах расстояние от нивелира до рейки приходится сокращать, и  в качестве связующих точек используют иксовые точки, они не имеют пикетажного обозначения, не участвуют при построении профиля трассы. Точки трассы между связующими точками называют промежуточными, отсчёт по рейке на промежуточных точках берут по черной стороне или при одном горизонте прибора после взятия отсчетов по рейкам на связующих точках. Точки на поперечниках нивелируют как промежуточные.

     Рис.5. Схема геометрического нивелирования трассы

     Тригонометрическое  нивелирование — это метод  определения превышения по измеренному углу наклона и расстоянию между точками. Его применяют при топографических съемках и при определении больших превышений.

     К физическому нивелированию относят  методы, основанные на использовании  различных физических явлений: метод  гидростатического нивелирования, основанный на применении сообщающихся сосудов; барометрического нивелирования, основанный на определении превышений по разностям атмосферного давления в наблюдаемых точках; радиолокационного нивелирования, основанного на отражении электромагнитных волн от земной поверхности и определении времени их прохождения.

     Метод гидростатического нивелирования  применяют в производстве строительно-монтажных  работ для выверки конструкций  в стесненных условиях. Его часто  используют при наблюдениях за деформациями инженерных сооружений.

     Барометрическое нивелирование применяют в начальный  период инженерных изысканий. Радиолокационное нивелирование выполняют при  аэрофотосъемке местности.

     Автоматическое  нивелирование осуществляют с помощью  специальных приборов, устанавливаемых на автомобилях, железнодорожных вагонах и т. п. При автоматическом нивелировании сразу вычерчивается на специальной ленте профиль местности. Этот метод находит применение при изысканиях линейных сооружений и для контроля положения железнодорожных путей.

1. Приборы и вспомогательное оборудование для нивелирных работ

     Для нивелирных работ применяют нивелиры, выпускаемые по ГОСТ 10528, а также  равноценные им по точности отечественные  и импортные приборы, типоразмер которых утвержден и внесен в  Госреестр средств измерений.

     Нивелиры  классифицируются по точности на высокоточные, точные и технические, по типу отсчетного приспособления - с оптическим микрометром  и без него, по способу приведения визирной линии в горизонтальное положение - на нивелиры с уровнем и с компенсатором; по способу отсчитывания по рейке - визуальные (традиционные) и с цифровым отсчетом; по конструкции зрительной трубы - с прямым изображением (труба земного типа) и с обратным изображением визирных целей (астрономическая труба).

     В соответствии с государственным стандартом на нивелиры шифр типа нивелира включает букву "Н", цифровой код, соответствующий средней квадратической погрешности превышения на 1 км двойного хода, например Н-05, Н-3, Н-10; для нивелиров с компенсатором в шифр прибора добавляется буква "К", для нивелиров с лимбом - буква "Л", например, Н-3 КЛ, Н-10 КЛ. Для модификаций нивелиров перед буквой "Н" добавляется цифра, означающая серию или типоразмерный ряд приборов, например, 3Н-2К, 3Н-3КЛ.

     Нивелиры  с цифровым отсчетом в своей конструкции содержат электронно-цифровой датчик, позволяющий автоматически считывать положение визирной линии по специальной штрих-кодовой рейке, а также регистрировать, хранить информацию, осуществлять контроль промежуточных операций.

     Нивелиры  с цифровым отсчетом должны соответствовать требованиям технических условий на изготовление и поставку приборов, утвержденным в установленном порядке. Например, для высокоточных работ могут применяться нивелиры Di Ni 12, для других работ - Di Ni 10, Di Ni 22 (фирмы "Карл Цейс"), SDL (фирмы "Sokkia").

     Таблица 2

     Общие требования к приборам, предназначенным  для нивелирования I, II, III и IV классов

     Для нивелирных работ применяют нивелирные рейки, выпускаемые по ГОСТ 10528, а  также равноценные им по назначению и точности отечественные и импортные рейки, разрешенные к эксплуатации.

     Для нивелирования I и II классов предназначаются  штриховые инварные рейки длиной 3 м и подвесные рейки длиной 1,2 м. Натяжение инварных полос 20±1 кг. Нуль подвесной рейки должен быть совмещен с центром отверстия для штифта, на котором подвешивают рейку. Для нивелирования III и IV классов применяют двухсторонние шашечные рейки с сантиметровыми делениями. На одной стороне (например, черной) начало шкалы должно совпадать с плоскостью пятки рейки, а на другой (например, красной) с плоскостью пятки совмещают отсчет более 4000 (например, 4680). В комплект нивелиров с компенсатором допускается включать односторонние нивелирные рейки, в этом случае при работе на станции при нивелировании III и IV классов измерения проводятся при двух горизонтах нивелира. Возможность использования телескопических реек на дюралюминиевой основе должна оговариваться в техническом проекте на производство работ и обосновываться метрологически.

     Обозначение типа нивелирной рейки включает буквы РН, погрешность нивелирования и длину рейки, например, рейка нивелирная для работы с погрешностью 3 мм на 1 км хода, длиной 3000 мм, складная - РН-3-3000С.

     Таблица 3

     Общие требования к нивелирным рейкам, предназначенным  для нивелирования I, II, III и IV классов

     Для цифровых нивелиров поставляются односторонние  штрих-кодовые рейки длиной от 1 до 4 м (для некоторых цифровых приборов поставляются рейки, на второй стороне  которых наносится шкала с  сантиметровыми делениями для визуальных измерений).

     При производстве нивелирных работ наряду с нивелирами и рейками используются вспомогательные приборы и оборудование, перечень которых приводится ниже:

• полевой электронный журнал (регистратор информации) для регистрации отсчетов по рейкам и обработки результатов измерений на станции и по нивелирному ходу; регистратор информации должен обеспечивать возможность применения технологии нивелирования в соответствии с требованиями настоящей инструкции;
• штатив нивелира по ГОСТ 11158 для установки прибора в рабочее положение;
• рейкодержатели (или подпорки) для надежного удержания рейки в вертикальном положении по уровню;
• термометр-пращ для измерения температуры воздуха в процессе измерений (в нивелировании I-II классов - на каждой нечетной станции по ходу, в нивелировании III и IV классов - в начале и конце работы);
• нивелирные костыли со сферической головкой для установки на них рейки;
• нивелирные башмаки, используемые наряду с костылями, в нивелировании III и IV классов;
• стальной трос или рулетка длиной 50 (100) м для измерения расстояний от нивелира до рейки;
• топографический зонт для защиты прибора от солнечной радиации и одностороннего нагрева, а также от атмосферных осадков.