6 Нивелирование поверхности по квадратам

Нивелирование

Нивелирование – это вид геодезических измерений, в результате которых определяют превышения точек, а также их высоты над принятой уровенной поверхностью.

Нивелирование производят для изучения форм рельефа, определения высот точек при проектировании, строительстве и эксплуатации различных инженерных сооружений.

Результаты нивелирования имею большое значение для решения научных задач, как и самой геодезии, так и других наук о Земле.

Способы нивелирования

По способам выполнения и применяемым приборам различают

1) геометрическое,

2) тригонометрическое,

3) гидростатическое

4) и барометрическое нивелирование.

В зависимости от характера рельефа и ситуации местности, а также размеров площади нивелируемой поверхности применятся следующие способы нивелирования:

1. По квадратам

2. Параллельных линий

3. Полигонов и полярный

Рассмотрим методику камеральной обработки материалов нивелирования площади поверхности по квадратам. Размер площади, состоящий из 6 квадратов, 40х60 м. Сторона квадратов 20 м. Нивелирование этой площади выполняется с одной или нескольких станций, методом геометрического нивелирования.

Нивелирование площади поверхности способом квадратов

Для решения на участке местных различных задач производят нивелирование поверхности по квадратам (рис. 8).

Рисунок 8 – Схема нивелирования по квадратам

Для этого участка делят на квадраты со сторонами 10, 20, 50 или 100. Если рельеф участка слабо выражен (плоский), то нивелируемые точки располагают на участке равномерно, а длины сторон квадратов увеличивают. При ясно выраженном рельефе (изрезанном, с водоразделами, тальвегами и т.д.) в местах изменения профиля их частоту увеличивают.

Нивелирный ход по квадратам прокладывают по программе технического нивелирования или четвёртого класса. Все связующие точки хода закрепляют устойчивыми кольями. Рейку ставят на колышек . Нивелир устанавливают в любую точку, расположенную внутри площадки. За точку съёмочного обоснования и вершины квадратов производят с одной или нескольких станций, методом геометрического нивелирования. Отсчёты по рейкам записывают в журнал нивелирования либо на схему квадратов, причём числовые значения отсчётов подписывают возле вершин тех квадратов, на которых они получены. Границы на станции отделяют пунктирной линией.

П ри обработке результатов измерений сначала вычисляют превышения и отметки связующих точек хода. Отметки вершин квадратов вычисляют через горизонт прибора по формуле:

ГИ = H_i + b_i

Где H_i - абсолютная отметка i; b_i – отсчёт по рейке i.

Затем вычисляют абсолютные отметки точек вершин квадратов по формуле:

H_i = H_абс + h_ср

Где H_абс – абсолютная отметка вершины квадрата; h_ср – среднее значение превышение между нивелируемыми точками хода.

Полученные отметки записываются на схеме сети квадратов к соответствующим вершинам.

Площадка разбивается теодолитом и мерной лентой на квадраты, по принципу перехода от общего к частному.

Разбивка осуществляется следующим образом: Забивается колышек, устанавливается теодолит. По горизонтальному кругу устанавливается отсчёт 0⁰ 00^’ и задаётся направление. Через каждые 20 метров забивается колышек. Затем от данного направления к следующему, с помощью теодолита откладывается 90⁰. Отсчёт берётся на вешку. Таким образом, сначала строится сетка большого квадрата, затем происходит его разбивка на более мелкие квадраты, вершины которых также закрепляется колышками.

Камеральная обработка материалов нивелирования площади поверхности.

Рельеф участка должен быть спланирован горизонтальной площадкой под условием нулевого баланса земляных работ, таким образом проектная отметка вычисляется по формуле:

H₀ =

Где n – число квадратов; , , , - суммы отметок вершин, общих для одного,двух, трёх, четырёх квадратов.

Объём земляных работ вычисляют по рабочим отметкам a₁, a₂, a₃, a₄ вершин каждого квадрата. Их вычисляют по формуле:

a_i = H₀ - H_i

Где H₀ – проектная отметка; H_i – высотная отметка точки i.

По сторонам квадрата, имеющего разные по знаку рабочие отметки и называемого переходным, находят положение линии нулевых работ по формуле:

x = d

Затем разбивают квадраты на фигуры.

Подсчёт объёмов земляных работ при вертикальной планировке

Для подсчёта объёмов земляных работ составляется картограмма земляных работ, на которой показываются отметки поверхности земли, проектные и рабочие отметки всех вершин квадратов. Положительный знак a_ра6 рабочей отметки указывает на необходимость насыпи грунта в этой точке, отрицательный знак – выемки. Линия нулевых работ является границей между площадью насыпи и выемки.

Вычисление земляных работ

1. Квадрат

a1 a2

a3 a4

d

V =

2. Трапеция

V =

Где b, c – основания трапеции; h – высота трапеции; a₁, a₂ – рабочие отметки

3. Треугольник

V =

Где b, c – катеты прямоугольного треугольника; a₁ – рабочая отметка

4. Пятиугольник

V = V_{прямоуг.} + V_{трапеции} = *

Где b,c – стороны прямоугольника; d,e – основания трапеции; h – высота; – рабочие отметки