 |
Назначение нивелирования поверхности по квадратам
|
|
|
|
Для составления топографического плана в процессе изысканий, проектирования и строительства инженерных сооружений может применяться и такой вид съемки, как нивелирование поверхности.
Нивелирование поверхности выполняется, как правило, на местности со слабо выраженным рельефом (микрорельефом). По существу при тахеометрической съемке также выполняется нивелирование поверхности, но тахеометрическая съемка применяется преимущественно на участках с четко выраженными формами рельефа.
Состав работ и применяемые инструменты
При нивелировании поверхности на участке местности намечается сеть точек и определяют их плановое и высотное положение. Для этого выполняют угловые, линейные и высотные измерения. Ведут съемку ситуации и рельефа местности.
Применяется для этих целей геодезические инструменты: технические теодолиты, ленты, рулетки.
В зависимости от метода построения съемочных точек нивелирование поверхности, как вид съемки, называют: нивелирование поверхности по квадратам, параллельным линиям и полигонам.
В практике строительства, особенно при вертикальной планировке застраиваемых площадных территорий широкое распространение получило нивелирование поверхности по квадратам.
Плановое и высотное съемочное обоснование
Плановое положение съемочных точек рельефа и ситуации местности определяют при построении на местности сетки квадратов. Высотное положение съемочных точек, характерных точек рельефа определяют путем геометрического нивелирования всех вершин квадратов и отдельных характерных точек рельефа. Для определения положения участка в плане, единой системе координат вершины общего квадрата «привязывают» к пунктам плановых геодезических сетей. Для определения высотного положения квадратов в единой Балтийской системе высот выполняют привязку вершин основного квадрата к реперам высотных геодезических сетей.
|
|
|
Рис. 1. Схема нивелирования поверхности по квадратам
На всей территории участка, предназначенного для съемки, строят общий квадрат или прямоугольник. Прямые углы строят теодолитом, длины сторон квадратов откладывают по взаимно перпендикулярным сторонам общего квадрата мерной лентой или рулеткой. Вершины заполняющих квадратов фиксируют как точки пересечения соответствующих створов.
Длина стороны квадрата зависит от масштаба съемки, назначения топографического плана и от характера рельефа. Чем крупнее масштаб, тем выше требования к точности съемки рельефа, тем меньше сторона квадрата. Длина сторон уменьшается, если рельеф местности сильно пересеченный и требуется большое количество съемочных точек рельефа. Часто длину стороны квадратов принимают 20, 40 метров, в исключительных случаях – 10 метров. При спокойном рельефе, плавных скатах стороны квадратов могут быть приняты длинной по 100 метров.
Сетка квадратов является по существу съемочным обоснованием и должна сохраняться в течении всего периода съемки. Часто требуется использовать съемочное обоснование для разбивочных работ в процессе строительства. Поэтому вершины основного, общего квадрата или прямоугольника закрепляют деревянными или железобетонными столбами, а заполняющих – временными кольями.
Составление журнала нивелирования
Одновременно с разбивкой квадратов ведется «Журнал нивелирования поверхности» («абрис» или «кроки»). Вершины квадратов на схеме и на колышках обозначают по вертикали буквами, по горизонтальной стороне – цифрами.
Съемку ситуации местности ведут способами перпендикуляров от сторон квадратов. Результаты съемки ситуации заносят на схему.
|
|
|
Координаты Х и У вершин общего квадрата определяют по измеренным данным в привязочном теодолитном ходе от пунктов геодезических сетей F и E. Далее, исходя из размеров сторон квадратов, вычисляют координаты всех остальных вершин квадратов.
Нивелирование поверхности
От репера Rp высотных геодезических сетей передают абсолютную отметку на одну из вершин квадратов. Отметки остальных вершин определяют по результатам нивелирования. Нивелирование начинают с выбора места и количества постановок нивелира, т.е. количества станций нивелирования. Число станций и их место зависит от размеров участка и крутизны скатов. Необходимо, чтобы от станции, т.е. от нивелира до вершин расстояния не превышали 100 метров. В тоже время, при больших углах наклона скатов визирный луч нивелира пройдет выше рейки, либо ниже ее пятки. Невозможно будет взять отсчет по рейке.
Например, даны места установки нивелиров при длине стороны квадратов 40 метров и при небольшой крутизне общих скатов участка. Направление скатов показывают стрелочками по диагонали квадратов на схеме. Всего в каждом примере 4 станции. С каждой станции нивелируют 9 квадратов. А всего в примере – 49 квадратов. С 4-х станций нивелируют вершины всех 49 квадратов. Рейку последовательно устанавливают на всех вершинах квадратов на 1-й станции. Отсчеты по рейке записывают на схему нивелирования против соответствующей вершины.
Затем нивелир переносятся на станцию II, нивелирную рейку последовательно устанавливают на вершины квадратов, нивелируемы со II станции. Отсчеты также заносят на схему нивелирования. Затем III, IV станции. Но каждая станция пронивелирована сама по себе. Чтобы получить отметки вершин квадратов в единой системе необходимо связать все станции между собой. Эта связь устанавливается через связующие точки, которые нивелируют с двух смежных станций. Например, вершина З4 пронивелирована со станции I и со станции II. Следовательно, для этих 2-х станций точка З4 будет связующей. Вершина Д8 будет связующей для станции II и IV и т.д. А в целом из связующих точек образуется замкнутый нивелирный ход: З4 – Д8 – А4 – Д1 – З4.
2.1.6 Обработка журнала нивелирования: вычисление ГП и отметок вершин квадратов
|
|
|
Сумма превышений в замкнутом нивелирном ходе должна быть равна – «0».
.
Вследствие погрешностей измерений сумма измеренных превышений не будет равна нулю, а дает невязку (в превышениях):
.
Допустимая невязка 
, где n – число станций.
Если невязка в допуске, то вычисляют поправки в измеренные превышения:
.
Т.е. поправки вводят поровну во все измеренные превышения со знаком, обратным знаку невязки. По исправленным превышениям вычисляют отметки связующих точек, исходя из отметки точки Д8, которая определена от репера геодезических сетей.
По отметкам связующих точек вычисляют отметки визирных лучей на каждой станции:
,
где ГП – горизонт прибора,
– отметка связующей точки,
l – отсчет по черной стороне рейки на связующей точке.
Например:
,
,
и т.д.
Отметки всех остальных, заполняющих вершин квадратов определяют как разность между отметкой визирного луча и отсчета по черной стороне рейки, установленной на вершине квадрата.
,
.
Как видно из порядка нивелирования вершин квадратов, у нивелира должно соблюдаться главное условие, так как расстояние от нивелира до рейки не остается постоянным. При большой разности расстояний возникает большая погрешность в отсчете по рейке за невыполнение главного условия (параллельности осей уровня и визирной оси).
Например, первую и вторую станции контролируют через 2 связующие точки – M и N. С первой станции взяты отсчеты m 1 на связующую М и n 1 – на связующую N. Со станции II взяты на эти точки отсчеты соответственно m 2 и n 2. Превышение между связующими точками будет:
I станция;
II станция;
Левые части уравнений равны, приравниваем правые части:
;
или 
;
т.е. суммы накрестлежащих отсчетов должны быть равны.
|
|
|
