Сущность нивелирования по квадратам
Нивелир устанавливают в любую точку, расположенную внутри площадки. За точку съемочного обоснования принимается точка с известной абсолютной отметкой. Нивелирование на точку съемочного обоснования и вершины квадратов производится с одной станции, методом геометрического нивелирования (отсчеты снимаются только по черной стороне рейки). Если длины сторон квадратов небольшие, то их нивелирование можно выполнять с нескольких станций с общими связующими точками. Каждая станция имеет связь с соседней через 2-3 связующие точки. Отсчеты, произведенные по рейке, записываются на схеме сети квадратов. По полученным результатам вычисляют горизонт прибора по формуле:
ГП = Нi + bi,
где Нi– абсолютная отметка точки i; bi – отсчет по рейке в точке i.
Затем через горизонт инструмента вычисляются абсолютные отметки точек вершин квадратов:
Hi = ГП - Сi,
где Hi – абсолютная отметка вершины квадрата; Сi – отсчет по рейке для соответствующей вершины.
Полученные отметки записываются на схеме сети квадратов к соответствующим вершинам.
Построение сетки квадратов выполняют при помощи теодолита и ленты. Для этой цели по границе участка строят прямоугольник, на сторонах которого закрепляют вершины квадрата через заданные интервалы.
Основной квадрат разбивают на заполняющие со сторонами 20 м.
Контроль нивелирования осуществляют по методу сравнения разностей горизонтов на смежных станциях:
b1-a1=b2-a2
где a1 и a2 - отсчеты по рейкам с первой станции; b1 и b2 - отсчеты по рейкам, установленным на тех же вершинах квадрата, с другой станции. Если полученные разности не превышают по абсолютной величине 20 мм, то работу считают удовлетворительной. В противном случае, необходимо проверить отсчеты.
Подробный абрис, составленный в результате нивелирования по квадратам, см. в приложении 15.
2. Камеральная обработка нивелирования площади поверхности способом квадратов
10.07.2015
По данным нивелирования площади поверхности способом квадратов составляют план площадки в горизонталях в масштабе 1:500 с сечением рельефа через 0,05 м.
Последовательность выполнения заключается в следующем:
1) На листе бумаги в масштабе 1:500 вычерчивают сетку квадратов со сторонами 20 м, подписывают номера горизонтальных и вертикальных линий и выписывают отсчеты по черной стороне рейке.
2) В масштабе 1:500 составляют план, подписывают вычисленные отметки у вершин квадратов и строят горизонтали поверхности земли с сечением через 0,05 м при помощи палетки или миллиметровки.
Проектирование горизонтальной и наклонной площадок (вертикальная планировка)
Под вертикальной планировкой подразумевается преобразование естественного рельефа при строительстве в горизонтальную или наклонную площадки путем выполнения земляных работ по специальному проекту вертикальной планировки.
Для проектирования горизонтальной площадки вычисляют среднюю отметку всего участка по известным отметкам вершин квадратов по формуле:
;
где N – число квадратов; H1, H2, H4 – отметки вершин квадратов, относящихся к одному, двум и четырем квадратам. Результаты заносят в таблицу.
Среднюю отметку Н к вычисляют с точностью до 0,01 м. Рабочие отметки всех вершин квадратов получают как разности отметок поверхности земли в вершинах квадратов и отметки Н к.
h раб = Н n – H к
Отрицательная рабочая отметка указывает на насыпь грунта в данной точке, а положительная – на выемку. Рабочие отметки подписываются красной тушью под отметками поверхности земли и с помощью их строят линию нулевых рабочих отметок, называемую линией нулевых работ. Точки нулевых рабочих отметок можно определить графоаналитическим или графическим способами.
P Графоаналитический способ заключается в вычислении расстояний х до точек нулевых рабочих отметок (нулевых работ), а затем в графическом определении на плане по х положения искомой точки на стороне квадрата или его диагонали. Расстояние до точек нулевых работ определяют по известной формуле:
Для контроля:
,
где d – сторона квадрата (здесь d = 10 м); h л ,h п – рабочие отметки вершин квадрата, расположенные слева и справа от точки нулевых работ. Величины х и d-x, вычисленные по формулам, должны составлять в сумме величину d.
P Графический способ состоит в определении положения точки нулевых работ путем графических построений. Получив таким образом ряд нулевых работ, соединяют их плавной пунктирной линией красного цвета, которая будет являться линией нулевых работ. Она разделяет площадку на участки выемки и насыпи. Участок насыпи показывают штриховкой.
В нашем случае точки линии нулевых работ были определены графически (методом линейного интерполирования).
После вычисления рабочих отметок и построения линии нулевых работ подсчитывают объемы земляных работ.
В зависимости от места линии нулевых работ различают разные типы квадратов:
· однородные, когда для всех углов квадратов знаки рабочих отметок совпадают (точек нулевых работ на сторонах квадрата нет), а по всему квадрату должна быть выполнена либо насыпь, либо выемка;
· неоднородные, когда знаки рабочих отметок у различных вершин не совпадают и квадрат делится линией нулевых работ на участки выемки и насыпи.
Для отдельного однородного квадрата объем земляных масс V0 можно определить как объем призмы, имеющей площадь основания Р, равную площади квадрата, и высоту, равную среднему арифметическому из рабочих отметок h всех четырех углов
V0 = P*(h1 + h2 + h3 + h4)/4
Объемы земляных масс в неоднородных квадратах определяют после разделения их линией нулевых работ и вспомогательными линиями на отдельные фигуры - прямоугольные треугольники, прямоугольники, трапеции и т. п. Такой же порядок принимают и для неполных квадратов. Объем работ Vr в отдельных фигурах вычисляют по формуле
Vr = Pr*hср
где Рr - площадь отдельной фигуры; hср - средняя рабочая отметка этой фигуры.
Для выемки:
Для насыпи:
Где 
-сумма положительных рабочих отметок квадрата, м
-сумма отрицательных рабочих отметок квадрата, м
d- сторона квадрата, м
/ 
/- сумма абсолютных величин рабочих отметок квадрата, м
Вычисленные объемы в метрах кубических по каждому квадрату выписывают с соответствующим знаком в таблицу земляных масс. Суммарный объем подписывается внизу чертежа.
Определив общие объемы выемок и насыпей, сводят баланс земляных масс, т. е. определяют, компенсируют ли друг друга выемки и насыпи. На практике предпочитают, чтобы объем выемок несколько превышал объем насыпей, так как вывезти лишний грунт легче, чем отыскать резервный грунт для насыпи.
Результаты камеральной обработки нивелирования площади по квадратам:
1) Таблица баланса земляных масс
| №кв | hi | d2/4 | Баланс | |
| Выемка | Насыпь | |||
| 0,351 | 35,10 | |||
| 0,24 | 24,00 | |||
| 0,099 | 9,90 | |||
| -0,432 | -43,20 | |||
| 0,279 | 27,90 | |||
| 0,063 | 6,30 | |||
| -0,048 | -4,80 | |||
| -0,552 | -55,20 |
103,2 -103,2
2) Таблица объемов земляных работ
| №кв | (+hi) | (+hi)2 | (-hi) | (-hi)2 | |hi| | d2/4 | Объем | |
| Выемка | Насыпь | |||||||
| 0,351 | 0,1232 | 0,00 | 0,00 | 0,351 | 35,0997 | 0,00 | ||
| 0,24 | 0,0576 | 0,00 | 0,00 | 0,24 | 24,00 | 0,00 | ||
| 0,1255 | 0,0158 | -0,0265 | 0,0007 | 0,152 | 10,3947 | 0,2605 | ||
| 0,0105 | 0,0001 | -0,4425 | 0,1958 | 0,453 | 0,0221 | 43,223 | ||
| 0,3085 | 0,0952 | -0,0295 | 0,0009 | 0,338 | 28,1657 | 0,2663 | ||
| 0,101 | 0,0102 | -0,038 | 0,0014 | 0,139 | 7,3381 | 1,0072 | ||
| 0,105 | 0,011 | -0,153 | 0,0234 | 0,258 | 4,2636 | 9,0698 | ||
| 0,0105 | 0,0001 | -0,5635 | 0,3175 | 0,574 | 1,8293 | 57,3136 |
111,1 111,1
Результаты построения плана по полученным данным см. в приложении 16 и 17.
Вычисления:
Hк= 
=99,8575 м