2020-08-05
2932
Задание 3
Геодезические работы при вертикальной планировке участка местности
Целью практической работы является приобретение у студентов навыков расчетов при проектировании вертикальной планировки горизонтальной и наклонной площадок с соблюдением баланса земляных работ, составлению планов проектных горизонталей.
Вертикальная планировка – это инженерное сооружение по искусственному изменению, преобразованию и улучшению существующего рельефа местности срезкой или подсыпкой грунта для использования его в градостроительных целях. Основная цель вертикальной планировки заключается в создании спланированных поверхностей, удовлетворяющих требованиям застройки и инженерного благоустройства территории. Эффективная вертикальная планировка даёт возможность свести объёмы земляных работ до необходимого минимума, сбалансировать земляные массы для выемок и насыпей так, чтобы увозить или, наоборот, привозить грунт не возникло необходимости, а также разработать самые короткие пути перемещения грунта по изменяемой территории между выемками и насыпями. В проекте вертикальной планировки, таким образом, основными документами являются, во-первых, план организации рельефа, а во-вторых, картограммы земляных работ.
|
|
|
Проект вертикальной планировки является составной частью генерального плана строительства. Его составляют с целью преобразования естественных форм рельефа и создания необходимых условий для эксплуатации существующих и проектируемых сооружений
Топографической основой для разработки проекта вертикальной планировки являются топографические планы и цифровые модели местности (ЦММ) различных масштабов. В зависимости от категории рельефа, характера проектируемого объекта и стадии проектирования масштабы топографических съемок принимают в пределах 1:5000—1:200 с высотой сечения горизонталей 1—0,25 м.
Топографические планы и ЦММ обычно получают в результате выполнения комплекса наземных полевых геодезических работ, включающего выполнение различного вида топографических съемок: тахеометрических, нивелирования по квадратам, комбинированных и т. д. Особое место в комплексе геодезических работ для обоснования проектов вертикальной планировки занимает топографическая съемка методом нивелирования по квадратам, обеспечивающая необходимую точность получаемой информации и быстроту подготовки регулярной ЦММ в узлах правильных прямоугольных сеток.
Обязательными элементами проекта вертикальной планировки являются вычисление объемов земляных работ и составление схемы перемещения грунта.
|
|
|
Существуют следующие способы вертикальной планировки: Способ квадратов, способ продольных профилей и способ проектных горизонталей.
Способ квадратов чаще всего применяют в строительстве при вертикальной планировке площадки, способ продольных профилей при проектировании линейных сооружений, способ проектных горизонталей на сложных участках местности, например, при проектировании перекрестков дорог со сложным рельефом.
В данном задании используем способ вертикальной планировки по квадратам.
Основой для проектирования вертикальной планировки является топографический план масштабов 1:5000, на котором необходимо запроектировать горизонтальную и наклонную площадки под строительство сооружения при условиях минимума земляных работ и соблюдения баланса земляных масс (равенства объемов выемки и насыпи).
Проектирование горизонтальной площадки с соблюдением баланса земляных масс
При выполнении задания необходимо:
Нанести сетку на топографическом плане из 10-12 квадратов со стороной 50 м на участке, указанным преподавателем.
Определить высоты всех вершин квадратов и показать вычисления определения высот.
При вертикальной планировке горизонтальной площадки:
Составить схему квадратов в масштабе 1:1000 и подписать на ней абсолютные и условные высоты всех вершин квадратов.
Вычислить проектную высоту горизонтальной площадки.
Составить схему квадратов в масштабе 1:1000 и подписать рабочие отметки всех вершин квадратов. На данной схеме построить план земляных масс.
Заполнить ведомость вычисления объемов земляных работ и рассчитать полученный баланс земляных масс.
Построить план земельных масс горизонтальной площадки.
Практическая работа должна быть выполнена на листах формата А4 на бумажном носителе.
На листе бумаги формата А-4 строим сетку квадратов в масштабе 1:1000 и выписываем отметки всех вершин квадратов с округлением до 0,01 м. Высоты всех вершин квадратов определяем интерполированием между горизонталями.
Рис.1.1 Определение высот вершин квадратов
Для определения абсолютной высоты вершины (С) квадрата, расположенной между горизонталями А и В (рис.2.1) воспользуемся формулами:
, (1.1),
где 
; 
. (1.2)
Если вершина квадрата расположена выше горизонтали А, то для определения ее высоты превышение прибавляем к отметке горизонтали.
При вертикальной планировке горизонтальной площадки для упрощения расчетов проектной высоты переходят от фактических высот вершин квадратов к условным.
Для этого выбирают вершину с минимальной абсолютной высотой и принимают её за условный ноль (H0). Условные высоты остальных вершин вычисляют по формуле:
min (1.3)
По условным высотам рассчитывают проектную высоту горизонтальной площадки по формуле
= 
+ 
(1.4)
где: ∑ 
– сумма условных высот вершин, принадлежащих одному квадрату;
∑ 
– сумма условных высот вершин, принадлежащих двум смежным квадратам;
∑ 
– сумма условных высот вершин, принадлежащих трем смежным квадратам;
∑ 
– сумма условных высот вершин, принадлежащих четырем смежным квадратам;
n– общее количество квадратов.
Рассмотрим на примере проектирование горизонтальной площадки с соблюдением баланса земляных масс. Абсолютные (фактические) и условные высоты выписывают на сетку квадратов.(рис.2.2)
Hmin = HД3 =156,82 м, условные высоты всех вершин высчитываем по формуле 1.3
Рис.1.2 Фактические и условные высоты вершин квадратов
Рабочие отметки вершин квадратов, определяющие выемку или насыпь, вычисляем по формуле:
и выписываем на схему квадратов (рис,2.3).
Точки нулевых работ, в которых фактическая высота совпадает с проектной высотой горизонтальной площадки располагаются на сторонах квадратов, вершины которых имеют рабочие отметки с противоположными знаками.
|
|
|
Расстояния х и у от точек нулевых работ до вершин квадрата вычисляют по формулам:
x = 
(1.6)
Рис.1.3 План земляных масс горизонтальной площадки
Вычисленные расстояния откладываем от соответствующих вершин квадратов с учетом масштаба.
Соединив точки нулевых работ, мы получим границу между выемкой и насыпью, которая делит участок на территорию, где будет грунт срезан (выемка), и территорию, на которую отсыпят срезанный грунт (насыпь).
Объем земляных работ подсчитываем раздельно для выемки и насыпи (табл.1).
Для этого в основе земляных призм оставляем простые геометрические фигуры: треугольники, трапеции и квадраты.
Их площади равны:
= 
а·h; 
. (1.7)
где: а – основание треугольника или сторона квадрата;
c, d - основания трапеции;
h – высота треугольника или трапеции.
Контроль: ∑ 
Высоты земляных призм, которая равна средней рабочей отметке фигуры, вычисляем по формуле:
(1.8)
где: 
– рабочие отметки вершин фигуры; n – число вершин.
Объем земляных работ определяем по формуле:
V = 
. (1.9)
Контролем является ошибка вычисления объемов земляных масс в процентном отношении к общему объему:
(1.10) ·
Объемы земляных призм выписываем на сетку квадратов (рис.1.3) и выделяем насыпь штриховкой.
В нашем примере ΔV не превышает 3%, что отвечает требованиям к соблюдению баланса земляных масс.
Таблица1
Ведомость вычисления объемов земляных работ
горизонтальной площадки
| №№ фиг. | Si (м2) | hсрр (м) | Объемы земляных работ (м3) Объем выемки(-) Объем насыпи(+) | |
| 1 | 2500 | -0,78 | 1950 | |
| 2 | 2500 | -0,48 | 1093,75 | |
| 3 | 1107,5 | -0,14 | 157,82 | |
| 4 | 1392,5 | 0,2 | 275,02 | |
| 5 | 2500 | 0,78 | 1943,75 | |
| 6 | 2500 | -0,48 | 1106,25 | |
| 7 | 2500 | -0,4 | 893,75 | |
| 8 | 1174,25 | -0,15 | 173,2 | |
| 9 | 1325,75 | 0,17 | 225,38 | |
| 10 | 2500 | 0,85 | 2118,75 | |
| 11 | 605,96 | 0,10 | 62,61 | |
| 12 | 1640 | -0,07 | 118,08 | |
| 13 | 254,04 | -0,04 | 11,01 | |
| 14 | 2500 | -0,36 | 912,5 | |
| 15 | 847,76 | 0,17 | 144,12 | |
| 16 | 132,99 | -0,03 | 3,55 | |
| 17 | 1519,25 | -0,14 | 208,9 | |
| 18 | 27,12 | -0,03 | 0,72 | |
| 19 | 172,88 | 0,17 | 29,39 | |
| 20 | 2300 | 0,68 | 1569,75 | |
| ΣS=30000 | Vв= 6629,53 | Vн = 6368,77 | ||
|
|
|
, что отвечает требованиям к вертикальной планировке с соблюдением баланса земляных масс:
