Подготовка исходные данных
Схема нивелирования участка по квадратам, результаты нивелирования и отметки реперов выдаются преподавателем индивидуально или могут быть взяты как в методических указаниях с учетом своего номера зачетной книжки.
Рассмотрим вариант расчета планировки участка под горизонтальную плоскость на конкретном примере.
1. Результаты нивелирования поверхности занесены в журнал нивелирования и представлены в табл. 3.1.
2. Схема с границами нивелирования для каждой станции приведена на рис. 3.1.
3. Отметка репера, от которой прокладывается нивелирный ход, задается каждому студенту в зависимости от номера его зачетной книжки.
(3.1)
где - вариант студента.
Например, если Nз= 5, то
HRр = 105,105 м.
Таблица 3.1
Журнал нивелирования
№ станции | № точки | Отсчеты на рейке | Превыш. h | hСР | hУР | Отметка Н, м | ГИ,м | ||
задней | передней | промежут. | |||||||
I | RР | ||||||||
+20 ∙ Nз | |||||||||
II | |||||||||
II | |||||||||
III | |||||||||
+20 ∙ Nз | |||||||||
-20 ∙ Nз | |||||||||
IV | |||||||||
RP | |||||||||
Отсчеты на заднюю и переднюю рейки взяты по красной и черной сторонам. Отсчеты на промежуточные точки взяты только по черной стороне рейки. Все отсчеты взяты в мм.
Рис. 3.1. Схема нивелирования площадки по квадратам:
---- - границы нивелирования по станциям; - репер;
- связующая точка; ∆ - станция нивелирования
Планировка участка под горизонтальную плоскость при условии нулевого баланса земляных масс
3.2.1. Общие положения
Исходные данные, представленные в 3.1, получены следующим образом. На местности, подлежащей планировке, было выполнено нивелирование по квадратам. Для этой цели на участке были закреплены вершины квадратов со стороной 40 м. Сетку квадратов разбивали с использованием теодолита и мерной ленты или рулетки. Нивелирование узлов сетки производилось с одновременным проложением привязочного хода к реперам. Если на участке имеется только один репер, то прокладывают замкнутый ход.
3.2.2. Обработка журнала нивелирования
Последовательность выполнения работы:
1. Вычисляется пятка рейки для каждой связующей точки.
Пятка = Окр - Очер, (3.2)
где Окр - отсчет по красной стороне рейки; Очер - отсчет по черной стороне рейки.
Вычисленное значение пятки рейки не должно отличаться от фактического значения пятки более чем на 5 мм.
2. Вычисляются превышения на каждой станции:
h1 = Зкр - Пкр, (3.3)
h2 = Зчер - Пчер, (3.4)
где Зкр, Зчер - отсчеты на заднюю рейку соответственно по красной и по черной сторонам рейки; Пкр, Пчер - отсчеты на переднюю рейку соответственно по красной и по черной ее сторонам.
Разность (h1 - h2) должна быть не более 5 мм (по абсолютному значению).
3. Вычисляется среднее превышение hср на станции.
hср = (h1 - h2) / 2. (3.5)
4. После вычисления средних превышений на всех станциях хода вычисляется практическая невязка хода.
, (3.6)
где - сумма средних превышений по ходу;
, (3.7)
где Нк, Нн - отметки конечного и начального реперов хода.
Так как в рассматриваемом примере ход замкнутый, то Нк = Нн и , поэтому
.
Полученная невязка должна удовлетворять требованию
, (3.7)
, (3.9)
где п - число станций.
5. Если , то в нивелирном ходе грубых ошибок нет и полученную невязку можно распределить поровну с обратным знаком на все средние превышения, т.е. вычислить поправки δh к средним превышениям. Поправка вычисляется в целых миллиметрах:
, (3.10)
Сумма поправок должна быть равна невязке с обратным знаком:
. (3.11)
6. Вычисляются исправленные превышения.
hucnp = hcр+ δh. (3.12)
Контроль правильности вычислений: .
7. Вычисляются отметки всех связующих точек.
. (3.13)
Контролем правильности вычислений служит точное получение отметки репера, расположенного в конце хода.
8. Вычисляют отметки горизонта инструмента для каждой станции, имеющей промежуточные точки:
ГИ = Н3 + Зчер или ГИ = Нп + Пчер, (3.14)
где ГИ - горизонт инструмента; Нп, Нз - отметки передней и задней точек на станции; Зчер - отсчеты на заднюю рейку по черной стороне рейки; Пчер - отсчеты на переднюю рейку по черной стороне рейки.
9. Вычисляют отметки промежуточных точек (узлов сетки) Hi,
Hi = ГИ - Оi, (3.15)
где Оi - отсчеты по рейке в узлах сетки квадратов (см. табл. 3.1 гр. 5).
3.2.3. Построение высотного плана участка
По результатам нивелирования площадки строят высотный план в масштабе 1:500 с высотой сечения рельефа 0,5 м. На листе бумаги строят сетку квадратов в масштабе 1:500, в узлы сетки вписывают отметки из журнала с округлением до 0,01 м.
Рис.3.2. Высотный план М 1:500
Сплошные горизонтали проведены через 0,5 м
Горизонтали строят путем интерполяции между соседними отметками на каждой стороне квадрата. На рис. 3.2 приведен пример построения высотного плана участка для варианта N = 0.
3.2.4. Вычисление проектной и рабочих отметок.
Планировка участка под горизонтальную плоскость проводится при условии нулевого баланса земляных масс. Проектная отметка горизонтальной плоскости вычисляется по формуле
, (3.16)
где H1, Н2 ,Н3, H4 - отметки земли узлов сетки, принадлежащие одновременно 1, 2, 3, 4 квадратам; п - число квадратов (см. рис. 3.2).
В нашем примере одному квадрату принадлежат узлы 11, 15, 41, 45; двум квадратам одновременно принадлежат узлы 12, 13, 14, 21, 25, 31, 35, 42, 43, 44; четырем квадратам одновременно принадлежат узлы 22, 23, 24, 32, 33, 34.
.
Для того чтобы поверхность земли преобразовать в горизонтальную плоскость, необходимо произвести земляные работы по срезке грунта на возвышенных участках и подсыпке грунта на пониженных участках. Для того чтобы знать величины срезки или подсыпки для каждого узла, вычисляют рабочие отметки
hpaб.j = Hпроектное - Hземли j. (3.17)
На схеме участка с рабочими отметками намечается линия нулевых работ (граница между насыпью и выемкой), проходящая через стороны, концы которых имеют рабочие отметки противоположных знаков. На рис. 3.3 линия нулевых работ будет проходить между вершинами 13 и 14, 14 и 24, 24 и 25, 24 и 34, 34 и 33, 33 и 43, 32 и 42, 31 и 41.
Плановое положение точки нулевых работ на сторонах квадрата определяют по формулам:
, (3.18)
, (3.19)
Контролем служит равенство
х0 + у0 = d, (3.20)
где а, в - рабочие отметки на концах стороны квадрата; d - длина стороны квадрата; х0 - расстояние от точки А до точки нулевых работ в метрах; у0 -расстояние в метрах от точки нулевых работ до точки В.
Рис. 3.3. Рабочие отметки и линия нулевых работ:
O - номер фигуры;____ - линия нулевых работ;
• 0 - точки нулевых работ
Пример.
На стороне 13—14:
;
х0 и у0 откладывают в масштабе на плане участка и получают линию нулевых работ (рис. 5).
3.2.5. Составление картограммы земляных масс
По результатам рис. 3.3 вычисляют объемы земляных работ. Объемы для каждой фигуры Vi вычисляют по формуле
, (3.21)
где S - площадь фигуры; hpaб.cp.i - средние рабочие отметки.
, (3.22)
где m - число вершин фигуры.
Таблица 3.2