Нівелювання поверхні - один із способів топографічної зйомки, при якому на місцевості за певним правилом у своєму розпорядженні точки, висоти яких визначають геометричним нівелюванням. Найбільше практичне застосування має метод квадратів і метод магістралей з поперечними профілями. Створення плану за результатами нівелювання по квадратах починають з розбивки в заданому масштабі сітки квадратів, у кожної виписують округленої до сантиметра висоту. Згідно абрису наносять і викреслюють в умовних знаках ситуацію, а потім шляхом інтерполяції горизонталями зображують рельєф.
Топографічну зйомку невеликих ділянок рівнинній місцевості з невеликою кількістю контурів при висоті перетину рельєфу через 0,1; 0,25; 0,5 м виконують нівелюванням поверхні по квадратах, прямокутниках, характерних лініях рельєфу і т. П. Відмітки пікетів у всіх способу визначають точок.
Мал. 1. Абрис нівелювання поверхні по квадратах (стрілками показано напрямок скатів).
Нівелір встановлюють так, щоб з меншої кількості станцій виконати зйомку всієї ділянки. Встановивши нівелір на станції I, беруть відлік по рейці, поставленої на опорній висотної точці (наприклад на Рп I) і обчислюють:
де Нрn - відмітка репера; а - відлік по рейці, встановленої на репере. У номерів вершин квадратів виписують відліки по рейках, встановленим на них, в абрисі штриховими лініями показують, на які вершини квадратів виконано нівелювання з даної станції. Відмітки вершин квадратів обчислюють за формулою:
Подібним чином виконують нівелювання і з інших станцій з обов'язковим визначенням ДП на кожній станції по опорних висотних пунктів або сполучною точках. З кожною наступною станції нівелюють кілька зв'язуючих точок, при цьому (див. Рис. 1.27) а1 + b2 = А2 + b1, розбіжність між цими сумами не повинно перевищувати 10 мм.
Нівелювання по паралельних лініях.
Розбивка і нівелювання поверхні по квадратах полярним способом.
Для розробки проектів вертикального планування традиційно застосовується спосіб нівелювання поверхні по квадратах. На першому етапі на місцевості виконують побудову сітки квадратів за допомогою теодоліта і мірної стрічки. На кордоні ділянки будують прямокутник (або квадрат), на сторонах якого закріплюють вершини квадратів через задані інтервали, а положення вершин в середині ділянки знаходять на перетині створів, що проходять через відповідні вершини на зовнішньому кордоні. Всі вершини заповнюють квадратів закріплюють кілками. На другому етапі виконують геометричне нівелювання вершин
Первісна розбивка, як правило, служить тільки для виконання зйомки: до початку будівельних робіт проходить значний період часу, розбивка частково або повністю втрачається і вимагає відновлення.
Методика передбачає довгострокове закріплення тільки двох основних взаємно перпендикулярних осей майданчика. Положення вершин квадратів визначається полярним способом. За вихідну вісь полярних координат може бути прийнята одна з основних закріплених осей, а в якості полюса - перетин осей.
Для порівняння результатів з результатами, наведеними в [1], на місцевості обрана відкритий майданчик зі спокійним рельєфом розміром 80 × 80 м. Вимірювання виконані теодолітом 2Т30П з рівнем при зоровій трубі і рейкою РН-3. Після розбивки і закріплення основних осей за полярну була прийнята вісь 3 - 3, за полюс 0 - центр майданчика. На рис. 1 приведена схема розбивки сітки квадратів полярним способом.
Значення полярних кутів і відстаней, відповідних сітці квадратів зі сторонами 20 м, обчислені заздалегідь (до виконання робіт) та записані на схемі в вершинах квадратів.
На місцевості відстані від полюса до вершин квадратів визначалися нитяним далекоміром теодоліта з отсчетами по рейці до десятих часток сантиметра. Для визначення положення вершин по кожному напрямку візування виставлялася віха за межами межі майданчика. Робочий - реєчник, рухаючись від теодоліта до вісі кроками, відраховував відстань до шуканої вершини і встановлював рейку. Відзначимо, що перед початком роботи реєчник необхідно визначити середню довжину кроку і запам'ятати число кроків, відповідне довжині боку і діагоналі квадрата. Приблизне визначення порівняно невеликих відстаней (в нашому випадку до 60 м) парами кроків є відомим прикладом в геодезичних роботах. Спостерігач у теодоліта коригував положення рейки по лінії візування і визначав далекомірної відстань до неї. Якщо вимірювання відстаней відрізнялося від теоретичного значення більш ніж на ± 0,5 м, положення рейки знову коректувалося по відстані і створу. Практика показала, що необхідна точність досягається за одне-два наближення. Одночасно з остаточним визначенням планового становища спостерігач виконував нівелювання вершини квадрата. Рельєф місцевості дозволив виконати висотну зйомку всіх вершин при горизонтальному положенні візирної осі зорової труби. Однак в загальному випадку (при великих ухилах місцевості і перевищення) потрібно тригонометричні нівелювання.
Послідовність визначення положення і нівелювання вершин була наступною: спочатку взяті вершини за напрямками діагоналей майданчики Г / 4, Д / 5; Б / 4, А / 5; Б / 2, А / 1; Г / 2, Д / 1, при цьому кутові
точки майданчика Д / 5, А / 5, А / 1 і Д / 1 були закріплені. Потім послідовно, починаючи з точок на полярній осі
(Про - Д / 3), були визначені положення і висотні позначки інших вершин квадратів. Положення вершин на кордонах майданчики додатково контролювалося візуально по створах між кутовими точками. ра-
бота виконана бригадою в складі чотирьох чоловік. На рис. 2 приведена схема висотних відміток в вершинах квадратів.
На схемі записані значення відміток, які визначені викладеним способом, і нижче - традиційним способом. Обчислені розбіжності в значеннях відміток.
Мал. 2 Схема висотних відміток в вершинах квадратів
Середнє квадратичне розбіжність по висотним позначок склало 1,9 см, по положенню вершин в
плані - 0,15 м (для порівняння - в роботі [1] відповідно 1,4 см і 0,12 м). Такі похибки цілком допус-
тіми при зображенні рельєфу на топоплане.
На закінчення відзначимо, що умови відкритій місцевості дозволили виконати зйомку з однієї станції
(Полюса). У даних умовах розбивка і нівелювання сітки квадратів полярним способом за витратами вре-
мени виявилися економічніше традиційного способу на 35%.
Отримані результати підтверджують можливість ефективного застосування полярного способу при
складанні проектів вертикального планування і визначенні обсягів земляних робіт.
1 Соустін, В.Н. Нівелювання сітки квадратів без закріплення вершин / В.Н. Соустін // Геодезія та
Розглянемо методику камеральної обробки матеріалів нівелювання площі поверхні по квадратах. Розмір площі 20х20 м, що складається з дев'яти квадратів. Сторона квадратів 10х10 м. Нівелювання цієї площі виконано з одного станцій методом геометричного нівелювання
Нівелювання площі поверхні способом квадратів
Нівелір встановлюють в будь-яку точку, розташовану всередині майданчики. За точку знімального обґрунтування приймається точка з відомою абсолютною відміткою. Нівелювання на току знімального обгрунтування і вершини квадратів здійснюється з однієї станції, методом геометричного нівелювання (відліки знімаються тільки по чорній стороні рейки). Відлік, вироблені по рейці записуються на схемі мережі квадратів. За отриманими результатами обчислюють обрій інструмента по формулі:
Де Н16 - абсолютна позначка точки 16; b16 - відлік по рейці в точці 16
Потім через обрій інструмента обчислюються абсолютні позначки точок вершин квадратів:
Де Hi абсолютна відмітка вершини квадрата; Сi - відлік по рейці для відповідної вершини
Отримані позначки записуються на схемі мережі квадратів до відповідним вершинам
Побудова сітки квадратів виконують за допомогою теодоліта і стрічки. Для цієї мети по межі ділянки будують прямокутник, на сторонах якого закріплюють вершини квадрата через задані інтервали
Основний квадрат розбивають на заповнюють зі сторонами 10 м. Вершини основного квадрата закріплюють кілочками зі сторожками, а заповнюють - кілочками без сторожка
Камеральна обробка матеріалів нівелювання площі поверхні
За даними нівелювання площі поверхні способом квадратів становлять план майданчики в горизонталях в масштабі 1: 500 з перерізом рельєфу через 0,25 м.
Послідовність виконання полягає в наступному
1. На аркуші креслярського паперу формату 22 в масштабі 1: 500 викреслюють сітку квадратів зі сторонами 20 м, підписують номери горизонтальних і вертикальних ліній і виписують відліки по чорній стороні рейки
2. У масштабі 1: 500 складають план, підписують обчислені позначки у вершин квадратів і будують горизонталі поверхні землі з перерізом через 0,25 м за допомогою палетки або міліметрівки. Кожну четверту горизонталь утолщают (0,2 мм) і підписують в розриві; підстави цифр мають бути спрямовані в бік зниження рельєфу
Проектування горизонтальної і похилої майданчиків (вертикальне планування)
Під вертикальним плануванням мається на увазі перетворення природного рельєфу при будівництві в горизонтальну або похилу майданчики шляхом виконання земляних робіт за спеціальним проектом вертикального планування.
1. Для проектування горизонтальній майданчики обчислюють середню оцінку всього ділянки по відомим оцінкам вершин квадратів за формулою
де N - число квадратів; H1, H2, H4 - позначки вершин квадратів, які стосуються одного, двох і чотирьох квадратах. Результати заносять в таблицю.
Середню оцінку М 0 обчислюють з точністю до 0,01 м. Робітники позначки всіх вершин квадратів одержують як різниці позначок поверхні землі в вершинах квадратів і позначки Н 0.
h раб = Н n - H 0.
Негативна робоча позначка вказує на насип грунту в даній точці, а позитивна - на виїмку. Робочі позначки підписуються червоною тушшю під відмітками поверхні землі і за допомогою їх будують лінію нульових робочих відміток, звану лінією нульових робіт. Точки нульових робочих відміток можна визначити графоаналітичним або графічним способами.
P Графоаналитический спосіб полягає в обчисленні відстаней х до точок нульових робочих відміток (нульових робіт), а потім в графічному визначенні на плані по х положення шуканої точки на стороні квадрата або його діагоналі. Відстань до точок нульових робіт визначають за відомою формулою:
де d - сторона квадрата (тут d = 10 м); h л, h п - робочі позначки вершин квадрата, розташовані зліва і праворуч від точки нульових робіт. Величини х і d-x, обчислені за формулами, повинні складати в сумі величину d.
P Графічний спосіб полягає у визначенні положення точки нульових робіт шляхом графічних побудов. Отримавши таким чином ряд нульових робіт, з'єднують їх плавної пунктирною лінією червоного кольору, яка буде лінією нульових робіт. Вона розділяє майданчик на ділянки виїмки і насипу. Ділянка насипу показують штрихуванням
Наприклад, відкладаючи в заданому напрямі від вершин квадрата в протилежні напрямки робочу оцінку виїмки (0,06) і робочу оцінку насипу (-0,09) в масштабі і з'єднавши отримані точки, знайдемо шукану точку С або m, які є точками нульових робіт ( Мал.)
Після обчислення робочих відміток і побудови лінії нульових робіт підраховують обсяги земляних робіт
2. Для проектування похилій майданчики приймають ухил I = 0,05 c півночі на південь. Проектну оцінку початковій лінії приймають рівної М 0. Цю лінію розташовують посередині майданчика
Знаючи проектну оцінку початковій лінії Н 0 і заданий ухил I проектованої похилій майданчики, обчислюють проектні позначки Н до вершин всіх квадратів за формулою
Де а - горизонтальна відстань між початковою і яка визначається точками.
З огляду на напрямку ухилу I, знак «+» ставиться до точок, які лежать вище початкової. А знак «-« - до точок, які лежать нижче її
Потім обчислюють робочі позначки вершин всіх квадратів як різницю між оцінками землі H n в вершинах квадратів і обчисленими проектними відмітками Н до
H раб = H n - Н до
Всі матеріали в розділі "Геологія"