Контрольная работа : геодезическая подготовка проекта сооружения для выноса сооружения на местность

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА: Геодезическая подготовка проекта сооружения для выноса сооружения на местность

Перенос проекта на местность является одной из важнейших и ответственных сторон деятельности инженера-строителя. Поэтому все этапы разбивочных работ, начиная с их подготовки и заканчивая выполнением на строительной площадке, требуют очень серьезного к ним отношения, умения выбрать наиболее рациональные способы их решения.

Выполнение расчетно-графической работы по геодезической подготовке проекта сооружения для выноса на местность позволит студентам приобрести практические навыки в решении этих вопросов.

1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

Каждому студенту для выполнения расчетно-графической работы выдается индивидуальное задание в виде бланка (рис. 1.1), на котором дан план застройки участка с нанесенными контурами проектируемых зданий и сооружений, углами поворота и пересечения трасс, центрами колодцев, пунктами плановой геодезической основы. Здесь же, на плане, дана сетка прямоугольных координат и каталог координат пунктов опорной сети.Вычертить план в масштабе 1:500 на миллиметровой бумаге

Рис. 1.1. Вариант задания

Задание: подготовить числовые данные, по которым можно вынести сооружение на местность (номера выносимых точек выбираются по вариантам), подобрать необходимые для этого приборы и составить разбивочный чертеж или схему.

№ варианта	№ колодца	Тип здания
	12,13	15 кж
	12,14	д/сад
	12,15	15 кж
	12,16	д/сад
	13,14	15 кж
	14,15	д/сад
	15,16	15 кж
	13,15	д/сад
	13,16	15 кж
	14,16	д/сад
	13,15	15 кж
	12,13	д/сад
	12,16	15 кж
	15,16	д/сад

Порядок выполнения работы:

1) по исходным данным вычислить координаты заданных точек;

2) выбрать для каждой из выносимых точек два способа разбивки и опорные пункты, с которых данные точки целесообразно вынести выбранным способом;

3) определить по СНиП 3.01.03-84 необходимую точность выноса сооружения и геодезические приборы, обеспечивающие эту точность;

4) вычислить разбивочные элементы (дирекционные углы, разбивочные углы и расстояния) для принятых способов разбивки;

5) вычислить точность разбивки точек принятыми способами;

6) сравнить полученные точности выноса для каждой точки, и выбрать способ, дающий минимальную погрешность выноса;

7) составить разбивочный чертеж (схему) выноса сооружения

Работа выполняется на стандартных листах бумаги формата А4 чернилами или пастой черного или синего цвета. Разбивочная схема или чертеж вычерчивается в произвольном масштабе карандашом или чернилами. Титульный лист оформляется на ватмане.

2. ПОДГОТОВКА РАСЧЕТНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ РАЗБИВКИ

2.1. Определение координат точек выносимого сооружения

Координаты выносимой точки сооружения, необходимые для вычисления разбивочных элементов, можно определить графическим, аналитическим или графоаналитическим способом.

Выбор способа зависит от характера застройки, протяженности трассы, заданной точности и наличия точек геодезической сети или вспомогательного геодезического обоснования.

При наличии большого количества четких контуров вблизи опорных пунктов удобен графический способ. В этом случае в качестве данных для перенесения сооружения в натуру используют углы и расстояния, полученные непосредственно с топографического плана, используемого для проектирования.

Точность выноса в этом случае зависит от масштаба плана, точности нанесения проектируемых сооружений на план, определения с плана неизвестных элементов, деформация плана.

Аналитический способ используется в тех случаях, когда на участке сохранилось мало геодезических пунктов и проектные точки удалены от них на большие расстояния.

При выполнении задания рекомендуется использовать графоаналитический способ. Он заключается в следующем.

Из каталога выписывают координаты геодезических пунктов, с которых предполагается производить вынос в натуру. По плану графически определяют координаты проектной точки, переносимой на местность. Если выносимая точка находится внутри квадрата (рис. 2.1), то с целью ослабления влияния деформации бумаги из этой точки опускают перпендикуляры на стороны сетки и измеряют отрезки а_х, в_х, а_у и в_у.

Рис. 2 Определение координат

Координаты определяют по формулам:

Величины а_х, в_х, а_у, в_у измеряются миллиметровой линейкой с точностью до десятых долей миллиметра.

Например, координаты колодца № 13 (см. рис. 1.1) будут равны:

2.2. Предварительный выбор способа разбивки точек
запроектированного сооружения

Для определения на местности планового положения выносимых точек используют следующие способы [1]:

1) полярный;

2) прямых угловых засечек;

3) линейных засечек;

4) створных засечек;

5) перпендикуляров.

Полярный способ применяется при разбивках на открытой местности, при наличии возможности выполнения угловых и линейных измерений с одной точки стояния теодолита.

Для выноса точки этим способом необходимо построить угол, образованный направлениями на один из исходных пунктов и выносимую точку, и по полученному направлению отложить расстояние (рис. 2.2).

Для отложения расстояний могут использоваться мерные ленты, металлические рулетки, оптические дальномеры.

Предельные значения расстояний при этом:

• стальная 20-метровая лента……………………….80 м;
• стальная 50-метровая рулетка……………………100 м;
• дальномеры ДН-8, ДНР-5……………………………80 м;
• нитяный дальномер с рейкой РН-3……………..….20 м.

Средняя квадратическая погрешность определения точки К на местности

где m_и –средняя квадратическая погрешность положения определяемой точки, обусловленная погрешностями исходных данных; m – средняя квадратическая погрешность построения горизонтального угла ; – число секундв одном радиане,  = 20626^''; m_S – средняя квадратическая погрешность отложения расстояния; m_ф – средняя квадратическая погрешность фиксирования определяемой точки.

Погрешность m_и вычисляется по формулам, но в данном задании рекомендуется принять m_и = 0.

Величины средних квадратических погрешностей разбивочных работ выбираются из СНиП 3.01.03-84 “Геодезические работы в строительстве” в зависимости от характера зданий, сооружений и строительных конструкций (прил. табл. 1). Из табл. 2 и 3 приложения выбирают геодезические приборы, позволяющие обеспечить заданную точность выноса.

Погрешность m_ф при фиксировании точки кольями, с вбитыми в них гвоздями, может быть принята равной  2 мм.

Способ прямых угловых засечек обычно используется при наличии на местности препятствий, которые осложняют или исключают возможность непосредственных измерений линий, или когда опорные пункты расположены на значительном расстоянии от выносимой точки.

Для выноса точки этим способом необходимо построить два угла от двух опорных пунктов до выносимой точки (рис. 2.3). Устанавливая теодолит последовательно или два теодолита одновременно над опорными пунктами А и В и откладывая углы  1 и 2, задают направления.

Каждое из этих направлений около их возможного пересечения обозначают двумя точками (А₁,А₂ и В₁,В₂) на торцах колышка. Натянув между каждой парой точек тонкие нити, получают пересечение двух направлений в искомой точке К.

Средняя квадратическая погрешность выноса точки К определяется по формуле

, (2.4)

где – средняяквадратическая погрешность засечки,

где  – угол при вершине засечки, должен быть более 70 и менее 150.

Для контроля правильности построения точки К выполняют угловую засечку с третьего опорного пункта.

Способ линейных засечек наиболее распространен при выносе точек, близко расположенных к пунктам геодезической сети. Расстояние при засечках не должно быть больше длины мерного прибора.

Угол при вершине засечки должен быть не менее 30 и не более 150. При этом способе положение точки получают в пересечении дуг, очерченных на местности из исходных пунктов радиусами S1 и S2 (рис. 2.4).

Средняя квадратическая погрешность выноса точки К определяется по формуле

, где и –средние квадратические погрешности отложения расстояний S ₁ и S ₂.

При применении этого способа рекомендуется проконтролировать положение точки К третьей засечкой.

способ створных засечек целесообразно применять при наличии вдоль линии между опорными пунктами большого числа точек с известными координатами. При этом способе точку, лежащую в створе, закрепленном двумя исходными пунктами, получают отложением расстояния от одного из пунктов до выносимой точки (рис. 2.5).

Средняя квадратическая погрешность положения точки К определяется из формулы

где m _ств –средняя квадратическая погрешность построения створа

Величины средних квадратических погрешностей положения определяемой точки из-за погрешностей центрирования прибора m_ц, редукции визирной цели m_p и визирования m_в вычисляются по следующим формулам:

, где l – погрешность центрирования прибора; l₁ – погрешность редукции визирной цели; S ₀ –расстояние между опорными пунктами; S –расстояние от прибора до выносимой точки; r ^х – увеличение зрительной трубы теодолита.

В работе погрешность центрирования теодолитов l с нитяным отвесом можно принять

а) в обычных условиях – 10 мм;

б) при тщательной установке прибора – 4 мм;

в) при оптическом центрире – 0,5 мм.

Погрешность редукции визирной цели l₁ зависит от ее ширины и может быть принята:

• для деревянной вехи – 10 мм;
• металлического прута – 4 мм;
• визирной марки – 3,5 мм.

Увеличение зрительных труб теодолитов Т5 и его модификаций – 25 крат; Т30 – 20 крат.

В современных теодолитах ошибка фокусирования примерно равна ошибке визирования. Поэтому для ориентировочных расчетов можно принять m_в = m_фок.

Способ перпендикуляров рационален в случае расположения вдоль трассы опорной геодезической сети специально проложенного теодолитного хода или створной линии между зданиями. При этом величина створа по продолжению здания не должна быть более половины длины здания, но в любом случае не должна превышать 60 м.

Длины перпендикуляров не должны превышать 4 м. В противном случае положение выносимой точки должно контролироваться засечкой.

При выносе точки способом перпендикуляров необходимо вдоль прямой, соединяющей два исходных пункта, отложить отрезок S1 и в конце его восстановить перпендикуляр S2, конец которого определит положение выносимой точки (рис. 2.6).

Средняя квадратическая погрешность в положении точки К вычисляется по формуле

.

При выполнении расчетно-графической работы студенту предлагается для каждой точки выбрать два из пяти перечисленных способов, руководствуясь изложенными требованиями к каждому из них, и наметить опорные пункты, с которых целесообразно осуществить вынос.

В рассматриваемом примере для выноса колодца № 13 выбран полярный способ (пункты разбивки С и Д) и способ перпендикуляров (пункты Д и Е).

2.3. Вычисление разбивочных элементов

Для выноса заданного колодца полярным способом необходимо определить расстояние S от ближайшего пункта (С) до выносимого колодца № 13 и угол  (см. рис. 1.1).

Разбивочные элементы вычисляют на основании координат решением обратной геодезической задачи.

Расстояние от исходного пункта до выносимой точки вычисляют по формуле

где Х_к и У_к –координаты выносимой точки; Х_и и У_и –координаты исходной точки.

Пример:

Угол  можно получить как разность двух дирекционных углов
линий СД и С-13:

Дирекционные углы определяются из решения обратной геодезической задачи: (2.14)

Пример

.

По величине тангенса находят величину румба r _СД = 45°, а по знакам приращений координат определяют четверть, в которой находится направление. От осевого румба переходят к дирекционному углу. В рассматриваемом случае направление линии СД находится во второй четверти. Следовательно, дирекционный угол линии СД равен

_СД = 180 – r_CД = 180 – 45 = 135;

r _C-13 = 76 17,1' (II четверть);

_С-13 = 180 – 76 17,1' = 103 42,9'.

Угол = 135 – 103 42,9' = 31 17,1'.

Для выноса центра этого же колодца способом перпендикуляров, необходимо определить координаты основания перпендикуляра (точки 13').

Координаты точки 13' получены методом, описанном ранее:

Разбивочными элементами для способа перпендикуляров будут расстояния S _{Е- 13’} (от ближайшего исходного пункта до основания перпендикуляра) и S _{13– 13'} . Расстояния определяются по формуле (2.13).

Например:

3. ВЫБОР СПОСОБА РАЗБИВКИ

Окончательный выбор способа разбивки колодца или точки сооружения зависит не только от условий, перечисленных в подразд. 2.2, но и от точности разбивки. Подготовив расчетные данные для разбивок, вычисляют средние квадратические погрешности разбивки принятыми способами, сравнивают их между собой и принимают к разбивке способ, дающий меньшую погрешность.

Вычисление точности разбивки рассмотрим на приведенном примере (подразд.2.3).

Для способа полярных координат (2.3) принимаем m_и = 0 мм, m  = 30" (теодолита Т30), m _Ф = 2 мм (фиксирование с помощью кола с гвоздем).

В качестве прибора для выноса расстояния применим стальную
20-метровую ленту. Относительная погрешность выноса расстояния инженерных сетей будет равна 1/2 000, следовательно,

Для способа перпендикуляров (2.12), применим те же приборы, что и для способа полярных координат.

Для расчета погрешности выноса необходимо определить расстояние между исходными пунктами Е и Д:

В данном случае m_И = 0;

,

l примем равным 4 мм (центрирование нитяным отвесом при тщательной установке прибора);

,

l₁ примем равным 4 мм (металлический прут);

,

m_фок= m_В = 0,1 мм;

;

;

m = 30''; m_Ф = 2 мм.

,

.

Сравнивая два принятых способа разбивки, приходим к выводу, что для выноса центра колодца № 13 целесообразнее применить способ перпендикуляров, так как он позволяет вынести точку почти в два раза точнее способа полярных координат.

4. СОСТАВЛЕНИЕ РАЗБИВОЧНОЙ СХЕМЫ

Для выноса колодцев подземной коммуникации составляется разбивочная схема, на которой показывают, с каких пунктов и каким способом выносится данная точка, и выписываются расстояния, разбивочные и дирекционные углы.

Для контроля разбивки измеряют расстояние между вынесенными колодцами и сравнивают его с указанным на разбивочной схеме (рассчитывают решением обратной геодезической задачи).

Пример разбивочной схемы показан на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Пример разбивочной схемы: С-12 = 139 08,5^'; С-Е = = 75 24,3';Е-С = 225 24,3'; Е-12 = 201 42,6'

5. СОСТАВЛЕНИЕ РАЗБИВОЧНОГО ЧЕРТЕЖА

Для выноса осей сооружения составляется разбивочный чертеж
(рис. 5.1), на котором показывают опорные пункты, с которых выносят точки сооружения, выписывают расстояния, разбивочные углы и дирекционные углы, координаты выносимых точек. Для контроля выноса определяются диагонали выносимого сооружения и его размеры.

Рис. 5.1. Пример разбивочного чертежа: _СD = 111 23,5'; _С-2 = 185 47,2'; _АD = 40 02,3'; _А-1 = 310 28,9'

Контрольные вопросы

1. В чем сущность геодезических разбивочных работ?

2. Каким способом производят подготовку разбивочных данных?

3. В какой последовательности выполняют подготовку разбивоч­ных данных графоаналитическим методом?

4. Как вычисляют разбивочный углы и расстояния?

5. Как выбирают способ разбивки

6. Как выбирают приборы и методику угловых и линейных по­строений на местности?

7. Какова методика построения разбивочных углов с технической и повышенной точностью?

8. Как переносят на местность отрезок проектной длины?

9. Как вычисляют поправки в проектную длину за компари­ро­вание, наклон и температуру?

10. Каким образом закрепляется проектная отметка чистого пола I этажа?

11. Как вычисляют точность разбивочных работ?

12. Как, используя разбивочные данные, перенести на местность ось сооружения?

13. Каково содержание разбивочного чертежа?

1. Какие разбивочные элементы определяют при разработке проек­та перенесения на местность контура котлована?
2. Как можно определить отметки точек при нахождении рас­стояний от осей здания до контура котлована?
3. На какие фигуры разбивают контур котлована для подсчета объемов земляных работ?
4. Как определить объемы тел, образованных этими фигурами?
5. Как определить объемы земляных работ при разбивке тран­шей?

Дата добавления: 2015-11-04