Проект планово-высотной геодезической основы для строительства промышленного комплекса

Федеральное агентство по образованию Геологический колледж СГУ им. Н.Г. Чернышевского

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Дисциплина: Прикладная геодезия

Тема: «Проект планово-высотной геодезической основы для строительства промышленного комплекса»

Выполнил: студент гр. 3681

Ярова Ю.Т.

Проверил: Великанов Г. В.

Саратов 2013

1. Введение

2. Физико-географические условия работ

3. Геодезическая часть

4. Камеральная часть

5. Специальная часть

6. Сводка запроектированных работ

7. Перечень необходимого количества геодезических инструментов

8. Графическая часть Список литературы

1. Введение

Геодезическое обслуживание на площадке строительных работ состоит из:

1. создание геодезического обоснования на строительной площадке в виде триангуляции, полигонометрии, строительно-координатной сетки и нивелирования IV класса;

2. перенесение на местность проектов отдельных точек, осей зданий и сооружений;

3. геодезический контроль за возведением зданий и сооружений;

4. производство исполнительных съемок в плане и по высоте.

Основной задачей при проектировании промышленных зданий и жилом строительстве является выбор в данном районе строительства площадки.

Площадка должна удовлетворять условиям эксплуатации при минимальных затратах на подготовительные работы.

Выбор начинают в камеральных условиях с изучением топографических карт, планов, полевого обследования и проведения предварительных изысканий.

Намеченную площадку снимают в масштабе 1:500 — 1:10 000 и на этот план наносят контуры зданий и сооружений.

2. Физико-географические условия

Административное положение.

Областной центр — село Михалино. Расположено к северо-западу от поселка Добрынино.

Рельеф.

Рельеф участка холмистый, в некоторых местах имеются овраги, балки и промоины. Геология рельефа находится в противоречии с эрозионными формами в частности с широкими ассиметричными долинами. Быстрой выработке ассиметричного рельефа способствует неглубокий врез долин в рыхлый срез пород.

Абсолютные отметки на данном участке колеблются от 110 м до 212 м.

Форма скатов холмов выпуклая.

Климат.

В формировании климата основную роль играет частая повторимость воздуха в умеренных широтах, проникающих со стороны Атлантического океана. Лето относительно теплое со средней температурой +20?+30?, зима — мягкая со средней температурой -13?-17? с частыми оттепелями, в следствии чего снежный покров маломощный, при годовых суммарных осадках 600−700 мм.

Геология.

Территория сложена рыхлыми песчано-глинистыми мезокайнозойскими осадками. Геология рельефа находится в противоречии с эрозионными формами.

На территории имеются месторождения строительных материалов и каменного угля.

Почва, растительный и животный мир.

Почва представлена обыкновенным черноземом с относительно высоким залеганием коренного горизонта.

В растительном покрове преобладает степная растительность. На юге территории имеются отдельные массивы широколиственных, хвойных и смешанных лесов. В среднем леса составляют около 20−25% территории. К северу резко снижаются.

В состав животного мира в основном входят степные виды: суслик, хорек, тушканчик, ондатры. Помимо степных встречаются лесные виды: лисы, лоси, кабаны.

Гидрография.

Основной водной артерией на данной территории является река Соть, расположена в северо-восточной части с крутыми берегами.

В южной части с востока на запад, а дальше на юг протекает река Голубая, с обрывистыми берегами до 2 метров.

Овраги и балки на склонах рек хорошо дренируют местность.

Реки имеют снеговое и дождевое питание и не судоходны.

Топографо-геодезическая изученность района.

На данном районе имеются карты масштаба 1:10 000, 1:25 000, 1:50 000, и материалы аэросъемки, а также имеются два пункта триангуляции 1 разряда: 1. Михалинская в северной части и 2. Мельница в южной части.

3. Геодезическая часть

Триангуляция 2 разряда.

Проектирование триангуляции 2 разряда производят на топографической карте масштаба 1:10 000. Перед выносом ее в натуру необходимо подсчитать среднюю квадратическую ошибку и относительную ошибку слабой стороны триангуляции. Слабая сторона находится в середине триангуляционной сети. Для вычисления средней квадратической ошибки триангуляции на карте надо измерить связующие углы с точностью до градусов.

Оценка точности слабой стороны.

По часовой стрелке.

?=18

m_в=10?

m_lgan=v?m_в²•?R=v?•100•18=v3600/3=v1200=34.6 мм Против часовой стрелки.

?=22

m?_lgan=v?m_в²•?R=v?•100•22=v4400/3=v1470=38.3 мм Подсчитать общее значение:

m_lgan= m_lgan• m?_lgan/v m_lgan+ m?_lgan=34,6•38,3/v34,6²+38,3²=1325,2/51,5=25,7 мм

M= m_lgan/434 294?1/5000

25,7/434 294=1/17 000?1/5000

Описание триангуляции 2 разряда.

Триангуляция 2 разряда развивается с целью сгущения геодезических сетей до плотности, обеспечивающей развитие съемочного обоснования крупномасштабных съемок.

Исходными пунктами для развития триангуляции 2 разряда служат пункты государственной геодезической сети и пункты триангуляции и полигонометрии 1 разряда.

В зависимости от расположения и густоты исходных пунктов на объекте съемки триангуляция 2 разряда развивается в виде сетей, отдельных пунктов или групп пунктов между пунктами сетей 2 — 4 классов, а также 1 разряда. В данном случае в виде геодезического четырехугольника.

Триангуляция 2 разряда должна удовлетворять основным требованиям, изложенным в табл.1

Табл.1

Углы в триангуляции 2 разряда измеряют круговыми приемами теодолитами Т5 числом приемов и с соблюдением допусков:

Число приемов — 3.

Расхождение между результатами наблюдений на начальное направление в начале и конце полуприема — 0,2'

Колебание значений направлений, приведенных к общему нулю, в отдельных приемах — 0,2'.

Теодолит, установленный на штативе, центрируется над центром пункта триангуляции с точностью не ниже 2 мм.

Элементы приведения на пункте определяются графическим способом дважды (до начала наблюдений и после) согласно указаниям, но т.к. нет отсутствия видимости, отсюда следует, что элементы приведения не нужны.

Полигонометрия 2 разряда.

Запроектированный полигонометрический ход имеет вытянутую форму, так как разность дирекционных углов сторон и замыкающей линии не превышает 20?, а также самый удаленный пункт полигонометрического хода от замыкающей хода не превышает №/₁₀ длины замыкающей линии.

¹²/₁₄₅₃<�№/₁₀ отсюда следует ¹/₁₂₁<�№/₁₀

Оценка точности слабой стороны.

m_t=(15+3Д•10^-6),

где Д=200 000 мм;

m_t=15,6 мм М²=m_t²+^mв2/_с2[S]2(n+3)/12=15,6²+100/4•10⁸•1453²•¹²/₁₃=243,36+5278=5521мм М=v5521=74,3 мм

^2 М/_[S]?¹/₅₀₀₀ отсюда следует ^148,6/_{14 530 000}=¹/_10 000?¹/₅₀₀₀

Описание полигонометрии 2 разряда.

Полигонометрические сети 2 разряда создаются в виде отдельных ходов или различных систем ходов.

Отдельный ход полигонометрии должен опираться на 2 исходных пункта.

При построении полигонометрической сети 2 разряда должны соблюдаться требования:

При проложении полигонометрического хода 2 разряда больше указанной выше протяженности необходимо определять дирекционные углы сторон хода с точностью 5 — 7″ не реже чем через 15 сторон и не реже чем через 3 км.

На все закрепленные точки полигонометрических ходов должны быть переданы отметки нивелированием IV класса или техническим нивелированием.

Измерение углов на пунктах полигонометрии производится способом измерения отдельного угла по трехштативной системе оптическим теодолитом Т5 с точностью центрирования 1 мм.

При измерениях способом отдельного угла алидаду вращают только по ходу часовой стрелки или только против хода часовой стрелки.

Число приемов, в зависимости от разряда полигонометрии и типа применяемого прибора разное.

Для теодолита Т5 и 2 разряда полигонометрии, число приемов — 2.

Результаты измерений отдельных углов или направлений на пунктах полигонометрии должны находиться в пределах допусков:

Теодолит и визирные цели должны устанавливаться над центрами с точностью 1 мм с помощью оптического центрира.

Линии в полигонометрии 2 разряда измеряются светодальномером СТ5 «Блеск», который предназначен для измерения длин линий от 0,2 до 5000 метров с ошибкой ±1 см.

Подготовка к измерениям линий заключается в установке светодальномера на штатив, его центрировке над точкой с помощью отвеса и приведении в горизонтальное положение при помощи цилиндрического уровня.

На другом конце измерения линий устанавливается отражатель, центрируется с помощью отвеса и приводится в горизонтальное положение при помощи уровней.

При измерениях линий светодальномером один раз за время измерений на одном конце определяется температура воздуха термометром-пращом с точностью 1? С и давления барометром с точностью 666,610 Па (5 мм рт. с).

Нивелирование IV класса.

Нивелирование IV класса выполняют нивелиром Н 05.

При нивелировании IV класса применяют трехметровые шашечные рейки.

Перед началом полевых работ нивелиры исследуют и поверяют.

При нивелировании IV класса отсчеты по черным и красным сторонам реек делают по среднему штриху, а для определения расстояний от нивелира до реек используют отсчеты по верхнему дальномерному и среднему штрихам по черным сторонам реек.

Порядок наблюдений на станции следующий:

— отсчеты по черной стороне задней рейки;

— отсчеты по черной стороне передней рейки;

— отсчет по красной стороне передней рейки;

— отсчет по красной стороне задней рейки.

Нормальная длина луча визирования-100 м. Неравенство расстояний от нивелира до реек на станции допускают до 5 м, а их накопление по секции — до 10 м.

Высота луча визирования над подстилающей поверхностью должна быть не менее 0,2 м.

Наблюдения на станции выполняют в такой последовательности.

— Устанавливают нивелир в рабочее положение с помощью установочного или цилиндрического уровня.

— Наводят трубу на черную сторону задней рейки, приводят пузырек уровня подъемным или элевационным винтом точно на середину и делают отсчеты по дальномерным и среднему штрихам сетки зрительной трубы.

— Наводят трубу на черную сторону передней рейки и выполняют действия, указанные при наблюдении задней рейки.

— Наводят трубу на красную сторону передней рейки и делают отсчет по среднему штриху сетки.

— Наводят трубу на красную сторону задней рейки и делают отсчет по среднему штриху сетки.

Результаты наблюдений на станциях записывают в журнал.

По окончании нивелирования по линии между исходными реперами подсчитывают невязку, которая не должна превышать ±20 ммvL.

4. Камеральная часть

Уравнивание геодезического четырехугольника.

В геодезическом четырехугольнике возникают четыре условия: три условия фигур и одно полюсное.

Запишем условия фигур:

1+2+3+4+5+6+7+8−360?=0;

(1+2)-(5+6)=0;

(3+4)-(7+8)=0.

Исходя из этого, находим свободные члены условных уравнения (невязки):

f=1+2+3+4+5+6+7+8−360?;

f₁=(1+2)-(5+6);

f₂=(3+4)-(7+8).

Геодезический четырехугольник можно рассматривать как центральную систему с фиктивным полюсом О в пересечении диагоналей. Углы 1 и 2 будут связующими, поэтому к ним применяется полюсное условие:

f_s=? lgsin неч.-? lgsin чет.

Поправки за условие фигур четырехугольника равны х=-f/8. Группа четырех углов 1,2 и5,6 получит общую поправку (-f/8)4=-f/2. Невязка f₁ изменится и составит (-f/2+f₁). Невязка f₂ группы углов 3,4 и 7,8 тоже изменится и составит (f/2+f₂). При распределении этих невязок на все углы поровну нужно учесть, что при вычислении невязок f₁ и f₂ углы 5,6 и 7,8 берут со знаком минус, поэтому поправки в углы, зависящие от невязок f₁ и f₂, должны иметь знаки, одинаковые со знаками этих невязок. Таким образом получим суммарные поправки за все три условия фигур (первичные поправки)

1=2=-f/8-f₁/4; 5=6=-f/8+f₁/4;

3=4=-f/8-f₂/4; 7=8=-f/8+f₂/4.

Вычисления поправок контролируется: сумма их в четырехугольнике должна быть равна невязке с обратным знаком.

По углам, исправленным первичными поправками, вычисляют невязку за условие полюса и вторичные поправки по формулам:

1=3=5=7=-f_s/?(днеч+дчет);

2=4=6=8=f_s/?(днеч+дчет).

Первичные и вторичные поправки для соответствующих углов в сумме дают полные поправки этих углов, введя в измеренные значения полные поправки, получают уравненные углы.

Уравнивание полигонометрического хода.

Сети сгущения, построенные в виде полигонометрических ходов, уравнивают упрощенным способом, который сводится к решению трех условных уравнений, возникающих при увязке углов, абсцисс и ординат точек хода. Выполняют следующие действия:

Вычисление невязки, которое выполняется по формуле:

f_в=Ув_пр— Ув_теор

Ув_пр=в₁+ в₂+…+ в₈; Ув_теор=б_кон— б_нач+180є (n+1),

где (n+1) — число измеренных углов.

f_впред=2m_вvn+1

f_в? f_впред.

Вычисление дирекционных углов.

б_i+1=б_нач+ в_{лев (изм)} ±180є

в_{лев (изм)} — угол не исправленный за невязку f_в,при этом вычисленный дирекционный угол б конечной стороны будет отличаться от конечного исходного дирекционного угла на величину f_в.

Вычисление невязки в приращении координат:

X=S*cos

Y=S*sin

f_x=X_выч-Y_теор

X_выч=X_практ

Y_теор=X_кон-X_нач

f_y=Y_выч-(Y_кон-Y_нач)

Вычислить рабочие координаты пунктов, которые проконтролировать равенствами

X_{кон выч}— X_{кон исход}= f ' _X

Y_{кон выч}— Y_{кон исход}= f `_y

Определить число условий, возникающих в полигонометрическом ходе по формуле

r=n^'-k

n'-число всех измерений в сети

k-число неизвестных По числу условий составляем три условных уравнения:

[V]f

[V]*cos ]-[1/V (y_n+1-y_i)]+ f ' _X=0

[V]*sin ]+[1/V (x_n+1-x_i)]+ f `_y=0

Далее отыскивают поправки к углам х_в и поправки к сторонам х_Si.

Пользуясь уравненными значениями углов и длин сторон, находят приращения координат, а затем и уравненные координаты пунктов сети.

Уравнивание нивелирования IV класса.

Обработку результатов нивелирования начинают с вычисления средних превышений, полученных по черным и красным сторонам реек. При этом учитывают неравенство нулей красных сторон реек.

Затем постранично проверяют журнал, для этого:

1.суммируют отсчеты по задней и передней рейках и превышения (с учетом их знаков); полученные суммы записывают под соответствующими графами журнала;

2.из суммы всех задних отсчетов вычитывают сумму всех передних отсчетов; полученная разность должна быть в два раза больше алгебраической суммы всех превышений.

Превышения конечной точки хода над начальной вычисляют алгебраическим суммированием всех превышений хода.

Алгебраическая сумма всех средних превышений для замкнутых ходов не должна быть больше 20vL. Если полученные невязки в нивелирном ходе окажутся допустимыми, то приступают к вычислению отметок всех заложенных в результате нивелирования реперов и других промежуточных точек хода, выполняя эту работу в ведомости. Если полученная невязка допустима, то приступают к ее распределению, распределяют невязку с обратным знаком между превышениями. Для этого определяют поправку, приходящуюся на 1 км. Умножая эту величину на число км в звеньях получают поправки к превышениям для каждого звена. Наконец, с точностью до 1 мм вычисляют окончательное значение отметок всех реперов хода.

5.Специальная часть

Строительная координатная сетка.

Разбивку строительной сетки на местности производят от существующих на местности геодезических пунктов триангуляции, полигонометрии.

Первоначально строительную координатную сетку проектируют по ген. Плану, учитывая следующие требования:

1.параллельность осей сетки к главным плановым осям застройки

2.обеспечение достаточной густоты сетки

3.распределение пунктов должно быть таким, чтобы обеспечивалась максимальная сохранность при вертикальной планировке

4.определение координат пунктов сетки не должно превышать 10 см.

Для того чтобы соблюсти все эти условия координатную сетку вначале рисуют на восковке, затем наклеивают ее на ген. план, перемещают восковку по ген. плану до такого положения, при котором соблюдались вышеперечисленные условия, т. е. вершины сетки не попадали в места земляных работ. В некоторых случаях можно заменять квадраты сетки на прямоугольники, изменяя стороны сетки кратные 10 м.

Для того чтобы построить сетку на местности создают геодезическую основу.

Координаты вершин определяются методом полигонометрии.

Существуют два способа построения координатой сетки: способ редуцирования и способ осей.

Рассмотрим в данном случае способ редуцирования, в котором вершины квадратов сетки выносят приближенно проложениям теодолитного хода, закрепляют точки временными знаками. Определяют координаты вершин квадратов с необходимой точностью путем проложения полигонометрического хода по ним. Полученные координаты сравнивают с проектными и определяют элементы редукции линейной и угловой путем решения обратной геодезической задачи. По ним выносим пункты в их окончательное положение с помощью теодолита — угол, рулетки — расстояние.

Техника безопасности.

Топографо-геодезические работы: съемка и аэрофотосъемка местности, рубка просек и визирок, заготовка кольев и столбов, наблюдения на пунктах триангуляции, постройка геодезических знаков, закладка реперов — следует выполнять с соблюдением требования правил по технике безопасности на топографо-геодезических работах, пожарной безопасности.

Лица с физическими недостатками, препятствующими выполнению поручаемых работ, на изыскания не допускаются. Предварительные при поступлении на работу и периодические медосмотры работники проходят в соответствии с приказом Минздравмедпрома № 83 от 16.08.04 года.

При исполнении работ группой работников руководитель изыскательского подразделения назначает старшего по группе, на которого распоряжением по подразделению возлагается ответственность за безопасное производство работ и технику безопасности.

На полевых работах должен соблюдаться установленный распорядок рабочего дня, предусматривающий перерывы для отдыха и приема пищи, а зимой для обогрева.

Перед началом работы работники партий должны привести в порядок рабочую одежду: застегнуть обшлага рукавов, заправить одежду так, чтобы не было развевающихся концов, убрать волосы под плотно облегающий головной убор. Не разрешается работать в легкой обуви (тапочках, сандалиях, босоножках).

Внимательно осмотреть рабочее место и привести его в порядок.

Работник, получающий инструмент со склада или от руководителя изыскательского подразделения, обязан осмотреть его и убедиться в исправности. Ручной инструмент: вешки, рейки, треноги, ломы, лопаты и др., используемый на топографо-геодезических работах должен удовлетворять требованиям, изложенным в инструкции по охране труда при производстве изыскательских работ. Необходимо соблюдать осторожность при обращении со стальной рулеткой или мерной лентой при их сматывании и разматывании.

Приборы: теодолиты, нивелиры, светодальномеры, применяемые при выполнении топографо-геодезических работ — должны отвечать требованиям безопасности, устанавливаемым техническим условиям завода-изготовителя.

Следует выполнять только ту работу, которая поручена администрацией.

Установку геодезических знаков на уличных проездах необходимо согласовывать с местными органами власти. Забивка металлических трубок и штырей в грунт, асфальт при съемочных работах допускается без согласования при условии забивки их на глубину не более 0,3 м от поверхности земли.

Требования безопасности в аварийных ситуациях.

Запрещается производство всех видов полевых работ, а также переход и передвижение изыскательских групп в непогоду (туман, грозу, ливень, ураган, буран и т. п.) и темное время суток.

При приближении грозы необходимо прекращать все виды работ.

Во время грозы запрещается:

— прятаться под деревьями и прислоняться к их стволам;

— находиться ближе 10 м от молниеотводов или высоких одиночных предметов (столбов, деревьев и др.);

— оставаться на деревьях, мачтах, триангуляционных и наблюдательных вышках, а также у контактной сети высоковольтных линий;

— стоять на возвышенных местах или на открытых ровных участках.

О каждом несчастном случае пострадавший или очевидец должен сообщить руководителю изыскательской партии, после оказания доврачебной помощи, при необходимости, доставить пострадавшего в медицинское учреждение. По возможности сохранить обстановку на месте происшествия.

6. Сводка запроектированных работ

В соответствии с целью курсового проекта я освоила методы проектирования плановой высотной геодезической основы для строительства промышленного комплекса.

В курсовом проекте запроектирована сеть триангуляции 2 разряда, полигонометрии 2 разряда и нивелирования IV класса. Выполнена оценка точности проектов сетей, запроектирована сеть триангуляции в виде геодезического четырехугольника. В курсовом проекте детально рассмотрены государственные геодезические сети, сети сгущения и методы их проектирования. На выбранном участке работ запроектированы сети сгущения методом триангуляции и полигонометрии. Сети запроектированы согласно требованиям и соответствуют правилам построения.

В запроектированной инженерно-геодезической сети триангуляции 2 разряда и полигонометрии 2 разряда относительные ошибки слабой стороны удовлетворяют инструкции. Также в данном проекте при проектировании сети триангуляции были построены профили между точками в местах, где могла отсутствовать видимость между пунктами. При проектировании сети сгущения методом триангуляции видимость всегда присутствовала, в следствии чего в вычислении высоты сигнала не было необходимости.

7. Перечень необходимого количества инструментов

1. Теодолит Т5 со штативом Средняя квадратическая ошибка одного приема -5″, Теодолит не повторительный.

2. Светодальномер СТД-5 «блеск», отражатели 2 штуки, 18-ти призменные.

3. Нивелир Н 05

Средняя квадратическая ошибка на 1 км равна 0,5 мм. Увеличение трубы 42х цена деления оптического микроскопа 0,5 мм. Цена деления оптического барабана 110 .

4. Инварные рейки (2 штуки)

5. Мерная лента Л3 20 — длина ленты 20 метров, цена деления 1 см.

Список литературы

1. Инструкция по топографической съемке в м. 1: 5000, 1: 2000, 1: 1000, 1: 500. ГКИНГ-02−033−82. Издательство официальное. Москва «Недра», 1985 г.

2. Инструкция по нивелированию I, II, III, IV кл. Москва «Недра» 1974 г.

3. В. В. Данилов Геодезия издание второе. Издательство «Недра» Москва, 1976 г.

4. Маслов А. В. Геодезия. Москва «Недра», 1986 г.