Методические указания по выполнению работ геодезической практики и составлению отчета по практике

          Министерство образования и науки Самарской области

Государственное автономное профессиональное  образовательное

                            учреждение Самарской области

      «Тольяттинский индустриально-педагогический колледж»

                                                                            (ГАПОУ СО «ТИПК»  )

ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ  ПРАКТИКА Методические указания по выполнению работ геодезической практики и составлению отчета по практике

для студентов по специальности  08.02.01  Строительство и эксплуатация зданий и сооружений

Тольятти 2016

Гусарова С..А. Геодезическая  практика (Методические указания по выполнению работ геодезической практики и составлению отчета по практике) - Тольятти, изд. ГАПОУ СО «ТИПК», 2016.- 54 с

Донное пособие по выполнению работ геодезической практики и составлению отчета по практике дает возможность студентам практически освоить методы геодезических работ.  Как показывает опыт, немалую ценность представляют самостоятельность и инициатива самих студентов, тем более, что в полевой обстановке у преподавателя нет возможности постоянно находиться с бригадой. В этих условиях весьма полезно иметь под руками пособие, обеспечивающее практикантов необходимыми методическими и справочными материалами. Настоящее пособие и призвано отвечать этому назначению.

Рассмотрено

на заседании рабочей группы ППССЗ

№____ от «____»______________ 2016г.

Руководитель ППССЗ___________________ /А.А. Безуглая/

© ГАПОУ СО «ТИПК»

Содержание

Введение……………………………………………………………………………………..	4
1 Организация практики……………………………………………………………………	5
2 Полевые  поверки  инструмента…………………………………………………………	8
3 Работа  с  теодолитом……………………………………………………………………..	10
4 Плановая  разбивка  сооружений………………………………………………………...	25
5 Работы  с  нивелиром……………………………………………………………………..	27
6 Высотная  разбивка  сооружений……………………………………………………….	32
7 Нивелирование  и  геодезические  расчеты  при  вертикальной планировке  поверхности…………………………………………………………………………………	37
Заключение………………………………………………………………………………….	46
Список источников и литературы………………………………………………………….	47
Приложения………………………………………………………………………………….	48

Введение

Основной целью данного пособия является  освоение студентами программы учебной практики дисциплины «Основы геодезии», разработанной в соответствии с ФГОС специальностей, входящих в состав укрупненной группы направлений подготовки 08.00.00 Техника и технологии строительства, по специальности  08.02.01   Строительство и эксплуатация зданий и сооружений.

Профессиональные компетенции, формируемые в результате освоения  дисциплины:

ПК 1.2. Разрабатывать архитектурно-строительные чертежи с использованием информационных технологий

ПК 2.1. Организовывать и выполнять подготовительные работы на строительной площадке.

ПК 2.2. Организовывать и выполнять строительно-монтажные, ремонтные и работы по реконструкции строительных объектов.

ПК 2.4. Осуществлять мероприятия по контролю качества выполняемых работ

ПК 3.4. Обеспечивать соблюдения требований охраны труда, безопасности жизнедеятельности и защиту окружающей среды при выполнении строительно-монтажных и ремонтных работ и работ по реконструкции строительных объектов

ПК 4.2. Организовывать работу по технической эксплуатации зданий и сооружений.

В результате изучения дисциплины и выполнения работ учебной практики студент должен

должен уметь:

-     читать ситуации на планах и каргах;

-     определять положение линии на местности;

-     решать задачи на масштабы;

-     решать прямую и обратную геодезическую задачу;

-     выносить на строительную площадку элементы строй генплана;

-     пользоваться приборами и инструментами, используемых при измерении линий, углов и определения превышений;

-     проводить камеральные работы по окончанию теодолитной съемки и геометрического нивелирования

должен знать:

-        основные понятие и термины, используемые в геодезии;

-        назначение опорных геодезических сетей;

-        масштабы, условные топографические знаки, точность масштаба;

-        систему плоских прямоугольных координат;

-        приборы и инструменты для измерений: линий, углов и определения превышений;

-        виды геодезических измерений

1 Организация практики

1.1 Календарный график прохождения геодезической практики

Тема Наименование работ	дни
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1 Инструктаж по технике безопасности 2 Полевая поверка инструмента 2.1 Полевые поверки теодолита 2.2 Полевые поверки нивелира.	1
3  Работы с теодолитом 3.1 Измерение горизонтальных углов. 3.2 Определение места нуля вертикального круга и измерения углов наклона. 3.3 Рекогносцировка участка, закрепление основных точек и проложение теодолитного хода.  3.4 Обработка полевых материалов, вычисление координат вершин полигона			3
4 Плановая разбивка сооружений 4.1 Решение обратной геодезической задачи.  4.2 Построение на местности горизонтального угла заданной величины.					1
5 Работы с нивелиром 5.1 Измерение превышений. 5.2 Передача высот на пункты теодолитного хода 5.3 Обработка полевых материалов.						2
6 Высотная разбивка сооружений 6.1 Вынесение в натуру точки с заданной отметкой. 6.2 Разбивка линии по заданному уклону. 6.3 Передача отметки на высокие части сооружения. 6.4 Определение высоты труднодоступного сооружения с помощью теодолита.								2
7 Нивелирование и геодезические расчеты при вертикальной планировке поверхности строительной площадки. 7.1 Нивелирование поверхности по квадратам. 7.2 Составление топографического плана на основании результатов нивелирования поверхности по квадратам. 7.3 Геодезические расчеты при вертикальной планировке площадки.										2
Сдача – приемка работ												1

1.2 Обязанности бригадира и членов бригады.

Бригадир обязан:

·            Производить своевременное получение и сдачу необходимых инструментов и оборудования, а также организовать их надежное сбережение;

·            Обеспечить участие каждого члена бригады во всех видах и стадиях работ;

·            Добиваться высококачественного выполнения заданий в сроки, установленные календарным графиком;

·            Следить за порядком и дисциплиной в бригаде;

·            Вести краткий дневник , отмечая в нем ход выполнения заданий и распределение обязанностей в бригаде.

Каждый член бригады обязан:

·            Строго соблюдать распорядок дня. Своевременно повторять теоретические основы производства геодезических работ, принимать активное участие во всех видах и стадиях;

·            Выполнять правила техники безопасности;

·            Бережно обращаться с геодезическими инструментами

·            Соблюдать требования об охране природы.

1.3 Обращение с геодезическими инструментами

Запрещается передача инструментов или их обмен между бригадами, несущими за них полную материальную ответственность. В случае порчи или утери бригада возмещает колледжу стоимость инструмента или его ремонта.

Выданные учащимся приборы и принадлежности подвергаются тщательному наружному осмотру для установления их комплектности и исправности.

Особое внимание обращается на способ укладки теодолита  и нивелира в ящик (футляр).

Теодолит должен быть уложен при положении вертикального круга справа от трубы, объективом внутрь ящика. При этом разрешается брать теодолит только за втулку лимба и лимб , но не за трубу или ее подставки. Укладывают теодолит в ящик после предварительного ослабления закрепительных винтов трубы, лимба и алидады.

При свободном входе инструмента в ящик завинчиваются закрепительные винты инструмента и упаковочные винты ящика. Затем закрывают его крышку. 

При укладке инструмента нельзя допускать никаких усилий.

При осмотре штативов теодолита и нивелира необходимо убедится в исправности станового винта, надежности крепления ножек к столику штатива, сохранности башмаков, в отсутствии трещин на ножках штатива, в надежности работы боковых винтов раздвижных ножек штатива.

При наружном осмотре самого инструмента удостоверяются в сохранности оптики, чистоте поля зрения трубы, свободном вращении всех движущихся частей, плавном  ходе винтов , исправности уровней.

Для теодолита обязательна ясная видимость делении лимба и алидады и цифровых значений этих делений.

Необходимо  предохранять инструмент от ударов, случайных падений.

Если инструмент попал под дождь, следует не  вытирать его, а прикладывать к влажным местам чистую тряпочку.

Недопустимо оставлять прибор без присмотра в поле, а также прислонять штатив с инструментом к стене.

При переходе с одной станции на другую можно не снимать инструмент со штатива, но нужно сложить в месте ножки штатива и переносить инструмент в вертикальном положении, прислонив к плечу.

При работе с рейками и вешками запрещается ударять ими по колышкам, сушить у огня, загрязнять пятки реек и использовать вешки и рейки для переноски груза.

При работе со стальной мерной лентой нельзя допускать образования петель; следует предохранять ленту от переезда через нее транспорта. Нельзя волочить ее по земле, удерживая за одну ручку, заменяя этим перенос ленты за обе ручки.

Хранить ленту нужно очищенной от грязи и намотанной на кольцо.

При сдаче инструмента бригада должна тщательно вычистить и укомплектовать его. 

1.4 Оформление работ. Сдача зачета по практике

Вся полевая документация считается действительной только в подлиннике. Переписка и перерисовка не допускаются.

Отчет по геодезической практике должен быть составлен кратко и содержать описание основных этапов работы и необходимые расчеты. Не следует переписывать дословно рекомендации методических указаний и приводить однотипные вычисления.

Графический и табличный материал геодезической практики может быть представлен в туши или карандаше, но обязательно выполненный тщательно и аккуратно.

Бригада представляет материал в одном экземпляре уложенными в папку с соблюдением технологической последовательности производства геодезических работ и пронумерованными.

На каждом документе должны быть указаны дата и фамилии исполнителей.

Отчет принимается руководителем практики в присутствии всех членов бригады с опросом по существу выполненных работ.

Оценки ставятся каждому студенту в отдельности. При этом учитывается качество выполнения полевых и камеральных работ, а также степень участия в них каждого члена бригады.

2 Полевые  поверки  инструмента

 2.1 Полевые поверки теодолита

2.1.1. Ось цилиндрического уровня при горизонтальном круге должна быть перпендикулярна к оси вращения прибора.

Установить проверяемый уровень в направлении двух подъемных винтов и, вращая их в противоположные стороны, совместить пузырек уровня с нуль - пунктом.

Повернуть алидаду на 180°. Если пузырек уровня отклонился от нуль - пункта не более чем на 1 деление - условие выполнено.

В противном случае проводят юстировку.

Юстировка: при помощи юстировочных винтов уровня, вращением которых перемещают пузырек уровня в сторону нуль - пункта на половину дуги отклонения.

После юстировки поверку повторяют.

2.1.2  Вертикальная нить сетки нитей должна быть перпендикулярна к оси вращения трубы.

Привести прибор в рабочее положение, а зрительную трубу навести на четко видимую точку.

Свизировав на точку вертикальную нить сетки нитей, плавно изменить наклон трубы. Если точка не ходит с вертикальной нити, то условие выполнено.

Юстировка: погрешность исправляется поворотом окуляра, вместе с диафрагмой сетки нитей.

2.1.3  Визирная ось  зрительной трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения трубы.

Навести центр сетки нитей трубы на удаленную точку, расположенную на высоте прибора;

Снять отсчеты  по лимбу при положении вертикального круга справа КП и круга слева КЛ;

Освободить закрепленный винт, повернуть теодолит на 180° и закрепить;

 Навести центр сетки нитей на ту же точку. Снять отсчеты КП2 и КЛ2.

По формуле найти  двойную коллимационную погрешность

С = 0,25× [(КЛ1 - КП1 ± 180°) +(КЛ2 - КП2 ± 180°)];

Условие выполнено, если С £ 2 t,

где: t £ 1,0 - для технических.

Юстировка: вычислить установочный отсчет КП= КП2 - С и устанавливают этот отсчет на лимбе, а исправительными винтами совмещают центр сетки с точкой наведения.

2.1.4  Ось вращения трубы должна быть перпендикулярна  оси вращения прибора.

Установить теодолит в 20 - 30 м от стены здания

Прибор отгоризонтировать и свизировать на высоко расположенную точку К.

При положении КП опустить трубу до горизонтального положения и отметить проекцию точки К₁.

Тоже самое повторить при КЛ и найти точку К₂.

Если проекции совпали - условие выполнено. При несоблюдении условия исправление теодолита проводят в специальных мастерских.

Погрешность исправляется при работе полным приемом при КП и КЛ с переводом трубы через зенит.

2.2 Поверки и юстировка нивелира

2.2.1  Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира.

Подъемными винтами приводят пузырек уровня в нуль - пункт. Поворачивают верхнюю часть нивелира на 180°. Если пузырек остался в нуль - пункте, то условие выполнено.

Юстировка: действуя исправительными винтами уровня, перемещают пузырек к нуль - пункту на половину дуги его отклонения.

Поверку выполняют до полного выполнения условия.

2.2.2  Горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна оси вращения

 инструмента.

На расстоянии около 20м от прибора подвешивают тяжелый отвес. Перекрестье сетки нитей наводят на нить отвеса. Если вертикальная нить сетки совпадает с нитью отвеса условие соблюдено.

Юстировка: ослабляют исправительные винты  сетки и поворачивают диафрагму с сеткой , до совпадения вертикальной нити сетки с нитью отвеса.

2.2.3  Линия визирования должна быть горизонтальна.

Выбирают на местности две точки А и В, расстояние между которыми около 70 м. Точки закрепляют кольями, берут отсчеты а1, b1 по рейкам и вычисляют h1 = a1 - b1. Устанавливают нивелир в точке С2 на расстоянии 3 - 5 м от одной из реек, берут отсчеты а2 и b2. Вычисляют превышение h2=a2-b2 (Рисунок 1). При равенстве превышений или разнице менее чем 4 мм нивелир пригоден к эксплуатации.

Юстировка: вычисляют правильный отсчет по дальней рейке а2 = (а1 - b1) +b2. Наводят горизонтальную нить винтом на этот отсчет (при этом пузырек отклоняется от нуль - пункта). Ослабляют боковые исправительные винты уровня и возвращают вертикальными винтами пузырек уровня на середину (действовать двумя вертикальными винтами, открыв подвижную крышку коробки цилиндрического уровня).

Рисунок 1 - Позиции нивелира по третьей проверке

3 Работа  с  теодолитом

3.1 Измерение горизонтальных углов

На точках, фиксирующих направление, угол между которыми измеряется, устанавливают визирные вехи. Закрепляют лимб горизонтального круга теодолита, открепляют закрепительный винт алидады и наводят трубу теодолита на левую веху. Окончательно положение трубы регулируют наводящим винтом алидады, который действует только при закрепленной алидаде. После этого делают отсчеты по горизонтальному кругу. Затем наводят трубу на правую точку. Берут отсчет и заносят в полевой журнал.

Разность средних отсчетов “лево” - “право”  является измеренной величиной угла. Такое измерение называется полуприемом. Если первый полуприем был выполнен при положении КЛ, то второй выполняют при КП.

При вторым полуприемом лимб горизонтального круга смещают на 90°.

Измерение угла при двух положениях круга называется приемом.

Результаты измерений и вычислений заносятся в «Журнал измерений горизонтальных  углов» (Таблица 1)

Таблица 1 – Образец заполнения журнала измерений горизонтальных углов

№ точек стояния	№ точек наблюдения	Отсчет по лимбу горизонтального круга		Значение углов из полуприемов			Среднее значение углов
		◦	’	◦	’	◦		’
	КЛ
	2	184	25	79	48
1	3	104	37
	КП					79		48,5
	2	275	49	79	49
	3	196	00

3.2 Определение места нуля вертикального круга. Измерение углов наклона.

Место нуля МО -  это отсчет по лимбу вертикального круга, когда ось трубы  горизонтальна, а пузырек уровня при алидаде находится в нуль - пункте.

Для Т-30  МО=(КП + КЛ + 180°) / 2

При определении МО вращением трубы при КЛ устанавливают отсчет, по вертикальному кругу равный углу наклона, следовательно, средняя горизонтальная нить сместится. Исправительными винтами сетки нитей горизонтальную нить навести на точку.

Вертикальные углы измеряются в следующей последовательности. Открепив закрепительный винт трубы, наводят визирную ось на цель, при этом тщательно устанавливают среднюю нить сетки. Окончательно трубу наводят наводящим винтом. Берут отсчеты. Если на станции измеряются несколько углов, то при одном положении круга наводят на все точки и делают отсчеты по вертикальному кругу. Далее трубу переводят через зенит и те же действия выполняют при втором положении круга

n = (КЛ - КП - 180°) / 2 ; n = МО -  КП - 180°; n = КЛ – МО; (для Т-30)

К отсчетам < 90° прибавляют 360°.

КП = 12° 16¢   КЛ = 167°45¢

МО = (12° 16¢ +167°45¢+ 180°) / 2 = 180°0′30″ =  0°0′30″

n = (167°45¢-12° 16¢-180°) / 2 = -12°15′30″

n = 180°0′30″ - 12° 16¢ - 180° = -12°15′30″

n= 167°45¢ - 180°0′30″ = -12°15′30″

Результаты измерений и вычислений заносят в «Журнал измерений углов наклона». (таблица 2)

Таблица 2 – Образец заполнения  журнала  измерений углов наклона

№ станций	№ точек наблюдения	Отсчеты по вертикальному кругу				Место нуля		Угол наклона
		КЛ		КП		◦	’	◦	’
		◦	’	◦	¢
1	Ферма	167	45	12	45	0	0′ 30″	-12	15′30″

3.3 Рекогносцировка участка, закрепление основных точек  и проложение

теодолитного хода.

Рекогносцировка, или осмотр участка, производится с целью изучения особенностей местности, выбора метода работ и уточнения границ работ. В процессе рекогносцировки разыскивают и осматривают имеющиеся опорные пункты, намечают вершины теодолитного хода и составляют схему привязки точек теодолитного хода к опорным пунктам. Вершины  теодолитного хода намечают в местах, удобных для измерений и съемки местности. Между соседними вершинами теодолитного хода должна быть хорошая взаимная видимость. Расстояние между ними принимают в пределах от 50 до 250 м. Вершины теодолитного хода закрепляют на местности кольями, на торцах которых обозначают точку- вершину угла. Колья забивают  вровень с землей, а рядом с ними забивают сторожки, возвышающиеся над землей на 10 -15 см.

Рисунок 2 – Схема опорного теодолитного хода

На сторожках записывают номер вершины  и под ними номер бригады.

Первая вершина теодолитного хода в условиях учебной практики  обычно бывает исходным пунктом, координаты которого сообщает преподаватель. В этом случае привязка осуществляется путем измерения двух примычных углов и (Рисунок 2), образованных первой стороной теодолитного хода и опорной линией, а цель привязки состоит лишь в вычислении дирекционного угла первой стороны хода.

При прокладке теодолитного хода на всех вершинах последовательно измеряют горизонтальные углы (внутренние, правые по ходу) и длины сторон между вершинами.

Измерение длин сторон в необходимых случаях сопровождаются измерением углов наклона.

Магнитные азимуты всех сторон теодолитного хода, определяемые с помощью буссоли, служат для выявления грубых ошибок при измерении горизонтальных углов, а также при вычислении дирекционных углов этого хода.

3.4 Обработка полевых материалов.  Вычисление координат вершин полигона

Обработку полевых материалов начинают с проверки “Журнала измерения горизонтальных углов”, обработки линейных измерений и выписки данных в “Ведомость вычисления координат”.  (Таблица 3). При этом значения углов округляют до десятых долей минут.

В ведомости последовательно выполняют описываемые ниже действия.

Вычисление угловой невязки

а). Подсчитывается сумма измеренных углов:

Sb _изм = 899° 58¢ 1;

б). Определяется теоретическая сумма углов для замкнутого полигона по формуле

Sb _теор = 180° (п - 2),

где п - число углов.

Если  п = 7, то

Sb _теор = 180° (7 - 2) = 900° 00¢ 0;

в). Полученная угловая невязка определяется по формуле

¦_b = Sb _изм - Sb _теор

Например: ¦_b =899° 58¢ 1 - 900° 00¢ 0 = -1¢9;

г). Допустимая угловая невязка определяется по формуле

¦_{b доп} = ± 45²  Ö`7  » ± 2¢0 ;

д). Сравнивается полученная и допустимая угловые невязки; если ¦_b  > ¦_{b доп}, то производится повторное измерение углов ;

если ¦_b  < ¦_{b доп}, например 1¢9 < 2¢0, или равны, то полученная невязка распределяется с обратным знаком поровну на все углы, образованные короткими сторонами.

Сумма поправок должна равняться величине полученной угловой невязки и быть противоположной ей по знаку.

Сумма исправленных углов должна равняться их теоретической сумме. Эти положения используются для контроля увязки углов.

Ориентирование полигона.

Величина дирекционного угла стороны I - II определяется по величине дирекционного угла исходной стороны А - I и величине примычного угла  g  по формуле

a _{I- II} = a _А-I  + 180° - g,

Например, дирекционный угол исходной стороны  a _{I- I}I = 295° 13¢ 0;

 примычный угол     g = 234° 13¢ 0.

Следовательно, дирекционный угол стороны хода I - II будет

a _{I- II} = 295° 13¢ 0 + 180° - 234° 13¢ 0 = 241° 00¢ 0.

Таблица 3 -  Пример заполнения ведомости вычисления координат вершин теодолитного хода

№ точек

Внутренние углы

Дирекционные углы

Румбы

Горизонтальные проложения сторон

Приращения

Координаты

измеренные

поправка

исправленные

название

°

'

вычисленные

поправка

исправленные

± x

± y

°

'

'

°

'

°

'

± ∆ x

± ∆ y

± ∆ x

± ∆ y

± ∆ x

± ∆ y

I

149

46′ 2

+0′8

149

47′ 0

241

00′0

ЮЗ

61

00′0

102,50

-49,69

-89,65

+3

-49,69

-89,62

0,00

0,00

II

44

44′ 8

+0′2

44

45′ 0

-49,69

-82,62

16

15′0

СВ

16

15′0

109,65

+105,26

+30,68

+3

+105,26

+30,71

III

277

15′ 3

+0′7

277

16′ 0

+55,57

-58,91

278

59′0

СЗ

81

01′0

129,60

+20,23

-128,01

-1

+4

+20,22

-127,97

IV

67

01′ 0

′ 67

01′ 0

+75,79

-186,88

31

58′0

СВ

31

58′0

110,60

+93,83

+58,55

+4

+93,83

+58,59

V

148

09′ 0

148

09′ 0

+169,62

-128,29

63

49′0

СВ

63

49′0

135,35

+59,71

+121,45

-1

+4

+59,70

+121,49

VI

88

35′ 0

88

35′ 0

+229,32

-6,80

155

14′0

ЮВ

24

46′0

149,32

-135,58

+62,55

-1

+5

-135,59

+62,60

VII

124

26′ 8

+0′2

124

27′ 0

+93,73

+55,80

210

47′0

ЮЗ

30

47′0

109,10

-93,73

-55,84

+4

-93,73

-55,80

I

-

-

-

-

′ 0,00

0,00

å βизм  = 899° 58'1 + 1'9 = 900° 00' 0

å D = 846,12

+279,03 -279,00

+273,23 -273,50

-3

+27

+279,01 -279,01

+273,39 -273,39

å βтеор = 180° ( n – 2 ) = 900° 00' 0

+   0,03

-   0,27

0,00

0,00

Угловая невязка   ¦β  =  899° 58'1 - 900° 00' 0 = - 1'9

Угловая невязка  допустимая  (¦β )доп  = ± 1,5 t  Ö n = ± 45″  Ö 7 ≈ ± 2′ 0

Абсолютная линейная невязка  ¦D  = Ö (¦x)2  + (¦y)2  =  Ö (0,03)2 + (0,27)2 = ± 0,28

Относительная невязка

Относительная невязка допустимая = 1 / 2000

¦D  / å D = 0,28 / 846,12 ≈ 1 / 3000

1 / 3000  <  1 / 2000

Вычисление дирекционных углов сторон полигона

Дирекционные углы других сторон полигона вычисляются  по аналогичной формуле

a _п = a _{п- I}  + 180° - b_п,

где   a _п    -  дирекционный угол последующей стороны;

a _{п- I}   -  дирекционный угол предыдущей стороны;

b_п       -   исправленный,  вправо по ходу лежащий угол между этими сторонами.

Это положение иллюстрируется схемой (Рисунок 3).

Рисунок 3 – Определение дирекционного угла  последующей стороны

Вычисления рекомендуется производить в следующем порядке:

241° 00¢ 0   .   .    .   .   .   .   . a _{I- II}

        +180°       

    421° 00¢ 0

     - 44° 45¢ 0   

   376° 15¢ 0

      - 360°                     

     16° 15¢ 0            .   .    .    . a _{II- III}         

       +180°                    

    196° 15¢ 0

        +360°       

    556° 15¢ 0

   - 277° 16¢ 0   

    278° 59¢ 0           .   .    .    . a _{III- IV}

Если величина дирекционного угла оказывается более 360°, то следует 360° отбросить (376°15¢0 - 360° = 16°15¢0). Если же сумма дирекционного угла предыдущего и 180° окажется меньше внутреннего угла, вычитаемого из этой суммы, то следует к сумме прибавить 360°  (196°15¢0 + 360° - 277°16¢0 = 278°59¢0).

Контроль вычисления дирекционных углов производится так. Если к дирекционному углу последней стороны прибавить 180° и вычесть величину внутреннего угла, расположенного между последней и первой стороной, то должен получиться дирекционный  угол первой стороны:

210°47¢0   .   .   .   .   .   .   .   .   .  .   .   a _{VII - I}

    +180°

390°47¢0

- 149°47¢0

 241°00¢0   .   .   .   .   .   .   .   .   .  .   .   a _{I - II}

Перевод дирекционных углов в румбы.

Дирекционные углы переводят в румбы, пользуясь зависимостью между дирекционными углами и румбами (Таблица 4.).

Таблица 4 -  Зависимость между дирекционными углами и румбами

Величина дирекционного угла	Наименование румба	Величина румба
0 - 90°	СВ	a
90° -180°	ЮВ	180°- a
180° - 270°	ЮЗ	a - 180°
270° - 360°	СЗ	360° - a

Например: a= 241°00¢0, т.е. сторона направлена между 180° и 270°; следовательно, румб будет назван - ЮЗ; а градусная величина его будет

241° - 180° = 61°

Горизонтальные проложения сторон выписываются в ведомость из абриса или соответствующего журнала с учетом поправок за компарирование и температуру .

 Например, выписывают значения:

                                                                     D _I-II=102,50 м ;

D_II-III=109,65  м  и т.д.

Под итоговой чертой вычисляется сумма всех горизонтальных проложений – периметр полигона.

Например:

ΣD=846,12   м.

Вычисление приращений координат.

Знак приращения зависит от названия координатной четверти, в которой направлена данная сторона хода, и определяется по схеме (Рисунок 4)

Например, для направления ЮЗ

Dх имеет знак минус (-)

                         Dу    «        «        «     (-)

Величины приращений находятся по “Таблицам приращений координат”, составленным на основе формул:

Dх = D cos a;

Dу = D sin a;

что видно из рисунка (Рисунок 5)

Рисунок 4 – Знаки приращения в координатных четвертях

Рисунок 5 – Приращения координат

 

Приращения рекомендуется  вычислять, пользуясь “Пятизначными таблицами натуральных значений sin и cos”, и калькулятором. В этом случае выбранные из таблиц значение sin и cos надо лишь перемножить на длину стороны.

Вычисленные приращения  округляются до сантиметров и вписываются в  графу “Приращения вычисленные”.

Например:

DX = - 49, 69;

DY = - 89, 65.

Определение линейной невязки.

Для этого сначала составляют суммы всех вычисленных приращений DX положительных (SDX+) и отрицательных

(SDX-), а затем их алгебраическую сумму, которая для случая замкнутого полигона и будет величиной невязки по оси абсцисс.

п

¦_х = S DX .

 i  

Например:
+105,26
+20, 23		-49,69
+93,83		-135,58
+59, 71		-93,73
S DX+ = +279,03			S DX- = -279,00
¦х = (+279,03) + (-279,00) = +0,03

Аналогично действуют, вычисляя невязку по оси ординат

п

¦_y = S DY ;

 i  

¦_y = (+279,03) + (-273,50) = -0,27.

Абсолютная линейная невязка в периметре полигона определяется по формуле:

ƒ_D = √ (ƒ_х)² + (ƒ_y)²

Например:                                                    

¦_D = √ (0,03 )² + (0,27)² = ± 0, 28.

Относительная линейная невязка определяется отношением абсолютной невязки к периметру полигона.

¦_D / SD = 0,28 / 846,12 » 1 / 3000,

где SD - периметр полигона.

Если полученная относительная линейная невязка не превышает 1/2000, то результаты считаются благополучными, и можно распределять невязки, полученные по осям координат.

Если ¦_D / SD > 1 / 2000 , то необходимо тщательно проверить вычисления и при необходимости произвести повторные измерения.

Если ¦_D / SD < 1 / 2000 , то производится распределение невязки ¦х и ¦y путем введения поправок в вычисленные приращения DC и DY пропорционально длинам сторон:

 (¦x / SD)´D_n  и   (¦y / SD)´D_n

где D_n - длина горизонтального проложения соответствующей стороны.

Поправка вводится со знаком, обратным знаку невязки. Так как при этом поправка может выражаться лишь долями сантиметра, то надо ее округлить до целого сантиметра  и вводить только в приращения, соответствующие наибольшим сторонам.

Если ¦x = 0,03, то поправки по 1 см. вводятся только в приращения, соответствующие лишь большим сторонам III - IV, V - VI, VI - VII.

Во всех случаях сумма поправок должна равняться величине полученной невязки, но с обратным знаком.

Исправленные (увязанные) приращения вычисляются как алгебраическая сумма вычисленных приращений и соответствующих поправок.

Например:

(DY_I-II) _испр = (-89,65) + (+0,03) = - 89,62

Контроль увязки приращений: в замкнутом полигоне алгебраическая сумма исправленных приращений по каждой оси должна равняться нулю.

Вычисление координат вершин полигона.

Координаты точки I заданы

Х_I = 0,00; Y_I = 0,00.

Координаты последующих точек вычисляются по формулам:

Х_n = Х _n-1 + (DC) _испр;          Y_n = Y _n-1+ (DY) _испр,

где

Хn и Yn                                        -	координаты последующих точек;
Х n-1 и Y n-1                              -	координаты предыдущих точек;
(DC) испр и (DY) испр            -	исправленные приращения сторон между соответствующими  точками

Например:

Х_III = (-49,69) + (+105,26) = +55,57;

Y_III = (-89,62) + (+ 30,71) = -58,91.

Если к координатам последней точки прибавить приращения по последней замыкающей стороне, то должны получиться координаты первой точки, что и будет контролем правильности вычисления координат вершин замкнутого теодолитного хода.

Например:

(+ 93,73) + (- 93,73) = 0,00;

(+ 55,80) + (- 55,80) = 0,00.

Основные рекомендации к выявлению причин недопустимых невязок при вычислении координат вершин полигона.

Если для замкнутого полигона верно вычисленные приращения при записи в ”Ведомость” ошибочно переставлены местами, т.е. Приращение DC записано в графу DY, и наоборот, тогда алгебраическая семга невязок по осям близка к нулю, но сами величины невязок явно недопустимы. Ошибочная запись выявляется путем последовательного сравнения между собой каждой пары DC и DY. При этом надо иметь в виду, что при r< 45° ½DC½>½DU½, а при r> 45° ½DC½<½DU½.

Если ошибочно записан знак одного из приращений, т.е. (+) изменен на (-), или наоборот, то тогда ищут приращение, величина которого равна половине полученной невязки:                                                                           

DC = ( 1/2) ´¦x   или   DU = ( 1/2) ´¦y.

Если какая-либо пара  приращений вычислена по неверной длине стороны, например, в результате ошибок полевых измерений, то обнаружить эту ошибочную длину стороны можно по ее дирекционному углу, который определяется по формуле:                 

tga = ¦x / ¦y

Если допущена грубая ошибка в одном из приращений независимо от другого, то ошибка выявляется сравнением приращений  DC и DU между собой или длиной соответствующей стороны.

3.5   Нанесение точек теодолитного хода на план

Для нанесения на план точек по их координатам необходимо вначале на листе плотной чертежной бумаги (ватман) построить координатную сетку, представляющую собой сеть квадратов со сторонами .10 см (при любом масштабе чертежа).

Построение координатной сетки размером 50x50 или 30X40 см удобно вести при помощи линейки Ф. В. Дробышева (малой), имеющей шесть отверстий со скошенными краями Окошены также один торец линейки и одно ребро.

После построения координатной сетки надо произвести ее оцифровку, т. е. придать координатные значения каждой линии сетки. Для этого вначале рекомендуется определить координаты юго-западного утла сетки. Значения координат этого угла выра­жаются числом метров, кратным 10 см в масштабе чертежа. Кроме того, эти значения должны быть близки к наименьшим значениям координат накладываемых точек, но всегда меньше этих значений.

Например. Если наименьшие значения координат наклады­ваемых точек х = —49,69 м (точка II), у= —186,88 м (точка IV), то координаты юго-западного угла сетки в масштабе

1 : 1000 име­ют значения: х«=  - 100,00 м;  y = -200,00 м.

Значения координат остальных линий последовательно воз­растают на число метров, кратное 10 см в масштабе чертежа.

Эти значения подписываются рядом с соответствующими линиями сетки и оконтуриваются рамкой толщиной 2 мм (Рисунок 6). Вершины заполняющих квадратов сетки, расположен­ные внутри основного прямоугольника, закрепляют наколами острой иглой измерителя.

Все вспомогательные линии, в том числе линии координат­ной сетки, стирают, оставляя только пересечения координат­ных линий в виде двух взаимно перпендикулярных черточек дли­ной 6 мм каждая.

Над рамкой посредине листа пишется название «План строи­тельной площадки». Ниже справа указывается место съемки, сле­ва — система координат.

Под рамкой посредине вычерчивается поперечный масштаб,  ниже справа указываются номер, состав бригады и дата съемки, слева - фамилия руководителя бригады, принимающего работу.

Для накладки точек по координатам (нанесение вершин уг­лов теодолитного хода) вначале определяют квадрат, в котором должна быть данная точка.

Так как точка I имеет координаты x = 0,00 и у=0,00, то для примера возьмем точку V (х = + 169,62: y/= —128,29), рас­положенную в квадрате со сто­ронами: верхняя х=+200, ниж­няя x= + 100, левая у = -200, правая у = -100 (Рисунок 7)

Пользуясь поперечным масштабом, откладывают в верх величину избытка аб­сциссы над целым числом со­тен метров (αх= 169,62-100,00 = 69,62) по обеим вер­тикальным сторонам квадра­та, соединяя концы отложен­ных отрезков прямой.

Избыток ординаты над це­лым числом сотен метров (αу= 128,29—100,00 = 28,29) откладывают влево по обеим горизон­тальным сторонам квадрата, также соединяя концы отложенных отрезков прямой. Пересечение прямых и определяет положение искомой точки

                                Рисунок 6 – План строительной площадки

Рисунок 7 - Накладка  точки  по   коорди­натам

Таким же путем накладываются на план все точки — верши­ны" полигона.

Для контроля сравнивают расстояния между каждой парой наложенных точек, взятые по масштабу с плана, с величинами горизонтальных приложений соответствующих линий, записан­ных в «Ведомости вычисления координат вершин теодолита ого хода». Расхождение не должно превышать 0,2 мм.

   3.6  Съемка  ситуации.    Ведение  абриса. Составление   плана   участка

Для изображения на плане контуров и предметов местности (ситуации) необходимо определить их положение относительно близлежащих сторон и вершин опорного теодолитного хода.

С этой целью производят теодолитную съемку, применяя главным образом метод перпендикуляров (абсцисс и ординат), метод линейных засечек и полярный метод.

Выбор метода съемки решается в конкретных условиях и зависит от указываемых ниже возможностей и ограничений. Все способы могут сочетаться с обмером сооружений по контуру.

Примечание. Временные сооружения (торговые помещения типа киосков, временные заборы и сооружения на строительных площадках) съемке не подлежат.

Измерение всех линий производится с точностью до 0,01 м, однако при съемке нетвердых контуров ситуации, например границы земельных угодий, от­счеты можно делать с точно­стью от 0,1 до 1,0 м.

3.6.1  Метод перпендикуляров (Рисунок 8, а)

Абсцисса измеряется лен­той по стороне теодолитного хода от вершины угла до осно­вания перпендикуляра, опу­щенного из снимаемой точки. Длина самого перпендикуля­ра — ордината измеряется ру­леткой. Прямые углы строятся на глаз или экером.

Например, абсциссы 28,75; 42,10; 50,00; ординаты 13,15; 10,06; 12,13.

Длины перпендикуляров при съемке масштаба 1 : 1000 не должны превышать 6 м.

При съемке угловых точек сооружений перпендикуляры должны быть подкреплены за­сечками. При съемке криволи­нейных контуров частота пер­пендикуляров должна быть та­кова, чтобы между соседними точками линия    контура была точками линия контура была близка к прямой.

Метод перпендикуляров применяется при съемке близлежа­щих .к ходу подробностей.

а	б	в	г	д
Рисунок 8 - Съемка ситуации
а - метод   перпендикулярен;   б - метод   линейных засечек;  в - конверт; г –полярный метод: д - обмер сооружений

3.6.2  Метод линейных засечек (Рисунок 8, б)

На стороне опорного теодолитного хода берутся две точки. Расстояние от вершины хода до каждой из них фиксируется по ленте (например, 50,00 и 70,00). От этих точек до снимаемой точки делают засечки лентой или рулеткой (например, 15,36 н 19,05 — до одного угла здания).

Длины засечек должны быть примерло равны расстоянию между точками, лежащими на стороне хода, т. е. образованный треугольник должен быть близок к равностороннему.

3.6.3  Конверт – один из  видов метода  линейной засечки ((Рисунок 8, в., когда не только опреде­ляется положение сразу двух точек, но и обеспечивается конт­роль засечки.

Метод линейных засечек применяется при съемке подробно­стей, удаленных от хода в пределах длины ленты (20 м).

3.6.4  Полярный метод (Рисунок 8, г).Теодолитом, установленным в вершине полигона или в любой зафиксированной точке, расположенной на стороне хода (створ­ная точка), измеряется горизонтальный угол, образованный сто­роной хода и направлением на снимаемую точку, а лентой изме­ряется расстояние до снимаемой точки (при съемке нетвердых контуров можно применять дальномер).

Измерение угла производится здесь при одном положении круга (КП), причем лимб ориентируют по последующей стороне теодолитного хода. Для этого совмещают нули лимба и алидады и, закрепив алидаду, движением лимба наводят трубу на перед­нюю ('последующую) вершину опорного хода. Затем, закрепив лимб, движением алидады наводят трубу на снимаемую точку.

Отсчет по верньеру будет соответствовать    величине    угла.

Например:

β = 22'-35'0;    d = 43,85 м ;

β= 40°11'5;    d= 54,68 м

При съемке полярным способом допускаются расстояния при измерении их лентой (в масштабе 1 : 1000) до твердых контуров •ситуации — 180 м, до нетвердых контуров — 200 м.

Полярный способ применяется при съемке подробностей, удаленных от линии опорного хода.

3.6.5. Обмер габаритов различных сооружений рулеткой может проводиться в комбинации с любым из способов съемки, обеспе­чивая контроль измерений и создавая возможность полноцен­ной накладки точек контура на план (Рисунок 8, д).

При обмере контура здания ленту укладывают вдоль фасада и с помощью рулетки отсчитывают расстояния до выступов и уг­лублений от зафиксированных на ленте точек.

Согласно «Инструкции по топографо-геодезическим работам для городского, поселкового и промышленного строительства» архитектурные выступы и уступы зданий и соору­жений снимаются, если величина их больше 0,5 мм на плане.

Все полевые измерения заносятся в абрис, который ведется одновременно с измерениями в поле.

Абрис, или схематический чертеж участка местности, состав­ляется на каждую сторону теодолитного хода отдельно, снизу вверх вдоль листа (Рисунок 9).

Рисунок 9   - Абрис теодолитной съёмки участка
4 Плановая  разбивка  сооружений

4.1 Решение обратной геодезической задачи 

Сущность обратной геодезической задачи заключается в определении дирекционного угла и длинны отрезка прямой между двумя точками А и В, координаты которых (XA, YA) и (XB, YB) известны.

Необходимость решения этой задачи обычно возникает в целях подготовки данных для разбивки проектируемых сооружений на местности (полярным способом).

Схема решения обратной геодезической задачи приведена в таблице (Таблица 5)

Таблица 5 – Алгоритм решения обратной геодезической задачи

Порядок действий	Обозначения	Расчетные  данные	Числовые значения
1	Yк	YVII –  из «Ведомости координат»	+55,80
2	Yн	YVI -  из «Ведомости координат»	- 128,29
3	ΔY	Yк- Yн  =  YVII –  YVI	+184,09
4	Xк	XVII –  из «Ведомости координат»	+93,73
5	Xн	XVI –  из «Ведомости координат»	+169,62
6	ΔX	Xк- Xн= XVII – XVI	-75,89
7	tg r	tg r=ΔY/ ΔX	2,4257
8	r	градусная величина по таблицам Брадиса, название четверти по знакам приращения	ЮВ: 67º35 8
9	ά	по величине и названию румба	112º 24 2
10	cos r	по таблицам Брадиса	0,3811
11	sin r	по таблицам Брадиса	0,9245
12	S	ΔY/ sin r	199,13
13	S	ΔX/ cos r	199,13
14	S	√ ΔX2 + ΔY2	199,13

4.2 Построение на местности горизонтального угла заданной величины  

Теодолит устанавливается в точке А (Рисунок 10.). Совмещается алидада с лимбом на нулевом отсчете, и ориентируют прибор по линии АВ. Закрепив лимб, открепляют алидаду, откладывают заданный угол и отмечают точку С1.

Затем строится заданный угол при другом положении вертикального круга теодолита. Отмечается точка С2.

Расстояние между точками С1 и С2 зависит от коллимационной ошибки.

Окончательное положение точки закрепляется в середине отрезка

С1С2     т.е. в точке С.                                                                                                              

. 

  Рисунок 10 -  Построение горизонтального угла

5 Работы  с  нивелиром

5.1 Методика отсчета по рейке

Рейка устанавливается на колышек так. чтобы цифры возрастали снизу вверх (нулем вниз).

Отсчет производится по средней нити сетки зрительной трубы. Дециметры и сантиметры читаются по рейке, а миллиметры определяются на глаз.(Рисунок 11)

число дециметров  6

число сантиметров 7

число миллиметров 0

Рисунок 11 -  Отчет по рейке

5.2 Измерение превышений

Нивелир устанавливается между задней точкой I, отметка которой известна, и передней II , отметку которой следует определить.

Место нивелира – станцию можно располагать в стороне от створа линии, однако должно быть соблюдено равенство расстояний от нивелира до обеих точек, в которых устанавливают рейки.

Неравенство расстояний не должно превышать ± 5 м, что дает возможность исключить неучтенные погрешности прибора.

Точки фиксируются кольями, забиваемые вровень с землей. Рядом  с точками забивают сторожки на 5-10 см выше уровня земли, на которых записывают простым карандашом номер точки и номер бригады. На каждой станции приводят визирную ось в горизонтальное положение.

Берут отсчеты (а) по черной стороне задней рейки, затем повернув трубу, отсчеты (в) по черной стороне передней рейки. (Рисунок 12)

Рисунок 12 – Нивелирование способом  «из середины»

Высота визирного луча от поверхности земли должна быть не менее 200 мм.

Для осуществления на станции полного контроля отсчеты берутся вторично, но уже по красным сторонам а₁ задней и в₁ передней реек. Сравнивают превышение, полученное как разность отсчетов по черным сторонам реек:

h = a - в (по черной стороне),

и превышение, полученное как разность отсчетов по красным сторонам реек:

h₁ = a₁ - в₁ (по красной стороне)

Расхождение между h и h₁ не должно превышать  3 мм.

Правило знаков. превышение имеет знак “+” если отсчет по задней рейке больше чем по передней, и минус, если отсчет по задней рейке меньше отсчета по передней.

Например:

а = 1137;     в = 1113;       h = 1137 – 1113 = + 0024;

а₁ = 5824;   в₁ = 5800;       h₁=  5824 – 5800 = +0024;

Убедившись в том, что расхождение значений превышений находится в пределах ±3 мм

(в примере h = h₁), вычисляют среднее превышение:

h_ср = (h+ h₁) / 2

5.3 Передача высот на пункты теодолитного хода

На учебной практике высотной опорой для съемочных и разбивочных работ служат пункты теодолитного хода, на которые передаются высоты путем проложения нивелирного хода. Таким образом, точки теодолитного хода  служат как бы и реперами строительной площадки (Рисунок 13).

Рисунок 13 –  Замкнутый нивелирный ход.. а – план,  б – разрез, развернутый по ходу

С этой целью между точкой I, отметка которой известна (например, 130,000), и точкой II устанавливают предварительно выверенный нивелир (станция 1), и, действуя согласно описанному выше, определяют превышения между точками I и II.

Лишь убедившись в том, что расхождение в превышениях, полученных по черным и красным сторонам реек, не превышает 3мм, переносят нивелир на станцию 2. В это время задний реечник переносит рейку из точки I в точку III, становясь на станции 2 передним, а передний реечник остается на месте, становясь задним.

Таким путем, последовательно переходя на новые станции, нивелируют все точки хода, возвращаясь к точке I (станция 7).

Реечник должен следить за тем, чтобы  рейка ставилась строго на колышек (точку), высота которого должна быть неизменной. Запрещается ставить рейку на землю.

Одновременно с наблюдениями  ведется «Журнал нивелирования реперов строительной площадки» (Таблица 6).

Номера станций обозначаются арабскими цифрами (1, 2, 3, и т. д.), номера точек указываются в соответствии с обозначением этих точек в теодолитном ходе – римскими цифрами (I, II, III и т.д.)

Таблица 6 – Образец заполнения журнала нивелирования реперов строительной площадки (рейки двусторонние)

Но мера станций	Номе ра  точек	Отсчеты по рейкам			Превышения				Горизонт инструмента	Отметки точек	Примечание
					вычисленные		средние
		задние	перед ние	про межу точ ные	+	-	+	-
	I	1137								130,000
1		5824			0024		0024
			1113		0024
	II		5800							130,026
	II	0805
2		5493				0070		0069
			0875			0068
	III		5561							129,959
	III	0744
3		5431				0250		0250
			0994			0250
	IV		5681							129,711
	IV	2004
4		6690			1849		1848
			0155		1847
	V		4843							131,561
	V	1912
5		6598			0590		0589
			1322		0588
	VI		6010							132,152
	VI	0521
6		5208				1247		1247
			1758			1247
	VII		6455							130,907
	VII	0172
7		4860				0910		0909
			1082			0908
	I		5768
		47399	47427		4922	4950	2461	2475
		-28 -14			-28 -14		- -14

В графе «Отсчеты по рейкам задние» напротив точки I записывается задний отсчет по черной стороне рейки (1137); в графе «передние» напротив точки II записывается передний отсчет по черной стороне рейки (1113).Далее под соответствующими  отсчетами по черной стороне рейки записываются отсчеты по красной стороне.

Например:

	1137		1113
задние		и передние
	5824		5800

Все отсчеты сразу же заносятся в журнал. Записи на бумажках или ведение «чернового» журнала недопустимы.

5.4 Обработка хода технического нивелирования

В конце каждой страницы журнала осуществляется постраничный контроль:

(å З - å П) / 2 = å h_выч / 2 = å h_ср ,  где

å З      – сумма всех задних отсчетов

å П     -  сумма всех передних отсчетов

å h_выч  -  алгебраическая сумма всех вычисленных превышений

å h_ср     -   алгебраическая сумма всех средних превышений

Например:   å З = 47399;     å П = 47427;      (å З - å П) / 2 = -14;

                     å h_выч / 2 = -14 ;         å h_ср  = -14;

Вся дальнейшая обработка нивелирования для передачи высот ведется в «Ведомости увязки превышений нивелируемого хода и вычисления отметок реперов» (таблица 7). Полученная невязка для замкнутого нивелирного хода определяется по формуле:

¦_h = å h_ср

Алгебраическую сумму средних превышений подсчитывают, пользуясь постраничными итогами. Например:

¦_h = -14 мм.

Допустимая невязка для ходов нивелирования  IV класса определяется по формуле:

¦_{h доп} = ± 20 Ö L мм,

а при наличии в полигоне или ходе свыше 15 станций на  1 км – по формуле:

¦_{h доп} = ± 5 Ö n мм,  где

L – длина хода в км;

n – число станций;

Например, для рассматриваемого случая, применяя формулу:

¦_{h доп} = ± 20 Ö 0,8 = ± 18 мм,

Сравниваются полученная и допустимая невязки.

Если  ¦_h  >  ¦_{h доп} ,  производят повторное нивелирование.

Если  ¦_h  <  ¦_{h доп} ,  например 14 мм  < 18 мм, то невязку распределяют пропорционально числу станций между реперами и поправки в средние превышения вводят со знаком, обратным знаку невязки. В нашем частном случае число станций между всеми реперами одинаково, а всего станций 7, поэтому невязка распределена поровну на все станции:

∆ h = - (¦_h / n), где

∆ h - поправка на каждое превышение;

n    – число превышений;

Например:

∆ h = - (-14 / 7) = +2 мм.

Сумма поправок должна равняться полученной невязки и быть противоположной ей по знаку.

Исправленные превышения получают как алгебраическую сумму вычисленных средних превышений и поправок.

Например:                             

h_ср = - 0069 мм;

                                                                   ∆ h = + 2 мм;

  h_испр = - 0067 мм.

Контроль увязки превышений:   алгебраическая сумма исправленных превышений в замкнутом полигоне должна быть равна нулю.

å h_испр = (+2467) + (-2467) = 0

Вычисление отметок точек. Отметка  H_i  точки I задана условная и равна, например, 130,000.

Отметки последующих точек ( H_n ) вычисляют по формуле:

H_n = H_n-1 + h_{испр ,} где

 H_n-1 - отметка предыдущей точки;

h_испр – исправленное превышение.

Например:

H_II = 130,000 + (+0026) =130,026;

H_III = 130,026 + (-0067) = 129,959   и т.д.

Контроль вычисления отметок: В результате вычисления отметок всех точек в замкнутом  нивелирном ходе вновь должна быть получена отметка исходной точки.

Таблица 7 Образец заполнения ведомости увязки превышений нивелирного хода и вычисления отметок реперов

Номера  точек	Средние превышения		Число станций	Поправки	Исправленные превышения		Отметки точек  (реперов)	Примечание
	+	-			+	-
I							130,000
	0024		1	+2	0026
II							130,026
		0069	1	+2		0067
III							129,959
		0250	1	+2		0248
IV							129,711
	1848		1	+2	1850
V							131,561
	0589		1	+2	0591
VI							132,152
		1247	1	+2		1245
VII							130,907
		0909	1	+2		0907
I							130,000
	+2461	-2475	7	+14	+2467	-2467
	-0014				±0000

6 Высотная  разбивка  сооружений

6.1 Вынесение в натуру точки  с заданной отметкой

На местности определяется репер, отметка которого выписывается  из “Журнала нивелирования строительной площадки”.

Требуется вынести от него в натуру на столбы обноски заданную проектную отметку чистого пола 1- го этажа.

Рисунок 14 –  Схема выноса в натуру отметки чистого пола 1-го этажа

Нивелир устанавливается между репером и точкой , на которую выносится заданная проектная отметка (Рисунок 14.).

По рейке, установленной  на репере, берут отсчет и определяют горизонт инструмента по формуле

ГИ = Н_Rp + a, где:

ГИ- горизонт инструмента;

Н_Rp- отметка репера;

а - отсчет по рейке, поставленной на репере.

Для того чтобы точка была отмечена на заданном проектном горизонте, необходимо, чтобы отсчет b по рейке. поставленной на эту проектную точку (высота проектной рейки) был равен

                 b = ГИ - Нпр,  где

 ГИ - горизонт инструмента;

       Нпр -  заданная проектная отметка.

Перемещая рейку вертикально вверх и вниз вдоль кола, на котором отмечают проектный горизонт, устанавливают ее на отсчет b. Положение пятки рейки при этом фиксируются горизонтальной чертой на грани кола. Высота этой черты соответствует заданному проектному горизонту.

Отметка репера НRpV	Из ведомости увязки превышений замкнутого нивелирного хода	131,561
Отметка усл. горизонта Н0	Дано	130,170
Отсчет по рейке “а”	Отсчет по рейке на Rp	1102
Горизонт инструмента ГИ	HRpV + a	131,561 + 1102 =132,663
Высота проектной рейки “b”	ГИ - Н0	132,663 - 130,170 = 2493

Контроль (при измерении ГИ)

b₁ = 2476;  a₁ = 1084;

ГИ₁ = Н₀ + b₁ = 130,170 + 2473 = 132,646

H_RpV = ГИ₁ - а₁ = 132,464 - 1084 = 131,562

Для контроля измеряют высоту инструмента, берут отсчеты по рейкам, установленным на вынесенной проектной точке и на репере при новом горизонте инструмента, и определяю отметку репера:

ГИ₁ = Нпр + b₁;

Н_Rp = ГИ₁ - а₁,

где ГИ₁ - горизонт инструмента при второй установке нивелира;

b₁    - отсчет по рейке , установленной на проектной точке при втором горизонте инструмента;

а₁   - отсчет по рейке , установленной на репере, при втором горизонте инструмента.

При сравнении полученная отметка репера не должна отличаться от фактической на  величину более 3 - 5 мм.

6.2 Разбивка линии по заданному уклону 

По продольному профилю подбирают участок трассы длинной 50м, проходящей в невысокой насыпи. Точку в начале участка выносят на местность по заданной проектной отметке, забивая в ней кол так , чтобы верх кола соответствовал проектной отметке.

Проектная отметка  конечной точки   Нк   определяется по формуле:

Нк  = Н₀ +  iD,

где Н₀ - проектная отметка исходной точки;

i    -  уклон данного участка;

D  - расстояние между точками.

Длина D

Дано

50 м

Уклон i

Из продольного профиля

90 ‰

Исходная  отметка Но

Из продольного профиля

130,30

Конечная отметка Нк

Но ±  iD

130,30 +  0,009 × 5000  = 130,75

Рабочие отметки

Высота кола над землей

h1

h2

h3

h4

h5

h6

h7

h8

h9

h10

h11

0,12

0,19

0,23

0,36

0,42

0,34

0,32

0,37

0,51

0,46

0,39

Рисунок 15 -   Схема разбивки линии заданного уклона.

1 - постоянная визирка;  2 - ходовая визирка;  3 - луч визирования

Точку с отметкой Нк выносят в натуру. Далее устанавливаю две постоянные визирки в исходных и конечных точках. Ходовую визирку  перемещают по промежуточным точкам через 5м. При этом верх планок трех визирок должен находится  на одном луче визирования (Рисунок 15)

Рабочие отметки (h1, h2, h3 и т.д.) определяют по высоте забитого кола над поверхностью земли.

Рассчитывают контрольную разницу в отсчетах на соседних точках Dh по формуле

Dh = id ,

где i  - уклон;

d - расстояние между соседними точками (принимают  равным 5м).

Геометрическим нивелированием проверяют согласованность разниц отсчетов по рейкам на соседних точках с вычисленной по уклону контрольной разницей.

6.3 Передача отметки на высокие части сооружений

На площадке имеется точка  А/I  (репер) с известной отметкой. Требуется передать отметку от этой точки на высоту (в точку К).  Для этого на высоте подвешивается рулетка с грузом 3 - 5 кг, с возрастанием делений снизу вверх. На нижнюю (А/I) и верхнюю (К) точки ставят рейки.

При первой установке нивелира берут отсчет b1, по рейке , установленной в исходной точке (А/I) и С1 по рулетке.

 При второй установке нивелира (наверху) берут отсчет С2 по рулетке и b2 по рейке, установленной в точке К (Рисунок 16)

Отметка Нк точки, расположенной на высоте определяется по формуле:

Нк = Но + b₁ +C₂ - C₁ - b₂,

где  Но  - отметка исходной точки, расположенной внизу;

b₁ -  отсчет по рейке, установленной внизу;

С₁ -  отсчет по рулетке при первой установке нивелира;

С₂ -  отсчет по рулетке при второй установке нивелира;

b₂  - отсчет по рейке, установленной наверху.

Контроль передачи отметки на высоту осуществляется повторным нивелированием после изменения высоты подвеса рулетки (или путем изменения горизонтов инструмента).

Исходная отметка	Но =  130,170
Отсчет со  ст.1 по рейке на А/I	b1 = 1215
Отсчет со  ст.1 по рулетке	С1 = 1449
Отсчет со  ст.2 по рулетке	С2 = 5506
Отсчет со  ст.2 по рейке на К	d2 = 1352

Отметка на высоте Нк = Но + b₁ + С₂ - С₁ - b₂ = 130,170 + 1215 + +5506 - 1449 - 1352 = 134,090

Контроль (при измерении ГИ)

b₁ = 1072; C₁ = 1307; C₂ = 5374; b₂ = 1221:

Нк = 134,088; ¦h = 134,090 - 134,088 = 2 мм;

¦h доп = ± 3 мм; 2мм < 3мм

Рисунок 17 -  Определение высоты труднодоступной точки теодолитом

6.4 Определение высоты труднодоступного сооружения

Установим теодолит на  расстоянии , примерно равным двойной высоте сооружения . Визируем при КП последовательно на верхнюю точку и на основание сооружения .

То же повторяем при положении  КЛ.

Измеряем горизонтальное расстояние от теодолита до сооружения (рис.13.)

Вычисляем угол наклона ν₁ и ν₂

ν₁ = (КЛ - КП ± 180°) / 2 ; ν₂ = (КЛ2 - КП2 ± 180°) /2.

Превышения определяем по формуле:

h1 = d  tg ν₁;  h2 = d tg ν₂, где знак у h1 и h2 в зависимости от знака угла.

Высота труднодоступного сооружения определяется по формуле:

H = h1 - h2

7 Нивелирование  и  геодезические  расчеты  при  вертикальной

планировке  поверхности

7.1 Нивелирование поверхности по квадратам

Сущность нивелирования поверхности  строительного участка заключается в разбивке сетки квадратов со сторонами 10м, съемке ситуации, определение положения плюсовых точек, нивелировании вершин квадратов и плюсовых точек, обработке результатов нивелирования и составления  топографического плана в принятом масштабе

(например 1 : 500).

Разбивку сетки квадратов начинают с построения на местности такого прямоугольника, стороны которого совпадают с границами изучаемого участка  или проходят близко от них.

Для этого вдоль одной стороны границы участка (большей) откладывают прямую линию и на ней закрепляют кольями такие точки А и В (Рисунок 18.), которые находятся друг от друга на расстоянии, кратном  10м.

В точках А и В от линии АВ строят теодолитом прямые углы и в полученных направлениях с помощью ленты откладывают одинаковые и кратные 10м  расстояния, концы которых определят прямую CD на противоположной стороне границы участка. Точки С и D также закрепляют кольями.

Для контроля качества построения прямоугольника измеряют линию СD, длинна которой не должна отличатся от длинны линии АВ на величину не более 10 см.

Затем по сторонам при помощи рулетки откладывают 10 - метровые отрезки, закрепляя их концы кольями, забитые в грунт.

Между соответствующими парными кольями, забитыми на длинных сторонах прямоугольника, натягивается легкий трос с бирками через 10м и возле каждой бирки делают закопушку или вбивают колышек.

После разбивки сетки квадратов производится съемка ситуации.

Нумерацию вершин квадратов обычно ведут в шахматной системе, обозначая на схеме линии одного направления римскими, а линии другого направления - арабскими. Таким образом, вершина любого квадрата в этой системе имеет свай номер в виде дроби (например, II/3). Плюсовые точки не нумеруются.

Результаты нивелирования заносятся в «Журнал нивелирования поверхности» (Таблица 8.).

100м   Рисунок 18 -  Схема нивелирования площади   D   C   100м   10   10   10   10   10   10   10   10   10   10   A   В   В   Г   А   Б   XI   X   IX   VIII   VI   VII   V   IV   III   II   I   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

Таблица 8 – Образец заполнения журнала  нивелирования поверхности

Номер станции	Номера точек	Отсчеты по рейкам			Превышения				Горизонт инструмента	Отметки точек	Примечание
		задние	передние	промежуточные	вычисленные		средние
А	Rp V I/1 I/2 I/3 I/4 I/5 II/5 II/4 II/3 II/2 II/1 III/1 III/2 III/3 III/4 III/5 IV/5 IV/4 IV/3 IV/2 IV/1 V/1 V/2 V/3 V/4 V/5 I/6	0591 5278	1243 5929	2379 1160 1423 1441 1374 1489 1304 1190 1385 0919 1850 1886 1898 1637 1181 1466 1755 2044 1289 1593 1968 2105 1887 1360 1824					132,152	131.561 129.773 130.992 130.729 130.711 130.778 130.663 130.848 130.962 130.767 131.233 130.302 130.266 130.254 130.515 130.971 130.686 130.397 130.108 130.863 130.559 130.184 130.047 130.265 130.792 130.328 130.909
Б	I/6 I/7 I/8 I/9	0939 5626	1673 1395 1882						131.848	130.909 130.175 130.53 129.966

7.2 Составление топографического плана на основании результатов нивелирования поверхности по квадратам    

Составление плана начинается с составления сетки квадратов, после чего наносят на план ситуацию и выписывают отметки пронивелированных точек с округлением их до 1 см. Важнейшей частью построения топографического плана является изображения рельефа с помощью горизонталей. Горизонтали при заданном масштабе плана (1:500) должны быть приведены через 0,25 м.

Процесс построения горизонталей в основном заключается в определении точек пересечения горизонталей со сторонами сетки квадратов.

Например, если Н₁ = 129,77, Н₂=130.99 и h=0,25, то линию 1-2 пересекут горизонтали с высотами 130.00; 130.25; 130.50; 130.75.

Х1= (НГ –Н1) : (Н2-Н1) × d Х2= (Н2- НГ ) : (Н2-Н1) * d

Точка пересечения горизонталей 1-2 находится на расстоянии Х₁ от точки1 и на расстоянии Х₂ от точки 2. Эти расстояния  можно вычислить по формулам:

где d - длинна 1-2.

Если Н_Г  =130.00 и d= 20мм , то

Х₁=(130.00 – 129.77) : (130.99-129.77) ×d = 2.23 : 1.22 ×d = 1/5× 20 =4 мм

Если Н_Г  =130.75 и d= 20мм , то

Х2=(130.99-130.75) :(130.99-129.77)×d = 0.24:1.22×d = 1/5×20=4 мм

Отложив от точки 1 4мм, получим ту точку, через которую проходит горизонталь 130.00.  Отложив  от точки 2  4мм, получим точку, через которую проходит горизонталь с высотой 130.75.

Если расстояние между полученными точками горизонталей 130.00 и130.75 разделим на три равные части, то получим точки, через которые проходят горизонтали  с высотами 130.25 и

Расчет проложения горизонталей производится в уме для всех линий плана, имеющих однообразный уклон. Точки одноименных горизонталей соединяют плавными кривыми и в результате получают изображение рельефа поверхности участка ( Рисунок 19).Отметки некоторых горизонталей подписывают на плане так. Чтобы цифры были обращены в сторону повышения ската. В некоторых местах горизонталей ставят бергштрихи, показывающие направление ската.

 Рисунок 19 -  План в горизонталях (масштаб 1:500, сечение рельефа – 0,25м)